磷锗锌单晶生长装置的设计与优化

根据磷锗锌（ZnGeP2）晶体的生长特性,分析了ZnGeP2单晶生长对生长炉温场的要求。在两温区单晶生长炉的基础上,设计出适合ZnGeP2单晶生长的三温区管式生长炉,并对其温场进行了设计与优化。在经优化的温场中进行ZnGeP2单晶生长,获得了尺寸达20 mm×30 mm、外观完整的单晶体。     

水热共还原法合成一维Sb2Se3纳米单晶带和单晶棒

采用水热共还原法在105-180℃合成了宽度为40—100nm的Sb2Se3纳米单晶带和直径为100—250m的纳米单晶棒。用X射线衍射、透射电镜和高分辨电镜对所得的产物进行了表征。结果表明：Sb2Se3单晶带和单晶棒是结晶程度良好的纳米晶，单晶带和单晶棒的生长方向为[001]；纳米结构形貌和尺寸随合成温度的改变而变化；并提出了Sb2Se3单晶带和单晶棒的生长模型。     

带孔纳米单晶铜悬臂梁弯曲的分子动力学模拟

应用分子动力学方法模拟了带孔纳米单晶铜悬臂梁的弯曲过程。通过一端固定另一端施加横向作用力驱使原子运动,得到纳米单晶铜悬臂梁弯曲的变形图。对其不同于宏观连续介质理论的位移-载荷曲线进行分析,给出了合理的解释。结果表明:纳米尺度下的微缺陷对纳米单晶铜悬臂梁的性能具有明显的影响;尺寸效应和表面效应的影响,以及位错滑移和弛豫的综合作用,使得纳米单晶铜悬臂梁在纳米尺度下表现出与宏观尺度下不同的力学特性。     

大尺寸单晶金刚石衬底抛光技术研究现状与展望

近些年来,化学气相沉积（Chemical vapor deposition,CVD）单晶金刚石在电子学领域的应用令人瞩目,这得益于CVD单晶金刚石在生长技术和半导体掺杂技术上的进展。一直以来,成熟的衬底加工技术是半导体材料得以应用的基础,其中超精密抛光作为晶圆衬底加工的最后一道工序,直接决定了晶圆表面粗糙度和亚表面损伤程度。可以预见,超精密抛光技术将会在制备大尺寸高质量金刚石衬底中发挥重要作用。对目前国内外现有的单晶金刚石抛光方法进行综述,以制备大尺寸高质量单晶金刚石衬底为目标,从加工设备、工艺参数、加工精度、加工效率和材料去除机理等方面进行分析,总结各种抛光方法的优势和缺点,展望未来大尺寸单晶金刚石衬底抛光技术的发展趋势。目前鲜有针对大尺寸单晶金刚石抛光技术的综述,本文为国内学者展开单晶金刚石抛光相关工作的研究提供综述资料。     

籽瓤分离机关键部件的设计与研究

螺旋挤压装置和分离装置是籽瓤分离机的关键部件。通过籽瓤分离机自主研制方案的实施,阐述其关键部件的工作原理和结构组成,并对其结构尺寸进行设计计算。通过计算及对籽瓤分离机关键部件的分析设计,达到优化工作参数的目的,同时可提高籽瓤分离机分离效率和籽瓜的机械化生产水平,促进农民持续增收。     

微型压电单晶俘能器研究

建立了一曲梁压电单晶MEMS压电俘能器的分析模型.利用曲梁理论建立该矩形截面梁的动力学方程.采用ANSYS软件对该曲梁的结构参数进行了初步的分析.分析结果表明压电曲梁的第一阶谐振频率与其结构尺寸之间存在较复杂的关系.该仿真结果可为压电俘能器的设计提供参考.     

