自旋波频率移动的缺陷效应

本文讨论了一维铁磁体中含有单个缺陷对自旋波频率移动的影响,结果表明,缺陷的存在会产生以缺陷为中心的局域自旋取向运动模式.

一维负磁导率材料中的缺陷效应

理论和实验已经表明 ,金属开口谐振环 (splitringresonators,简称SRR)可以实现材料的有效磁导率 μeff在某一频率范围内为负 .采用波导法实验研究了不同几何尺寸的六边形SRR在X波段微波作用下的近邻相互作用 .实验发现 ,相同尺寸的六边形SRR周期性排列而成的一维负磁导率材料存在一个谐振频率 ;当缺陷谐振环引入一维负磁导率材料时 ,主谐振频率和缺陷环谐振频率同时发生移动 ;主谐振频率和缺陷环谐振频率的移动量随缺陷与双环谐振频率之差的增加而减小 ,当缺陷环谐振频率与双环谐振频率接近时 ,环间的相互作用增强 ,频率的移动量增大 .

二维负磁导率材料中的缺陷效应

研究了以金属铜六边形开口谐振环为基元的二维负磁导率材料的缺陷效应 .利用电路板刻蚀技术制备了二维负磁导率材料样品 .采用波导法测量了点缺陷和线缺陷对二维负磁导率材料X波段 (8— 12GHz)微波透射行为的影响 .实验发现 ,无缺陷的二维负磁导率材料样品存在一个谐振频率 ,在稍大于该谐振频率的极窄区域内表现为负磁导率 .点缺陷和线缺陷SRR的引入导致材料主谐振峰的强度下降、谐振频率发生移动 ,品质因数Q显著下降 .缺陷的存在破坏了材料的周期性结构 ,从而引起其谐振峰的谐振强度和谐振频率发生变化 .缺陷效应的研究不仅对了解微波段负磁导率材料的行为特征是非常重要的 。

低维材料中的缺陷效应与电子态调控

低维材料具有大的比表面积、独特的电子结构和优异性能,在新能源、信息等领域具有重要的应用前景.低维材料所具有的特殊电子态可以突破传统半导体材料的尺寸极限,是后摩尔时代重要的候选材料.如何有效地调控低维材料电子结构以满足特定功能的需要是实现这一应用的关键.本文从一维纳米管和二维层状材料中的"缺陷效应"出发,对我们课题组在低维材料电子结构调控方面的研究结果进行综述,揭示空位和吸附原子等点缺陷以及表面修饰和内部填充等对材料的电子结构、电子自旋极化和激发态特性的调控机制与规律,为低维材料在新型电子器件等领域的应用提供依据.

离轨薄膜帆原子氧侵蚀的缺陷密度效应数值模拟研究

离轨薄膜帆在离轨过程中要长期暴露在低地轨道较为恶劣的空间环境中,其中原子氧对帆面薄膜材料的侵蚀效应会导致帆面结构损伤严重。为了合理评估离轨薄膜帆帆面材料的寿命,本文基于对帆面孔隙、裂纹、折痕等缺陷的试验表征结果,采用蒙特卡洛数值模拟方法,建立数值仿真模型,分析不同尺度缺陷下原子氧对帆面材料的侵蚀情况,重点研究了帆面薄膜材料的原子氧掏蚀缺陷密度效应。以离轨帆从750km轨道经历38个月的离轨过程为例进行研究,计算结果表明:帆面宽度缺陷为500nm和1μm时,原子氧侵蚀作用下掏蚀形貌深度分别为1.2μm和1.4μm,掏蚀宽度分别为600nm和1.1μm。通过将仿真结果与NASA的长期暴露试验结果进行比对,验证了模型的有效性。该模型可为离轨帆寿命评估提供初步的理论依据。

钨化学气相沉积工艺过程中的缺陷研究

阐述在半导体制造过程中,钨化学气相沉积工艺由于其在接触孔/通孔中优良的填孔能力而被广泛应用于芯片制造中,在钨薄膜淀积过程中会出现因硅烷(SiH_(4))/氟化钨(WF_(6))比例不同而造成的缺陷问题。探讨硅烷(SiH_(4))过量而产生的气相成核(GPN)颗粒缺陷及氟化钨(WF6)扩散至氮化钛薄膜下底与钛和硅反应生成钛氟化物(TiF_(3)/TiF_(4))或者硅氟化物(SiF_(4))的腐蚀缺陷(火山效应)以及对其产生机理进行了简要概述,并对其缺陷的产生提出了有效的改善方法。

