铱衬底上金刚石外延形核与生长:第一性原理计算

异质外延为金刚石晶圆合成提供了一个有效的实现路径,而Ir衬底上金刚石形核生长技术经过20多年的发展已经有能力制备最大直径为3.5英寸的晶体,开启了金刚石作为终极半导体在电子信息产业应用的大门。然而,表面形核、偏压技术窗口、金刚石外延生长等一系列发生在异质衬底上的问题都需要从生长热力学的角度给予解释。本研究针对化学气相沉积气氛中金刚石如何实现外延形核与生长这一关键问题,利用第一性原理计算从原子尺度对金刚石形核生长过程展开了系列探究。研究结果如下:C原子在Ir衬底表面位点吸附比在体相位点吸附更稳定,表明无偏压条件下金刚石形核只能在衬底表面发生;离子轰击作用下非晶氢化碳层中sp3杂化C原子个数随着离子动能的增加呈现先增大后减小的变化规律,证实了金刚石高密度形核存在一定的离子动能与偏压大小窗口;金刚石沿着Ir衬底外延生长时界面结合能最低(约为–0.58 eV/C),意味着界面结合能是决定外延形核生长的主要热力学因素。本研究阐明了偏压辅助离子轰击促进金刚石单晶外延生长的热力学机制,对于指导金刚石及其他碳基半导体生长具有重要意义。

五味子酮对β淀粉样蛋白所致神经元应激损伤的保护作用

目的：研究人工合成的β淀粉样蛋白β-AP25-35对原代培养的大鼠海马神经元内活性氧的影响以及五味子酮的保护作用。方法：原代培养7-9 d的大鼠海马神经元随机分为β-AP25-35处理组、五味子酮干预组和空白对照组3组,分别给予β-AP25-35（1μmol/L）、β-AP25-35（1μmol/L）＋五味子酮（100μmol/L）或仅予Neuro-basal＋B27培养基。继续培养48 h后,测定并计算各组细胞内活性氧。结果：各组神经元内活性氧的含量为：β-AP25-35处理组（44.58±3.86）U/ml,五味子酮干预组（15.70±2.13）U/ml,空白对照组（5.46±1.58）U/ml。β-AP25-35处理组、五味子酮干预组两组神经元内活性氧的含量与空白对照组比较,均有明显升高（P〈0.01）,β-AP25-35处理组活性氧含量又明显高于五味子酮干预组（P〈0.01）。结论：β-AP25-35可以引起原代培养的大鼠海马神经元内的活性氧增加,五味子酮对此有部分阻断作用,对神经元有一定程度的保护作用。

基于激光加工的横向外延单晶金刚石缺陷密度调控研究

单晶金刚石是一种具有众多优良性能的晶体材料,被誉为终极半导体,随着5G和大数据时代的到来,高质量单晶金刚石成为了当代炙手可热的半导体材料。然而目前市面上的单晶金刚石存在着缺陷密度高,晶体质量差的问题,严重制约了单晶金刚石在半导体领域的发展。针对上述问题,通过激光加工制备出栅格状图形化的预结构金刚石衬底,并横向外延(Epitaxial-Lateral-Overgrown,ELO)得到了缺陷密度降低了25倍的生长层。对突破金刚石在尖端领域的晶体质量限制,具有重大指导意义。

五味子酮对β-淀粉样蛋白诱导大鼠海马神经元内游离钙离子浓度变化的影响

目的观察中药五味子酮对β-淀粉样蛋白(Aβ25~35)诱导的大鼠海马神经元内游离钙离子浓度([Ca2+]i)变化的影响。方法采用大鼠海马神经元原代培养技术,运用双激发波荧光指示剂Fura-2/AM标记胞内相对[Ca2+]i的变化并进行比较。结果1μmol/L Aβ25~35作用于海马神经元48 h后,[Ca2+]i为0.5951±0.0311,明显高于空白对照组的0.3617±0.0197(P<0.05);1μmol/L Aβ25~35和100μmol/L五味子酮共同作用于海马神经元48 h后,[Ca2+]i为0.4168±0.0468,仍明显高于空白对照组(P<0.05),但较单纯Aβ25~35作用后明显下降(P<0.05)。结论中药五味子酮可以通过抑制Aβ诱导的神经元[Ca2+]i增加,维持细胞内钙稳态,对神经元有一定的保护作用。

衬底偏压对四面体非晶碳膜结构和性能的影响

采用过滤阴极真空电弧技术并施加一定的衬底负偏压,在P(100)单晶硅片上制备出四面体非晶碳薄膜.利用可见光Raman光谱研究薄膜的结构,通过BWF函数描述的单斜劳伦兹曲线拟合数据并获得表征曲线非对称性的耦合系数,从而反映了薄膜中sp图杂化的含量.分别用原子力显微镜和纳米压入仪研究薄膜的表面形态和力学性能.结果表明:当衬底偏压为-80V时,薄膜中sp3杂化的含量最多,均方根表面粗糙度值最低(Rq=0.23 nm),硬度、杨氏模量和临界刮擦载荷也最大,分别为51.49 GPa、512.39 GPa和11.72 mN.随着衬底偏压的升高或降低,sp3键的含量减少,其它性能指标也分别降低.

