ICP刻蚀4H-SiC栅槽工艺研究

为避免金属掩膜易引起的微掩膜,本文采用SiO2介质作为掩膜,SF6/O2/Ar作为刻蚀气体,利用感应耦合等离子体刻蚀(ICP)技术对4H-SiC trench MOSFET栅槽刻蚀工艺进行了研究。本文详细研究了ICP刻蚀的不同工艺参数对刻蚀速率、刻蚀选择比以及刻蚀形貌的影响。实验结果表明:SiC刻蚀速率随着ICP功率和RF偏压功率的增大而增加;随着气体压强的增大刻蚀选择比降低;而随着氧气含量的提高,不仅刻蚀选择比增大,而且能够有效地消除微沟槽效应。刻蚀栅槽形貌和表面粗糙度分别通过扫描电子显微镜和原子力显微镜进行表征,获得了优化的栅槽结构,RMS表面粗糙度0.4nm。     

基于纳米银修饰的还原石墨烯和Mn3O4正极材料的镁空气电池研究

以乙酸锰、乙酸银、氧化石墨烯为原料,采用一步水热法合成了二维的Ag-Mn_3O_4/rGO复合材料。在相同条件下,分别制得了Mn_3O_4/rGO、Ag/rGO、Ag-Mn_3O_4/rGO 3种复合材料,对所得产物形貌进行分析,研究比较3种复合材料的催化性能,并制备电极片成品,对电池性能和稳定性进行长时间监测。最后结果表明,Ag-Mn_3O_4与rGO共掺的复合材料的催化性能得到了很大的改善,氧还原峰向正偏移0.15 V且极化电流明显增大,电池稳定性较好,开路电压可达1.57 V,稳定工作时长可达到500 h。并可以实现给18650锂电池充电。     

直方图方法评定云母基底上氧化石墨烯薄片厚度

厚度评定是石墨烯相关材料领域的重要课题,原子力显微镜是测量纳米级厚度最直接的手段。由于测量过程中噪声和表面粗糙度等多种因素的影响,根据原子力显微镜形貌数据准确评定厚度仍存在困难。本文利用原子力显微镜测量云母基片上的氧化石墨烯形貌,采用直方图方法分析其厚度。通过对比分析基于区域和基于剖面线的直方图方法,揭示了影响直方图方法评定结果的因素。结果表明直方图方法可以为石墨烯相关材料厚度计量提供有效信息。     

纳米结构的氧化钒作锂离子电池阴极材料的研究进展

V2O5具有独特的层状结构,适合于锂离子的存储,与传统的锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂等阴极材料相比,表现出高的理论比容量和功率密度,作为锂离子电池阴极材料备受青睐。但它自身的结构不稳定、电导率低,导致实际比容量远低于理论值,且循环稳定性不能长期维持。正是由于这些制约因素,V2O5作锂离子电池阴极材料还有很大的研究价值。而利用各种制备方法将V2O5制备成具有各种纳米结构的材料,如一维的纳米线、纳米管等,二维的纳米片,三维的纳米空心球、纳米花等,改善材料固有的形貌结构,增大比表面积,增强锂离子在电极材料中的嵌入/脱出性能,提高储锂能力和比容量,同时通过掺杂改性等方法增强材料的导电性和循环稳定性,使V2O5作为锂离子电池阴极材料表现出优异的电化学性能成为可能。介绍了V2O5的晶体结构及其作为电极材料的纳米结构,以及不同的纳米结构对电极材料电化学性能的影响。     

基于AFM氮化硅探针刻蚀方法制作聚碳酸酯纳米光栅

基于原子力显微镜(AFM)探针的纳米机械刻蚀技术以其成本低、分辨率高的优势被广泛应用于各种纳米元器件的制造中.为了得到最优的光栅结构,首先通过单次刻蚀实验定量分析了刻蚀方向、加载力和刻蚀速率等3个主要加工参数对所得纳米沟槽形貌和尺寸的影响,给出了普通氮化硅探针对聚碳酸酯(PC)的加工特性及加工效率.然后通过改变沟槽间距(100~500 nm)得到了不同周期的纳米光栅结构,并确定了这种探针与样品的组合对间距的要求及最佳加工参数:沿垂直于微悬臂长轴向右刻蚀,加载力2.3μN,刻蚀速率2.6μm/s.最后利用该技术对实验室已有原子光刻技术所得周期为213 nm的一维Cr原子光栅结构进行了复制加工,得到了均匀的213 nm一维光栅,证明这种基于AFM探针的纳米机械刻蚀技术可被广泛应用于纳米加工.     

