入射能量对Au/Au(111)薄膜生长影响的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟了Au原子在Au(111)表面低能沉积的动力学过程.采用嵌入原子方法的原子间相互作用势,通过对沉积层原子结构的分析和薄膜表面粗糙度、层覆盖率的计算,研究了沉积粒子能量对薄膜质量的影响及其机制.结果表明:当入射能量Ein25 eV时,沉积层和基体表层均呈现规则的单晶面心立方(111)表面的排列,沉积原子仅注入到基体最表面两层,随着入射能量的增加,薄膜表面粗糙度降低,薄膜越趋于层状生长,入射能量的增加有利于薄膜的成核和致密化;当Ein 25 eV时,沉积层表面原子结构出现了较为明显的晶界,沉积原子注入到基体表面第三层及以下,随着入射能量的增加,薄膜表面粗糙度增加,沉积层和基体表层原子排列越不规则,载能沉积会降低基体内部的稳定性,导致基体和薄膜内部缺陷的产生,降低薄膜质量.此外,当基体内部某层沉积原子数约等于该层总原子数的一半时,沉积原子将能穿过该层进入到基体内部更深层.     

低能原子沉积在Pt(111)表面的分子动力学模拟

采用嵌入原子方法的原子间相互作用势,利用分子动力学方法模拟了六种贵金属原子(Ni,Pd,Pt,Cu,Ag,Au)分别在Pt(111)表面低能沉积的动力学过程.结果表明:随着入射能量从0.1eV升高到200eV,基体表面原子是按层迁移的,沉积过程对基体表面的影响和沉积原子在基体表层的作用均存在两个转变能量(ET1≈5eV,ET2≈70eV).当入射能量低于5eV时,基体表面几乎没有吸附原子和空位形成,沉积原子在基体表层几乎没有注入产生;当入射能量在5—70eV范围内时,沉积原子在基体表层有注入产生,其注入深度小于两个原子层,即为亚注入,此时吸附原子主要由基体表层原子形成,基体表面第三层以下没有空位形成;当入射能量高于70eV时,沉积原子的注入深度大于两个原子层,将会导致表面以下第三层形成空位,并且空位产额随入射能量的升高而急剧增加.基于分子动力学模拟的结果,对低能沉积作用下的薄膜生长以及最优沉积参数的选择进行了讨论.     

采用深度刻蚀与XPS能谱研究缓蚀膜/镀铜层/铁基体界面成分

为了探索焦磷酸盐镀铜层与铁基体结合强度差的原因,采用波谱技术,分析了纵向界面各种元素的成分变化,讨论了金属基体表面粗糙度对元素分布的影响.根据刻蚀时间可将膜层分为三部分:N,O量迅速减少的表面层,有基本固定组成的中间层和占一半厚度的出现基体元素的混合干扰层.通过对后期混合层中氧含量的分析,可得出镀铜层/铁基体界面含氧层的存在是影响电镀层与基体结合强度的主要原因的结论.     

拉伸载荷下含孔复合材料层合板的力学性能及失效机理

采用有限元软件ABAQUS,基于前人提出的失效准则,通过引入纤维损伤因子和基体损伤因子并编制用户材料子程序UMAT,建立了含孔复合材料层合板的三维渐进损伤破坏模型。利用该损伤破坏模型,研究了在轴向拉伸载荷作用下不同圆孔直径和铺层角度的复合材料层合板的纤维和基体的渐进损伤失效过程及规律。结果表明:不同铺层角度条件下,纤维和基体的损伤失效差别较大;圆孔直径和铺设角度对含孔复合材料层合板的失效破坏载荷的影响十分显著,而铺设顺序和开孔位置对失效破坏载荷的影响较小。建立的失效破坏模型能有效地分析层合板的渐进失效破坏过程,为层合板的工程应用和设计提供有益的参考。     

双涂层光纤应变传感器的理论与实验研究

对带有聚合物涂敷层和缓冲层的光纤应变传感器的力学特性进行了研究,建立了双涂层光纤与基体材料相互作用的线弹性理论模型.理论研究表明：在小半径近似条件下,双涂层光纤的力学传递特性决定于涂覆层和缓冲层的弹性模量的相对值;当缓冲层的弹性模量远大于涂覆层时,其作用可忽略.实验中,将光纤传感器埋入基体材料内部,利用白光干涉应变测量方法,对平均应变传递系数进行了实验研究.实验结果与理论仿真具有较好的一致性.     

