射频共溅射SiC薄膜的制备和特性研究

用射频（ＲＦ）共溅射复合靶技术和Ｎ２ 气保护下高温退火的后处理方法，在Ｓｉ 衬底上制备出了碳化硅（ＳｉＣ） 薄膜，通过傅里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ） 、室温光致发光谱（ＰＬ） 、电阻率—温度关系谱、Ｘ 射线光电子谱（ＸＰＳ）等测量手段，研究了淀积膜和不同温度退火薄膜的结构、电学和光致发光等性质．与采用ＳｉＣ合金靶制备的薄膜作分析比较，结果表明，采用简单经济的复合靶共溅射方法，可以制备出性能较好的ＳｉＣ薄膜；通过调整靶中Ｓｉ，Ｃ比例并经高温退火后，有效地改善了薄膜的结构和性能．

W/SiC纳米多层膜的调制结构及调制界面

采用 XRD和 HREM技术研究了多靶磁控溅射法制备的 W/Si C纳米多层膜的微结构 .结果表明 ,在多层膜中 ,Si C调制层为非晶态 ;W调制层在大调制周期时为纳米晶 ,随调制周期减小逐渐转变为非晶态 .W/Si C纳米多层膜的调制结构界面平直、清晰、周期性好 ,而在原子尺度上 。

工作压强和退火温度对SiC薄膜结构的影响

用双射频共溅射和溅射后退火的方法在单晶Si(111)衬底上制备了SiC薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及原子力显微镜(AFM)分析了样品的物相组成、形貌和结构。研究发现,此种方法制备得到8H-SiC薄膜,在1.5～3Pa时增大工作压强有利于SiC薄膜退火之后结晶,同时薄膜沉积速率降低,使生长变致密,粗糙度减小,薄膜表面趋于平滑。对SiC薄膜进行850、1000、1150℃退火,结果表明,适当升高退火温度有利于提高薄膜的结晶质量和晶化程度,提高薄膜的致密度,降低薄膜中的缺陷密度。

W/SiC纳米多层膜的制备及表征

采用多靶磁控溅射制备了 Ｗ／ＳｉＣ纳米多层膜。并用 ＸＲＤ和 ＴＥＭ研究了 Ｗ／ＳｉＣ纳米多层膜的微结构。研究表明，Ｗ／ＳｉＣ纳米多层膜的调制结构界面平直、清晰、周期性好；ＳｉＣ调制层为非晶态，Ｗ调制层在大调制周期为纳米晶，并随调制周期减小逐渐转变为非晶态。

基于SiC的裂变靶室中子灵敏度标定技术

为实现对基于SiC探测器的裂变靶室极低中子灵敏度的准确标定,提出了利用不同的中子源分别测量中子探测效率与裂变碎片的等效平均沉积能量,再将实验结果合成得到中子灵敏度的标定方法。利用该方法,获得了SiC探测器与不同厚度^(235) U或^(238) U裂变靶组成的探测系统对14.9 MeV中子的响应灵敏度,灵敏度的相对标准不确定度为7.5%(k=1),较好地满足了应用需求。与传统带屏蔽体的标定方法相比,该方法测得的中子灵敏度可标定下限拓展了1个量级以上,同时,散射本底的影响可以通过挡影锥的方法准确扣除,显著提高了标定结果的精度。

基于SiC探测器的裂变靶探测系统中子灵敏度标定

在高压倍加器上,采用直流法和脉冲法分别标定了235 U和238 U靶构成的探测系统对14.9 MeV中子的灵敏度。对脉冲法的原理、方法及结果进行了介绍,并与直流法的测量结果进行了对比。结果表明:脉冲法和直流法的结果在不确定度范围内一致。脉冲法可在一次测量中直接扣除本底,而直流法的本底测量不准确,因此脉冲法是一种更准确的方法。本文方法可为脉冲中子源裂变探测器的相关研究提供参考。

海面小型快速运动目标的探测方法

常规扫描相关积累(SIC)算法在探测快速运动目标时易失效,提出了一种与海杂波抑制技术相结合的新型SIC算法.新算法由两分支组成:一个分支通过扫描加权对杂波进行衰减;另一分支确保快速目标的探测.应用海杂波抑制技术可以进一步提高信杂比,降低雷达检测门限,增大小目标的检测概率.仿真结果表明,本方法显著提高了舰载雷达探测小型快速运动目标的能力.

BRISOL铝同位素放射性核束的产生

北京放射性核束装置在线同位素分离器(BRISOL)采用100 MeV回旋加速器提供的最大200μA的质子束打靶在线产生放射性核束。在BRISOL上已经使用氧化钙靶、氧化镁靶产生了Na^(+)、K^(+)等放射性核束。为了产生铝同位素放射性核束,研发了碳化硅靶材,开展了碳化硅靶产生铝放射性核束的实验研究。在BRISOL装置上首次产生了铝同位素放射性核束,其中^(26g)Al^(+)的束流强度为8.7×10^(7) pps,^(23)Al^(+)的束流强度为2.2×10^(2) pps,同时将BRISOL靶能承受的质子束流强提升至15。

硅掺杂碳靶材的制备及溅射薄膜生长模式分析

以石墨、碳化硅、硅粉体为原料,采用预处理工艺得到复合原料粉体,热压烧结制备C/Si 80/20 at%靶材。将制备的靶材在不同基片上溅射镀膜,分析薄膜的形貌及其生长模式。通过扫描电镜观察微观形貌、四探针测试电阻率、XRD结合拉曼光谱分析晶体结构,结果如下:(1)石墨和硅粉球磨混合48 h可获得Si元素均匀分布的C/Si复合粉体;该粉体在1900℃下真空热处理时,C/Si通过互扩散生成等轴晶3C-SiC;(2)不同粒径的β-SiC粉体在1900℃真空热处理时,颈部生长速率和晶体结构转变存在显著差异。在高温下,纳米β-SiC粉体蒸气压高,颈部增长速率快,通过蒸发-凝聚再结晶后可获得球形度良好的3C-SiC微米颗粒;(3)以C/Si/SiC 70/10/10 at%及C/Si 60/20 at%2种粉体为原料,采用球磨和高温真空热处理得到预处理粉体并热压制备C/Si 80/20 at%靶材,结果表明:与C/SiC 60/20 at%二元组分体系相比,三元组分预处理粉体制备靶材的均匀性好,平均电阻率3.9 mΩ·cm,极差0.59 mΩ·cm,密度2.35 g/cm^3,石墨化度0.17,石墨晶体完整性好;(4)将制备的C/Si80/20at%靶材分别在硅片、玻璃以及陶瓷基片上磁控溅射制备类金刚石薄膜,结果发现:在Si基体表面薄膜呈纵向生长模式,膜层微粒小于20nm;在玻璃基体表面膜层呈层状生长模式且结合紧密;在陶瓷基体表面薄膜呈片状生长模式,膜层由微米级颗粒结合组成,与陶瓷基体的微观组织相似。