微电子工程中薄膜工艺教学设计与实践

阐述针对微电子专业学生对薄膜课程理论和实践的学习要求,定制集电阻蒸发、电子束蒸发、磁控溅射三种镀膜方法于一体的镀膜设备。通过创新的教学实践,使学生获得真空设备、薄膜设备的安装、调试、故障分析与排除的基本技能,掌握薄膜制备的工艺设计及真空镀膜设备的使用。

基于多元主体多维协同的现代产业学院建设新思路

深化产教融合,培养适应和引领现代产业发展的高素质应用型工程技术人才,是高等教育支撑我国经济高质量发展的必然要求。校企协同育人已成为应用型人才培养的重要途径。按照“载体共建、人才共育、成果共享”模式,通过组建“行业—产业—专业”专家委员会、建设区域电子信息人才培养培训基地、更新校企合作机制、成立工程技术中心、构建人才培养体系等途径,搭建现代电子信息产业学院,为应用型高校建设提供可复制、可推广的新模式。

基于线上线下混合式的电子线路教学案例设计

为提高学生的实践动手能力,文章结合电工电子实验案例竞赛基于线上线下混合教学模式进行了电子线路教学案例设计。通过基于数字电子技术课程趣味性电路的设计案例,将电工电子类课程内容有机结合,通过理论知识与实践操作的紧密结合,对学生进行综合能力训练,以满足不同层次的学生需求,达成对学生设计电子电路的能力和运用理论知识解决复杂工程问题的能力训练。教学实施过程中通过在线平台进行课前资源发布、实验过程管理及电路功能验证,使学生实验不受空间和时间的限制,可自由发挥进行设计并验证,培养学生的自主设计能力。

P(VDF-CTFE)/DA@BTO层叠式结构复合薄膜的介电与储能特性研究

聚偏氟乙烯(PVDF)基聚合物在高储能密度、高脉冲储能领域具有广泛的应用前景。本文采用钛酸钡(BTO)纳米颗粒掺杂聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯(P(VDF-CTFE))溶液,采用流延法制备P(VDF-CTFE)/BTO复合薄膜,探讨了不同BTO掺杂含量对复合薄膜微观结构、介电性能、储能特性的影响;采用多巴胺(DA)改性BTO以提升BTO与聚合物基体的相容性,改善复合薄膜的介电常数和电气强度;同时利用薄膜层间“击穿阻碍效应”制备层叠式结构复合薄膜以提升薄膜的储能特性。结果表明:使用DA改性BTO质量分数为10%的P(VDF-CTFE)/DA@BTO复合薄膜作为中间层、P(VDF-CTFE)作为外层制备的PV-BT-PV层叠式三明治结构复合薄膜,介电常数达到10.44,最大电气强度为362.25kV/mm,在500kV/cm电场强度下的充放电效率达到86.63%。

“传感器原理及应用”双语教学改革探索

双语教学改革是目前高校教育改革的重要内容。“传感器原理及应用”作为电子科学与技术专业课程体系中重要的组成部分,在教学过程中备受关注。针对影响双语教学效果的因素,从教学理念与目标、师资队伍与教学模式、教材与教学内容以及考核方式等方面提高双语教学质量,提升学生的学习效果,并在实践中不断进行探索和完善,以适应不同学生的需求和教学环境的变化。

泡沫基材-Ni-石墨烯复合镀层制备及电催化析氢性能研究

目的 采用电沉积技术在泡沫基材上沉积制备Ni-石墨烯复合镀层,期望借助泡沫基材的三维多孔结构和石墨烯的超高比表面积来改变复合材料的表面状态,进而获得高镀层的电催化析氢性能。方法 采用电沉积技术将石墨烯作为第二相粒子沉积,制备了泡沫基材-Ni-石墨烯复合电极,通过SEM和EDS研究了其微观形貌及成分,并利用电化学工作站完成了镀层电极的极化曲线、交流阻抗和电解水稳定性测试,使用控制变量法探究了镀层厚度、镀液石墨烯浓度和基材形貌对镀层电催化析氢活性的影响。结果 SEM和EDS表征发现,镀层表面形貌受镀液中石墨烯浓度影响较大,石墨烯作为第二相嵌入镀层后,明显改变了复合镀层的表面形貌,其存在形态为颗粒状,在150 mg·L^(–1)时颗粒堆积最多。进一步利用电化学分析技术探究了镀层厚度、镀液石墨烯浓度和基材形貌对电极电催化析氢性能的影响,发现在一定范围内,不同厚度镀层的电催化析氢活性基本相同;石墨烯质量浓度为150mg·L^(–1)时制得的电极的电催化析氢性能最优,析氢过电位为211.2m V(vs.RHE),且电解水稳定性良好;泡沫基材镀层的电催化析氢活性明显优于平板基材镀层。结论 石墨烯的引入和泡沫基材三维多孔结构均增大了复合镀层的比表面积,是电极表现良好的电催化析氢活性的关键。