氧化铝与Al(100)基体间界面原子结构研究

本文介绍了用MeV离子散射和沟道效应研究单晶铝表面无定型氧化层与基体之间界面原子结构的方法。报道了Al₂O₃/Al(100)界面原子结构的实验结果。实验表明,在纯氧气氛围中400℃下生成的氧化铝膜,铝和氧原子浓度比例严格为2与3之比;Al₂O₃膜和Al(100)基体之间的界面极其陡峭,氧化铝膜下Al(100)基体表面的再构层不大于一个原子层。由实验测量与用Monte Carlo方法计算结果比较,得到再构层原子离开原来晶 关键词：     

氧化铝与Al(100)基体间界面原子结构研究

本文介绍了用MeV离子散射和沟道效应研究单晶铝表面无定型氧化层与基体之间界面原子结构的方法。报道了Al_2O_3/Al(100)界面原子结构的实验结果。实验表明,在纯氧气氛围中400℃下生成的氧化铝膜,铝和氧原子浓度比例严格为2与3之比;Al_2O_3膜和Al(100)基体之间的界面极其陡峭,氧化铝膜下Al(100)基体表面的再构层不大于一个原子层。由实验测量与用Monte Carlo方法计算结果比较,得到再构层原子离开原来晶格位置距离为0.18埃。室温下,Al(100)氧吸附层的元素成份在氧原子覆盖度较低时主要为AlO。     

高温超导涂层导体——RE123双轴织构技术及其发展状态

本文对高温超导涂层导体及其双轴织构外延生长技术进行了全面的论述。内容分金属基体、缓冲层、超导层三个方面,根据金属基体的不同将缓冲层分成四个类型,即辊扎双轴织构金属基带(RABiTS)上外延缓冲层、自氧化外延(SOE)NiO缓冲层、离子束辅助沉积(IBAD)缓冲层和衬底倾斜沉积(ISD)缓冲层。总结了超导层沉积工艺和人工磁通钉扎中心的最新研究成果,评述和展望了高温超导涂层导体的当前国际状态和发展前景。     

高温超导涂层导体——RE123双轴织构技术及其发展状态

本文对高温超导涂层导体及其双轴织构外延生长技术进行了全面的论述。内容分金属基体、缓冲层、超导层三个方面,根据金属基体的不同将缓冲层分成四个类型,即辊扎双轴织构金属基带(RABiTS)上外延缓冲层、自氧化外延(SOE)NiO缓冲层、离子束辅助沉积(IBAD)缓冲层和衬底倾斜沉积(ISD)缓冲层。总结了超导层沉积工艺和人工磁通钉扎中心的最新研究成果,评述和展望了高温超导涂层导体的当前国际状态和发展前景。     

氧化铝与Al（100）基体间界面原子结构研究

本文介绍了用M e v 离子散射和沟道效应研究单晶铝表面无定型氧化层与基体之间界面原子结构的方法, 报道了AI_2_O_3_/ Al ( 1 0 0) 界面原子结构的实验结果.实验表明, 在纯氧气氛围中400 ℃ 下生成的氧化铝膜, 铝和氧原子浓度比例严格为2 与3 之比;AI_2_O_3_ 膜和Al (100)基体之间的界面极其陡峭, 氧化铝膜下Al (1 0 0 ) 基体表面的再构层不大于一个原子层. 由实验测量与用Monte corlo 方法计算结果比较, 得到再构层原子离开原来晶格位置距离为0.18埃. 室温下,Al ( 1 0 0 ) 氧吸附层的元素成份在氧原子覆盖度较低时主要为AlO. 关键词：     