面状分布缺陷谐振环对左手材料微波效应的影响

研究了面状分布缺陷开口谐振环(split ring resonators,SRRs)组对三维左手材料的微波透射行为的影响.用电路板刻蚀技术制备了以六边形SRRs与金属铜Wires组合为结构单元的三维左手材料样品,利用波导法测量了含有不同空间取向面缺陷SRRs构成的三维左手材料X波段(8-12GHz)微波透射行为.实验表明,相对于无缺陷情形,面缺陷的引入使谐振峰谐振频率移动,且红移、蓝移的情况都存在;谐振强度明显下降,最多达到19.3 dB,相当于原来的46%;通频带宽在[315-817.5 MHz]范围变化.面缺陷的存在破坏了材料的周期性结构,导致形成新的电磁谐振条件、谐振峰发生变化.不同空间取向的面缺陷对材料周期性结构改变程度不同,其缺陷效应差异较大.相对于点缺陷、线缺陷,面缺陷效应更强.

电子辐照致VO_2(B)薄膜结构与红外光谱改变

本文以能量为1．0MeV的电子束辐照VOAB）薄膜，对电子辐照在薄膜中产生的缺陷进行了理论计算，使用X射线衍射仪、傅立叶中红外光谱仪对薄膜进行测试，分析了电子辐照对薄膜结构与红外光谱（3400-400cm^-1）的影响。结果显示：电子辐照可以在薄膜中引入点缺陷并产生退火效应，电子辐照在薄膜中引入的点缺陷，可以使V-O=V受到破坏，退火可以使V—O=V振动得到恢复，而电子辐照对薄膜八面体角度弯曲振动影响不大。

a-SiTFT有源矩阵的单故障交流导纳分析

为检测 a- Si TFT有源矩阵板缺陷 ,提出了 TFT阵列测试电流环路模式和交流导纳单故障模型 ,研究了 TFT像素单元交流导纳特性和缺陷效应 ,研究发现 TFT单元在无缺陷时 ,它的等效电导、电容是测试信号频率和 TFT沟道电阻的函数 ,在出现任一单缺陷时 ,其等效电导或电容则为常数 ,同时发现在一定频率的测试信号作用下 ,无缺陷时 TFT通断态的等效电导、电容之差为非零常数 ,而在任一单缺陷时它们则依据缺陷类型可能出现 0或极大。本研究与实验取得了良好的吻合 ,从而为 a- Si TFT有源矩阵的故障检测提供了一种较完美的理论模型和实用的分析方法。

负介电系数集成材料工程应用初探

目前被广泛关注的负介电系数集成材料,其基本结构是在印制板上周期蚀刻连续或不连续金属丝,形成独特的周期性结构,使材料的有效介电系数在某一频段内为负数。同时,由于材料的周期性结构,在工程应用中可能会遇到一些问题,主要是由于周期终止而引起的边缘问题以及工艺原因产生的缺陷效应对材料电磁特性产生影响。采用时域有限差分法对这两个问题进行了数值模拟分析,得到了一些有意义的结果,为负介电系数集成材料的工程应用提供了理论依据。

左手材料结构变化对微波透射的影响

以金属铜四边形开口谐振环(SRR)与不同形状和尺寸金属铜线的组合为左手材料结构单元,利用HFSS9软件仿真计算了不同结构的一维左手材料对微波透射的影响.结果表明,结构的变化(尺寸或形状改变)使材料的一元周期性发生变化,导致材料的谐振条件和谐振峰的谐振频率、通频带宽及谐振强度随之发生改变.

