国际等离子体科学与技术会议简讯

由中国力学学会和北京等离子体学会联合举办的国际等离子体科学与技术会议于1986年6月3日至7日在北京香山饭店举行.来自加拿大、捷克斯洛伐克、法国、联邦德国、日本、荷兰、波兰、新加坡、瑞士、英国、美国、苏联等十多个国家的代表40多人以及中国代表近百人出席了会议. 会议主席谈镐生教授致开幕词.在全体会议上,吴承康先生介绍了中国等离子体科学与技术研究发展概况.荷兰、苏联、美国、瑞士、中国、联邦德国代表分别作了有关电弧、气体放电、等离子体喷涂等方面的学术报告,引起大家很大的兴趣. 收入这次会议论文集的论文共117篇,其中包括…     

低温低气压等离子体科学技术将会迅速发展──Herman V.Boenig教授的评述

HermanV.Boenig教授现任美国等离子体化学和工艺学协会主席,《低温等离子体化学》(期刊)主编和《等离子体消息报道》主编. 他认为低温等离子体研究和应用的发展比原来预期的更为迅速,这是当前一个十分活跃的领域.低温、低气压等离子体技术正向各个部门渗透,工业界计划应用这种技术的数目成倍增长,尤其是应用于集成电路、集成光学、光电子学、金属离子氮化、表面清洁、表面防护、海水淡化、空气净化、污水处理、太阳能电池、复合材料、纤维和织物处理等.激励这项技术迅速发展的因素有: (1)设备造价较低,投资较少.尤其是低能耗,可使生产运行…     

N2-Ar��Ƶ�ŵ���浪���ĵ�����������ģ��

N2-Ar射频放电等离子体广泛应用于微电子工业的刻蚀、氮化物薄膜的制备及金属表面氮化等技术领域。开发了N2-Ar混合气体容性耦合射频放电PIC/MC自洽模型,模型主要描述了e-,N2+,N+,Ar+等主要带电粒子的行为分布。等离子体的碰撞过程分别考虑了带电粒子(e-,N2+,N+,Ar+)与基态中性N2分子和Ar原子的21种碰撞反应过程。模拟结果表明,在纯N2及N2-Ar混合气体容性耦合射频放电中,各种带电粒子的数密度都在等离子体区达到最大值,且氮分子离子为主要粒子;在N2容性耦合射频放电中,加入10%氩气时,N+平均能量有所增加,在射频电极处两种氮离子(N2+,N+)高能粒子所占比例增加。本研究对认识N2-Ar射频放电等离子体过程微观机理具重要意义。     

低温等离子体在材料表面处理方面的应用和发展

本文简要地介绍了同创材料表面新技术工程中心低温等离子体相关技术在材料表面处理的应用与发展以等离子体产生、离子源技术为基石，大力发展复合离子注入、复合离子沉积及镀膜设备和相关工艺。以离子源、多弧、磁控溅射等核心技术，多元化发展等离子体表面处理设备、产品和工艺。以国家自然科学基金等科研项目为依托，大力推进科研成果向工业和民用产品转化紧跟等高子体技术的国际发展，积极开拓国际市场，推进离子源、等离子体源等技术的标准化和国际化。     

用N2-H2等离子体氮化GaAs衬底对ECR-PEMOCVD生长立方GaN的影响

我们研究了采用电子回旋共振等离子体增强金属有机化学气相沉积(ECR-PEMOCVE)技术在GaAs(001)衬底上外延生长立方GaN的过程中衬底氮化条件对外延膜生长的影响.发现氮化时在氮等离子体中加入氢等离子体对于立方GaN薄膜生长具有显著影响.和氮化过程中不加入氢等离子体相比,氮化过程中加入氢等离子体生长出的外延膜其X射线衍射(XRD)半高宽(FWHM)可以最高降低40%以上.原子力显微镜(AFM)观察表明:在N2-H2混合等离子中氮化过的衬底上外延的缓冲层表面变得更为平滑,晶粒也变得粗大.最后,我们提出了一个化学模型对上述结果进行了分析和解释..     