CZ单晶炉单晶等径生长计算机控制系统

介绍了ＣＺ单晶炉单晶等径生长计算机控制系统的硬件结构和软件设计原理。     

新一代半导体材料氧化镓单晶的制备方法及其超精密加工技术研究进展

氧化镓(β-Ga2O3)单晶是继碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)之后,制造超高压功率器件、深紫外光电子器件、高亮度LED等高性能半导体器件的新一代半导体材料,大尺寸低缺陷氧化镓单晶的制备方法以及高表面质量氧化镓晶片的超精密加工技术是实现氧化镓半导体器件工业应用的瓶颈之一.针对易产生结构缺陷的氧化镓单晶的制备,系统阐述焰熔法、提拉法、光浮区法、导模法、布里奇曼法等氧化镓单晶制备方法的国内外研究进展,通过对比不同方法制备氧化镓单晶的晶体生长速度、晶体尺寸和内部缺陷等,分析不同制备方法的优缺点,指出大尺寸低缺陷氧化镓单晶制备方法的未来发展趋势;针对硬度高、脆性大、各向异性大、极易解理破碎的氧化镓晶片的超精密加工技术,详细介绍国内外在超精密加工氧化镓晶片的表面材料去除机理、亚表面损伤产生机理与演变规律,以及氧化镓晶片超精密磨削、研磨和抛光工艺等方面的研究进展,分析氧化镓晶片在加工过程中极易解理破碎的原因和目前采用游离磨料研磨工艺加工氧化镓晶片的局限性,提出未来实现大尺寸氧化镓晶片高效率高表面质量加工的工艺方法.分析表明,在氧化镓单晶制备方面,导模法将是未来批量化制备大尺寸低缺陷氧化镓单晶的最佳方法,但生长过程中气氛的选择与调控、不同缺陷的产生机理与抑制方法以及p型氧化镓单晶的掺杂方法等问题亟需解决.在氧化镓晶片超精密加工方面,基于工件旋转磨削原理的金刚石砂轮超精密磨削技术将是实现大尺寸氧化镓晶片高效高表面质量加工的有效方法,但氧化镓单晶延性域去除和解理破碎的临界磨削条件、表面质量和加工效率约束下的砂轮参数和磨削参数的选择等问题还亟待系统研究,才能为氧化镓晶片的超精密磨削加工提供理论指导.     

超低速运动装置设计分析

单晶炉提拉装置是提拉法生长晶体的关键设备,由于激光晶体生长机理决定了其生长速度非常缓慢。提拉装置要求长期运行在超低速的状态下,针对运动系统的震动、晃动、摩擦、爬行等都会影响速度的稳定性,采用交流伺服技术对激光单晶炉的提拉装置进行了全新改造设计,并对其精度进行了综合分析。通过采用变增益的PID控制方法长期运行的实验数据表明,该装置运行精度高,稳定性好,适合生长大尺寸激光晶体,同时设计采用通用零件,满足大规模工业化生产的需求。     

准分子激光相位掩模法制备大晶粒尺寸多晶硅薄膜

为扩大晶粒尺寸并降低晶粒间界缺陷对多晶硅薄膜晶体管的不良影响,采用准分子激光相位掩模法制备了大晶粒尺寸的多晶硅薄膜。首先,在无相位掩模时利用不同能量密度的准分子激光晶化非晶硅薄膜,通过扫描电镜观测晶粒尺寸确定超级横向生长的能量窗口;然后,在该能量密度下采用周期为1 073 nm的相位掩模板对入射光束进行相位调制,在样品表面形成人工可控的横向温度梯度,使非晶硅熔化并横向生长结晶为多晶硅;最后,对薄膜特性进行测量,并与非晶硅薄膜和超级横向生长制备的多晶硅薄膜进行比较。结果表明:本文方法制作的薄膜的平均晶粒尺寸提高了一个数量级,达到了228.24 nm;薄膜电阻率降低一个数量级,为18.9 Ω·m;且晶粒分布规则有序。该方法能有效提高多晶硅薄膜的电学特性,适用于高质量多晶硅薄膜器件的制作。