Effect of pulsed bias on properties of ZrN/TiZrN films deposited by cathodic vacuum arc

ZrN/TiZrN multilayer are deposited by cathodic vacuum arc method with different substrate bias (from 0 to -800 V), using Ti and Zr plasma flows in residual N₂ atmosphere, combined with ion bombardment of sample surfaces. The effect of pulsed bias on structure and properties of films is investigated. Microstructure of the coating is analyzed by X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM). Meanwhile, the nanohardness, Young's modulus, and scratch tests are performed. The experimental results show that the films exhibit a nanoscale multilayer structure consisting of TiZrN and ZrN phases. Solid solutions are formed for component TiZrN films. The dominant preferred orientation of TiZrN films is (111) and (220). At pulsed bias of -200 V, the nanohardness and the adhesion strength of ZrN/TiZrN multilayer reach a maximum of 38 GPa, and 78 N, respectively. The ZrN/TiZrN multilayer demonstrates an enhanced nanohardness compared with binary TiN and ZrN films deposited under equivalent conditions.     

单光束多组分温室气体的腔衰荡光谱同步检测

腔衰荡光谱技术(CRDS)作为一种具有高灵敏度高光谱分辨率的检测方法已被广泛用于痕量气体检测。而目前基于CRDS痕量气体检测多针对单一气体进行测量或通过多个激光器产生的多光束进行多种组分气体浓度测量。利用DFB激光器波长可调谐特性,通过强弱吸收峰结合,使用单光束实现了多种温室气体的腔衰荡光谱技术同步检测。由于大气中水汽和二氧化碳浓度较高,为实现同一衰荡系统对三种温室气体的同步测量,在平衡吸收损耗的基础上,选取1 653~1 654 nm内甲烷的强吸收峰与水汽、二氧化碳的弱吸收峰进行测量。通过光谱叠加反演矩阵,分别得到甲烷、水汽、二氧化碳的浓度。在计算测量灵敏度过程中发现,通过去除衰荡过程初期的部分数据点(过滤区间),会对噪声等效吸收系数产生影响。多数情况下,在测量灵敏度计算方面,列文伯格-马夸尔特算法(L-M)会优于离散傅里叶变换法(DFT);但当衰荡曲线的单指数性下降时,上述结论不一定成立。搭建了一个低精细度(F≈6×103)衰荡腔对上述结论进行了实验验证。相较于用于测量温室气体浓度的高精细度衰荡腔(F≈1×105),低精细度衰荡腔的衰荡速率较快,衰荡曲线的单指数性明显低于高精细度衰荡腔。实验表明,在过滤区间长度较短时,采用DFT算法计算得到的噪声等效吸收系数会小于L-M算法得到的结果。当过滤区间长度增加时,L-M算法得到的结果优于DFT算法。在受过滤区间长度影响方面,DFT算法的波动性要明显小于L-M算法。根据Allan方差分析,在512次采样平均(约8 s)下的最小噪声等效吸收系数进行计算,该CRDS装置测量灵敏度为2.4×10-10 cm-1。在25 ℃标准大气压下,对应甲烷、水汽、二氧化碳的测量灵敏度分别为0.64 ppbv,3.5 ppmv和4.0 ppmv。基于该CRDS装置,通过单光束多波长测量方法,利用光谱叠加反演矩阵,测得大气中甲烷、水汽、二氧化碳浓度分别为2.018,3 654和526 ppmv;而采用经典CRDS单波长测量得到的甲烷、水汽、二氧化碳浓度分别为2.037,3 898和630 ppmv。通过与温控调节波长,逐点扫描得到的光谱吸收曲线进行对比,采用多波长测量得到气体浓度进行复合拟合的光谱曲线残差小于单波长测量得到气体浓度进行简单拟合的光谱曲线残差。     

EPR佯谬及其实验检验

本文简要地回顾了EPR详谬及由此引起的对量子理论进行修正的一些假设,诸如Bohm-Aharonov假设和定域隐变量理论,特别是Bell不等式.文章报告了最近作者完成的一个正电子素湮灭双γ光子极化角关联的实验,结果与量子理论符合得十分满意,排除了Bohm-Aharonov假设,超出Bell理论上限达4个标准偏差.     

