硼掺杂纳米硅薄膜的多脉冲激光熔覆数值模拟及实验研究

为研究多脉冲激光的热累积效应对硼掺杂纳米硅薄膜熔覆过程的影响,采用单温模型,利用三维有限元方法对激光与硅薄膜的相互作用过程中温度场的分布进行了数值模拟,得到了多脉冲激光耦合情况下的温度场变化规律。仿真结果表明:与单脉冲相比,在多脉冲激光作用下,峰值温度增加了3.2%,熔池尺寸扩大了18.75%,同时热影响区范围也明显增加;激光辐照后,熔覆层表面温度下降,但基体温度仍会继续上升,多脉冲热累积效应为纳米硅薄膜中硼元素扩散提供了有利条件。最后,通过单脉冲及多脉冲激光熔覆实验,分析了熔覆硅薄膜后的熔覆层表面状况的差异,并获得了激光熔覆辅助硼元素扩散的一般规律,为硼掺杂纳米硅薄膜的激光辅助扩散技术在半导体器件中的应用提供了条件。

锗铜复合微球的放电加工机理分析及实验研究

提出了一种制备锗铜复合材料的新方法,采用掺杂锗与铜作为电极材料,利用脉冲放电法在两极材料表面产生瞬时高温及局部微爆炸,使两极熔融态材料在爆轰波冲击作用下向极间飞溅并聚合形成锗铜复合微球。通过有限元方法对材料温度场及锗铜复合微球的形成过程进行仿真模拟并分析其形成机理。通过实验制备出1~10μm的锗铜复合微球,并获得微球尺寸与放电能量之间的相互关系,验证了仿真分析结果。