亚微米LATCHUP测试分析实例

关于LATCHUP理论目前相当丰富,但是关于LATCHUP的具体测试和分析文献很少介绍。本文讨论门亚微米工艺LATCHUP测试的一个例子。门的LATCHUP测试不属于常规PCM参数测试,但是在新工艺开发时,必须进行相关测试来确认设计规则。在这个例子里,作者进行LATCHUP测试和分析,最后得出相关结论。对于LATCHUP测试,不同工艺和不同测试结构在实际测试时可能会有些不同考虑,因此,希望该例子能给读者提供一些关于LATCHUP测试和分析的思路。

钬离子掺杂氟氧钇亚微米晶的荧光量子化表征与温度传感特性研究

采用水热合成法和高温煅烧法相结合制备了Ho^(3+)/Yb^(3+)共掺杂三方晶系的YOF亚微米晶体,该晶体具有较强的量子产率和良好的灵敏度。在977 nm激光泵浦下对晶体颗粒的上转换发光性能进行表征,利用荧光光谱测试系统绘制出样品的光谱功率分布。计算了光量子数分布和量子产率等绝对荧光参量。展示了在303~433 K温度范围内的荧光上转换发光性能并计算了灵敏度。测试结果表明,在977 nm激光激发下泵浦功率密度为73 m W/mm~2时,总光通量达到3.35 mlm,Ho^(3+)的绿光和红光的量子产率分别为2.97×10^(-5)和1.40×10^(-5),较高的量子产率确保了足够的荧光强度来实现温度反馈。在303 K时有最大相对灵敏度为0.437%K^(-1),当温度升至433 K时相对灵敏度仍能保持在0.331%K^(-1)。因此Ho^(3+)/Yb^(3+)共掺杂YOF亚微米晶体作为一种高效发光和高温度灵敏度材料为温度传感领域提供了一种潜在的选择。

亚微米尺寸K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)红色荧光粉的沉淀法合成及其发光性能

亚微米尺寸K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)荧光粉被认为是Micro-LED显示领域的变革性技术,但是小粒径K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)荧光粉的合成技术不成熟,难以实现亚微米尺度下的高效发光。因此,本文报道了一种亚微米级K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)荧光粉的沉淀合成新方法。经荧光光谱分析,该荧光粉在450 nm蓝光激发下展现出典型的Mn^(4+)红色发光,其内量子效率高达94.9%。经扫描电子显微镜(SEM)观察,合成的荧光粉粒径分布在150~450 nm范围。该荧光粉具备良好的热猝灭性能,在443 K可保持室温发光强度的102%。将绿色荧光粉β-sialon∶Eu^(2+)和K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)混合涂覆在蓝光芯片上制成白光LED,其色域覆盖范围达到133%NTSC,在驱动电流从10 mA增加到120 mA的情况下,色温波动~10%、显色指数波动~2%,总体性能保持稳定。本文将为亚微米尺寸K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)荧光粉的合成提供新的方法,以促进Micro-LED显示技术的进一步发展。

亚微米球形Y_(2)O_(3)粉体及其透明陶瓷的制备

Y_(2)O_(3)以其优良的物理化学性质和在280 nm~8μm宽频段内的高透明性,而广泛应用于激光介质或光学窗口等领域。制备高透明的Y_(2)O_(3)陶瓷是目前的研究热点和难点,而高质量的粉体是制备高透明Y_(2)O_(3)陶瓷的关键,尿素均相沉淀法以其爆发成核和均匀可控的阴离子释放机制成为制备单分散颗粒的主要方法。本工作以硝酸钇和尿素为原料,采用尿素均相沉淀法制备了单分散、亚微米级的球形Y_(2)O_(3)粉体。采用不同方法研究了Y_(2)O_(3)前驱体和煅烧后粉体的结构、物相演变和形貌。前驱体的颗粒尺寸约为330 nm,800℃煅烧2 h得到的Y_(2)O_(3)粉体尺寸约为260 nm。在800℃煅烧后即可得到纯相的Y_(2)O_(3)粉体,粉体呈球形,分散性好,且粒径均匀。以该Y_(2)O_(3)粉体为原料,添加原子分数0.3%的Nb_(2)O_(5)为烧结助剂,在1780℃通过真空无压烧结成功制备了透明Y_(2)O_(3)陶瓷。材料的光学性质优良,即样品(厚度1 mm)的直线透过率在1100 nm处达到76.9%,在400 nm处达到65.6%。本工作为制备性能优良的Y_(2)O_(3)透明陶瓷提供了一种新的方法。

