基于磁粉纹法与Ansoft-Maxwell模拟法快速探究平面阴极靶的磁场分布

利用磁粉纹法结合少量的磁场实测值确定了平面阴极靶内永磁体的位置、分布及尺寸,结合阴极靶的其他主要结构参数,进一步建立了阴极靶的磁场计算模型。利用Ansoft-Maxwell软件模拟了该阴极靶整体、重要截面、重要路径的磁场大小和磁场矢量的分布及其变化规律,利用高斯计实测了靶材表面重要路径不同方向上的磁场分量。通过模拟值与实测值的对比表明:模拟计算出的靶面磁场与实测磁场的误差在5%以内,进一步说明利用磁粉纹法结合磁场模拟的方式可以较为准确和快速地预测未知平面磁控溅射阴极靶的磁场分布。

磷化工艺对磷化膜沉积形态和摩擦学行为的影响

[目的]为了降低绞线断丝率和节约能源,需要开发出适用于拉丝变形用的低温快速磷化工艺,因此有必要研究磷化工艺对磷化膜的沉积形态和摩擦磨损行为的影响。[方法]采用低温(40℃)快速磷化工艺在牌号为SWRH82B的盘条表面沉积磷化膜。研究了磷化前活化、磷化时间及磷化后皂化对磷化膜耐干摩擦磨损性能的影响。磷化膜的单位面积质量由称重法测定,沉积形态及磨痕以扫描电镜(SEM)表征,摩擦因数在摩擦磨损试验中记录。[结果]表面经过活化处理后生成的磷化膜更加均匀、致密,与基体结合牢固。随着磷化时间的延长,磷化膜的单位面积质量逐渐增大,8 min后趋于稳定。磷化后进行皂化处理能令磷化膜厚度显著增加。磷化膜越均匀致密且越厚,其耐磨性就越好。[结论]在磷化前对表面进行活化,适当延长磷化时间,以及磷化后皂化,都可以提高磷化膜的耐磨性,进而改善钢丝生产过程中的拉拔断丝问题。

XPS数据用于计算薄膜厚度时的处理方法

X射线光电子能谱(XPS)技术能够提供样品表面各化学状态的元素的峰位、峰强等信息。通过这些信息以及光电子信号表达式,可以计算出薄膜厚度。介绍了三种光电子信号表达式的处理方法:直接求解法,基底-比值法和角度-比值法;分析了其推导过程。研究结果表明三种处理方式具有不同的精确度和适用范围。直接求解法没有适用限制,但精确度低;基底-比值法适用范围较小,仅适用于计算厚基底上的薄膜厚度,要求薄膜和基底组成成分具有相近的有效衰减长度λ,而这种方法受到仪器项和碳污染项误差的影响最小,具有最高的计算精确度;角度-比值法的适用范围和计算精确度适中,无需考虑基底层的限制条件,但出射角θ的变化幅度对计算精确度有较大影响。因此在使用XPS数据计算薄膜厚度时,研究者可以综合考虑上述各因素。

基于ZrO_(2)-SiO_(2)和介孔SiO_(2)凝胶膜制备可见光区双层减反射膜

采用溶胶-凝胶法,以正丙醇锆、正硅酸四乙酯为原料,在乙醇体系中以原位混合方式成功制备ZrO_(2)-SiO_(2)混合溶胶,Zr摩尔分数为20%~80%。在熔融石英基底上镀制混合凝胶膜,所得ZrO_(2)-SiO_(2)薄膜折射率在1.55~1.75之间可调。以有序介孔SiO_(2)薄膜为外层,选择与之匹配的ZrO_(2)-SiO_(2)薄膜为内层,构建λ/4~λ/2双层宽谱带减反射涂层。根据实际膜层的光学常数进行双层膜的优化设计,成功制备出在可见光区平均透射率达到99.17%的双层减反射薄膜。