聚苯胺包覆纤维素纳米晶/石墨烯复合电极材料的制备与性能EI北大核心CSCD

首先通过原位聚合的方法制备聚苯胺(PANI)包覆纤维素纳米晶(CNC)(CNC@PANI)纳米复合物,进而采用共混法制备CNC@PANI与rGO的复合电极材料(CNC@PANI/rGO)。研究不同苯胺与CNC的用量比对所得复合电极材料的结构形貌和电化学性能的影响。采用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱以及电化学工作站等测试手段对制备的复合电极材料的结构形貌、电化学性能进行分析表征。结果表明,PANI成功地包覆在CNC的表面,且PANI通过在CNC表面的包覆,可明显改善其分散性和比表面积,以及与石墨烯的复合效果。CNC@PANI-1/rGO复合电极材料在20mV/s扫描速率下的比电容可高达309F/g,远远高于PANI/rGO复合电极材料的155F/g。     

Cu箔衬底上石墨烯纳米结构制备

采用低压化学气相沉积法(LPCVD)在Cu箔上制备出了单层石墨烯纳米结构,用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和拉曼光谱等对其结构和形貌等进行了表征。在此基础上,通过调节生长参数,制备多种形貌的石墨烯结构,着重探索了在生长温度为1000℃、生长时间为2min时,CH4∶H2、生长压强和衬底晶体取向对石墨烯初始形貌的影响规律,石墨烯的形貌主要取决于C的扩散/沉积和H2对石墨烯的刻蚀,当氢气的刻蚀作用占主导地位时,石墨烯为规则的六边形,当C的扩散/沉积占主导作用时,C沿着特定的方向扩散快,形成花状形貌;而背电子散射衍射(EBSD)研究表明,衬底Cu箔的取向对石墨烯形貌的影响不明显,没有观察到衬底取向与石墨烯结构之间的直接联系。     

聚苯胺包覆纤维素纳米晶/石墨烯复合电极材料的制备与性能

首先通过原位聚合的方法制备聚苯胺(PANI)包覆纤维素纳米晶(CNC)(CNC@PANI)纳米复合物,进而采用共混法制备CNC@PANI与rGO的复合电极材料(CNC@PANI/rGO)。研究不同苯胺与CNC的用量比对所得复合电极材料的结构形貌和电化学性能的影响。采用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱以及电化学工作站等测试手段对制备的复合电极材料的结构形貌、电化学性能进行分析表征。结果表明,PANI成功地包覆在CNC的表面,且PANI通过在CNC表面的包覆,可明显改善其分散性和比表面积,以及与石墨烯的复合效果。CNC@PANI-1/rGO复合电极材料在20mV/s扫描速率下的比电容可高达309F/g,远远高于PANI/rGO复合电极材料的155F/g。     

MPCVD法在镍基底上低温沉积石墨烯的研究

石墨烯是具有优异性能的二维碳材料。采用微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）,以甲烷和氢气为气源,在镍基底上生长石墨烯薄膜,沉积温度在650℃附近。对制备石墨烯薄膜用金相显微镜、原子力显微镜观察其覆盖率和表面形貌,用拉曼光谱仪对沉积薄膜的层数、质量和非晶碳含量进行表征。研究结果表明氢等离子体对表面碳键有明显刻蚀,产生空隙和晶界缺陷;甲烷含量的升高提高了膜层的覆盖率,也促进非晶碳的生成;气压较低时膜层覆盖率较低,较高时膜层厚度明显增加。     

氦离子辐照下钨纳米丝的自保护行为

采用低能量(200 eV)大流强的He⁺辐照多晶钨材料,辐照温度为1023 K和1373 K,辐照剂量为1.0×10²⁵~1.0×10²⁶ ions/m²。用称重、扫描电子显微镜、导电原子力显微镜等手段分析辐照后钨材料的质量损失、表面形貌和内表面缺陷分布,研究了刻蚀速率与表面形貌的关系。结果表明,具有粗糙钨纳米丝表面的钨样品刻蚀速率只有平滑表面的30%。其原因是,在大流强He⁺辐照下钨表面纳米丝的形成阻碍钨原子的溅射。这也意味着,钨纳米丝表面的形成可作为钨材料的自保护结构层,抑制ITER相关辐照下的强刻蚀。     