利用吸合电极实现亚微米电极间隙的可制造性设计

提出一种利用吸合电极结构的可制造性设计手段,实现亚微米电极间隙的方法。利用静电力拉动可动电极位移实现超出光刻和刻蚀能力的超窄间隙,使得敏感电极间隙由1.3μm减小至300nm,通过该方法获得的亚微米电极间隙对工艺离散性不敏感,电极间隙的不一致性可以下降1个数量级。结合本文提出的I2BAR结构的可制造性设计方法,可以实现完整的微机电系统(MEMS)振荡器可制造性设计。

博世扇贝纹对亚微米硅通孔中应力的影响

硅通孔(TSV)是三维(3D)集成中的关键互连技术。采用博世(Bosch)工艺刻蚀TSV,尤其是亚微米直径的TSV时,侧壁产生的扇贝纹会引起TSV中的应力集中。利用有限元单元生死技术分析亚微米TSV制备过程中的应力变化,并对应力的影响因素进行了分析。研究了TSV节距、扇贝纹高度和宽度、阻挡层材料参数、工艺温度和工作温度等因素对TSV内部应力的影响,并选择了4个主要因素进行正交实验分析。研究结果表明,减小扇贝纹宽度、增大扇贝纹高度、降低工艺温度均能有效缓解扇贝纹附近的应力波动幅度,其中扇贝纹宽度对应力波动的影响最大。通过上述分析,对影响亚微米TSV应力的主要因素进行了排序,从而为TSV制备过程中的参数优化提供了指导。

亚微米级高洁净度聚倍半硅氧烷微球的制备

在去离子水溶液中以甲基三甲氧基硅烷作为反应单体,通过水解-缩聚两步法合成了亚微米级聚倍半硅氧烷微球。考察了去离子水的电导率和单体pH值对水解反应时间、聚合成球时间和微球粒径的影响,以及单体氯离子含量对微球表面洁净度的影响。通过扫描电子显微镜、粒度分布测试、傅里叶变换红外光谱及热重分析对所制备微球的形貌、粒径分布、有机功能基及热性能进行了分析表征。结果表明,在去离子水电导率小于15μS/cm、单体pH值为4~5以及单体氯离子含量小于0.023 mg/L的条件下,有利于制得亚微米级的高洁净度聚倍半硅氧烷微球。

大流量亚微米颗粒物气溶胶精准分离器设计

亚微米颗粒物气溶胶分离器作为目前研究的热点之一,是实现颗粒物浓度高精度检测的先决条件。但当前的颗粒物气溶胶分离器仍存在较多问题,例如小流量时测量距离近,大流量时分离不精准等。该文设计出一种新型大流量亚微米颗粒物气溶胶精准分离器,该分离器可实现远监测点的亚微米颗粒物的大流量富集以及精准分离。依据人造龙卷风抽吸原理以及Marple理论进行模型的初步设计并对其进行数值分析、数值模拟,采用SIMPLE算法对压强-速度耦合求解。文章所述的颗粒物气溶胶分离器平衡了工作流量和切割粒径两者间的矛盾,并对结构进行了分析优化,最终该新型分离器在700 L/min及以上的大流量工况下,实现了对粒径为0.1μm的颗粒物精准分离,极大地提高了分离器的性能。