表面改性多孔氧化硅减反射膜的制备及其性能分析

采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯为前驱体,盐酸为催化剂,三嵌段共聚物F127为模板剂成功制备SiO_(2)溶胶。采用提拉法在石英基底上镀制SiO_(2)光学减反膜,通过后嫁接1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷对薄膜表面进行改性,提高薄膜的环境稳定性。采用紫外-可见-近红外光谱仪、接触角测量仪及环境稳定性实验分析薄膜的光学性能和耐用性。结果表明,经改性后的薄膜在中心波长1600 nm的透射率达到99.3%,薄膜的水接触角达93°,在80%相对湿度和40℃的环境下放置7 d后透射率仅下降0.5%,接触角仅下降1.75°,说明薄膜有良好的环境稳定性。

双层SiO_(2)宽谱带减反射涂层的制备及性能表征

采用无模板溶胶-凝胶法,成功制备在可见光范围内具有高透射率和良好疏水性的宽谱带减反射双层SiO_(2)涂层。采用提拉法在石英基底上沉积SiO_(2)双层涂层,底层和顶层的折射率分别为1.34和1.15。其中,底层由酸催化和碱催化混合SiO_(2)溶胶制备得到,顶层薄膜的溶胶是使用六甲基二硅氮烷(HMDS)作为改性剂,制备得到三甲基硅烷化的SiO_(2)纳米粒子体系。根据优化膜系设计要求,选择合适工艺参数镀制双层涂层,测试结果显示,SiO_(2)双层涂层在可见光区的平均透射率为98.64%,静态水接触角可达134°。

Mg_(85)Ni_(15)减反层对玻璃衬底上VO_(2)薄膜光电性能的影响

采用脉冲激光沉积技术,在非晶玻璃衬底上生长单斜晶相的二氧化钒(M-VO_(2))薄膜,并研究了Mg_(85)Ni_(15)减反层对M-VO_(2)薄膜性能的影响。实验结果表明:在非晶玻璃衬底上制备的M-VO_(2)薄膜具有单一取向且纯度较高,并具有良好的光电热致转变性能。Mg_(85)Ni_(15)作为减反层,在没有特别降低电学性能的基础上,提高了薄膜的可见光透过率和太阳能调节率。通过对减反层厚度的优化发现:在减反层厚度为60 nm时,相变温度最低,且热滞宽度最窄为6℃。此工作的开展有利于推进VO_(2)薄膜在智能窗方面的应用。

柔性氧化物薄膜晶体管栅绝缘层的研究进展

柔性氧化物薄膜晶体管(Thin-film transistor,TFT)因具有迁移率高、电流开关比大、器件均一性好、柔韧性好和轻薄等优点而备受业界关注,广泛应用于柔性有机发光二极管(OLED)显示、柔性传感、仿生突触等领域。其中,栅绝缘层对柔性氧化物TFT的性能至关重要,它不仅影响着器件的基本电学性能,对器件的偏压、光照稳定性也有着明显的影响。因此,栅绝缘层材料及其制备工艺是实现高性能柔性氧化物TFT制备的关键。本工作综述了柔性氧化物TFT栅绝缘层的研究进展,首先介绍了几种典型的栅绝缘层薄膜制备技术;然后介绍了可应用于柔性氧化物TFT的栅绝缘层材料,包括无机高介电常数(高K)栅绝缘层材料(如氧化锆(ZrO_(2))、氧化铪(HfO_(2))和氧化铝(Al_(2)O_(3)))、有机栅绝缘层材料(如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚乙烯醇(PVA))以及双电层电解质栅绝缘层材料,并论述了几种栅绝缘层材料的优缺点;最后对柔性氧化物TFT的栅绝缘层技术特点和应用进行了总结,并对未来栅绝缘层技术的发展和研究进行了展望。

