发射光谱法在等离子体刻蚀废气微量F元素检测中的应用研究

以CF4Ar为等离子体刻蚀废气的模拟气体 ,利用发射光谱法分析F。含氟废气中 F原子的发射光谱在6 0 0— 80 0 nm波段内的谱线为 6 97.5 nm和 739.5 nm。研究了电感耦合等离子体放电时射频功率对F元素检测的影响 ,表明提高射频功率可降低 F元素检出限。     

熔石英表面加工引入金属微粒的三倍频激光损伤机制

 以材料表面金属元素吸收作为主线建立熔石英表面损伤模型,理论模拟了激光辐照过程中金属微粒周围温度场的变化,模型结果显示,在脉冲时间内微粒周围温度很快达到损伤判据给出的临界温度。通过激光损伤实验,对比刻蚀与未刻蚀样品之间的损伤密度,证实了金属微粒含量与损伤密度存在密切联系。计算结果和实验结果均表明：金属微粒是熔石英激光损伤中重要的吸收前驱体,极大降低了熔石英材料的表面抗损伤性能。     

强磁场对金属离子掺杂CaTiO_3结构和光学性能的影响

研究了800℃条件下不同制备磁场强度(最高12 T)对Ca Ti O3及其浸渍掺杂样品在结构和光学性能方面的影响.研究表明:样品吸光性能随浸渍掺杂的离子浓度的增大而提升,且发生红移现象;相同掺杂浓度下,磁场下制备样品的吸光性能均较非磁场下制备的样品有所提高,但不同磁场强度下所制备样品的吸光曲线彼此差异不大;此外,磁制备纯Ca Ti O3晶体粉末的X-射线衍射曲线峰左移,紫外-可见漫反射光谱吸收截止波长增长,这表明强磁场可使Ca Ti O3晶面间距和晶格常数增大、禁带宽度减小.     

980nm锥形半导体激光器刻蚀工艺

为了解决半导体激光器传统刻蚀工艺中侧壁陡直度差和器件难以重复制作的问题,利用湿法腐蚀与干法刻蚀相结合的刻蚀手段,对980nm锥形半导体激光器刻蚀工艺进行优化.通过对台面粗糙度与刻蚀速度的研究,确定湿法腐蚀液和浓度配比的差异.并分析电感耦合等离子刻蚀对脊波导与腔破坏凹槽表面形貌的影响.研究结果表明,选择配比为NH_3·H_2O∶H_2O_2∶H_2O=1∶1∶50的腐蚀液进行湿法腐蚀,刻蚀速率约为7nm/s,速率容易控制.且样品表面具有较好的粗糙度和均匀性,利用电感耦合等离子刻蚀得到的脊波导与腔破坏凹槽侧壁陡直度良好,没有出现横向钻蚀的情况.     

基于移动掩模曝光的聚酰亚胺连续微结构刻蚀工艺研究

为实现在聚酰亚胺薄膜上制备连续面形的微透镜结构,开发了一种薄膜光刻刻蚀的工艺方法.首先利用移动掩模曝光得到连续面形的光刻胶微浮雕结构,再通过反应离子刻蚀技术将微结构高保真度、低粗糙度地转移到PI薄膜上.为解决刻蚀过程中最关键的等比刻蚀问题,分别研究了刻蚀气体组分的优选、气体组分配比和气体流量的优化等对等比刻蚀的影响.实验结果表明:在一定的刻蚀条件(如射频功率、腔室压强和自偏压)下,O2+SF6的混合工作气体中,O2为一定值,随着SF6占的比例增加至13.04%,总流量为46sccm的优化值时,实现了刻蚀速率和刻蚀比分别为136nm/min和1∶1.02,刻蚀误差仅为2.3%的较好各向异性刻蚀.通过实验室搭建的焦距测试系统,证明了该方法在PI薄膜上制备的微透镜阵列与石英上具有相同的光学特性.     

