磁场在晶体生长中的应用

针对磁场在晶体生长中的应用,综述了近年来该领域数值模拟和实验研究的进展,包括静态磁场和动态磁场的产生原理及其在晶体生长中的效应。分析了晶体生长过程中存在的主要流动。综述了晶体生长过程中磁场力对导电熔体对流、固液界面形貌和杂质分布的影响,重点分析了磁场在直拉法单晶硅和定向凝固法多晶硅生长过程中的应用,总结了该领域当前存在的问题及其发展趋势。     

用于制备YBCO薄膜的光辅助MOCVD反应器内流动现象的数值研究

对一种制备YBCO薄膜的光辅助MOCVD反应器内的流动现象进行了三维数值模拟研究.在模拟计算中,分别改变基座与进口的相对角度(Φ)、反应器顶壁倾斜角度(Ψ),得出反应器中流场的相应变化.根据对模拟结果的分析,发现当基座平面与进气口轴线之间的夹角Φ=22.5°及反应器顶壁倾角ψ=30°时,基片表面气流速度大小合适,分布均...     

一种小型太阳能海水/苦咸水淡化装置研究

利用空气增湿-除湿原理,设计了一种结合太阳能空气集热器和热管式真空集热管的小型海水/苦咸水淡化装置,对装置的结构及运行原理进行了介绍.利用电吹风模拟太阳能空气集热器,研究了热空气温度、热空气流量、蒸馏器内初始水量和水温对海水蒸发量的影响,为进一步的联合运行及研究奠定了基础.     

液压机械手握力的软抓取控制

本文论述了用滑觉传感器检测信号、微机进行控制、电液伺服驱动的液压机械手的结构,及其实现“软抓取”的控制过程。     

基于Macleod软件的辐射制冷薄膜系优化分析

从基尔霍夫定律和光学薄膜理论出发,利用光学设计软件Macleod,尝试了在铝基上镀单层和多层光学膜系,以满足辐射制冷的要求。选择了合适的膜层材料,在全波段高反射铝基底上设计了单层和多层膜系,运用单纯形法(Simplex)优化了膜层,得到了最优的多层膜结构。膜系的光谱曲线显示,在8～13μm波段具有高的发射率,其余波段具有高的反射率,并且在大的辐射方向角范围(0°～60°)具有稳定的光学性能。最后选取法线方向进行数值积分,取辐射体温度为300K时,最优膜系在8～13μm波段的辐射功率为123.7W/m~2,平均发射率为0.836。光学薄膜方法为选择性辐射体的设计提供了理论指导。     

石墨垫板刻槽对生长大晶粒多晶硅杂质传输的影响

铸锭中过高的杂质浓度是影响铸造多晶硅太阳电池效率的主要因素之一。铸锭生长过程中的杂质主要有C、N、O、金属离子及固体颗粒SiC和Si3N4。这些杂质能够降低晶片中少数载流子的寿命及太阳电池的填充因子;同时固体颗粒会造成切片过程的断线和晶片表面产生划痕。设计了一种新的方法生长大晶粒多晶硅,对石墨垫板进行刻槽处理,并采用数值模拟的方法模拟了该生长过程杂质的传输。模拟结果表明,刻槽的深度明显影响着初始生长时结晶界面上O、C和N的分布;同时刻槽深度越大,生长速率越快,越能够抑制晶体中SiC和Si3N4的形成。     

MOCVD生长GaN的反应动力学分析与数值模拟

提出了GaN生长的主反应和寄生化学反应模型,用主反应和与主反应平行进行的寄生反应来描述GaN的实际生长过程,并将此数值模拟得到的GaN沉积速率和文献中的实验数据进行了对比,发现与在实际MOCVD反应器上相同反应条件时得到的实验数据吻合较好。此外还发现TMGa浓度对GaN的生长速率有较大影响,但并非简单的线性关系。     

液体真空制冷的理论分析及实验验证

本文建立了真空制冷的数学模型，对绝热和有热交换情况下的真空制冷过程进行了理论分析，推导了两种情况下液体温度随时间的变化函数；讨论了影响液体温度变化的各种参数，其中系统压强ps、液体初始温度Tf0、汽液交界面面积A和外界热源Q是影响液体温度变化的主要因素。在理论计算基础上，进行了实验验证，并对二者进行了分析比较。实验数据和理论计算结果非常吻合，理论计算能够很好地预测水温的变化趋势。     

径向三重流MOCVD反应器输运过程的数值模拟

对径向三重流MOCVD反应器的输运过程进行了二维数值模拟研究．在模拟计算中，分别改变反应腔几何尺寸、导流管位置、流量、压强、温度等条件，得到反应器流场、温场、浓度场的相应变化．根据对模拟结果的分析，发现反应腔内涡旋首先在流动的转折处产生，上下壁面温差的加大使涡旋增大，中管进口流量的增加对涡旋产生抑制作用，内管和外管流量的增加对涡旋产生扩大作用．得出输运过程的优化条件为：反应腔上下壁靠近，导流管水平延长，中管进口流量尽量大于内、外管流量，压强尽量低于10.5Pa，上下壁面温差尽量减小等．     

MMAl在NH2与H混合覆盖的AlN(0001)-Al表面的吸附与扩散研究

利用量子化学的密度泛函理论(DFT)，对AlN的MOCVD生长中表面反应前体AlCH₃(简称MMAl)在NH₂和H混合覆盖AlN(0001)-Al面的吸附与扩散进行计算分析。通过分析表面吸附能、扩散能垒及Mulliken数量比例等，确定可能的稳定吸附结构和扩散路径。研究发现：在NH₂与H混合覆盖的AlN(0001)-Al面，随着NH₂与H的覆盖度变化，MMAl均稳定吸附在T4位和H3位，吸附概率相近。随着NH₂比例增多、H比例减少，MMAl吸附后都向AlN表面转移电荷，同时其吸附变得相对容易，扩散变得逐渐困难。与吸附前相比，吸附后MMAl中的Al-C键长缩短，键能增强，不利于CH₃的脱离，导致引入C杂质的概率增高，表明MMAl既可能是生长中主要反应物质之一，同时也是引入C杂质的主要来源之一。若AlN表面存在覆盖H，吸附后的MMAl会促使表面覆盖的H原子倾向于脱离AlN表面，有利于后续生长。