低密度金属泡沫的研制

金属泡沫是一种具有亚微米微结构的低密度金属材料，其密度可达固体密度的０．５％～１０％。文章论述了金属泡沫的制备原理及工艺，并对Ｃｕ、Ａｕ两种金属泡沫的密度、结构和成份进行了分析测试，揭示了金属泡沫独特的微结构和一些相关特征。

粗糙表面的统计研究

论述了粗糙表面的表征方法,根据表面形成的随机特性,将粗糙表面的高度分布归为二项式分布。根据粗糙度取值的不同,讨论了泊松分布表面和高斯分布表面的高度分布特点和表面截面积及相对密度的分布情况。对表面接触状态进行了初步分析,认为表面接触存在一定的嵌入深度,并且根据嵌入深度可以估算表面接触面积。分析结果表明:泊松表面和高斯表面的高度分布、相对截面积和相对密度分布以及接触面积随嵌入深度的增长情况有显著差别。

粗糙表面镜向散射光强统计

粗糙表面散射可分为镜向散射和非镜向散射,镜向散射光强的分析不仅具有理论上的简洁性,而且能够给出粗糙表面散射的一些重要特性。论文根据相干散射和傅里叶光学理论,对粗糙表面的镜向散射光场进行了理论分析和推导,结果表明:镜向散射光场的主要特征由粗糙表面高度分布的傅里叶变换和入射光场的傅里叶变换共同决定。对于均匀平行光照射高斯表面情形,镜向散射光强是有效粗糙度的高斯函数,镜向散射光强在焦平面的分布为sinc平方函数。

基于自由空间光学的光机电混合集成技术

随着微加工技术和微分析技术的发展,人们已经可以把大型的机电系统或者光学系统微型化并进行某种程度的集成。但是,由于光学元件和光学系统对微结构的材料性能、几何尺寸和表面质量等都有极为苛刻的要求,光学系统特别是自由空间光学系统的微型化仍然面临巨大的技术挑战。提出一种基于表面压印和三维铸模技术的自由空间光学系统集成技术,该技术解决了光学元件的微型化及层内和层间的光学互联;在此基础上,结合MEMS技术、印刷电路(PCB)和表面贴装(SMD)技术实现了片上的光机电混合集成。

双靶反应溅射Ti-B-N复合膜的研制

采用基片架旋转的多靶磁控溅射仪，通过六方氮化硼（ｈ－ＢＮ）和Ｔｉ靶反应溅射制备Ｔｉ－Ｂ－Ｎ复合薄膜，并用ＡＥＳ、ＸＲＤ和ＴＥＭ等方法研究了薄膜的微结构．结果表明，室温下沉积薄膜均呈非晶态，经过４００°Ｃ热处理薄膜晶化．基片加热为４００°Ｃ沉积的薄膜则已晶化，ＴＥＭ分析确定薄膜结构为ＴｉＮ结构．显微硬度表征发现，室温沉积Ｔｉ与ｈ－ＢＮ的原子数约为２∶１时的薄膜达到最高硬度ＨＫ２６００．

分形理论在光谱识别中的应用

分形理论是研究一类不规则、混乱复杂,但其局部和整体具有相似性体系的科学。分形维数是分形理论中用于描述对象的不规则度和自相似性的基本度量。文章以符合朗伯-比尔定律的光谱信号为研究对象,在概述分形几何基本原理的基础上,提出了以分形维数作为光谱识别特征的方法,运用相空间重构得出了光谱信号的分形维数,通过对光谱信号的分形维数进行比较,达到识别不同光谱的目的,最后举例对该方法进行了说明。

TiN/AlN 纳米多层膜的制备及力学性能

采用多靶反应磁控溅射法制备了ＴｉＮ／ＡｌＮ纳米多层膜，并通过ＸＲＤ、ＴＥＭ和显微硬度计对多层膜的调制结构和力学性能进行了研究．结果表明，反应磁控溅射法制得的纳米多层膜调制界面平直清晰；薄膜的硬度随其调制周期Λ的减小而单调增加，硬度在Λ＝２ｎｍ时达到最大值ＨＫ３２．９３ＧＰａ．