Ca掺杂对ZnO氧化物热学性能的影响

在密度泛函理论和线性响应的密度泛函微扰理论基础上的第一性原理计算的方法研究了Ca掺杂对纤锌矿结构氧化物Zn O热学参数和热学性能的影响.研究结果表明,Ca掺杂Zn O氧化物晶格a,b,c轴均有所增大;在计算温度区间,纯的Zn O和Ca掺杂的Zn O的晶格热容均随温度升高不断增大;Ca掺杂的Zn O具有较高的晶格热容;纯的Zn O和Ca掺杂的Zn O的晶格热容在最高温度900K分别达到16.5Cal.mol-1K-1和31.7 Cal.mol-1K-1.纯的Zn O和Ca掺杂的Zn O的德拜温度θD均随温度升高不断增大,Ca掺杂的Zn O的德拜温度θD均高于纯的Zn O.Ca掺杂在Zn O中引入了新的振动模式.Ca掺杂Zn O氧化物应该具有较高的晶格热导率.     

光增强湿法刻蚀提高Si衬底垂直结构GaN基LED的出光效率

以0.1 MK2S2O8+KOH和氙灯分别作为刻蚀剂和紫外光源,采用光增强湿法刻蚀转移衬底的垂直结构GaN基LED的n型GaN,对N面有电极和没有电极的芯片的n型GaN层进行刻蚀.结果表明,在相同的刻蚀条件下,N面有电极的n型GaN层刻蚀速率明显大于没有电极的n型GaN;而它们的均方根粗糙度(RMS)则结果相反.刻蚀后的形貌呈圆锥型凸起.20 mA下刻蚀后的裸芯光输出功率较刻蚀前提高了88.5%.     

HF酸刻蚀提升熔石英亚表面划痕抗损伤性能的机理

用HF酸刻蚀熔石英元件,研究刻蚀对元件后表面划痕的形貌结构及损伤性能的影响,探索损伤阈值提升的原因.时域有限差分算法理论计算结果表明:对于含有50 nm直径氧化锆颗粒的划痕,对入射光调制引发场增强的最大值是入射光强的6.1倍,且最强点位于划痕内部氧化锆颗粒附近,而结构相同但不含杂质的划痕引发的最大场增强为入射光强的3.6倍,最强区位于划痕外围;HF酸刻蚀能够有效去除划痕中的杂质,改变划痕结构,增加其宽深比值,经刻蚀的划痕对入射光调制引发场增强降低到入射光强的2.2倍.实验结果表明,经过深度刻蚀的划痕初始损伤阈值较刻蚀之前提高一倍多;光热弱吸收测试仪测试刻蚀后划痕对1 064 nm激光的吸收最大值仅为230 ppm.HF酸刻蚀同时可以提升元件整体损伤阈值,由于元件上无缺陷区域损伤阈值随刻蚀的深入先增加后降低,因此HF酸刻蚀应进行到元件损伤阈值提升到最大值为止.     

HF酸刻蚀提升熔石英亚表面划痕抗损伤性能的机理

用HF酸刻蚀熔石英元件,研究刻蚀对元件后表面划痕的形貌结构及损伤性能的影响,探索损伤阈值提升的原因.时域有限差分算法理论计算结果表明:对于含有50nm直径氧化锆颗粒的划痕,对入射光调制引发场增强的最大值是入射光强的6.1倍,且最强点位于划痕内部氧化锆颗粒附近,而结构相同但不含杂质的划痕引发的最大场增强为入射光强的3.6倍,最强区位于划痕外围;HF酸刻蚀能够有效去除划痕中的杂质,改变划痕结构,增加其宽深比值,经刻蚀的划痕对入射光调制引发场增强降低到入射光强的2.2倍.实验结果表明,经过深度刻蚀的划痕初始损伤阈值较刻蚀之前提高一倍多;光热弱吸收测试仪测试刻蚀后划痕对1 064nm激光的吸收最大值仅为230ppm.HF酸刻蚀同时可以提升元件整体损伤阈值,由于元件上无缺陷区域损伤阈值随刻蚀的深入先增加后降低,因此HF酸刻蚀应进行到元件损伤阈值提升到最大值为止.     