金属管件内壁栅极增强等离子体源离子注入的轴向特性研究

栅极增强等离子体源离子注入(GEPSII)一种新的金属管件内壁处理方法，该方法能够均匀地对金属管件内壁进行离子注入，并且能够生成二元金属化合物.在金属管件内轴向放置三块45号钢样品，利用GEPSII方法在金属管件内壁成功生长金黄色氮化钛(TiN)薄膜.结构分析显示TiN主要沿(111)和(200)晶面生长，深度分析显示膜的厚度大约二十几纳米，膜质地均匀且在基底有一定的嵌入深度.电化学腐蚀、硬度、磨擦学分析表明TiN薄膜很好地改善了45号钢的表面性能，并且表现出很高的轴向均匀性. 关键词： 等离子体源离子注入 内表面 氮化钛     

带电微粒在滤膜附近的定向运动

滤膜在过滤和分离领域具有非常广泛的使用,但滤膜对溶液中的组分具有吸引或排斥作用,导致粒子产生定向运动,进而在膜附近产生粒子富集或“粒子禁区”等截然不同的效应,目前对此认识尚不清楚,粒子浓度分布不能实时准确测量是其中最大的困难.本文以表面带负电荷的胶体粒子为模型物质,利用胶体粒子结晶后粒子浓度可以实时原位测量的优势,研究了纤维素滤膜对粒子运动行为的影响规律.研究结果发现带电微粒会自发地在滤膜表面产生富集,滤膜中微量阴阳离子释放导致的扩散泳效应是微粒朝向滤膜产生定向运动的主要原因,基于扩散泳和粒子扩散两种机制构建了粒子运动方程和模型,数值计算结果和实验结果定性一致.此外,粒子除了朝向滤膜的纵向运动之外,壁面电渗流和横向扩散还会使粒子朝向壁面产生迁移,导致管壁粒子数的增多.     

结构陶瓷复合材料的现状和发展趋势

本文简要叙述了结构陶瓷高温下强度及硬度高、蠕变小、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损等优越性能,同时指出了陶瓷应用于承载结构的致命弱点,即陶瓷的脆性。较详细地综述了克服陶瓷脆性的主要技术方向--开发第二相粒子、纤维(晶须)补强增韧的微米陶瓷复合材料及纳米陶瓷复合材料,并分析了纳米陶瓷的发展前景。     

测定梭曼四种立体异构体的NMR研究

本文采用手性位移试剂、Eu(TFC)和Eu(HFC)₃对梭曼的立体异构体测定作了研究.结果表明,在苯中梭曼的立体异构体与其中的Eu(HFC)₃形成的络合物显示较大的¹⁹F化学位移差,并能同时进行测定.该法尚未见报道.     

Holographic Schwinger effect in spinning black hole backgrounds

We perform a potential analysis for the holographic Schwinger effect in spinning Myers-Perry black holes.We compute the potential between the produced pair by evaluating the classical action of a string attached on a probe D3-brane at an intermediate position in the AdS bulk.We find that increasing the angular momentum reduces the potential barrier,thus enhancing the Schwinger effect,consistent with previous findings obtained via the local Lorentz transformation.In particular,these effects are m...     

低温下三角绝缘铁磁体的磁振子软化

在二维绝缘铁磁系统基础上建立了一个磁振子声子相互作用模型.利用格林函数方法研究了磁振子声子相互作用下的三角绝缘铁磁体的磁振子谱,计算了布里渊区的Λ线上的磁振子色散曲线.发现在布里渊区边界区域磁振子谱的软化和磁振子谱线增宽最明显.比较了纵向声子与横向声子对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响,也讨论了各项参数,以及温度的变化对磁振子谱的软化与磁振子谱线增宽的影响.