两步压入法——薄膜力学性能的可靠测量方法

提出了采用力学探针测量薄膜力学性能的两步压入法。该方法通过大载荷压入展示基体变形对薄膜硬度的影响,从而选择不影响基体变形的小载荷测出薄膜的硬度和弹性模量。对高速钢基片上的TiN硬质薄膜,单晶硅片上的金属Ni薄膜和(Ti,Al)N/VN纳米多层膜的测量表明,两步压入法能够测出各种性质薄膜的力学性能,并且具有准确可靠的特点。此外,两步法对(Ti,Al)/VN纳米多层膜的力学性能的测量表明,该体系的纳米多层膜存在硬度和弹性模量异常升高的超硬、超模量效应。

应用白光共焦光谱测量金属薄膜厚度

为了精确测量自支撑金属薄膜厚度及其厚度分布,提出了基于白光共焦光谱传感器的金属薄膜厚度测量技术。介绍了该技术的测量原理及系统结构,研究了系统的测量不确定度。利用相向对顶安装的白光共焦传感器组、精密位移平台并结合自制的薄膜厚度校准样品,实现了对厚度为10~100μm的自支撑金属薄膜的厚度及厚度分布的精确测量;通过研究系统的传感器测量不确定度、薄膜厚度校准样品不确定度、上下传感器安装误差及系统重复性测量误差,获得了系统的测量不确定度数据。试验结果表明,该系统的测量不确定度在0.12μm左右,基本满足惯性约束聚变（ICF）靶参数测量所需的稳定性好、测量精度高、非破坏性测量等要求。

薄膜的力学测试技术

对薄膜力学性能的测试方法。

腔长失调对光腔衰荡法测量精度的影响

只考虑腔长失调因素下建立了反射率模拟测量的理论模型。根据高斯光束传输规律分析了腔长失调对衰荡腔模式耦合的影响,推导了腔长失调与谐振腔输出脉冲信号、衰荡信号与反射率之间的关系,模拟了腔长失调在±10mm范围内的光脉冲衰荡现象。结果表明:对于光敏面直径为0.2mm的高速探测器,为了保证10-6的测量精度,腔长的失调量应控制在±1mm之间。在光路调节中采用具有对数变换功能的示波器和动态范围较大的探测器,可以提高测量精度。

水射流作用下岩石破碎理论研究进展

水射流作用下岩石的破碎是一个极为复杂的过程,对水射流作用下岩石破碎机理的认识依然是众说纷纭,由此对水射流破岩机理有多种不同的学说。对此,综述与归纳了水射流作用下岩石破碎的主要理论,包括准静态弹性破碎理论、应力波破碎理论、气蚀(空化)破坏理论、裂纹扩展破碎和损伤破碎理论等。在此基础上评述和分析了水射流破岩理论研究存在的问题,并为水射流破岩理论的研究提出了一些建议。

利用光差分技术检测激光激发声表面波定征薄膜材料

利用激光激发声表面波及改进的光差分检测技术,研究沉积在基片表面的薄膜样品的特性和参量。根据实验获得的声色散曲线和基片已知参数,结合层状媒质中声表面波传播理论,拟合得到薄膜材料的弹性模量、密度和厚度等物理量。结合扫描电子显微镜和X光衍射结果分析,并与文献值比较,表明所采用的技术是定征薄膜材料的弹性模量和力学参量的有效方法。

HfO_2/SiO_2高反射膜的缺陷及其激光损伤

用原子力、Normaski和扫描电子显微镜等分析仪器 ,对高损伤阈值薄膜常采用的 Hf O2 /Si O2 薄膜进行了表面显微图象研究 ,分析了薄膜常见的表面缺陷 ,如节瘤 ,孔洞和划痕等。薄膜表面缺陷的激光损伤实验表明 ,不同缺陷的抗激光损伤能力大不相同 ,节瘤缺陷最低 ,约为 1 5 J/ cm2 ,薄膜的损伤阈值主要由其决定 ,孔洞的激光损伤能力与节瘤相比较高 ,约为节瘤的 2～ 3倍。节瘤缺陷在低能量密度的激光损伤所形成的孔洞 ,与镀制过程中形成的孔洞形貌相似 ,激光再损伤能力也相似。