耐酸不锈钢表面激光熔覆层耐腐蚀研究

本文研究了在耐酸不锈钢基体上采用激光熔覆和等离子喷焊二种工艺形成的涂层对耐腐蚀性的影响。使用５ｋＷ横流ＣＯ２激光器对预置在基体上的Ｃｏ基自熔合金粉末进行熔覆加工,得到的熔层与等离子焊层对比：激光熔层缺陷率低,被机体稀释率更小,成品率更高。其组织致密均匀,晶粒细小,熔层硬度与强韧性更高。性能试验证明：激光熔层有更好的耐腐蚀性能。     

铜导线短路熔痕的XPS研究

利用氩离子溅射对熔痕样品进行了深度刻蚀,同时利用Cu的俄歇谱线和计算的俄歇参数值,对不同环境形成的铜导线短路痕迹的物相及元素分布规律进行了分析。根据刻蚀时间可将一次短路熔痕表面膜层分为三部分,即C含量迅速减少的近表面层;O含量变化不大,C含量逐渐消失且有Cu₂O相的中间层;无Cu₂O相,O含量显著减少的过渡层。而将二次短路熔痕表面膜层分为两部分：C含量迅速减少的近表面层;无Cu₂O相,C和O量逐渐减少层。由此可见,一次短路熔痕的表面膜层与基体分界明显,有显著的过渡层,而二次短路熔痕的表面膜层与基体分界不明显,无过渡层。综上所述,可以根据两种短路熔痕是否含有Cu₂O相以及定量分析结果来区分两种熔痕,为判断火灾原因提供新的技术依据。     

后退火对InxGa1xAs 单层量子点光学性质的影响

 研究了以GaAs和Al_0.15Ga_0.85As为基体, 当铟的摩尔分数（x）不同时, 后退火对InxGa1-xAs 单层量子点光致荧光（PL）谱特性的影响。后退火将导致铟含量不同的样品（x=0.23, 0.37, 0.50, 1.0）的PL谱线宽度变窄和蓝移。对于GaAs 基体, 在700℃退火90分钟所造成的PL谱蓝移与退火30分钟相似;(仅当x=0.23时, 退火90分钟所造成的PL谱蓝移小于30分钟)。对于Al0.15Ga0.85As基体, 在700℃退 火30分钟和90分钟, 其PL谱蓝移是不同的。     

碳纤维增强复合材料反射镜的刚度分析

用有限元法对层合板结构和蜂窝夹层结构的两种复合材料反射镜的刚度进行分析计算,分析是以Ex1522环氧树脂为基体,M60J碳为增强材料的平面反射镜为例进行的,分析包括不同铺层取向、顺序的层合板反射镜自重下的镜面变形;对蜂窝夹层结构反射镜,分别比较了以芳纶纸、玻璃布、耐久铝三种夹层材料的反射镜刚度,对比了碳纤维复合材料、铍金属、微晶玻璃为面板材料的反射镜刚度,讨论了不同蜂窝单元结构形状对反射镜刚度的影响.分析表明,对于以Ex1522环氧树脂为基体,M60J碳为增强材料的平面复合材料反射镜,要使其具有相对稳定的面形,应采用单元形状为正三角形铝蜂窝,前后面板各为12层;90/45/0/－45］3层合板的夹层结构.     