分子束外延设备的微机控制系统

分子束外延设备是发展分子束外延技术的大型仪器.它用于生长新型的薄膜材料,以研究新材料、新器件、新效应.国产分子束外延设备经过几年的努力,已达到较高水平,但是要提高其性能,特别是为生长超晶格材料,计算机的控制是不可缺少的.我们为国产的分子束外延设备研制了第一台微机控制系统. 微机控制系统解决了分子束外延设备最重要的两个部分的控制劫能:八个加热炉的炉温控制和五个加热炉快门的开、关控制.此处采用APPLE-II微机作为主控制机.系统框图如图1所示. 一、基本设计思想及技术指标1.温度的控制 对湿度的控制,实质上是对加热电源(恒…     

HL-2A装置低杂波加热实验系统的微机控制与数据采集设计方案

为了对等离子体与波的相互作用进行研究，在HL-2A装置中将开展低混杂波电流驱动和电子回旋加热实验，拟采用微机控制。同时为了使波加热实验简便、灵活，确保装置放电时人身安全和设备安全必须实施微机控制。HL-2A装置上低杂波加热实验系统微机控制主要任务是监视整个系统的运行状态、控制整个系统放电过程的时序、保护系统的逻辑控制以及与中央控制系统的通信联络等。     

高速弹丸的磁感应测速方法

 由固定磁体感应弹速测试技术与数字化波形存储器、微机相结合组成的速度测量自动化系统，已在23 mm口径二级轻气炮上应用成功。采用压缩磁场结构设计和严格的信号计时处理方法，使1~7.5 km/s范围的时间判读精度达到0.03%，整套系统的速度测量误差约0.1%，给二级轻气炮这类动高压设备提供了一种精确可靠的速度测试手段。     

等离子体全息干涉条纹的数据处理

本文介绍了用全息干涉法诊断爆炸丝等离子体的数据处理方法。在考虑等离子体区域为轴对称的情况下,给出了由折射率计算等离子体电子密度的计算公式。在爆炸丝能量为9.6J的情况下,拍摄到了延时3μs的爆炸丝等离子体干涉图。运用计算机图象处理技术对反拍后的干涉图进行了处理,获得了较为理想的干涉图。用微机控制的线阵CCD摄像机判读了干涉条纹漂移。给出了等离子体密度随径向分布的曲线,并得到相应的等离子体密度在中心处约为10¹⁶个/cm³。     

高频等离子体沉积技术的研究近况

高频等离子休沉积是高频放电等离子体化学气相沉积的简称,是近二十年来进展异常迅速的固体薄膜制备技术.在半导体工业中,这种技术已成为大规模集成电路干式生产工艺流程中的重要环节.自1973年以来,英国、美国、日本相继利用这种技术制成了氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜.如美国能量转换器件公司拥有能连续制造宽度为～30cm 的非晶硅薄膜太阳电池的大规模生产车间,电池效率达10.1±0.3%.日本大皈府立大学研制成功非晶硅感光鼓,并由京都陶瓷株式会社投入了批量生产.这样便确立了高频等离子体化学气相沉积技术在太阳电池、光电子材料领域的独特地位.…     

集成电路对硅材料的要求

半导体硅材料(以下简称“硅或“硅材料”)与集成电路的关系十分密切.硅材料的诞生比集成电路要早,但集成电路的出现使硅在半导休材料中占压倒优势.根据1982年的统计,在半导体器件市场中,硅占98%[1].而集成电路约占整个半导体器件的80%左右.集成电路推动着硅材料工业的发展,使硅材料产量大增,生产技术日益提高,设备日益大型化和自动化.另一方面,硅材料质量的提高和成本的下降又为集成电路的集成度和成品率的提高以及应用的普及创造了条件.这个相互促进的发展过程正在继续.这为硅材料和集成电路的发展创造了有利的条件,也为微电子学、材料科学…     

非热等离子体材料表面处理及功能化研究进展

等离子体技术在现代材料制备和表面处理过程中起着重要的作用.本文聚焦于非热等离子体(NTP)材料表面处理及功能化应用,重点综述NTP在材料表面处理及功能化过程中的最新研究进展,包括激励产生等离子体的等离子体源、NTP材料表面处理及功能化工艺以及具体应用.其中,激励产生等离子体的等离子体源包括感应耦合等离子体/容性耦合等离子体、电子回旋共振/表面波等离子体、螺旋波等离子体、大气压射流等离子体和介质阻挡放电等; NTP材料表面处理及功能化工艺包括等离子体表面接枝和聚合、等离子体增强化学气相沉积和等离子体辅助原子层沉积、等离子体增强反应刻蚀和等离子体辅助原子层刻蚀工艺等;等离子体表面处理及功能化的具体应用领域包括亲水/疏水表面改性、表面微纳加工、生物组织表面处理、催化剂表面处理等.最后提出了NTP技术材料表面处理及功能化的应用前景与发展趋势.     