用透射反射扫描法检测光学薄膜的激光损伤

用波长 1 .0 6 μm的激光透射反射自动扫描装置扫描了激光辐照前后薄膜的反射比和透射比。薄膜样品的工作波长为 1 .0 6 μm。将扫描结果与相衬显微镜观察到的形貌相对照。实验结果表明 ,用透射反射扫描法不仅能反映出相衬显微镜所能观察到的损伤 ,而且也能发现某些显微镜所不能发现的损伤。由于透射比和反射比可以反映出薄膜对激光的传输性能 ,因此也能反映出薄膜能否继续工作 ,以此来判定损伤与否。因此用透射反射扫描法可以作为检测损伤的手段 ,由于简单易行 ,可以在线检测。

磁电子学中的若干问题

本文综述了自旋极化输运过程中巡游电子的自旋极化、自旋相关的散射及自旋弛豫等三方面的内容；全面总结了铁磁金属的磁电阻效应（ＡＭＲ）、磁性金属多层膜和颗粒膜的巨磁电阻效应（ＧＭＲ）、氧化物铁磁体的特大磁电阻效应（ＣＭＲ）以及磁隧道结的巨大隧道电阻效应（ＴＭＲ）研究中具有代表性的实验结果及理论模型；简单介绍了新生的磁电子器件—磁电阻型随机存取存储器（ＭＲＡＭ）和全金属自旋晶体管的工作原理和工作过程。

分散固相萃取/液相色谱-串联质谱法测定水产品中的8种青霉素残留

建立了同时测定水产品中8种青霉素(阿莫西林、氨苄西林、青霉素G、青霉素V、苯唑西林、氯唑西林、萘夫西林、双氯西林)残留的液相色谱-串联质谱分析方法。以青霉素G-D7为内标,样品经80%乙腈水溶液提取,C18吸附剂分散固相萃取净化,超滤管过滤后进行分析。采用HyPURITY C18色谱柱,以乙腈(含0.1%甲酸)-0.1%甲酸为流动相,梯度洗脱分离后,目标分析物在选择反应监测(SRM)模式下进行定性和定量分析。氨苄西林、青霉素G、萘夫西林在1.0～50.0μg/L范围内线性良好,检出限为0.6μg/kg;青霉素V、苯唑西林、氯唑西林、双氯西林在2.5～100.0μg/L范围内线性良好,检出限为1.5μg/kg;阿莫西林在5.0～200.0μg/L范围内线性良好,检出限为3.0μg/kg。8种青霉素的加标回收率为74%～98%,相对标准偏差均小于10%。该方法准确、灵敏、高效、环保,适用于水产品中多种青霉素抗生素的同时测定。

三代管MCP离子阻挡膜研究

三代管中 Ga As光电阴极的表面 Cs- O层经不住正离子的轰击 ,但在 MCP的通道内 ,由于二次电子倍增 ,在 MCP通道的输出端 ,电子密度较大 ,所以 MCP通道内的残余气体分子就会被电离 ,正离子在电场的作用下向阴极方向运动 ,最终轰击阴极的表面 Cs- O层 ,使阴极的灵敏度衰退 .所以在 MCP的输入端制作一层 Al2 O3 离子阻挡膜对延长阴极的寿命是至关重要的作用 .本文介绍了 MCP离子阻挡膜的离子阻挡和电子透射原理 ,离子阻挡膜厚度的确定以及离子阻挡膜的制作工艺 .

C/C复合材料比热容和热扩散率的研究

研究了C/C复合材料的比热容、热扩散率及其影响因素。研究表明,C/C复合材料的比热容随着温度的升高而增大,在1 300 K时比热容达到最大值1.8 kJ/(kg.K),之后随着温度的升高,比热容保持恒定;C/C复合材料的热扩散率随着温度的升高而降低,碳纤维的取向与热传导方向一致时热扩散率最高;石墨化度高,热扩散率高;C/C复合材料的热扩散率随着材料密度的增加而增大。