太赫兹金属双光栅超厚胶光刻工艺

介绍了制备某太赫兹频率真空辐射光栅的超厚胶光刻工艺,针对工艺中的难点(大厚度和高深宽比)展开了深入分析。实验分析了基片处理、涂胶、前烘、曝光、后烘、显影等工艺过程对光刻的影响,通过优化工艺参数,解决了胶膜脱落、开裂,不同胶层间的结合,光栅沟槽间的光刻胶残留等问题,成功制备了厚度为700μm、深宽比为14的侧壁陡直、表面平整的双光栅结构胶膜。     

风速对液氮冷藏车内温度的影响

采用对比实验,分析不同风速对液氮冷藏箱体内温度分布及降温速率的影响。研究结果表明:单排喷嘴间距0.5m工况下,随着风机风速增大,温度分布方差减小,降温速率降低,冷藏厢体内温度分布均匀性增强,冷藏厢体强制对流换热效果越明显。     

大小血管冻结过程中的热应力分析与裂纹观察

为了预测动脉低温保存过程中所受到的机械损伤,本文建立了一维轴对称弹性圆筒血管在低温下保存的热应力　计算模型,模拟计算了冻结过程中体积膨胀引起的热应力随时间变化及其在壁面的分布,通过计算了解降温速率和血管尺寸不同的影响。计算结果显示径向应力小于周向应力和轴向应力;降温速率越快,组织内部所受热应力越大,壁厚越厚,热应力越大;产生超过热应力极限值的降温速率比在血管壁上产生裂纹的降温速率小许多。计算分析的结果与实验观察到的裂纹情况相符。     

用干涉方法测量薄膜应力

基于基片弯曲法和牛顿环的基本原理,使用He-Ne激光器、扩束镜、凸透镜和带分光镜的移测显微镜,搭建了薄膜应力测量装置.采用直流溅射法制备了厚度为30~144 nm的银薄膜,衬底采用厚度为0.15 mm、直径为18 mm的圆形玻璃片.实验发现,薄膜厚度对银薄膜的内应力有显著的影响,在薄膜厚度很小时,随着薄膜厚度的增加,应力迅速增大,达到最大值后,随着厚度的继续增加,薄膜应力下降较快并趋于稳定值.     

射频磁控溅射法制备ZnS多晶薄膜及其性质

实验采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上沉积了ZnS多晶薄膜,研究了沉积气压、退火温度和衬底温度对ZnS薄膜质量的影响.利用X射线衍射(XRD)分析了薄膜的微结构,并计算了内应力值.通过紫外-可见光分光光度计测量了薄膜的透过谱,计算了Urbach能量和禁带宽度.利用扫描电子显微镜(SEM)观察了薄膜的表面形貌.结果表明: 衬底温度为室温时沉积的ZnS薄膜具有较大的压应力,并且内应力值随着工作气压增大而增大,在300 ℃下进行退火处理后内应力松弛,衬底温度为350 ℃时制备的ZnS薄膜内应力小,透过率高,经300 ℃退火处理后结晶质量有所提高. 关键词： ZnS薄膜 射频磁控溅射 内应力     

温度对小角度对称倾斜晶界位错运动影响的晶体相场模拟

采用晶体相场法模拟了纳米尺度下小角度对称倾斜晶界的结构和位错运动,针对弛豫过程和附加外应力过程,观察了晶界上位错运动的位置变化和体系自由能变化,分析了温度对小角度对称倾斜晶界的结构和晶界上位错运动的影响规律.研究表明,弛豫过程中体系温度越低,体系自由能下降速率越大,原子规则排列速率增加,体系自由能达到稳定状态所需的时间越短,晶界达到稳定状态时位错对排列愈发整齐,呈现直线规则排列.外应力作用下,温度越低,晶体位错对首次相遇时间越长,晶体形成单个晶粒时间越长,位错对首次相遇到晶体内位错对完全消失过程时间越长;随着温度的降低,体系自由能出现多段上升下降,位错对反应也愈加复杂,趋向于逐对抵消.     

