不同靶间距下非晶态碲镉汞薄膜生长及厚度均匀性研究

采用射频磁控溅射法在不同靶间距下生长非晶态碲镉汞薄膜并研究其生长速率、择优取向及厚度均匀性。实验结果表明随着靶间距减小及溅射功率增加生长速率增大;不同靶间距下Hg1-xCdxTe薄膜结晶特性差距较大,择优取向为(111)方向;增大靶间距能够有效地提高薄膜厚度均匀性,75 mm靶间距时,50 mm×60 mm及10 mm×10 mm范围内厚度均匀性分别优于7%和1%。

靶衬间距对脉冲激光沉积薄膜均匀性的影响

以国产脉冲激光沉积设备(PLD-Ⅲ型)在玻璃衬底上沉积Ti O2薄膜为例,研究了PLD法制膜过程中靶衬间距对薄膜均匀性的影响.实验过程中,以Ti O2陶瓷片作为靶材,玻璃作为衬底,保持其他工艺条件(如单脉冲能量、脉冲频率、沉积脉冲总数、衬底温度等)不变,专门考察了不同靶衬间距下,Ti O2薄膜在整个衬底台平面区域的沉积分布状况.结果表明,按样品的表观灰度划分,薄膜沉积的相对均匀区可分为2～3个轴对称区域,分别对应不同的沉积速率和厚度;在一定范围内调节靶衬间距(3.00～7.00 cm),可使高速率沉积区逐渐由轴对称的圆环状变为中心大圆斑(直径约2.20 cm).结合PLD沉积原理与靶衬之间的几何关系,分析了导致上述结果的机理.

激光烧蚀制备纳米Si晶粒尺寸均匀性与靶衬间距的关系

为了对纳米Si薄膜中晶粒尺寸的分布进行定量研究,首次提出“晶粒尺寸均匀度”的概念,并对Lowndes等人采用脉冲激光烧蚀方法制备纳米Si薄膜的实验结果进行了定量分析。结果表明,随着靶衬间距的增大,晶粒尺寸均匀度先减小后增大,也就是说,存在靶衬间距的最佳值,使所制备的纳米Si晶粒的尺寸均匀性最好。MonteCarlo模拟结果对这一结论进行了解释。

高速撞击梯度电势靶板产生等离子体诱发的放电

针对在轨运行航天器在空间等离子体环境和空间带电粒子活动下诱发航天器表面梯度电势存在的客观现实,航天器在空间碎片的撞击下会诱发表面带电或深层电介质带电的航天器放电。为了在实验室模拟航天器表面存在电势差的真实情况,采用对航天器外表面分割的方法,在分割的表面间预留不同间距且在2靶板间加装电阻的方法创造具有梯度电势的高电势2A12铝板作为靶板。利用自行构建的梯度电势靶板的充放电测试系统、超高速相机采集系统和二级轻气炮加载系统,开展高速撞击梯度电势2A12铝靶的实验室实验。实验中,弹丸以入射角度为60°(弹道与靶板平面的夹角)、撞击速度约为3 km/s的条件撞击间距分别为2、3、4和5 mm的2A12铝高电势靶板,利用电流探针和电压探针采集放电电流和放电电压。实验结果表明:放电产生的等离子体形成了高电势与低电势靶板间的放电通道,且在梯度电势靶板间距分别为2、3 mm时诱发了一次放电,放电电流随高低电势靶板间间距的增加而减小;在梯度电势靶板间距分别为4、5 mm时诱发了二次放电,放电电流随高低电势靶板间间距的增加变化不明显。

基于交比不变和间距比不变的线阵相机畸变标定方法

基于线阵相机双目视觉成像技术可有效检测汽车底盘异物,保证人员安全。但相机畸变影响几何量测、三维重建精度。并且由于线阵相机与面阵相机的成像模型不同,造成适用于面阵相机畸变校正算法无法直接运用在线阵相机当中。通过研究面阵相机的畸变成像模型,结合线阵相机的成像特点,推导出线阵相机的畸变成像模型。利用交比不变性和间距比不变性,结合线阵相机的畸变成像模型,建立二元畸变方程组;并利用等间距条形标靶获得相应参数。最后对新方法进行了真实图像校正实验,证明该方法畸变标定简单易行,有效。

Al/PTFE活性破片高速碰撞双层间隔铝靶数值模拟

分析Al/PTFE活性破片高速碰撞双层间隔铝靶作用过程,在AUTODYN-2D平台上采用光滑粒子流体动力(SPH)算法,对Al/PTFE活性破片撞击双层间隔Al靶板的过程进行了数值模拟,得到了双层靶板间距对后靶孔径及着靶速度的影响规律。在相同靶板厚度下,靶板间距为120 mm时,活性弹丸贯穿后靶板的孔径最大;80~120 mm孔径逐渐增大,120~160 mm孔径逐渐减小。弹丸前部分的着靶速度随着靶板间距的增加而减少,而后部分的剩余速度先递减,120 mm的靶板间距达到最小,随后递增。利用一级轻气炮加载Al/PTFE破片作用双层铝靶进行实验,验证数值模拟方法的有效性,活性破片的碎裂是由弹丸撞击产生的冲击波和稀疏波相互作用诱发产生,碎片云的爆燃反应增强了对后靶板的毁伤,使得活性破片对后靶板的毁伤效应增强。