基于刻蚀速率匹配的离子刻蚀产额优化建模方法

随着微电子产业的不断发展,刻蚀特征尺度达到纳米级,等离子体刻蚀工艺过程机理研究越来越受到重视.刻蚀表面仿真是研究离子刻蚀特性的重要方法.在离子刻蚀表面仿真中,离子刻蚀产额模型是研究刻蚀机理的重要模型,也是元胞自动机等仿真方法的重要基础.为了解决利用传统方法无法得到准确刻蚀产额模型参数的问题,本文提出一种基于刻蚀速率匹配的离子刻蚀产额优化建模方法,该方法以实际刻蚀速率与模拟刻蚀速率之间的均方差为优化目标,利用基于分解的多目标进化算法来优化离子的刻蚀产额模型参数,并将得到的刻蚀产额模型参数应用到采用元胞方法的刻蚀工艺的实际仿真过程中.实验结果表明了该刻蚀产额优化建模方法的有效性.     

垃圾焚烧炉氯源对氯化氢和二噁英排放的影响

本文研究了150 t/d垃圾与煤混烧流化床锅炉在不同含氯水平和添加钙基脱硫时氯化氢和二噁英的排放特性。实验结果表明烟气中的氯化氢和二噁英浓度随燃料中垃圾比例的增加而上升,在含氯量一定的情况下,炉内燃烧状况决定了二噁英的生成量,烟气中的二噁英随燃料中含氯量的增加而增加,飞灰中的二噁英则随燃烧状况的改善而增加。钙基的加入可以有效降低氯化氢和二噁英的排放。在我国目前的垃圾组分条件下,全煤工况和垃圾与煤混烧工况的二噁英排放量很低。     

麦秆添加大量CaO热解的TG-FTIR实验研究

利用热重-傅里叶变换红外光谱联用方法研究添加CaO对麦秆热解过程和挥发份析出特性的影响.热重和红外光谱分析均表明添加CaO后麦秆热解旱现两个明显的失重和挥发份析出阶段,而纯麦秆热解则只有一个.CaO在第一阶段不但能够吸收CO2,而且能够降低甲苯、苯酚和蚁酸等焦油类物质的产生,使得该阶段失重率和最大失重速率随CaO添加量增加而减小.CaCO3的煅烧分解是添加CaO麦秆热解第二阶段产生的原因,该阶段失重率和最大失重速率随CaO添加量增加而增大.研究结果表明,在采用生物质为原料的零排放系统中添加CaO有利于捕获CO2和减少焦油物质的产生,系统的气化温度应适当降低以防止CaCO3的煅烧分解.     

高温空气低燃气浓度燃烧过程的数值模拟研究

从工程实际出发,本文提出了高温空气低燃气浓度燃烧新技术,即充分利用烟气余热提高助燃空气温度,提高热能利用率;同时通过优化喷口结构,提高燃气射流速度,使燃气射流在同空气射流混合燃烧前卷吸大量炉内烟气,从而降低燃气射流中的可燃物浓度,进而降低氮氧化物的排放。通过数值模拟研究表明,通过燃气射流速度从24.56m/s提高到55.26m/s,可以降低NOx的排放;当围绕燃气喷口的六个圆形空气喷口改为两个矩形喷口时,燃气射流可从两侧卷吸更多的炉内烟气,形成低燃气浓度燃烧,从而大大降低了NOx的排放。     

纳米CaO ∶ Eu3+的制备及发光性质

利用共沉淀法制备了纳米CaO : Eu³⁺发光粉体。并对不同掺杂浓度和不同煅烧温度下所制备的CaO : Eu³⁺粉体进行室温发光性质的研究。在室温下观测到CaO : Eu³⁺样品具有较强的Eu³⁺离子特征发射。通过对不同煅烧温度下样品发射谱的对比,发现样品在591 nm和610 nm处的发射峰积分强度比随着煅烧温度的升高而降低,说明在不同的煅烧温度下,Eu³⁺占据了两种不同的格位。对样品强发射峰进行监测,可观测到样品中的O^2-和Eu³⁺离子之间形成的电荷迁移态。通过对比不同掺杂浓度下Eu³⁺离子发射光谱,发现将Eu³⁺掺杂到CaO基质中的适宜浓度为4%。     

氧燃烧方式下重金属Se挥发行为的研究

在氧燃烧方式和空气燃烧方式下对Se的氧化物及其与CaO的混合物进行了热重红外实验,通过TG、DTG、DSC以及X射线衍射分析考察了升温速率、气氛和矿物质对重金属Se在燃烧过程中挥发行为的影响。实验结果显示:氧燃烧气氛下se02的挥发率以及释放总量较之空气气氛发生了较大变化,氧燃烧气氛下,Se化合物的释放总量比空气气氛下低;在同一气氛下,钙硒比越大,钙的固硒效果越明显;升温速率对SeO2挥发的影响较小,主要在于加速或推迟其挥发;氧燃烧方式有助于抑制重金属Se的释放。     