某低温环境室试件降温特性研究

为了验证试件降温时间能否满足工艺要求,对某低温环境室试件的降温特性进行数值模拟分析,得到了不同当量厚度试件的温度变化曲线。研究结果表明:试件当量厚度对试件降温时间影响很大,按10min内室温从30℃降到-125℃的情况计算,试件当量厚度为10mm时,试件降温时间为4.8h,试件当量厚度超过50mm时,试件降温时间大于25h,无法满足试件降温时间不大于0.5h的工艺要求。当室温降温时间较短时,进一步缩短室温降温时间会使制冷系统的装机容量和投资成倍增加,但对提高试件降温速度的作用却很小。该研究结果为相关工程设计工艺参数的优化提供了重要依据。     

铜-铝扩散焊及拉伸的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了铜-铝扩散焊过程，分析了理想平面铜-铝试件(001)晶面间扩散焊的过渡层厚度，并利用径向分布、键对分析方法分析了在不同的降温速率下过渡层的结构变化.降温速率大时，过渡层保持原有无序结构，降温速率小时，过渡层从无序结构向面心立方结构转变.还对扩散焊后的铜-铝试件进行了拉伸模拟，并与尺寸大小相近的单晶铜和单晶铝的拉伸模拟结果进行比较.结果发现焊接后的强度比单晶铝和单晶铜的强度都要小，最大应变值也小.     

离子辅助沉积法制备SiO2介质薄膜的应力研究

在高功率垂直腔面发射激光器制作工艺中,生长出低应力、高质量、高稳定性的SiO₂介质层非常关键。我们使用高效率LaB₆离子源辅助,在低放电电流条件下,在GaAs衬底上沉积了SiO₂,并对退火的应力影响进行了测试。在有离子辅助沉积时,对不同生长速率、不同厚度的应力影响进行了研究,对沉积过程进行了分析。结果表明:离子辅助沉积的SiO₂薄膜的应力远小于常规工艺条件下沉积的薄膜的应力,且退火后应力变化小。     

硝酸熔盐在土壤中的泄漏迁移实验

硝酸盐作为传热蓄热介质被广泛应用于太阳能热发电系统中,但在特殊情况下硝酸盐会从系统中泄漏并造成环境污染。本文研究了高温硝酸熔盐泄漏在土壤内部的迁移情况,并探究了对熔盐在石英砂中迁移渗透的影响因素。研究发现初始泄漏温度越高,熔盐在石英砂中的冷却结块后的中心厚度越大,四周的渗透深度也越大,但直径会越小;而泄漏高度越高,熔盐在石英砂中的冷却结块厚的中心厚度越大,熔盐的水平扩散直径越小,边缘厚度也越薄。     

单晶硅薄膜面向热导率分子动力学研究

采用非平衡分子动力学方法(NEMD)研究了室温(300 K)下厚度为2～32 nm的单晶硅薄膜的沿膜平面方向的热导率,并使用Debye-Einstein模型对模拟温度进行了量子修正。模拟表明薄膜面向热导率小于相应的大体积值,并随膜厚度减小而减小,具有显著的尺寸效应。在模拟范围内膜面向热导率略大于其法向热导率;与声子气动力论的定性结果一致。晶体的表面弛豫和表面重构现象导致了MD模拟中体系总内能的升高。     

纳米SiO2材料声子热输运的格子玻尔兹曼法模拟

根据德拜物理模型,采用格子玻尔兹曼方法（LBM）对纳米二氧化硅薄膜内的声子热输运特性进行了模拟分析,得到了薄膜内的温度响应特性;在此基础上,分析了其法向有效导热系数。计算结果表明,当努森数大于0．01时,薄膜边界处出现温度跳跃,呈现出明显的微纳米尺度传热特性;当薄膜厚度小于20nm时,减小厚度可使其有效导热系数迅速降低...     

Hydrocarbon film formed on the surface of a semiconductor irradiated by an electron beam

The rate of formation of a hydrocarbon film on the surface of a sample subjected to the action of an electron beam is studied at room temperature and in cooling a sample to the liquid nitrogen temperature. The thickness and the optical radiation transmission of such films are measured as functions of the electron beam radiation time, the sample temperature, and the level of vacuum. The film thickness is measured with atomic force microscopy. The absorption of the films is determined by comparing the cathodoluminescence intensities from a pure sample surface and from the surface covered with a film. The experimental results can be used to estimate the film formation rate as a function of the sample temperature and the vacuum and to determine the optical radiation absorption at a wavelength of 300, 360, 550, and 665 nm.     