带有阶梯沟槽结构音叉型石英晶体谐振器设计研究

为了解决表面贴装器件(SMD)型压电石英音叉晶体的振动阻抗过大的问题,提出了一种带有阶梯沟槽结构的Z切压电石英音叉晶体谐振器。首先,从振动原理上结合压电石英晶体各向异性材料因腐蚀工艺导致结构的不对称性解释阻抗过大的机理;然后,提出一种新结构弥补因腐蚀工艺带来音叉晶体结构不对称的问题。基于有限元仿真计算出音叉晶体谐振器的振动分布情况,通过仿真分析发现新型结构有效降低音叉双叉振梁面内弯曲的不对称性,改善了音叉晶体谐振器的振动特性,降低了器件的阻抗。

一种Ag掺杂的石墨烯锂金属负极三维集流体

锂金属负极在循环过程中会产生锂枝晶生长问题,导致电池循环寿命和库仑效率降低,甚至引起安全问题。锂枝晶生长的主要原因是锂金属负极中锂离子的电化学行为不受控引起的。为了解决这个问题,设计了一种由银(Ag)纳米颗粒、石墨烯和聚偏氟乙烯(PVDF)构成的锂金属负极集流体(GP@Ag)。利用银良好的亲锂特性及石墨烯对电子和锂离子的良好导电性,大大提高锂金属负极的电化学动力学性能。将所设计的集流体用于锂金属电池负极并进行电池性能测试,在1.0 C下循环350次,电池容量保持率可提高到93%,证明GP@Ag能有效抑制锂枝晶的生长,从而大大提高锂电池的循环寿命。

傅里叶变换在微剂量探测器组织等效换算中的应用

金刚石微剂量探测器被认为是放射生物学效应研究中最有前景的探测器之一。然而,由于金刚石与生物组织的密度不同,同等大小金刚石微剂量探测器与生物组织中的沉积能量分布并不相同。本研究围绕金刚石与相同大小生物组织中沉积能量分布的等效换算展开研究,结合沉积能量分布数学模型和傅里叶变换相关性质提出了一种等效换算方法。研究结果显示:该方法在同等大小金刚石与生物组织的等效换算中有较好的效果,但该换算方法的适用性会受到沉积能量分布数学模型适用范围的影响。因此,如果能够建立适用于描述不同条件下介质中辐射沉积能量分布的数学模型,将有助于提高该换算方法的适用范围。

基于手持式扫描仪的种子几何参数高通量测量

在数字化考种、表型组学及数字农业仿真等前沿研究中,精确且丰富的种子几何参数至关重要。为实现种子几何参数的高通量测量,该研究提出了一种基于手持式扫描仪的种子几何参数自动测量方法,主要包括:1)针对批量扫描中数据缺失问题,提出了一种基于椭圆拟合和平滑插值的点云补全算法;2)为实现样本自动筛选,提出了一种基于主成分分析的统计模型典型的样本筛选方法。试验覆盖8类形态各异的植物种子(3400个样本)。结果表明,点云补全平均误差低至0.017 mm,显著提升了数据的完整性;样本筛选平均误差0.80%,确保了样本的代表性和准确性;几何参数平均测量误差0.41%,实现了种子几何参数的批量、自动和高精度测量。该研究为智慧农业领域基础研究提供了一种高效的基础数据测量方法。

掺杂的钛基锂电池负极材料的结构与性能的研究

本文使用基于密度泛函理论(DFT)的超软赝势模拟法来对Li2ZnTi3O8、掺杂后的Li1.9Al0.1ZnTi3O8和Li1.9Ag0.1ZnTi3O8材料进行了电子结构与光学性质的研究。首先用CASTEP子程序对LZTO材料构建超晶胞并进行几何结构优化,并对优化后的电子结构进行计算:包括能带结构、晶格常数、各原子的分波态密度以及总体态密度等。结果表明,LZTO晶格常数为a = b = c = 8.009 Å,Li1.9Al0.1ZnTi3O8晶格常数a = b = c = 8.837 Å,Li1.9Ag0.1ZnTi3O8晶格常数为a = b = c = 8.959 Å,与实验值接近。通过能带结构和态密度图得到Li2ZnTi3O8是一种直接带隙半导体材料,掺杂后电子的能量范围变窄,主要来自于Li、Ag、Zn和Al元素的贡献。最后计算和分析了LZTO的光学性质(光学吸收光谱),以期为锂离子电池电极材料的设计与优化提供理论指导。

弦振动驻波形成机理分析

针对两端固定的弦线产生的驻波现象,从波动传播过程出发建立各列波的波函数,利用叠加原理计算弦振动方程.分析弦振动函数本身存在的规律,利用形成驻波的必要条件顺利把函数简化成驻波方程形式,并发现振源的位置改变会影响弦线的振动情况.从两端固定的弦线上形成驻波的现象出发,分析得出振源位置应满足的条件.

