磁场中硅熔体的磁黏度

利用魔环磁场,对硅熔体施加横向可调的磁场.采用回转振荡法,测量了硅熔体在不同温度、不同水平方向磁场下的磁黏度.研究结果表明,引入磁场,使硅熔体的磁黏度增加,且磁黏度与磁场强度呈抛物线关系.     

勾形磁场下直径300mm CZ Si 熔体中氧浓度分布的数值模拟

采用低雷诺数K-ε紊流模型,考虑自然对流、晶体旋转和坩埚旋转等因素,对晶体直径为300mm,磁场强度变化范围在0～0.12T条件下,熔体硅内流场及氧的浓度分布、磁场分布等作了数值模拟.计算中采用有限体积法,运用SIMPLE(semi-implicit method for pressure linked equations)算法耦合压力和速度场,动量方程、能量方程中对流项的离散采用QUICK(quadratic upwind interpolation of convective kinematics)格式,紊动能和耗散项方程中对流项的离散采用迎风格式.数值模拟结果表明,在勾形磁场作用下,熔体硅内的流场、氧的浓度分布与无磁场作用相比有较大不同,随着磁场强度的增加,生长界面处氧的浓度降低,并且磁场确实能有效地抑制熔体内的紊流,有利于晶体生长.     

勾形磁场下直径300mm CZ Si熔体中氧浓度分布的数值模拟

采用低雷诺数Ｋ-ε紊流模型，考虑自然对流、晶体旋转和坩埚旋转等因素，对晶体直径为300mm，磁场强度变化范围在0～0.12T条件下，熔体硅内流场及氧的浓度分布、磁场分布等作了数值模拟．计算中采用有限体积法，运用SIMPLE(semiimplicit method for pressure linked equations)算法耦合压力和速度场，动量方程、能量方程中对流项的离散采用QUICK(quadratic upwind interpolation of convective kinematics)格式，紊动能和耗散项方程中对流项的离散采用迎风格式．数值模拟结果表明，在勾形磁场作用下，熔体硅内的流场、氧的浓度分布与无磁场作用相比有较大不同，随着磁场强度的增加，生长界面处氧的浓度降低，并且磁场确实能有效地抑制熔体内的紊流，有利于晶体生长．     

磁敏半导体器件的数字模拟

本文数字模拟了磁场中的半导体器件,计算了硅片的二维电势、电子和空穴浓度分布,把著名的Scharfetter-Gummel法推广到二维、非零磁场,且应用了有限差分技术。我们的结论支持霍尔片较早的结论。在本征的或严格的本征硅中,有磁集束和空间电荷效应,作为磁传感器,我们模拟了分裂接触的p~+-i-n~-硅二极管。     

电磁搅拌对激光熔池熔体流速及其凝固组织影响研究

为了研究电磁搅拌对TA15钛合金激光熔池的影响,构建了一种三相三极旋转式电磁搅拌器作用下微小熔池内部的磁流体力学数学模型。运用该模型计算了不同激励电流情况下磁场中心处的磁感应强度和熔池内熔体周向流速,分析了其对熔池温度分布和组织形成的影响。并采用试验手段对分析计算结果进行了验证。结果表明:电磁力驱使熔体作周向运动,且随着远离磁场中心,洛伦兹力越大,周向流速越大。随着激励电流的增大,磁感应强度增强,熔质周向流速增大。流速加剧能够降低熔池内温度及凝固界面处的温度梯度,有利于等轴晶的增多。试验证明施加磁场后熔池顶部组织出现等轴晶,且随着远离磁场中心,熔池顶部的等轴晶数量逐渐增多,与计算结果的分析趋势相吻合。     

外加偏置磁场对静磁波模式及其频带的影响

本文完整地展现了磁光薄膜中任意倾斜的外加直流偏置磁场对微波静磁波激发模式及其带宽的影响,实现了对不同静磁模的统一考虑,为进一步分析磁光Bragg器件的衍射性能提供理论基础.计算分析表明:(1)当外加偏置磁场的大小不变时,传统磁化情形下的静磁波带宽最大,此时基于MSBVW的磁光Bragg器件较相应的MSFVW器件有更高的工作频率;(2)在适当倾斜的偏置磁场作用下,静磁反向体波(MSBVW)、静磁正向体波(MSFVW)和静磁表面波(MSSW)均可被激发,它们的激发频率依次增大;(3)通过倾斜偏置磁场可使MSFVW的频带向高频移动.     