半导体制冷箱的三维有限元优化与实验研究

基于ANSYS平台,建立了半导体制冷箱温度场数值分析的三维模型,对制冷箱的内胆形状、制冷片的布置方位、个数、排列方式以及保温层的厚度进行了仿真并优化,再通过具体实验验证。结果表明:当半导体制冷箱的容积为10升时,制冷片安置在制冷箱的顶面,制冷片的数量为3片且呈三角形方式排列,箱体内胆的长宽高分别为320mm、210mm、150mm,保温层的厚度为20mm时,是一种比较理想的结构,能实现半小时内将环境温度(30℃)降到0～5℃的要求。     

基于PDMS薄膜的等离子体光栅仿真分析

为了实现对等离子体光栅共振波长的测量,研究光栅参数对应力的响应敏感程度,提出了一种新型的应力敏感型聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)薄膜等离子体光栅.基于时域有限差分(finite difference time domain,FDTD)法的原理,构造了一种结构仿真模型,即周期性等离子...     

嵌埋Ni颗粒的BaTiO_3/SrTiO_3薄膜的相变特性

采用高温X射线原位衍射和变温介电谱对SrTiO3基底上外延生长的BaTiO3(嵌埋Ni颗粒)薄膜进行了相变特性分析。从X射线衍射和介电谱的分析结果得出,BaTiO3的相变温度点转变为弥散的温度区间。在这个弥散的相变温度区间内,由于基底和薄膜之间的失配,以及嵌埋Ni颗粒的应力作用,薄膜的介电响应弥散剧烈,并偏离德拜弛豫。分析Cole-Cole图获知,BaTiO3薄膜在四方相转变为立方相的相变过程中同时存在几种极化机制,在高温状态下介电损耗随温度增大而增大。降温过程中,薄膜没有立即恢复四方相,可能是基底和Ni颗粒的共同作用影响了相变弛豫。     

单晶硅薄膜法向热导率分子动力学研究

采用非平衡分子动力学方法（NEMD）研究了平均温度为 500K、厚度为 2～32nm的单晶硅薄膜的法向热导率。模拟结果表明,薄膜热导率显著低于对应温度下的体硅单晶的实验值,并随膜厚度减小以接近线性的规律减小。用声子气动力论模型的分析结果与NEMD模拟相一致,表明纳米单晶硅薄膜中声子平均自由程显著减小。     

Molecular dynamics study of roughness and stress evolution using a Lennard–Jones potential

A three-dimensional molecular dynamics (MD) simulation is proposed to study the film growth, roughness and stress evolution during atom deposition on the (100) plane of a fcc regular crystal. We use the cubic system with an x–y periodic boundary condition. At the bottom we have an atomic surface and at the top a reflecting wall. The model uses the Lennard-Jones potential to describe the interatomic forces. The simulation results show that the film grows with the Volmer–Weber mode and exhibits specific curve shape of the stress evolution. The mean biaxial stress obtained during the simulation attains a local tension maximum at a coverage of two monolayers. The stress in the normal direction is smaller than the biaxial stress. The main contribution to the stress in the film arises from the first monolayer. The curves describing roughness possess maximum values at the same substrate coverage. The dependence of the roughness on the temperature is examined.     

Coverage Dependence of Growth Mode in Heteroepitaxy of Ni on Cu(100) Surface

A realistic kinetic Monte Carlo (KMC) simulation model with physical parameters is developed, which well reproduces the heteroepitaxial growth of multilayered Ni thin film on Cu(100) surfaces at room temperature. The effects of mass transport between interlayers and edge diffusion of atoms along the islands are included in the simulation model, and the surface roughness and the layer distribution versus total coverage are calculated. Specially, the simulation model reveals the transition of growth mode with coverage and the difference between the Ni heteroepitaxy on Cu(100) and the Ni homoepitaxy on Ni(100). Through comparison of KMC simulation with the real scanning tunneling microscopy (STM) experiments, the Ehrlich-Schwoebel (ES) barrier E_es is estimated to be 0.18±0.02 eV for Ni/Cu(100) system while 0.28 eV for Ni/Ni(100). The simulation also shows that the growth mode depends strongly on the thickness of thin film and the surface temperature, and the critical thickness of growth mode transition is dependent on the growth condition such as surface temperature and deposition flux as well.     

无沸腾喷雾冷却技术的研究进展

文中简述了无沸腾喷雾冷却技术近年来国内外的研究进展。着重介绍了关于影响无沸腾区换热各参数的实验研究,如壁面温度、介质体积通量、喷雾流量、喷雾倾角和喷雾高度等,为寻求最佳换热提供了指导。并对无沸腾区的理论研究内容进行了归纳,主要是模拟不同喷雾条件下的换热过程及特性参数(如液膜厚度)的大小和分布,并将理论值与实验数据进行比较分析;总结了影响无沸腾区换热的喷雾特性参数和外部特性。