“电磁场与电磁波”无线电测向课外实验

“电磁场与电磁波”课程公式繁多,概念抽象,学习难度较大。在无线电测向运动中使用发射电台、接收机设备,需要应用电磁波传播、矢量叠加等相关知识。以该运动为载体,开发无线电测向接收机天线方向图绘制课外实验,将抽象的电磁波理论变得直观。让学生在实践中理解电磁场传播、天线方向图、测试转台、无线方法等相关理论,能够极大调动学生学习兴趣,提升“电磁场与电磁波”课程教学质量。

雷达组网电子干扰技术在航迹欺骗中的应用

通过分析雷达组网的电子干扰,提出航迹欺骗的方案。在此基础上研究航迹欺骗干扰的组成和工作原理,指出雷达组网的电子干扰的关键是信息融合。仿真实验结果表明,当通过雷达组网进行电子干扰后,对于目标船舶的检测率下降,雷达输出的数据量增多,覆盖面积下降。但不同雷达所掌控的范围更加精准,由此说明雷达组网的电子干扰能够有效保护目标船舶。

钡铁氧体与羰基铁复合材料的吸波性能研究

本文制备了钡铁氧体和羰基铁复合材料作为吸波材料,分析讨论了钡铁氧体在复合材料中不同含量对复合材料在2~18 GHz波段的电磁参数及吸波性能的影响。结果表明:随着钡铁氧体含量的减少,介电常数先增大后减小,在钡铁氧体含量为25%时达到最大。在2~7 GHz频段,磁导率随钡铁氧体含量的减少而增加,在7~18 GHz频段,磁导率随钡铁氧体含量的减少而减少;当钡铁氧体含量为50%,厚度为1.7 mm,最小反射损耗为−41 dB,有效吸收频率为9.2~14.9 GHz,带宽达5.7 GHz,复合材料的吸波性能最佳。

投入与收益对女性生育意愿影响研究

低生育率是当前我国人口发展呈现出的新情况新变化之一,社会面临少子化和老龄化的挑战,提高女性的生育意愿是破解该问题的关键。针对女性生育意愿进行了二元Logistic模型回归分析,研究结果发现生育经济成本、劳动成本、家庭幸福感与个人心理收益是影响生育意愿的重要因素,当收益大于投入的时候,女性生育意愿更高。对此,提出相关建议,提升女性生育投入与收益的性价比,从性别平等的角度增强女性生育意愿。

线性响应和两种态特定方法模拟AF350电子跃迁的溶剂效应

在极化连续模型框架下比较了线性响应与两种不同态特定方法计算的溶液中Alexa Fluor 350(AF350)分子激发能和光谱移动值的差异.AF350的第一激发态S0→S1电子跃迁属于π→π*跃迁,主要对应于最高占据分子轨道(HOMO)到最低空轨道(LUMO)的跃迁.该分子激发态偶极矩大于基态偶极矩,激发态时溶质溶剂相互作用比基态时更强,随着溶剂极性增大,会发生光谱红移的现象.与实验值相比,线性响应和两种态特定方法均高估了激发能,其中以IBSF(Improta-Barone-Scalmani-Frisch)方法得到的激发能最小,矫正的基态反应场方法(cGSRF)得到的激发能最大.对于光谱移动值,3种方法与实验值相比都偏小,线性响应方法(LR)计算出的误差最大,而IBSF方法得到的结果与实验值最吻合,是预测溶液中AF350分子激发能和光谱移动值最准确的方法.对比了Marcus传统理论和基于约束平衡的非平衡溶剂化理论的结果,发现后者得到的激发能和光谱移动值更接近于实验值.

单信道电子通信信号循环频率特征自提取仿真

针对当前信号提取方法存在准确率和完整性差的问题,提出单信道电子通信信号循环频率特征自提取方法。提取单信道中重叠信号分量任意时刻瞬时频率与幅度,重构各信号分量,实现重叠信号分离。在分离得到的信号基础上,输入采样数据并开始进行循环频率检测,分别计算电子通信中的BPSK信号特征量、QPSK信号特征量、MSK信号特征量、OQPSK信号特征量,并判断计算结果是否为1,假设为1,则在循环频率集合中将已经提取过的此类信号循环频率去除,同时提取出相应数量的BPSK信号、QPSK信号、MSK信号和OQPSK信号,完成单信道电子通信信号自提取。实验结果表明,所提方法准确率和完整性较高,与当前方法相比,该方法可靠性更强。

混合智能算法在电子设备动态管理优化中的应用

应用微分进化算法(DEA)与字典排序算法(DSA)相结合的智能算法优化管理电子设备动态货位,研究了基于分拣选路径、存取效率、支架稳定性的动态管理多目标优化问题,并与采用遗传算法(GA)的动态管理优化进行了比对,发现字典排序算法能够按照数字顺序大小构建基于分拣选路径、存取效率、支架稳定性等因素重要程度的多目标函数,微分进化算法则能对多目标函数实施有效优化。仿真结果表明,混合智能算法迭代步数少,收敛速度快,具有更好的执行效率。

基于OBE理念的电子技术创新综合实践教学改革研究

传统的专题实习或课程设计往往由教师预先设置好学习过程,采用“一个方案、一种设计、一个方法、一种标准”的构架,难以关注不同层次学生的需要,不利于提升学生学习能力和培养学习信心。电子技术创新综合实践教学改革,基于以成果为导向的OBE理念进行,目的是因材施教,使学生各尽所能、支持出头露尖、鼓励争议辩论,强调培养学生的创新能力,最终达到教学相长、教学和科研相互促进的目的。