W过渡层结合界面对金刚石薄膜在WC-6%Co上的附着力的影响

 在微波等离子体化学气相沉积装置中,采用负偏压形核等方法,研究两种不同的W过渡层/基体结合界面对金刚石薄膜与WC-6%Co附着力的影响。采用氢等离子体脱碳、磁控溅射镀W、高偏压碳化等方法,在YG6衬底表面形成化学反应型界面,W膜在碳化时和基体WC连为一体,极大地增加了W膜与基体的附着力,明显优于直接镀钨、碳化形成的物理吸附界面。在高负偏压下碳化,能提高表面粗糙度,增加膜与基体机械钳合,而负偏压形核增加核密度,从而增加膜与基体的接触面积,结果极大地提高了金刚石薄膜的附着力。     

退火及铟含量对InGaAs量子点光学特性的影响

 研究了退火条件和In组份对分子束外延生长的InGaAs量子点（分别 以GaAs或AlG aAs为基体）光学特性的影响。表明：量子点中In含量的增加将导致载流子的定域能增加和基态与激发态之间的能量间隔增大。采用垂直耦合的量子点及宽能带的AlGaAs基体可增 强材料的热稳定性。以AlGaAs为基体的InGaAs量子点,高温后退火工艺 (T= 830℃)可改善低温生长的AlGaAs层的质量,从而改善量子点激光器材料的质量。     

3D打印封装光纤光栅传感器应变传递机理研究

采用3D打印方法开发光纤光栅应变传感器,建立裸光纤光栅传感器、3D打印封装层、被测基体三者之间的应变耦合传递的分离式模型,推导光纤光栅传感器与被测基体的应变传递关系,分析夹持式3D打印光纤光栅应变传感器应变传递率的影响因素,包括封装层弹性模量、封装层厚度、黏结长度。研究结果表明平均应变传递率与封装层弹性模量和黏结长度呈正相关,与封装层厚度呈负相关。研究成果对夹持式光纤光栅应变测量、误差修正和传感器设计,以及3D打印技术封装光纤布拉格光栅的可行性具有参考意义。     

多孔硅层晶格畸变的X射线双晶衍射研究

利用X射线双晶衍射方法,对从同一Si(111)基片上切割的两块样品,在不同电解电流密度下,腐蚀形成的多孔硅层相对于基体硅的晶格畸变进行了分析。这两块样品晶格的畸变明显不同。其中电流密度较小的样品畸变较大,其多孔硅层对于基体硅在垂直和平行于晶体表面的方向上,晶格有不同程度的膨胀,搁置一段时间后,两者晶格渐渐匹配,但存在着弯曲。两者的(111)晶面取向亦有偏差。电流密度较大时多孔硅层较厚,其双晶反射强度很低,且弥散地迭加在基体硅反射峰上。     

压力对PCBN复合材料烧结性质的影响及烧结机理研究北大核心CSCD

在高温高压条件下,通过硬质合金基体的高压原位熔渗法,研究了合成压力对聚晶立方氮化硼(PCBN)复合材料致密度、颗粒形貌及耐磨性的影响。测试结果显示:随着合成压力的提高,PCBN复合材料的致密度和耐磨性均有一定程度的提升。利用扫描电子显微镜和能谱仪对碳化钨合金基体与立方氮化硼的结合界面进行了测试分析。测试结果表明:在高温高压条件下,立方氮化硼聚晶层与碳化钨硬质合金层中的元素彼此扩散、渗透,形成金属过渡层,将二者牢固地结合在一起。     

不锈钢表面激光熔覆层与喷焊层耐磨性对比研究

本文研究在１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ基体上采用激光熔覆和离子喷焊二种工艺形成的涂层对耐磨性的影响。使用５ｋＷ横流ＣＯ２激光器对预置在基体上的Ｃｏ基自熔合金粉末进行单道或多道扫描，得到的熔层与等离子焊层对比结果是：激光熔层缺陷率低，成品率高，其结构致密均匀，晶粒细小，成分稀释率更小，对基体热影响小，熔层硬度与强韧性更高。性能试验证明：激光熔层具有更高的抗擦伤磨损和抗冲击滑动高温磨损性能，耐磨性提高了一倍左右。