大面积VHF-PECVD用多点馈入平行板电极馈入点优化的数值研究

本文采用二维准平面电路模型,对大面积甚高频等离子体增强化学气相沉积（VHF-PECVD）用多点馈入平行板电极馈入点的优化进行了数值研究,讨论了不同的多点馈入模式对平行板电极间真空电势分布均匀性的影响。研究结果表明：对于给定激发频率和尺度的大面积平行板电极,功率馈入连接点位置分布和数量成为影响电极间电势分布均匀性的两个重要可控参量,通过优化功率馈入连接点数量和连接点位置分布,可以抑制电势驻波效应及功率馈入点对数奇点效应,很大程度上有效地改善了电极间电势分布的均匀性。本文数值计算结果在一定程度上为VHF-PECVD技术用平行板电极实现大面积薄膜均匀沉积的系统设计提供了理论指导。     

等离子体鞘层中朗缪尔探针吸收离子电流理论的数值模拟

为了研究朗缪尔静电圆柱型探针半径对等离子体密度测量的影响以及鞘层空间电势分布等特性,在非热平衡条件下采用等离子体鞘层中探针吸收离子模型,对朗缪尔静电探针周围等离子体鞘层空间中的修正玻姆电流、OML理论鞘层空间电势分布、ABR理论鞘层空间电势分布、BRL理论鞘层空间电势分布以及三种理论对应的探针吸收离子电流进行了系统的数值模拟研究。计算结果显示,电子温度和等离子体密度对ABR理论鞘层空间电势分布存在显著影响,离子温度小于0.1倍电子温度时离子的温度效应对BRL理论鞘层空间电势分布的影响可以忽略;探针半径为1~3倍德拜长度时,OML理论、ABR理论及BRL理论预测的归一化离子电流近似相等,即三种理论给出近似相等的等离子体密度。     

大面积VHF-PECVD反应室喷淋式平板电极间电场和流场数值模拟

以大面积喷淋式平板电极甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)反应室为研究对象,利用FlexPDE和CFD-ACE+商业软件,对反应室电极间的电场和流场分布进行了数值模拟。根据数值模拟结果可知:对于大面积喷淋式平板电极VHF-PECVD反应室,电极间气体流速分布呈现管流特征,而气压分布和电场分布具有类似的分布规律,即在大面积电极中央区域电场较强气压较高,而电极边缘区域电场较弱气压较低;另外,反应室采用喷淋式平板电极进行反应气体馈入,气体总流量、工作气压和电极间距是调节电极间气压分布均匀性的重要参量,采用大电极间距、高工作气压,以及小的气体总流量有助于获得均匀的气压分布。     

射频电感耦合离子源放电室内放电等离子体的二维磁流体模拟研究

为了研究平面盘香形射频离子源等离子体放电特性,对射频电感耦合离子源内的放电等离子体运用磁流体动力学建立二维磁流体模型进行数值模拟,得到了放电室内等离子体参数分布.结果发现电子由于受双极性电势的约束主要分布在放电室的中心,放电等离子体吸收能量的区域主要在放电室内距天线1 cm附近.对比电子的温度和离子密度分布,在低气压条件下,电子加热的区域和产生电离的区域是分开的,电子加热的区域出现在线圈附近,而最强的电离过程发生在双极性电势最高的位置附近.     

静电电压表校准装置中平板电极对电势分布的影响

静电电压表校准装置中的平板电极是该装置的重要组成部分,它的几何参数影响了其周围的电势分布。通过理论分析和仿真计算,分析计算了平板电极直径、形状、厚度、边缘平滑度和离地高度等因素对电势分布的影响。计算结果表明:在测试距离100mm时,以直径为600mm,厚度为1mm的圆形平板电极做参考,直径增加至1000mm,其纵向的电势分布只增强了1.3%;增加平板电极厚度100mm,其纵向电势分布的增强大于5.4%,更加趋近无限大平板电极所产生的电势分布;尺寸相当时,形状对电势分布的影响可以忽略;边缘平滑度对电势的影响可以忽略;距离地面0.5m会形成明显的畸变电势分布。这一结果对校准装置中平板电极的设计具有一定的参考意义。     