基于CdZnTe像素阵列探测技术的伽玛源成像

根据高能射线针孔成像理论,采用CdZnTe像素阵列探测器建立了直接成像探测模式的伽玛源针孔探测系统。测试分析了CdZnTe像素阵列探测器的能量分辨力及峰值效率,讨论研究了针孔成像探测系统的调制传递函数和附加噪声特性,测试获得直径5mm137Cs源的探测图像,采用Lucy-Richardson迭代算法得到了137Cs源的复原图像。实验结果表明:CdZnTe探测器对662keV137Cs源的能量分辨力为6.25%～7.50%,峰值效率65.0%～72.5%;成像系统探测图像存在一定扩散现象,所采用的Lucy-Richardson迭代复原算法能较好地修正图像扩散,提高探测图像中心区域细节分辨力;估算所得137Cs源尺寸误差约0.5mm,所建立的CdZnTe针孔成像探测系统能有效得到小尺寸伽玛源的辐照强度分布及尺寸信息。

W/Mo超晶格薄膜的微结构研究

纳米多层膜因常出现物理或力学性能的异常而成为薄膜研究的热点之一。采用ＸＲＤ和ＴＥＭ技术研究了Ｗ／Ｍｏ纳米多层膜微结构。结果表明，Ｗ和Ｍｏ由于同为体心立方结构，且晶格常数相近，由它们交互重叠形成的纳米多层膜具有柱状晶穿过调制界面外延生长的结构特征，形成多晶超晶格结构。

不同厚度像素CdZnTe探测器的性能测试和评估

碲锌镉材料(CdZnTe)是目前探测X射线和γ射线的最好材料之一。将241 Am和137 Cs辐射源作用于像素CdZnTe探测器,通过实验和仿真分别得到能量谱估计、能量分辨率和峰值效率。由实验和仿真结果得出:在662keV的高能量下,厚度较大的CdZnTe探测器可获得更高的能量分辨率和峰值效率,但在59.5keV低能处会出现拖尾升高和电荷损失的现象;厚度较薄的探测器在低能处的特性反而更好。

W/Mo纳米多层膜的界面结构与超硬效应

研究了W/Mo纳米多层膜的微结构及超硬效应。W/Mo纳米多层膜采用磁控溅射技术制备,并采用XRD、TEM和显微硬度计研究了薄膜的微结构和硬度。结果表明,W/Mo纳米多层膜形成多晶外延生长的超晶格结构;界面共格畸变使W,Mo两调制层的晶面间距随调制周期的减小而相互接近,在多层膜中形成交变应力场,从而使薄膜得到强化。

高能伽玛源下碲锌镉探测器的针孔成像

采用新型室温碲锌镉(CdZnTe)辐射探测器,通过厚针孔系统对137Cs高能662 keV伽玛射线辐射源进行成像探测,得到了能谱图和放射源图像。计算分析了高能射线穿透效应对空间分辨力的影响,并对不同偏压下得到的图像进行比较与讨论。实验表明,当放大倍率不大时(小于3),高能射线对准直器材料的穿透效应增大是限制图像空间分辨力的主要因素,探测器像素尺寸的大小对图像空间分辨力的影响并不明显。随偏置电压升高,探测器得到的图像会得到改善,但过大的偏压(大于1 000 V)会使晶体内部的电场不均匀性增大,降低信噪比从而降低图像品质。

微加速度传感器的研究现状及发展趋势

基于MEMS技术的微型传感器是微机电系统研究中最具活力与现实意义的领域.微加速度传感器作为微传感器的重要分支一直是热门的研究课题.本文基于对微加速度传感器研究现状的综述,探讨了微加速度传感器的发展趋势.

高剂量X射线辐照下碲锌镉探测器的深度极化效应

采用双向辐照的方法研究了碲锌镉晶体中的深度极化效应,实验结果表明,深度极化效应与直接辐照的X射线剂量无关。通过对晶体内电场分布的模拟,进一步分析了深度极化的形成机制,认为深度极化效应与极化效应一样,都是由于高浓度的堆积电荷使得晶体内电势畸变从而阳极不能收集信号,但它与通常极化效应有所不同,造成这种极化的高浓度空间电荷是从更高浓度的空间电荷区扩散而来的,发生深度极化的区域本身并没有受到X射线的强烈辐照。