亚微米液体颗粒计数器的关键技术研究及应用

亚微米液体颗粒计数器是一种应用于半导体、电子等领域进行超纯水、超净液体的颗粒污染程度检测的主要仪器。基于光散射原理,采用半导体激光器作为光源,以雪崩光电二极管作为光电转换元件,以比较器实现颗粒物粒径的甄别,以计数芯片实现单个粒径颗粒的统计,以嵌入式芯片实现不同粒径颗粒的统计,开发了一种可实现检测液体中0.2μm粒径的不溶性颗粒计数器,并通过测试纯水、光刻胶等溶剂与进口检测仪器相比误差<1%,达到替代进口的目的,实现高端颗粒计数仪器的国产化。

激光扫描共聚焦显微分析技术表征页岩亚微米级孔隙中的含油性——以准噶尔盆地芦草沟组页岩为例

亚微米级孔隙及其含油性是页岩油勘探开发所需的重要信息。为应用激光扫描共聚焦显微镜有效观测亚微米级孔隙的含油性,修改了激光扫描共聚焦显微镜主分光器和检测器的前置滤光片配置,使之能较好地进行反射光和荧光联合扫描,消除矿物所发荧光的干扰,实现了亚微米级孔隙及其含油性的精确观测。该方法在准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组页岩油研究中进行了应用,发现了大量的亚微米级含油孔隙;页岩油多呈不规则形状、斑块状和星点状。这套页岩的有机质成熟度Ro为0.6%~1.1%,平均约为0.9%,但轻、重质组分的分布具有显著的非均一性,不完全受成熟度控制。在有些部位,轻质组分含量及其与重质组分的比值均较高,但在成熟度相近甚至稍高的邻近部位,却存在以重质组分为主的情况。页岩层系内部的油气运移也是一个重要的控制因素。页岩中的轻质和重质组分的观测与分布规律研究,对于页岩油勘探开发十分重要,激光扫描共聚焦显微新技术可成为重要的观测手段。

石英基底上亚微米级二元光学元件的电子束直写加工工艺

使用电子束直写加工工艺,在石英基底上完成了亚微米级8台阶二元光学元件的光刻加工。由于石英基底为绝缘体,导电性差,不利于电子束直写时电荷的传导。为了抑制石英基底上电荷的积累,探讨了不同的增强导电技术对电子束直写效果的影响,最终选择了光刻胶表面沉积金属的方式,同时配合优化的特定对准标记设计,不仅提高了电子束直写在石英基底上加工二元光学元件的对准精度,套刻误差小于400 nm,而且拼接缺陷大幅度减少,显著提升了元件的加工质量。

亚微米尺寸、高结晶度石墨烯增强间位芳纶纤维力学性能

芳纶纤维具有优异的综合性能,在各种工业应用中备受青睐。其中,间位芳纶纤维,也称聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)纤维,兼具阻燃、耐高温、电隔离和高化学稳定性。其织物材料广泛应用于防火、防热等行业。然而,由于分子链中酰胺和苯环键之间缺乏偶联,内旋能低,导致PMIA纤维链段柔软、结晶度低,展现出较低的机械强度。因此,迫切需要改善这些纤维的机械特性,以扩大其应用范围。纳米复合材料的可以赋予基体材料许多独特特性。其中,石墨烯纳米复合材料占据突出地位。石墨烯面内的苯环结构使其可以有效增强芳香族和脂肪族类聚合物材料。此外,与大尺寸的石墨烯相比,小尺寸的石墨烯在聚合物基体中表现出更好的分散性,可在纤维类聚合物材料中展现出更明显的增强效应。因此,使用高品质、小尺寸的石墨烯是增强聚合物基体的有效手段。我们的研究展示了亚微米尺寸的石墨烯如何改善PMIA纤维的结构完整性和增加机械强度。结果显示,与未改性的PMIA纤维相比,拉伸强度显著提高46%。鉴于该方法的有效性,可以采用此种“小尺寸、高品质”的石墨烯来开发更强韧且更具商用价值的碳基纳米复合纤维。