空气CH4浓度变化及其与CO的相关性

CH4是一种重要的温室气体,在空气中的含量仅次于CO2.化合物之间的相关性在化合物的浓度测量和估算等方面都有重要的意义.通过分辨率为1 cm-1的长开放光路傅里叶变换红外光谱仪测量采样路径内的北京西四环高速公路附近空气CH4和CO透过率光谱,进行非线性最小二乘光谱拟合,计算出待测组分浓度.北京秋季空气CH4浓度变化趋势几乎一样.白天的浓度变化趋势表明城市中人为活动对CH4的排放影响极大,尤其是机动车尾气的排放,而晚上浓度主要是近地面的积累.2005年9月4日到2005年9月10日的连续浓度变化表明北京秋季每天CH4和CO浓度变化趋势相同,它们的浓度变化具有一定的相关性.     

CaO表面CO对NO还原作用的实验与模型研究

循环流化床炉内石灰石脱硫对NOx排放产生影响,包括对挥发分氮氧化的催化作用以及对CO-NO还原的催化作用。利用固定床反应器对不同条件下CaO颗粒表面NO+CO的催化反应特性进行了探究。实验表明,无氧条件下,CaO能够显著催化CO还原NO,NO转化率与反应温度和CO浓度正相关,与NO浓度负相关.基于Langmuir-Hinshelwood机理建立了CaO催化NO+CO反应动力学模型,模型考虑了颗粒内、外扩散的影响.该模型适用于氧气浓度很低、CO浓度较高条件下。而在有氧气氛中,该反应受到明显抑制,且O2浓度越高,抑制作用越明显;当CaO周围氧气浓度远大于CO时,可忽略CaO对NO的催化还原作用。     

炉内喷钙脱硫过程数值模拟

建立了一套较为完整的对炉内喷钙脱硫过程进行模拟的方法，获得了炉内气固两相流动、温度分布、石灰石颗粒脱硫化学反应和SO2浓度分布的详细情况。石灰石颗粒的硫化反应主要发生在颗粒与烟气均匀混合之前。     

Nd3+离子掺杂氧化物玻璃的光谱性质

高温熔融法制备了69.5B2O3-20Li2O-(10-χ)CaO-χPbO-0.5Nd2O3(χ=1,3,5,7,mol%)和68.5Li2O-(29-φ)CaO-φAl2O3-2La2O3-0.5Nd2O3(φ=3,7,10,15,mol%)玻璃,测量了玻璃样品的吸收和发射光谱(800nm激光二极管激发),从吸收光谱出发,应用Judd-Ofelt理论获得了Nd3+光学跃起的强度参数。根据强度参数和发射光谱,计算了Nd3+离子4F3/2→4I11/2跃迁的荧光发射截面σe。结果显示,在B2O3-Li2O-CaO-PbO-Nd2O3系统中随着CaO的减少和PbO的增加,Nd3+离子的强度参数Ω2增大,表明样品的对称性降低;强度参数Ω6也增大,说明玻璃样品中Nd-O键的共价性和键强降低;同时,Nd3+离子4F3/2→4I11/2跃迁的荧光发射截面σe的大小和荧光强度都减小。在Li2O-CaO-Al2O3-La2O3-Nd2O3系统中,随着CaO的减少和Al2O3的增加,Nd3+离子的强度参数Ω2减小,说明样品的对称性增加;强度参数Ω6减小,说明玻璃样品中Nd-O键的共价性和键强增强;同时,Nd3+离子4F3/2→4I11/2跃迁的荧光发射截面的大小和荧光强度也都减小。     

Calcium oxide phosphors

Preparation conditions, emission spectra, and optical absorption spectra are given for CaO-phosphors containing 17 different activators. Spectra and performances are compared to those of corresponding CaS phosphors. CaO is less versatile as a phosphor host material than CaS and, with few exceptions, CaO-phosphors are less efficient. Technical use of the few efficient CaO-phosphors is restricted because of chemical stability problems of CaO in open air.