硅熔体中3C-SiC的生长及6H-SiC晶型的抑制

论述了从硅熔体中生长3C-SiC晶体过程中6H-SiC晶型控制的一般原理.采用将硅置于高纯石墨坩埚中使其在高温条件下熔化,坩埚内壁石墨自然熔解于硅熔体中形成碳饱和的硅熔体,在石墨表面形成厚约0.2mm的SiC薄层.X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、Raman散射等分析表明所制备样品为3C-SiC多晶体.实验结果进一步证明从硅熔体中生长3C-SiC晶体过程中,通过适当调整工艺参数可以抑制6H-SiC晶型的形成.     

超磁致伸缩薄膜性能测试系统研究

针对超磁致伸缩薄膜制备过程中所关心的性能测试问题,提出了利用外加磁场引起薄膜变形,运用微位移传感器测试薄膜变形的新方法,以此为基础,建立了超磁致伸缩薄膜性能测试系统,并通过本系统测试比较了不同条件下制备的Tbo.27 Dy0.73 Fe2 薄膜的磁性能.结果表明,在制备磁致伸缩薄膜材料过程中施加一个平行于薄膜长度方向的磁场,可得到更好的磁致伸缩性能.     

硅熔体中3C-SiC的生长及6H-SiC晶型的抑制

论述了从硅熔体中生长 3C- Si C晶体过程中 6 H- Si C晶型控制的一般原理 .采用将硅置于高纯石墨坩埚中使其在高温条件下熔化 ,坩埚内壁石墨自然熔解于硅熔体中形成碳饱和的硅熔体 ,在石墨表面形成厚约 0 .2 m m的Si C薄层 .X射线衍射 (XRD)、X射线光电子能谱 (XPS)、Ram an散射等分析表明所制备样品为 3C- Si C多晶体 .实验结果进一步证明从硅熔体中生长 3C- Si C晶体过程中 ,通过适当调整工艺参数可以抑制 6 H- Si C晶型的形成 .     

基于磁偶极子的磁信标标定方法

针对磁信标产生的超低频磁场定位中磁信标磁场中心难以标定的问题,提出了一种基于磁偶极子磁感应强度分布特征的高精度磁信标标定方法。为描述磁信标在空间中任意位置产生的磁场分布情况,建立磁信标的等效磁偶极子模型,通过磁感应强度不同方向的分量与位置关系解算出磁信标线圈磁场的中心位置,利用自适应指数平滑算法减弱自身波动对磁感应信号的影响,实现对磁信标磁场中心的高精度标定。对标定方法进行有限元仿真,仿真结果显示,使用磁感应强度分布特征对磁场中心的标定精度在毫米级别,通过对标定前后定位精度的对比发现,标定后的磁信标定位精度得到有效提高。     

磁性石榴石薄膜的磁力显微镜研究

本文采用磁力显微镜（ＭＦＭ）对磁性石榴石（ＹＧｄＢｉ）３（ＧａＦｅ）５Ｏ１２薄膜的磁畴结构进行了观察研究。实验结果表明，磁性针尖的磁特性进行对石榴石ＭＦＭ图像的影响较大，而且随着针尖与样品间距的增大，磁针尖对石榴石畴结构的影响有所降低。另外，改变针尖的磁化方向，得到的石榴石磁畴结构也有所不同。     

磁性纳米线阵列研究

磁性纳米线(阵列)具有平行线轴的一维性质,在高密度磁记录、传感器元件和纳米磁体的基础研究中发挥着重要作用,是近年来的研究热点。综述了当前磁性纳米线阵列的制备、表征和应用等领域的研究进展,并对该领域面临的挑战和前景作一展望。     

磁性液体场致界面不稳定性的实验研究

利用自行研制的磁性液体,搭建磁性液体界面不稳定性的实验装置,通过调控电磁铁的励磁电流产生不同的磁场,研究处于磁场中磁性液体界面不稳定性的现象,观察、检测磁性液体突起三维尖峰的数目、间距、高度随磁场的变化规律.实验结果表明,磁性液体处于磁场条件下,界面出现的三维尖峰的数目与磁场强度成正比,三维尖峰的间距与磁场强度成反比,...     