原子力显微镜中微悬臂梁/探针横向力的标定

利用微加工制造的微悬臂梁／探针尖已经广泛应用在微观表面性质测试和微纳米尺度加工等领域，成为微纳米研究领域中不可缺少的重要工具．为了能够定量研究原子力显微镜中探针与表面的相互作用力，需要对微悬臂梁／探针的力学性能进行表征．本文简要地论述了原子力显微镜中微悬臂梁的形变光反射原理和探针与表面的接触刚度理论．阐明了微悬臂梁横向力标定的重要性．综述了目前几种微悬臂梁／探针横向力的标定方法、简单的推倒过程和特点、     

带惯性力修正的循环力校准方法研究

疲劳试验设备对试样施加的力值,在静态和动态时的准确度不一致。本文通过建立疲劳试验设备的物理振动模型,得出循环力的误差主要是由传感器与试样间的参振质量的惯性力引入的;推导出了惯性力对循环力幅值的影响量模型,经过对惯性力影响量的修正,最终实现了疲劳试验设备的显示力值与试样的实际受力值一致的目的。采用加速度法、刚度/位移法修正方式,建立带惯性力修正的循环力校准系统,通过比对试验和数据分析,得到了两种修正方法(加速度法、刚度/位移法)以及两种校准方法(传感器法、校准棒法)之间的结果差异小于1%,验证了惯性力修正模型的有效性。     

学院讲坛——学院的力量

中国美术学院继续教育学院秉承创新实践、服务社会的宗旨，为加强学院教学与行业间的互动、融创，从本期开始，将与《包装世界》杂志共同推出《学院讲坛》这一具有品牌影响力的学术专栏。此专栏作者为该院教学团队骨干，以学院的设计理念、教学研究、学术探讨以及行业社会实践的成果与思考为栏目的主要内容，旨在当今大设计的时代背景下，通过学院与行业问的交流和对话来展示和提升学院的力量，创新现代社会品质生活的设计理念。为此，本刊特约记者采访了学院院长翁震宇教授。     

测力计量技术

本文介绍了测力计量技术的应用,以及测力计量技术的现状和发展前景.     

学院的力量

编者按: 中国美术学院继续教育学院秉承创新实践、服务社会的宗旨,为加强学院教学与行业间的互动、融创,从本期开始,将与<包装世界>杂志共同推出<学院讲坛>这一具有品牌影响力的学术专栏.此专栏作者为该院教学团队骨干,以学院的设计理念、教学研究、学术探讨以及行业社会实践的成果与思考为栏目的主要内容,旨在当今大设计的时代背景下,通过学院与行业间的交流和对话来展示和提升学院的力量,创新现代社会品质生活的设计理念.为此.本刊特约记者采访了学院院长翁震宇教授.     

Development and Characterization of a Diaphragm-Shaped Force Transducer for Static Force Measurement

There are different types of force transducers, used over the years, comprising of different principles and have different grades of uncertainty. Force transducers may be analog or digital and may be strain gauged, tuning fork type, piezoresistive type, Hall Effect based etc. Though different types of force transducers have been developed in last few decades, still strain gauged force transducers are used over the larger scale due to practical viability and reliability for force measurement. The paper describes low-cost indigenous development of a force transducer, which has been developed for a nominal capacity of 5 kN with ease of design and manufacturing. It has strain gauges applied at suitable locations to form a Wheatstone bridge. The force transducer has been calibrated according to the standard calibration procedures based on ISO 376 and IS 4169 standards. Measurement results and an uncertainty analysis have been presented. The uncertainty of measurement of the force transducer is found up to 0.06%. The paper also discusses the implications of applying multiple strain gauges at a single location in series to enhance the sensitivity of the force transducer. Two strain gauges are arranged in series for the given location and the sensitivity of the force transducer is enhanced. It also indicates that the uncertainty of measurement of the force transducer in such case is enhanced up to 0.05% or better to make force transducer suitable for most of metrological and industrial applications.     

The Driving Force

There is a popular aphorism in China,"The third-class enterprise produces products,the second-class creates brands,and the first-class develops standards".This shows that Standardization has been heavily emphasized in China.As the super large govemment-owned enterprise,the State Grid Corporation of China (SGCC) bears the mission of providing public energy and implementing social responsibility with the construction and operation of national power grid as its core business,SGCC has been always paying great attention to the standardization work since its establishment,and made outstanding achievements in both standardization and corporate development,ranked 7th in the FORTUNE GLOBAL 500 in 2011.     

塔楼的力量

作为约翰内斯堡中心“Ponte City”塔式公寓的设计者，62岁的龙迪&;#183;格罗斯科普夫（Rondey Grosskopff）最近心中不悦。当我们步入他的公寓大楼内时，他牢骚不断。“它其实仅仅需要一些小的修葺和粉饰。”