盐浴复合热处理氰酸根顺序注射研究和测定

一种新的金属表面改性(quench-polish-quench,QPQ)盐浴复合热处理技术能大幅度提高金属表面的耐磨性和抗蚀性。氮化盐中氰酸根离子(CNO-)的含量是QPQ工艺质量控制的重要参数。研究采用分光光度和顺序注射法对氰酸根离子(CNO-)含量进行定量分析。研究了将CNO-离子通过高温高压定量转化成铵根离子(NH+₄),再依据水杨酸分光光度法,通过对NH+₄的测定,间接实现氰酸根离子含量的检测,选取697 nm为定量分析谱线,实验结果表明检测的线性范围0.02~0.6 mg·kg-1,最低检出限为0.018 mg·kg-1,基于顺序注射法实现QPQ工艺中CNO-含量全自动原位检测。测量均值相对误差和相对标准方差分别为1.31%和0.92%,测定结果满足要求,精确度高和重复性好,优于传统化学滴定法,为盐浴复合热处理技术中氮化盐氰酸根的全自动原位测定仪器开发提供了理论和技术支持。     

盐浴复合热处理技术氮化盐研究与测定

盐浴复合热处理技术是一种新型表面处理技术,能增强工件的耐磨性、耐腐蚀性和耐疲劳性,在金属表面处理中得到广泛的应用。氮化盐中氰酸根、氰化物和铁离子的含量对该热处理技术的质量控制十分重要,因此需要准确测定该三成分的含量以保证金属表面处理的质量。针对目前业内所采用的化学滴定法难以满足自动化分析的技术要求,基于分光光度法,采用510,620和697 nm三个不同波长的单色LED光源、耦合光纤、光电二极管搭建了一台半自动氮化盐三参数分析实验装置,实现氰酸根、氰化物和铁离子的快速准确测试。该半自动实验装置除了光路系统外,还有搅拌控制系统、恒温控制系统、数据采集电路系统。氰酸盐检测采用间接检测方法,先通过化学方法把氰酸根转变为铵根,再根据标准GB 7481-1987水质铵的测定-水杨酸分光光度法,通过对铵离子的测定（检测波长697 nm）间接测量氰酸根。氰化物检测依据标准HJ484-2009水质氰化物的测定-异烟酸-巴比妥酸分光光度法（检测波长620 nm）。铁离子含量的检测依据标准HJ345-2007水质铁的测定-邻菲啰啉分光光度法,光谱检测特征波长为510 nm。对LED光源光强稳定性进行了测试,LED光源一开始工作光强即达到稳定值;测试了耦合光纤对LED光源的光谱影响,单色光源通过耦合光纤和单光纤的光谱没有发生变化,只是通过耦合光纤后光强值有所降低;测试了搅拌对LED光源光强稳定性影响,搅拌系统对光学系统没有影响。利用实验装置测量出不同浓度氰酸根标准样品氰酸钾、氰根标准样品氰化钾、铁离子标准样品硫酸亚铁的吸光度,基于朗伯比尔定律,建立氰酸根、氰化物和铁离子标样的拟合曲线,其线性相关度R2分别为0.990 7,0.999 6和0.998 1,线性度高;氰酸根、氰根和铁离子的预测样品均值最大相对误差和最大相对标准偏差RSD分别为4.53%和1.04%,2.29%和0.79%,4.2%和0.7%,说明三样品测试结果准确性高、重复性好;氰酸根、氰根和铁离子的最低检出限LOD分别为0.017,0.009和0.005 mg·L-1。比较了用设计的氮化盐三成分半自动检测装置与传统化学滴定法测得的氮化盐样品中的氰酸根、氰化物和铁离子含量,设计的检测系统测试结果优于传统的化学滴定法,其中测试的氮化盐样品的氰酸根、氰化物和铁离子均值相对误差和相对标准方差RSD分别为4.17%和0.69%,1%和0.58%,4%和0.29%。各项测试结果均达到设计要求,为盐浴复合热处理技术氮化盐三成分半自动分析仪提供了理论和技术支持。论文搭建的氮化盐三成分半自动检测装置的光路系统采用单色LED光源、多进一出耦合光纤对光源分光,实现多参数的快速准确检测,整套光学检测系统无任何活动部件,大大降低了光学检测系统带来的系统误差,保证了测试的准确度和重复性。     