液滴微流控技术制备亚微米级HNS基PBX复合微球

为了获得形状规则、流散性好和粒径均一的球形化造型粉,采用液滴微流控技术,研究了不同黏结剂对2,2’,4,4’,6,6’-六硝基二苯基乙烯(HNS)复合微球性能的影响。分别选取氟橡胶(F2604)、硝化棉(NC)和聚叠氮缩水甘油醚(GAP)对亚微米HNS进行球形化造粒制备,成功制备出亚微米级HNS/F2604(95/5)、HNS/NC(95/5)和HNS/GAP(95/5)复合微球。通过扫描电镜、X射线衍射仪、比表面积、热分析仪、真密度测试仪和机械感度测试仪等对微球进行测试和表征。结果表明:3种黏结剂均能制得球形度高、单分散性好、粒径分布窄的HNS复合微球,平均圆形度分别为0.934,0.915,0.925,D50分别为45.39,58.68,45.43μm(跨度均小于0.55),热分解峰温分别为354.44,349.53,339.37℃。球形化过程使微球真密度分别增加到1.9408,1.9383,1.9204 g·cm^(-3),有效提高了HNS装药性能。微球堆积形成的锥角分别为27°,24.3°,24°,流散性好。与亚微米HNS相比,3种微球撞击感度分别提高了4.5,4,3.5 J,摩擦感度分别提高了52,36,4 N,安全性更好。

柠檬精油亚微米微胶囊的制备及其在香味纸中的应用

以壳聚糖为壁材,柠檬精油为芯材,采用复凝聚法制备柠檬精油亚微米微胶囊。最优制备条件为:壁材量0.27%,芯壁比3.5∶1,乳化剂量0.37%,乳化速率750 r/min。此条件下制备的亚微米微胶囊结构致密,粒径最小,约274 nm,包埋率50.83%,其表面囊壁较为光滑,呈现出近似球状或椭球状。在200℃左右,亚微米微胶囊的精油开始散失,在600℃仍存在少量的精油,说明壁材可有效地控制精油的释放。当微胶囊添加量3%时,制备的香味纸在90℃下可留香2 h,有良好的缓释效果。

聚多巴胺修饰的纳米/亚微米二氧化钛纤维涂层高效固相微萃取邻苯二甲酸酯类化合物

采用电泳沉积与自聚合方法在镍钛(NiTi)合金表面组装聚多巴胺(PDA)修饰的纳米/亚微米二氧化钛(PDA@TiO2NPs)固相微萃取(SPME)纤维涂层。电泳沉积前,先将NiTi合金水热处理原位生成氧化钛和氧化镍复合纳米片(TiO2NiOCNFs@NiTi),使涂层与NiTi合金牢固结合。将制备的PDA@TiO2NPs@TiO2NiOCNFs@NiTi纤维与高效液相色谱(HPLC)联用,用于富集、萃取和测定环境水样中的5种邻苯二甲酸酯(PAEs)类有机污染物,并考察了影响萃取效率的主要因素。在优化条件下,采用外标法对方法学参数进行评价。结果显示,5种PAEs在0.1~200μg/L范围内呈良好的线性关系,相关系数(r)不小于0.9989,检出限(LOD)和定量下限(LOQ)分别为0.013~0.055μg/L和0.043~0.18μg/L。单支纤维在日内和日间对50μg/L PAEs标准溶液萃取测定的相对标准偏差(RSD)分别为5.4%~6.8%和5.7%~7.0%。该方法成功用于实际水样中痕量PAEs的测定,加标回收率为87.8%~102%,RSD不大于8.2%。该方法灵敏度高、准确度好,适用于不同环境水样中痕量PAEs的高效分析测定。

亚微米中空二氧化硅负载磷钨酸固体催化剂的制备及表征

以硬模板法制备的亚微米中空二氧化硅(SMH-SiO_(2))为载体、磷钨酸(HPW)为活性成分,采用等体积浸渍法制得了HPW不同负载量的系列固体催化剂(HPW x/SMH-SiO_(2))。采用红外光谱、紫外分光光度、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、能谱元素等表征手段对催化剂进行系统分析。结果表明,HPW成功负载到SMH-SiO_(2)的中空结构中,HPW/SMH-SiO_(2)结构完整,具有较高的热稳定性能、化学稳定性能,催化过氧化氢氧化环己烯一步合成己二酸的催化活性高,催化剂容易分离,可以循环使用。