离轨薄膜帆帆面材料原子氧侵蚀的数值模拟研究

用于空间碎片减缓的增阻离轨薄膜帆在离轨过程中,帆面材料要长期暴露在较为恶劣的空间环境中,在低地轨道,原子氧对帆面薄膜材料的侵蚀最为严重。离轨帆帆面轻薄,对缺陷敏感,帆面材料为双面镀铝的聚酰亚胺或聚酯薄膜,帆面厚度几微米,镀层厚度几百纳米。为了合理的评估离轨薄膜帆帆面材料的寿命,本文基于对帆面孔隙、裂纹、折痕等缺陷的试验表征结果,采用蒙特卡洛数值模拟方法,分析不同缺陷尺度下原子氧对帆面材料的掏蚀情况。由于离轨帆帆面在叠收拢以及发射过程中均不可避免地会产生较为密集的缺陷,缺陷密度与薄膜膜厚具有可比性,因此重点研究了帆面薄膜材料的原子氧掏蚀缺陷密度效应。离轨帆从750km轨道经历38个月时间的离轨过程中,经历原子氧累积通量约为4.67E20atoms/cm2。帆面500nm和1μm宽度缺陷在原子氧掏蚀作用下破坏深度约1.2μm和1.4μm,宽度约为600nm和1.1μm。通过将仿真结果与NASA的长期暴露试验结果进行比对,验证了模型的有效性。该模型可为离轨帆寿命评估提供初步的理论依据。

红外热成像技术在电力设备中的应用

近几年来,我局大力推广红外热成像技术的应用。在大量的实践工作和红外检测实例中,我们不断地对设备热缺陷的特征进行研究探讨,并积累了一定的经验方法,望电力同行给予指导和建议,共建经验交流平台,携手推进电力设备状态检修工作的快速发展。

非均匀缺陷环对微波左手材料的影响

以金属铜六边形开口谐振环 (SRRs)与金属铜线的组合为结构单元 ,研究了三维左手材料中的缺陷效应 .利用电路板刻蚀技术制备了左手材料样品 ,采用波导法测量了SRRs构成的点缺陷和线缺陷对左手材料X波段 (8— 12GHz)微波透射行为的影响 .实验结果表明 ,引入不同尺寸SRRs构成的点缺陷 ,材料谐振峰强度下降 ,最多达 6dB ,相当于原来的 18 6 % ,谐振频率移动 ,通频带宽在 6 30— 72 0MHz范围变化 ;引入不同尺寸SRRs构成三种取向的线缺陷时 ,材料谐振峰强度下降 ,最多达 11dB ,相当于原来的 34 1% ,谐振频率红移、蓝移的情况都存在 ,通频带宽在4 2 0— 870MHz范围变化 ,线缺陷效应明显大于点缺陷的情形 .这是由于缺陷的存在破坏了材料的空间周期性 ,从而引起左手材料与电磁波作用行为的变化 .

掺杂缺陷对碳纳米管导热系数的影响分析

采用非平衡态分子动力学方法模拟了含有掺杂缺陷的碳管的导热系数,分析了不同缺陷原子、缺陷浓度、环境温度、碳管手性以及长度等对导热系数的影响。结果表明,掺杂硼、氮和钾原子导致碳管整体导热系数显著下降;由于掺杂原子的影响,碳管温度在掺杂缺陷处出现间断性跳跃;对于手性不同的碳管,扶手椅型碳管对掺杂缺陷最为敏感,导热系数下降幅度最大;当环境温度增加时,含有掺杂缺陷碳管导热系数先增大后减小;当碳管长度增加或管径减小时,含有掺杂缺陷碳管的导热系数随之增大。

含有Stone-Wales缺陷的碳纳米管的热导率模拟

本文以Stone-Wales(SW)缺陷对碳纳米管热导率的影响为研究内容,采用非平衡态分子动力方法,模拟计算存在一个或多个SW缺陷的碳纳米管的轴向温度分布和热导率,并与无缺陷完整碳纳米管进行比较,开展缺陷效应分析,考察了缺陷浓度、碳管长度、碳管手性以及环境温度等因素的影响。模拟结果表明,由于缺陷存在,碳管轴向温度分布在缺陷处产生非线性的间断性跳跃,局部热阻增大。相对完整无缺陷碳管,含有SW缺陷的碳管热导率显著下降;随着缺陷数目的增加,碳管热导率下降的幅度增大。无论是否存在缺陷,锯齿型碳管的热导率通常小于扶手椅型的碳管,而长碳管的热导率通常大于短碳管;相对于锯齿型/长碳管,扶手椅型碳管/短碳管对SW缺陷更为敏感。