一种新型径向磁浮轴承结构设计与磁场计算

在传统径向电磁轴承中,由于各电磁铁之间磁路相通而使磁场存在相互耦合,这将影响转轴的控制精度和动态响应,为此,提出一种新型的磁铁结构,解决了磁路耦合问题,并缩短了磁路长度.此外,当转子旋转时,磁场极性变化将使转子中产生涡流,此涡流将改变电磁轴承气隙回路中的磁场.利用ANSYS有限元分析软件,以实验样机系统为例,进行了相应的分析和计算.结果表明,随着转速的增加,涡流场将向磁极的后缘和表面集中,电磁吸力减小,而磁阻力增加.实际应用中应尽量选择相对磁导率较大而电导率较小的转子材料.     

基于光学Tamm态的磁流体磁场传感器研究

磁场的传感测量在相关领域具有重要应用。利用磁流体的磁光效应,提出了一种基于光学Tamm态的磁场传感结构。该结构由加载了金属层和电介质层的一维磁流体光子晶体构成。数值研究了该结构的结构参数对传感性能的影响。结果表明,磁流体层越厚,探测灵敏度就越高。金属层和电介质层的厚度均存在一个最佳值,使得传感器具有较高的探测精度。结果还表明,该传感结构的探测灵敏度优于已报道的采用光子晶体缺陷结构实现的磁场传感器。研究结果为基于光学Tamm态的磁流体磁场传感器的设计制备提供了参考。     

磁共振力显微镜

磁共振力显微镜是磁共振成像技术与扫描探针显微术的成功结合,它同时具备了磁共振成像的三雏探测能力与扫描探针显微术的纳米分辨能力.与传统的感应式磁共振信号探测方法相比,磁共振力显微镜的最大优势在于它采用的机械力学磁共振信号探测方法具有极高的信噪比,可以满足单个核自旋探测的要求.自1991年华盛顿大学的Sidles教授首次提...     

磁悬浮轴承磁场均匀性测试系统的设计

介绍了一种基于霍尔传感器的磁悬浮轴承磁场均匀性测试系统的设计。该系统由信号采集、信号处理、显示电路和控制电路等组成,并通过串口实现计算机实时显示磁悬浮轴承的磁场强度并保存数据。该系统具有测试一致性好、精度高及简单等特点,能运用于磁悬浮轴承磁场的检测,提高产品的合格率。     

磁性随机存储器中的电流磁场分布模型

根据磁性随机存储器(MRAM)设计的实际需要,建立了MRAM中相互垂直的字线和位线电流所产生的磁场的解析分布模型。利用该模型讨论了存储单元与位线间距离(d1),字、位线宽度(w)及字、位线厚度(t)对存储单元自由层表面磁场分布的影响。结果表明,d1或w增大时,自由层表面磁场的强度及非均匀程度都减小。t增大时,自由层表面磁场的强度及非均匀程度都增大。其中d1对磁场分布的影响程序是最大的。该模型为MRAM更精确的器件模拟及器件结构的优化设计工作提供了必要的基础。     

磁流体包覆薄包层光纤光栅磁场传感研究

利用磁流体替代光纤布喇格光栅(FBG)的部分二氧化硅包层,制作了一种磁流体封装薄包层FBG结构的磁场传感器,研究了传感器对磁场和温度的响应特性。结果表明,在5.0～20.0mT的磁场范围内,传感器的波长灵敏度和功率灵敏度分别为34.9pm/mT和-1.063dBm/mT,波长线性响应度达到了99.2%。封装工艺未改变FBG波长随温度线性变化的特性,但受磁流体磁光效应影响,其温度灵敏度减小到9.2pm/℃。该传感器可实现磁场测量中的温度补偿,方法简单、易于实现。     

MMIC用NiFe-SiO_x磁性金属颗粒膜电感研究

在蓝宝石基的氮化镓衬底上采用射频磁控溅射结合剥离的方法制作了NiFe-SiOx磁性金属颗粒膜,利用PECVD淀积绝缘层,制备出"SiN绝缘层/NiFe-SiOx薄膜/SiN绝缘层/金属线圈"结构的平面电感。测试表明,对于单圈电感,与无磁膜结构相对比在1 GHz时电感量有30%的提升,且对Q值影响不大;对于多圈电感,电感量与电感结构密切相关,当磁膜同时存在于线圈下和线圈之间时对电感量提升最大,但截止频率较低;而磁膜在电感线圈正下方的结构对电感量提升较前一种磁膜电感低,但截止频率较前一种磁膜电感高。