零排放环保型新型氨法脱硫工艺的研究

通过对传统氨法脱硫工艺进行改进,成功设计了一种零排放、生态友好、经济可行的环保型新型氨法脱硫工艺。该工艺的关键在于将脱硫工艺放置在脱硫塔与预脱硫塔之间,简化了脱硫工艺,提高了脱硫效率(91.5%)。同时副产品纳米粉体硫化锌粒径均匀,具有较高的纯度,经济价值优于目前传统氨法脱硫工艺所产生的副产品硫磺和硫膏。新工艺为煤焦化厂的绿色生产、安全生产和经济生产提供了新思路。

LiMgPO4∶Tb光致发光材料的制备及剂量学性能研究

采用高温固相烧结法合成了一种高灵敏度的光致发光材料LiMgPO4∶Tb,研究了其发光性能及辐射剂量学特性,并采用连续波光激励发光(CW-OSL)的模式对材料进行剂量学性能测试,探究了影响该材料OSL灵敏度的因素.实验结果表明,当掺杂剂摩尔分数为0.02%、粒径为50~150μm时,该材料表现出较高的灵敏度.此外,还发现该材料具有优异的剂量学特性,如较好的稳定性、高灵敏度(约为市售Al2O3∶C的3倍)、低有效原子序数(Zeff≈11.8)、宽剂量响应范围(0.1 Gy^1000 Gy)等.

低失调电压双极运放的单粒子瞬态特性研究

在Ne、Fe、Kr、Xe、Ta五种重离子入射条件下获得了运放的SET幅值-宽度分布,发现SET脉冲具有宽、窄两种形态。在SET幅值-宽度特性基础上,采用概率密度方法获得了任意SET阈值下散射截面与LET的关系。考虑入射深度与器件敏感区域的匹配,根据产生的电荷量,可对重离子-激光的SET进行关联,以便获得等效重离子的激光能量。激光与重离子的对比试验表明,选取恰当的激光能量,能够反映重离子产生的SET幅值。研究结果为双极模拟集成电路抗SET选型评估及激光试验条件的选取提供了参考。

双多晶自对准NPN管的总剂量辐射效应研究

对国产先进互补双极工艺制作的双多晶自对准(DPSA)结构的NPN管进行了高、低剂量率的^(60)Co-γ源辐射实验。在总剂量辐射前后以及室温退火后,分别采用移位测试方法,研究了基极电流、集电极电流、电流增益等参数的变化规律。结果表明,DPSA NPN管比传统NPN管的抗辐射能力更强,但其低剂量率辐射损伤增强效应(ELDRS)改善不明显。最后,初步探讨了DPSA NPN管的辐射损伤机制,讨论了DPSA NPN管的抗ELDRS效应的机制。

增强型氮化镓功率器件的总剂量效应

研究了P型帽层和共源共栅(Cascode)结构氮化镓(GaN)功率器件高/低剂量率辐照损伤效应。试验结果表明,P型帽层和Cascode结构GaN功率器件都不具有低剂量率损伤增强效应(ELDRS);Cascode结构GaN功率器件总剂量辐照损伤退化更明显;P型帽层结构的GaN功率器件抗总剂量能力较强。分析了二者的退化机制。试验结果为GaN功率器件空间应用提供了有益参考。

不同温度辐照下栅控双极晶体管的总剂量效应参数退化研究

本文选用特殊测试结构的栅控横向PNP(gated lateral PNP,GLPNP)双极晶体管为研究对象,在不同辐照温度下,得到了温度和剂量对GLPNP双极晶体管辐射损伤的响应机制。试验结果表明,温度和剂量是影响界面陷阱电荷生成和退火动态平衡的关键因素。在低剂量阶段,高温辐照会导致GLPNP双极晶体管辐射损伤加快,在高剂量阶段,适当降低温度会促进界面陷阱电荷的生长。

质子辐射导致CCD热像素产生的机制研究

空间高能质子作用于电荷耦合器件(CCD)产生的热像素是空间成像系统性能退化的主要原因之一。为深入认识质子辐射导致CCD产生热像素的规律和机制,对行间转移CCD进行了不同能量(3,10,23MeV)的质子辐射试验,研究了辐射导致CCD暗信号的退化和热像素产生的规律。试验结果表明,在较低辐射注量1E9p/cm^2下,CCD的暗信号退化很小,但热像素急剧增加。质子辐射能量越大,产生的热像素数量越多。结合粒子输运计算与理论分析表明,热像素产生原因是质子与半导体材料中的原子非弹性碰撞而形成的团簇缺陷。