钴粉粒度和成分对亚微米晶WC-10Co硬质合金组织和性能的影响

研究了原料钴粉的粒度、成分对亚微米晶WC-10Co硬质合金物理力学性能的影响。结果表明:在烧结工艺相同的情况下,钴粉越细,其表面能越高,熔化温度越低,合金致密化的时间越长,同时钴蒸气挥发时间也相应增加;随着钴粉粒度减小,合金密度增大,硬度、矫顽磁力降低,抗弯强度先增大后减小,当钴粉粒度为0.73μm时达最大。钴粉中Cl含量也是影响硬质合金孔隙的重要因素之一,当Cl含量达到550×10^(-6)时,合金内部出现大量孔隙。为得到优异性能的亚微米晶硬质合金,需严格控制原材料成分,同时调整生产工艺,缩短球磨时间,降低烧结温度。以FSSS粒度为0.73μm、Cl含量为171×10^(-6)的钴粉制备的亚微米晶WC-10Co硬质合金抗弯强度达4231N/mm^(2),硬度达91.8HRA,密度达14.45g/cm3,矫顽磁力达19.1kA/m。

小冷凝速率下亚微米气溶胶自然沉积实验研究

为了研究小型反应堆在事故后亚微米气溶胶自然沉积行为,自主搭建了实验平台并开展了小冷凝速率下的相关实验。研究中发现蒸汽份额的提升对气溶胶基础的重力沉降过程存在促进作用,压力提升存在抑制作用;泳动去除机制的贡献占比随着蒸汽冷凝速率的提升而增加;冷凝速率较小时,热泳沉积机制在泳动去除机制中的占比可忽略不计;扩散泳S/W模型的适用性提高至385 K,当蒸汽密度和压力再增加时,实验所得亚微米气溶胶的扩散泳沉降速率高于S/W模型预测结果,根据蒸汽冷凝相关理论提出了修正系数。吸湿性气溶胶更容易在蒸汽冷凝条件下被扩散蒸汽夹带去除,3种扩散泳计算模型均无法准确预测吸湿性气溶胶的沉降过程。

可控构筑亚微米多孔结构复合热电柔性薄膜

为研究柔性与热电性能优异的聚合物基薄膜,以聚醚砜(polyether sulfone,PES)柔性滤膜为基体,通过气相聚合法,构筑具有亚微米多孔结构的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-对甲苯磺酸盐(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-tosilate,PEDOT-Tos)/PES复合热电柔性薄膜,分析氧化剂的质量分数(10%~25%)和气相聚合时间对薄膜微观结构及热电性能的影响.研究结果表明,在氧化剂质量分数为20%,聚合时间为2.5 h时,可得到具有亚微米多孔结构与优异热电性能的PEDOT-Tos/PES复合薄膜,其电导率和Seebeck系数分别为(274±9)S/m和(13.8±0.5)μV/K,并且在一定的弯曲形变下表现出稳定的热电性能.该研究为制备优异柔性与热电性能的自支撑导电聚合物基薄膜提供了简便、可行的方案.

亚微米勃姆石工业生产中的清洗与过滤工艺优化

勃姆石作为阻燃材料在传统氧化铝制备开发中已经十分成熟,但随着锂电新能源产业的发展,尤其锂电隔膜对于亚微米勃姆石的需求日益突出,开发高纯亚微米勃姆石产品需求十分迫切。由传统勃姆石发展到亚微米勃姆石过程中,生产环节中清洗与浓缩问题是制约行业发展的重要难题,本文通过对板框压滤机、带式真空过滤机、卧式离心机、陶瓷膜(平板膜与管式膜)装备与工艺的试验与讨论,找到未来克服亚微米勃姆石清洗与过滤的工艺方法,并提出优化控制方案。