掺钛氧化锌透明导电薄膜的制备及特性研究

利用直流磁控溅射法在室温水冷玻璃衬底上成功地制备出了掺钛氧化锌(ZnO∶Ti)透明导电薄膜。研究了靶衬间距对ZnO∶Ti薄膜结构、形貌和光电性能的影响。研究结果表明,靶衬间距对ZnO∶Ti薄膜的结构和电阻率有显著影响。X射线衍射(XRD)表明,ZnO∶Ti薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向。在靶衬间距为4.6 cm时,实验获得的ZnO∶Ti薄膜电阻率具有最小值4.18×10-4Ω.cm。实验制备的ZnO∶Ti薄膜具有良好的附着性能,可见光区平均透过率超过92%。ZnO∶Ti薄膜可以用作薄膜太阳能电池和液晶显示器的透明电极。

靶衬间距对传输中溅射粒子密度和速度分布的影响

采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法,研究了脉冲激光烧蚀沉积纳米硅(Si)晶薄膜过程中,靶衬间距对传输中溅射粒子密度和速度分布的影响。研究结果表明,在相同时刻,烧蚀粒子和环境气体的交叠区离开靶面的距离随靶衬间距的增加而增大,并且到达离开表面最大距离的时间随靶衬间距的增大而明显增长。速度分布曲线的峰位和峰值强度均出现了周期性变化的趋势,并且均随着靶衬间距的增大而增长。

工作参数对磁场增强高功率脉冲磁控溅射放电特性的影响

研究磁场增强高功率脉冲磁控溅射技术的放电特性在不同工作参数下的演变规律。利用数字示波器采集Hi PIMS的基体离子电流用于表征其放电特性的变化。结果表明:靶放电电压不同时基体离子电流对工作气压的响应不同,较低靶电压时基体离子电流平均值随工作气压的增加逐渐增加;而较高靶电压时基体离子电流平均值随工作气压增加迅速增加后趋于稳定。基体离子电流随基体偏压的变化表现出两个特征,较低基体偏压时的基体离子电流在脉冲开始阶段呈现出较强的电子流波段,而基体偏压较高时则未出现电子流。不同脉冲频率及靶电压下的基体离子电流的波形形状大致相似,但当处于较高靶电压时存在一个明显特征,即当脉冲结束后离子流会出现一个尖锐峰值。随脉冲宽度的增加,基体离子电流负向电子流和正向离子流均逐渐增大。

脉冲激光烧蚀铕粒子速度劈裂的蒙特卡罗模拟

采用蒙特卡罗方法,模拟了烧蚀铕粒子输运动力学过程,得到了铕粒子电流随时空演化曲线,模拟结果与实验数据符合较好.探讨了环境气体压强对速度劈裂的影响,研究结果表明,环境气体压强对速度劈裂有较明显的影响.当靶-衬间距为60 mm时,铕粒子速度劈裂的范围为10～220 Pa;当环境气体压强为120 Pa时,速度劈裂现象最明显,烧蚀粒子的质量对速度劈裂的压强范围起决定性作用.

工作参数对电场增强高功率脉冲磁控溅射的调制作用研究

基于辅助阳极的电场增强高功率脉冲磁控溅射(Hi PIMS)技术改善了常规Hi PIMS放电及镀膜过程。研究工作参数对电场增强Hi PIMS的调制作用可为该技术的应用提供理论依据。利用数字示波器收集Hi PIMS基体离子电流,分析了不同工作气压、靶基间距、脉冲频率和脉冲宽度等工作参数对基体离子电流的调制作用规律。利用扫描电镜观察了钒膜的截面形貌特征。结果表明:在相同的靶电压下,基体离子电流平均值随工作气压的增加而增加并逐渐达到饱和值;随靶基间距的增加基体离子电流平均值逐渐减小;随脉冲频率的增加基体离子电流平均值逐渐减小后趋于稳定;当脉冲宽度为150μs时的基体离子电流平均值高于脉冲宽度为200μs时的基体离子电流平均值。工作参数对膜层的制备具有调制作用,在适中的工作参数下,电场增强Hi PIMS获得的钒膜与基底结合良好、膜层致密完整。

脉冲激光溅射沉积镱铒共掺Al_2O_3薄膜工艺参数优化

分别以铝、铒、镱为靶材,采用脉冲激光沉积技术(PLD),在二氧化硅/硅基底上沉积镱、铒共掺的三氧化二铝薄膜。利用原子力显微镜(AFM)、单色仪等分析手段,研究了薄膜的表面形貌、光致发光强度(PL)等性质。优化了氧分压和靶间距两个重要工艺参数。光致发光强度提高14倍,半峰宽提高了70nm。