国产大尺寸钛宝石晶体助力世界最强脉冲激光放大输出

自主研发成功热交换法生长大尺寸钛宝石晶体设备,生长出完整无开裂的钛宝石激光晶体毛坯,经加工获得尺寸达φ235mm×72mm的晶体元件。在180mm口径范围内,晶体光学均匀性达到5.52×10^-5,晶体应力双折射为5.0nm/cm。大尺寸钛宝石晶体应用于上海超强超短激光实验装置,获得339J激光脉冲能量输出,峰值功率达10.3PW。

高强度和低弹性模量Ti−Nb−Fe−Zr合金的显微组织和力学性能

将Zr添加到Ti−Nb−Fe合金中开发生物医用低模量、高强度β钛合金。采用电弧熔炼法制备Ti−12Nb−2Fe−(2,4,6,8,10)Zr(摩尔分数,%)铸锭,随后对其进行均匀化、冷轧和固溶处理。通过光学显微镜、X射线衍射和透射电子显微镜等技术分析合金的物相和显微组织。采用拉伸试验测定力学性能。结果表明,Zr和Fe在合金中具有显著的固溶强化效果,因此,所有合金的屈服强度和抗拉强度分别高于510 MPa和730 MPa。Zr对变形机制的影响较小,孪晶出现在所有变形合金中,且对强度和塑性有益。具有亚稳β相的Ti−12Nb−2Fe−(8,10)Zr合金表现出低弹性模量、高抗拉强度和良好的塑性,是生物医学植入物的合适候选材料。

模拟数字转换器AD574总剂量和单粒子翻转的协合效应

以美国亚德诺半导体技术有限公司bipolar/I2L工艺的1^(2)位模拟数字转换器AD574为研究对象,在^(60)Coγ辐照条件下累积400 Gy(Si)的电离剂量(Totalionizingdose,TID),对累积总剂量前后的样品进行激光单粒子翻转(Single-event upset,SEU)试验,获得了0 V、1 V、2.5 V输入信号条件下的输出码值翻转。结果显示:累积400 Gy(Si)电离剂量后,AD574输出码值的翻转向中心码值右侧偏移,同时造成翻转次数的改变。本文初步分析了AD574的TID-SEU协合效应作用机制,认为该现象与模拟/数字转换器内部比较器单粒子瞬态的敏感性有关。累积总剂量后,比较器单粒子瞬态的幅值和宽度显著增大,会导致AD574输出码值翻转分布及次数的变化。该TID-SEU协合效应研究对宇航元器件的抗辐射加固保障提供了有益参考。

850nm垂直腔面发射激光器的辐射效应

为了探究850 nm高速垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL)在空间辐射环境中的退化规律与机制,开展了10 MeV质子和γ-射线辐照实验,获得了光功率和阈值电流退化规律,分析了辐射导致VCSEL参数退化的物理机理,此外,还开展了236 h的电注入退火研究。研究结果表明:VCSEL对γ射线导致的总剂量效应不敏感,且在一定剂量范围内光电特性由于沉积能量促进了量子阱界面附近的晶体有序而产生了一定程度的恢复:但是在质子辐照下,VCSEL的阈值电流和外量子效率发生了不同程度的退化,计算获得阈值电流损伤因子为1.468×10^(-15)cm^(2)/p。经过20 mA注入增强退火后,阈值电流恢复了20%,25 mA注入电流下,光输出功率恢复了10%。阈值电流和外量子效率的退化归因于质子辐照引入的非辐射复合中心。这些实验结果为VCSEL及包含VCSEL的数据通信与仪器的系统在恶劣空间辐射环境下的应用提供支持。

In0.22Ga0.78As/GaAs量子阱光致发光谱电子辐照效应研究

对未掺杂的In_(0.22)Ga_(0.78)As/GaAs量子阱材料开展了能量为1 MeV、电子注量达1×1016/cm^2的电子束辐照实验。实验结果显示,电子束轰击量子阱材料,通过能量传递在材料中引入缺陷,导致光致发光减弱;电子束辐照后的量子阱中同时存在应力释放和原子互混现象,导致量子阱的发光峰先红移后蓝移;辐照后的量子阱发光波长取决于应变弛豫和扩散的共同作用。

850 nm垂直腔面发射激光器的辐射效应和仿真

为了探究850 nm垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL)在空间辐射环境中的退化规律与机理,开展了3 MeV和10 MeV质子辐照实验,获得了光输出功率和阈值电流等参数随质子注量的退化规律,同时发现光输出功率和阈值电流在相同位移损伤剂量(Displacement Damage Dose,DDD)下的退化程度基本一致。在实验的基础上使用Silvaco软件进行建模与仿真计算,结果与实验结果具有较高一致性,在仿真模型中提取了陷阱密度、施主与受主电离密度、镜面损失、辐射复合速率和光子数等微观参数,在实验规律基础上深入探究了参数退化规律与辐射损伤机制。仿真结果发现这些微观参数随质子注量增加均有不同程度的变化。该结果对于进一步深入理解VCSEL退化机制具有重要意义的参考价值。