离子注入强化金属表面的作用机制

离子注入技术是将高能束流的离子(一般为几十一几百keV)注入到固体材料的表面,从而改变材料表层的物理、化学和机械性能的一种新方法.早期,离子注入技术用于半导体器件的掺杂,大大促进了微电子学的发展.近年来,离子注入技术迅速地扩大应用到固体物理和材料科学的许多领域,如非晶态、超导、磁泡材料、集成光学材料等,成为一种重要的研究手段,并获得日益广泛的应用. 离子注入技术作为金属表面处理的一种新方法,可直接用于改善工程材料表层的耐磨损和耐腐蚀能力.与通常的离子氮化、离子镀膜和溅射镀膜不同,注入层与基体金属没有明显的分界面,…     

燃料的磁处理装置

磁处理技术已发展了几十年,在许多国家如苏联、美国、英国、日本等应用已相当广泛.主要用在工农业生产上.在工业上应用的典型实例有:磁处理碳氢燃料,提高燃烧效率,减少积碳达到节省能源,减少环境污染的效果.磁处理工业用水可去除水垢.磁处理原油可减少和细化蜡晶折出物.在医学上磁处理治疗泌尿系统的结石,等等.目前,磁处理技术已发展到除流体以外的其他状态的物质,如半流体、固体、气体(如纸浆、水泥、煤气等),可以说磁处理技术的前景是广阔的. 迄今为止,磁处理机理尚不清楚,我们设计磁处理器件时,大致有以下三个步骤:首先是查阅有关的专利…     

有源噪声控制技术

有源噪声控制是消除低频噪声的一种很有效的方法。这种技术在世界上普遍受到重视。目前英国、美国、法国、联邦德国、日本等国家都正在进行有源噪声控制技术的研究和应用。近年来在我国也逐步开展了这方面的研究。本文总结了有源噪声控制技术的发展历史;介绍管道和三维空间有源噪声控制技术的概况,为这方面的研究提供一些参考。     

冷等离子体灭菌

美国的研究人员发明了一种用冷等离子体杀灭细菌的新方法 .OldDominion大学的MounirLaroussi与加洲大学圣地亚哥分校的同事们所开发的这种技术 ,可用于对医用设备和食品进行快速而安全的消毒 ,甚至可能用于清除生化武器造成的污染 .有关论文将发表在 2 0 0 3年的NewJ.Phys .杂志上 .等离子体可含有带电粒子 (电子与离子 )和不带电的粒子 (如化学性质活泼的原子和分子 ) .在通常的大气压下 ,大多数等离子体的温度高达摄氏几千度 ,因而很难控制 .Laroussi和他的同事们使用一种“阻性位垒放电”方法 ,在普通的室温和常压下产生了冷等离子体…     

等离子体处理碳纳米管的研究现状及展望

采用等离子体处理技术对碳纳米管进行表面处理是一项新兴的技术,本文对在碳纳米管处理过程中,等离子体处理工艺参数的选择,以及处理前后表面结构变化、形貌变化、场发射效应等进行了综述,并对等离子体处理技术在碳纳米管表面修饰中的应用前景进行了展望.     

氮化铝单晶薄膜的ECR PEMOCVD低温生长研究

采用电子回旋共振等离子体增强金属有机物化学气相沉积（ECR－PEMOCVD）技术，在c轴取向的蓝宝石即α Al2O3（0001）衬底上，以氮化镓（GaN）缓冲层和外延层作为初始层，分别以高纯氮气（N2）和三甲基铝(TMAl)为氮源和铝源低温生长氮化铝（AlN）薄膜.并利用反射高能电子衍射（RHEED）、原子力显微镜（AFM）和x射线衍射（XRD）等测量结果，研究了氢等离子体清洗、氮化和GaN初始层对六方AlN外延层质量的影响，从而获得解理性与α Al2O3衬底一致的六方相AlN单晶薄膜，其XRD半高宽为1 关键词： AlN 氢等离子体清洗 氮化 GaN