大面积应用的RF-PECVD技术研究

本文探讨采用小电极与大面积基片相对移动的方法来制造大面积薄膜的可行性,提出了采用小电极等离子体源在大面积基片上移动工作的新方法,可用于沉积(或刻蚀)均匀大面积薄膜或根据需求设计的大面积上非均匀膜厚分布的薄膜,从原理上避免大电极带来的不均匀性.介绍了这种方法中由两个电极构成的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统.分析了当电极移动时,电极与真空室壁相对位置发生变化时对等离子体参数的影响.我们发现当两个射频电极之间的相位差为定值时,等离子体的分布随电极与真空室壁的距离(极-地距)变化而变化.当极-地距小于80mm时,随极-地距的增加,等离子体的悬浮电位和基片的自偏压下降,离子密度变化不明显.当极-地距大于80mm时,等离子体的分布呈稳定状态,各参数变化不明显.采用PECVD方法镀制了大面积薄膜厚度呈均匀分布和非均匀分布的两种薄膜,提供了膜厚呈线性渐变和抛物线变化的两种薄膜样片,显示了该方法的灵活性和可行性.     

平面电磁波在非均匀等离子体柱上的散射研究

基于微分形式的麦克斯韦方程组,采用严格两点边值方法求解等离子体柱对入射平面波的散射问题.结合柱约束空间径向非均匀等离子体分布特征推导电磁波散射系数的数学模型,计算了不同入射波频率、等离子体频率、等离子体碰撞频率条件下散射场的分布.结果表明:电磁波的散射场由等离子体特征参数、入射波频率及极化方式共同决定;等离子体碰撞频率对平行极化波的散射场分布影响较大.     

磁控溅射中电磁场分布二维模拟

本文采用计算机FORTRAN语言自主编程,通过建立通电线圈磁场的数学模型,对磁控溅射靶附近由通电线圈产生的磁场分布进行了二维数值模拟计算。计算表明当内、外线圈加反向电流,增加内或外线圈电流,可使通电线圈产生的磁场非平衡度增加,其增加强度由电流增加强度所决定。随着内或外线圈电流增加,真空腔内磁场强度分布更均匀。通过调节内、外电线圈电流,控制磁场分布,从而控制其对等离子体密度及能量分布,可使等离子体因磁场的均匀分布而在真空腔内分布均匀化。另外,这种外加的电磁场还会使磁控装置本体磁场增强,因此对磁控溅射产生的等离子体有增强作用。此结果为磁控溅射装置上磁场配置提供重要参考依据。     

利用双等离子体装置产生非均匀等离子体

在双等离子体实验装置中,采用单边放电的方式在源区产生等离子体,通过扩散和电子碰撞电离可以在实验区产生密度分布不均匀的等离子体.利用静电探针测量了实验区等离子体的状态参数及其空间分布,结果显示:该装置可以提供一个径向相当宽范围内密度基本均匀,轴向密度分布指数衰减的等离子体环境,其不均匀性标长与放电气压成反比.该装置可以提供不均匀性可控的非均匀等离子体源.     

张衡一号空间电场探测仪设计北大核心CSCD

张衡一号空间电场探测仪为我国首发电磁监测试验卫星(CSES)主载荷。基于探测原理以及与轨道等离子体环境电势耦合模型,论述了张衡一号双探针式空间电场探测仪设计基本原则和依据;针对不同的轨道等离子体环境条件和鞘层厚度,阐述了相应的球形探针收集电流、相对耦合电势及鞘层阻抗的数学表达,分析了该探测仪电场探测精度的影响因素以及主动偏置电流效应,研究表明,对于CSES飞行轨道环境条件,采用施加负向偏置电流,可使得探针鞘层阻抗小于1×105Ω,从而提高空间电场探测精度;研究了张衡一号空间电场探测仪探针间耦合电势差测量等效电路模型和球形探针最小几何半径设计约束条件,结果表明,对于CSES飞行轨道通常等离子体环境条件,当球形探针几何半径r3×10-2m时,可实现两球形探针电势差测量偏差系数α!10-6的设计要求。在以上基础上,叙述了张衡一号空间电场探测仪球形探针结构与电子学设计,并简述了探测系统主要组成、工作模式和频段等。     