非晶硅太阳电池窗口层材料掺硼非晶金刚石的研究

以固态掺杂方式利用过滤阴极真空电弧技术制备掺硼非晶金刚石薄膜,获得性能优良的宽带隙p型半导体材料,再利用等离子增强化学气相沉积技术制备p-i-n结构非晶硅太阳电池的本征层和n型层,最终制成以掺硼非晶金刚石薄膜为窗口层的非晶硅太阳电池.利用Lambda950紫外-可见光分光光度计表征薄膜的光学带隙,并测试电池开路电压、短路电流、填充因子以及转化效率等参数,再分析电池的光谱响应特性.实验表明,掺硼非晶金刚石薄膜的光学带隙(～2.0eV)比p型非晶硅更宽,以掺硼非晶金刚石薄膜用作非晶硅太阳电池的窗口层,能够改善电池的光谱响应特征,并提高转化效率达10%以上.

过滤电弧沉积非晶金刚石薄膜的光谱椭偏研究

为了深入理解过滤阴极电弧沉积非晶金刚石薄膜的光学性质,利用光谱椭偏仪研究了薄膜光学常数随测试偏振光波长变化的谱学关系,进而分析了薄膜折射率、消光系数和光学带隙与沉积能量之间的变化规律。实验表明,非晶金刚石薄膜的折射率高于金刚石晶体的折射率,薄膜的吸收光谱在高吸收区可以用抛物线型函数描述,并由此计算Tauc带隙。随着波长向红外延伸,非晶金刚石薄膜的消光系数渐次降低并趋近于零,光学常数因沉积能量变化而实现的调整幅度也逐渐缩小。随着衬底偏压的增加,折射率和光学带隙都是先升高后减小,并在负偏压为80 V时有最大值;而消光系数却是先减小再升高,在负偏压为80 V时有最小值。

不同厚度四面体非晶碳薄膜的拉曼表征和内应力

为了探讨膜厚对四面体非晶碳薄膜拉曼结构表征和内应力的影响规律,进而确定应力与拉曼光谱之间的关系,采用过滤阴极真空电弧技术以相同的工艺条件在P(100)单晶抛光硅衬底上制备了从3nm^350nm不同厚度的四面体非晶碳薄膜。利用表面轮廓仪和原子力显微镜测试膜厚,表面轮廓仪确定曲率半径并计算薄膜应力,共聚焦拉曼光谱表征薄膜的结构细节。实验发现,随着膜厚的增加,四面体非晶碳薄膜的应力持续下降,当膜厚超过30nm时,应力的下降趋势变得平缓,并保持在小于5GPa的较低水平。随着膜厚的增加,可见光拉曼光谱中衬底硅的一阶和二阶谱峰强度逐渐降低,在50nm^80nm膜厚范围,半高宽最窄,峰强最高,能够最有效地获得拉曼结构信息。随着膜厚的增加和应力的下降,非晶碳一阶谱峰的峰位表现为逐渐向低频偏移。

非晶金刚石与非晶碳化锗复合增透保护膜系的设计与实现

为了有效保护硫化锌等红外光学元件并提高其在工作波段的透过率,根据薄膜光学原理进行增透设计,从而获得膜系光学参数;采用射频磁控溅射技术制备非晶碳化锗薄膜,通过调整甲烷流速比调整薄膜的折射率,根据流速比和沉积时间控制膜厚,再用过滤阴极真空电弧技术制备非晶金刚石薄膜,分别改变衬底偏压和沉积时间控制薄膜的折射率和膜厚.利用光谱椭偏仪和台阶仪表征薄膜折射率和膜厚,通过小角X射线反射和X射线光电子谱测试非晶金刚石薄膜的密度和非晶碳化锗薄膜中的锗含量,使用纳米压痕仪和傅里叶红外透射谱仪确定薄膜的硬度和红外透过率.试验表明,非晶金刚石和非晶碳化锗薄膜的折射率分别与薄膜的密度和薄膜中的锗含量密切相关,非晶金刚石与非晶碳化锗复合膜系是硫化锌等红外光学元件性能优异的增透保护膜.