梯度过渡涂层的制备

本文采用多靶磁控溅射技术制备ＴｉＣ／Ａｌ界面梯度过渡层，过渡层由ＴｉＣ和Ａｌ的成分梯度变化组成，其成分由Ａｌ基体侧平缓过渡到ＴｉＣ涂层侧。梯度过渡层的成分变化经ＡＥＳ测定，并用光学金相显微镜观察了涂层形貌。实验结果表明，当梯度层厚度大于某临界值后。

界面梯度对TiN／不锈钢涂层应力的影响

气相沉积表面涂层在科学技术各领域得到广泛应用，然而，由于涂层与基体在化学和物理性质上的差异，使得涂层与基体在界面两侧产生结构和性能上的突变，影响了涂层功能的充分发挥。为此，采用多靶磁控溅射技术制备了具有梯度过渡层的ＴｉＮ／不锈钢涂层，并研究了梯度层对涂层内应力的影响。研究结果表明：采用多靶磁控溅射技术，分别控制各靶的功率，能够精确控制梯度层的成份变化，制备不同厚度的镀层；应力分析显示，随梯度过渡层厚度的增加，涂层的内应力明显降低。

CdZnTe像素阵列探测器成像评价模型及实验

考虑载流子陷获效应建立了碲锌镉(CdZnTe)像素阵列探测器感应电荷分布模型,并从非平衡载流子连续方程出发,推导了晶体内部陷获载流子数密度分布,得到了CdZnTe探测器成像调制传递函数评价模型。数值计算结果表明:随入射光子能量的增加,探测器成像质量明显下降;当电子载流子与空穴载流子迁移寿命积范围分别为0.5×10-3～5.0×10-3 cm2/V,2.0×10-5～7.5×10-5 cm2/V时,电子载流子感应信号是探测器响应信号的主要来源,而空穴迁移寿命积变化对探测器成像性能的影响有限,所建立模型的载流子收集特性与实际探测器载流子收集特性相符。搭建了40mm×40mm的CdZnTe成像探测系统,探测并获得了系统预采样调制传递函数。实验结果表明:模型理论值与实验数据相符合,实际CdZnTe晶体中存在的固有深能级缺陷、实验所采用的非单色性X射线源及较大的实际像素间隙是造成理论值与实验结果存在一定偏差的主要原因。

基于高能γ源的CdZnTe成像探测器极化效应研究

应用第一类边界条件泊松方程,推导了碲锌镉(CdZnTe)探测器晶体内部电势分布,研究了CdZnTe探测器在137 Cs高能γ源成像探测过程中的极化效应。数值计算与实验结果表明:在低辐射注量率条件下,即CdZnTe晶体内部载流子电荷密度较低时,内部电势分布主要受外加偏压影响,晶体内部电势与偏压为线性关系,电场呈均匀分布。在高辐射注量率条件下,即晶体内部载流子电荷密度较高时,内部电势分布出现极化区域,电场分布发生扭曲,电子载流子向辐照区域外侧迁移,形成辐照中心无信号而辐照边缘区域仍有响应信号的极化探测图像。极化效应造成CdZnTe探测器探测性能严重退化,辐照边缘区域像素事件计数下降约70%。

二维电容式硅微加速度传感器的刚度求解

硅微电容式加速度传感器具有灵敏度高、噪音低、漂移小、功耗低、结构简单等优点 ,在军民两用市场中有着广泛的应用前景。本文针对自主开发设计的一种带折叠梁的二维叉指电容式硅微加速度传感器 ,采用力法求解了其主轴刚度 。

W/SiC纳米多层膜界面微结构研究(英文)

本文采用双靶交替磁控溅射方法制备了Ｗ／ＳｉＣ纳米多层膜，并用高分辨电镜对多层膜截面形貌及界面微结构进行了分析。结果表明：Ｗ／ＳｉＣ纳米多层膜具有良好的调制结构，其中Ｗ为多晶，ＳｉＣ为非晶，且Ｗ晶粒在垂直于膜面的方向上的长大受到调制周期的限制。Ｗ与ＳｉＣ形成完全非共格界面，该界面具有宏观平直而微观粗糙的特点。在界面上存在一个模糊的过渡层，该过渡层由Ｗ与ＳｉＣ的成份混合区和Ｗ的结构过渡区构成。