Estimation of Parameters of Universal Distribution of Moments of Failure of Products

A method is proposed for estimating the parameters of a mixture of exponential and Weibull distributions for which the accuracy of preliminary estimates obtained by graphical analysis is refined in accordance with the criterion of maximum likelihood. The efficiency of the proposed method is supported by the results of statistical modeling.     

Assessment of intakes of mixtures of radionuclides

Australia has several uranium mines and a large number of mineral sand mines, with associated processing facilities. Exposures resulting from these mining and processing operations usually involve intakes of mixtures of radionuclides. This work describes the development of a suite of first order, linear compartment models, based on the ICRP Publication 66 respiratory tract model, and an analytical solution to the decay equations, for assessing the consequences of such intakes. The computer programs based on these models directly compute excretion, organ retention and organ and whole-body doses for intakes of either single radionuclides or any mixture of radionuclides belonging to the same radioactive decay chain. The intake can be via inhalation, ingestion or injection, and can be acute, chronic or of limited duration. The starting concentration and degree of secular (dis)equilibrium can be specified for each radionuclide. No assumptions need to be made about the relative magnitudes of the radioactive half-lives of the different nuclides.     

卧式金属罐容量的测量结果不确定度

本文根据多年的实践检定经验 ,参照JJF1 0 59- 1 999《测量不确定度评定与表示》以及《测量不确定度表达 1 0讲》 ,对卧式金属罐容量的测量结果不确定度进行了评定。     

盐酸浓度不确定度的评估

通过对盐酸浓度标定的过程分析，找出影响结果的各个分量，进行不确定度的评定，按照计量技术规范给出标准的表示法。     

Analysis of the rate of propagation of the wave of change of boiling modes

An approximate analytical expression is derived for the velocity of the front of the wave of change of boiling modes on a rod and on a plate. The impact of the Thomson effect and of the heater orientation in the gravity field is included. Adequate agreement is demonstrated between the derived relations and experimental data.     

Evaluation of optical properties of highly scattering media by moments of distributions of times of flight of photons

A novel method for the determination of the optical properties of tissue from time-domain measurements is presented. The data analysis is based on the evaluation of the first moment and the second centralized moment, i.e., the mean time of flight and the variance of the measured distribution of times of flight (DTOF) of photons injected by short (picosecond) laser pulses. Analytical expressions are derived for calculation of absorption and of reduced scattering coefficients from these moments by application of diffusion theory for infinite and semi-infinite homogeneous media. The proposed method was tested on experimental data obtained with phantoms, and results for absorption and reduced scattering coefficients obtained by the proposed method are compared with those obtained by fitting of the same data with analytical solutions of the diffusion equation. Furthermore, the accuracy of the moment analysis was investigated for a range of integration limits of the DTOF. The moment analysis may serve as a comparatively fast method for evaluating optical properties with sufficient accuracy and can be used, e.g., for on-line monitoring of optical properties of biological tissue.     

Numerical study of methods of linearization of the output characteristics of radio-frequency sensors of the level of dielectric media

Different constructions of the sensing elements of radio-frequency level sensors based on sections of long lines are numerically investigated by means of the Matlab program for the purpose of minimizing the measurement error caused by the nonlinearity of the output characteristic. It is shown that the nonlinearity is lowest for U-shaped designs. The nonlinearity factor KN may be regulated by varying the capacitance of a correcting capacitor connected to the input of the sensing element and (or) the length of one of the sections of the long line. In selecting an optimal capacitance of the correcting capacitor KN ≤ 0.15% for control media with dielectric permittivity in the range 2.2–30.