红外罩失效及修复研究进展

红外罩在航空航天和国防等领域广泛应用,其在极端环境下的薄膜失效是影响装备性能的关键问题。本文综述了红外罩薄膜的主要失效形式,包括高温导致的气动热效应、冲击损伤和表面污染等。分析了当前常用的红外罩材料如蓝宝石(Al_(2)O_(3))、锗(Ge)、硫化锌(ZnS)等的性能及其局限性,并探讨了常见修复技术,如表面清洁、抛光处理和涂层再制备。结果表明,尽管现有修复技术可以在一定程度上恢复红外罩功能,但其耐久性和修复精度仍然面临挑战。未来发展方向包括智能材料的引入,多层复合涂层技术及自适应修复技术的应用。

CrMo WVNbTi系耐磨铁基堆焊合金的量化设计和结构研究

从硬度、抗裂性和耐磨性等试验着手 ,通过分析堆焊层的显微结构 ,明确其合金化机理及形成条件 ,进而实现强化机构的量化设计 ,达到堆焊层显微结构的取利避害 ,解决高硬度和抗裂性之间的矛盾 。

建立PACS/T-PACS改善临床教学的体会

目的在教学医院建立影像学资料管理的高效平台,提高医学影像学教学效果和质量。方法通过问卷方式对医院图像存储与传输系统(picture archiving and communication system,PACS)运行情况进行调查;结合PACS综合运用多种教学法,初步建立专门用于临床教学的Teaching-PACS(T-PACS)系统;综合运用PACS及T-PACS对本科生的影像学临床教学效果及质量进行评价。结果 PACS系统能满足临床工作的需求,T-PACS能提高影像学教学的效率和质量。结论以PACS为基础的T-PACS用于教学具有很大优势和特点,值得在教学医院应用推广。

NiCrWSi系耐磨堆焊合金的设计和熔敷层性能研究

建立了堆焊合金定量设计的数学模型，有计划地设计熔敷层强化机构，创制了具有优良综合性能的ＮｉＣｒＷＳｉ系耐磨堆焊合金。测试了堆焊层的常温粘着磨损、高温（６００℃）粘着磨损和磨粒磨损性能，并分析了熔敷层硬度随温度的变化关系。

非晶金刚石薄膜对温度的敏感性研究

采用过滤阴极真空电弧技术制备非晶金刚石薄膜,在-190-600℃范围研究非晶金刚石薄膜的温度敏感性．利用液氮泵在Linkam试验台上冷却样品并实时采样,通过炉中退火实现样品加热．分别测试可见光拉曼光谱和纳米压痕,研究薄膜的微结构和机械性能的变化．实验表明:过滤阴极真空电弧制备的非晶金刚石薄膜具有较好的热稳定性．在空气中退火到400℃,其硬度和弹性模量基本保持不变,其结构可以一直稳定到500℃,但是到600℃,薄膜因为氧化作用而快速消耗．非晶金刚石薄膜的可见光拉曼光谱显示随着温度的升高,谱峰峰位向高频偏移．在低温冷却过程中,薄膜对温度变化不敏感,其结构保持不变．

膜厚对四面体非晶碳膜机械性能的影响

采用过滤阴极真空电弧技术以相同的工艺条件在p(100)单晶硅衬底上制备了不同厚度的四面体非晶碳薄膜,并利用表面轮廓仪测试薄膜的厚度和应力,利用纳米压入仪测试薄膜的硬度、杨氏模量和临界刮擦载荷.试验表明,在一定的扫描波形条件下,薄膜大约以0.7 nm/s的沉积速率稳定生长.随着膜厚的增加,薄膜的应力持续降低,当膜厚超过30nm时,应力将低于5GPa;当膜厚超过300nm时,硬度和杨氏模量分别将近70GPa和750GPa,已经十分接近体金刚石的性能指标.另外,随着膜厚增加所产生的应力变化,也导致了可见光拉曼光谱非对称宽峰的峰位逐渐向低频偏移.

铁基高合金耐磨堆焊层在常温滑动干摩擦条件下的磨损失效机制研究

利用光学显微镜 (OM)、扫描电子显微镜 (SEM)、透射电子显微镜 (TEM)和 X射线能谱 (EDAX)等分析测试仪器考察了铁基高合金耐磨堆焊层在常温滑动干摩擦条件下的磨损失效机制 .结果表明 ,在常温滑动干摩擦条件下 ,堆焊层的磨损失效机制表现为表层的塑性变形及局部积累 ,随后磨损裂纹在亚表层相界面和晶界等处形成并扩展和连通 ,最后发生表层材料分离的过程 .

八年制医学生科研能力培养的探索与实践

八年制高等医学教育是高等教育改革进程中建立的培养高层次临床医学人才新模式,其目标是培养具有医学博士学位的少数高层次医学人才。由于受到传统教育思想、教育体制、科研条件等因素的限制,存在着重教学轻科研,教学和科研相脱离的现象,对八年制医学生科研能力的培养还不够正规。在八年制科研能力的培养模式上,采用了授课、实验室见习、临床与科研相结合、CBL教学法的系统训练。有效地提高了八年制医学生从临床提出科研问题的能力,系统的培养了八年制医学生的科研素质。

军医大学预选卫生士官任职教育的几点思考

基层卫生士官培训工作纳入院校教育体系后,成为军医大学任职教育的重要工作。通过对军医大学参与基层卫生士官的培训和参与教学工作的教员及学员进行调查研究,总结经验和不足,为今后军医大学该项工作的开展提供理论基础和借鉴。