磁控溅射中电磁场分布及带电粒子运动的模拟与计算

电磁场分布及其对各种带电粒子的约束情况对磁控溅射过程有着决定性的影响。本文首先利用物理场耦合分析软件Comsol 3．2a分析了直流磁控溅射电磁场的分布，并且计算分析了单个带电粒子的运动情况。在此基础上，计算分析了带电粒子束流在电磁场中的运动情况、空间分布，得到了磁控溅射电磁场区域分布、单个电子的运动轨迹及带电粒子在空间区域中位置分布。     

非平衡磁控溅射二维磁场分布模拟计算

磁场结构在磁控溅射技术中起着重要的作用。本文利用ANSYS软件模拟计算磁场的磁感应强度及其分布,并分析、比较不同方案中的磁场分布变化规律。计算结果与实测值吻合,并且显示随着与靶面距离的增加磁感应强度减弱的特征,其中在双靶磁场并顶部磁场只有S极的结构中,磁场中磁感应强度最强。     

磁悬挂天平偏航电磁场的二维有限元分析

在磁悬挂天平偏航控制中，偏航线圈中的电流变化对模型姿态变化影响十分显著．为了提高天平的偏航控制精度，有必要对天平偏航电磁场进行更为精确的分析．该文采用有限单元法对磁悬挂天平偏航电磁场进行了分析，得到了比传统计算方法更为准确的结果，并在实验中进行了验证，从而为磁悬挂天平的偏航控制提供了参考．     

直流磁控溅射膜厚分布实测与数值模拟研究

基于直流磁控溅射的基本原理,通过对小圆形磁控溅射平面靶的特点分析,建立了磁控溅射系统的几何模型,推导出了膜厚分布的数学理论模型。借助MATLAB数学软件,计算了不同靶基距下膜厚分布的理论数据,分析了靶基距变化时膜厚分布的特点。实测了两种不同靶基距下膜厚的分布,通过与理论数据的对比,验证了模型的可靠性。理论模型与实测数据的分析表明:随着靶基距的逐渐增大,膜厚的变化率减缓,膜层的平均厚度降低,膜厚分布的均匀性提高;在靶基距一定的情况下,增宽靶材的刻蚀区域会提高膜层厚度及其均匀性;基板上的膜厚分布大致呈现从中心到边缘逐渐变薄的趋势,膜层最厚的位置随着靶基距的增大,从靶材刻蚀最深处在基板上的投影位置,逐渐向基板中心转移。     

退火过程中晶粒生长的二维计算机模拟

由于多晶体材料中晶粒取向不同,对晶粒的生长产生影响．本文以蒙特卡罗（ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ）方法为基础,通过对Ｐｏｔｔｓ算法的改进,建立快速的Ｐｏｔｔｓ算法,实现了对多晶材料在退火中晶粒生长过程的结构演化的计算机模拟和统计分析．与以前的模拟过程相比,计算量减少,逼真度较高．生长指数的模拟值约为１／３,与正常晶粒拓朴演化和理论分析的生长动力学相符合．     

射频磁控溅射中离子输运的计算机模拟

采用射频辉光放电等离子体壳层模型和蒙特卡罗法，模拟了射频磁控溅射镀膜中工作气体离子(Ar^ )的输运过程，得到了离子到达靶面时的入射能量、角度和位置。模拟结果：对靶材溅射的离子主要来自于溅射坑上方的等离子体区域，初始离子的位置分布可通过靶材溅射坑的形貌拟合得到；离子的能量主要集中在壳层电压附近，离子大多数以垂直入射。模拟与实际相符，可用作进一步模拟离子对靶材溅射时的输入参数。     

射频磁控溅射中离子输运的计算机模拟

采用射频辉光放电等离子体壳层模型和蒙特卡罗法 ,模拟了射频磁控溅射镀膜中工作气体离子 (Ar+)的输运过程 ,得到了离子到达靶面时的入射能量、角度和位置。模拟结果 :对靶材溅射的离子主要来自于溅射坑上方的等离子体区域 ,初始离子的位置分布可通过靶材溅射坑的形貌拟合得到 ;离子的能量主要集中在壳层电压附近 ,离子大多数以垂直入射。模拟与实际相符 ,可用作进一步模拟离子对靶材溅射时的输入参数。     

二维堤坝管涌的数值模拟研究

根据修正的SPV(Stavropoulou-Papanastasiou-Vardoulakis)管涌控制方程,采用Newton-Raphson求解法和传导矩阵调整法,对二维带自由面的均质土石坝坝体渗流侵蚀问题进行了有限元数值分析。数值分析表明：在具有渗流自由面的均质土石坝坝体中,溢出面和自由面附近区域的水力梯度较大,比其他区域更容易大于管涌临界水力梯度。管涌侵蚀区(孔隙率明显增大)和细颗粒最大浓度区首先出现在溢出面处,然后沿着渗流自由面附近区域向上游扩展,最终达到自由面附近的进水面,形成孔隙率明显增大的侵蚀贯通通道。管涌侵蚀增大堤坝的渗透系数,它对堤坝渗透速度的影响较大,但对孔压分布和自由面位置的影响较小。     

浅水波方程的二维数值模拟

非结构的三角形网格适应于复杂不规则的边界,在此基础上采用有限体积法离散浅水波方程,并结 合有限差分法建立了一种新的离散格式,使得界面通量计算达到二阶精度。为了验证所建立的模型,分别对 二维弯道和二维部分溃坝流动进行了模拟计算,比较了一阶精度和二阶精度的结果,并与其他的方法进行了 比较,得到了较好的结果。     

基于二维半导体的模拟电路最新进展

摩尔定律驱动的器件持续微缩已经开始给硅基晶体管的模拟性能带来潜在问题,其中本征增益作为最重要的模拟指标会随着技术节点的缩小而降低。二维半导体因其平坦的界面、原子级厚度的几何结构,允许极好的栅静电控制,并且不受短通道效应的影响而引起了广泛的关注。这些优异的特性使二维半导体在提高模拟电路性能中表现出巨大的潜力。本文中,我们回顾了基于二维半导体的模拟电路的最新研究进展。文章首先介绍了衡量模拟电路性能的重要指标,然后重点介绍了基于二维半导体的单级放大器的实现、接触工程、和互补技术,并进一步讨论了基于二维晶体管的复杂电路,如电流镜、运算放大器、射频电路。最后我们讨论了基于二维晶体管的模拟电路的应用前景和面临的关键挑战。     

二维非均匀介质中弹性波传播的有限元模拟

0引言介质的非均匀性表现在介质的物理性质如密度和弹性参数是位置坐标的函数,随空间几何位置的变化而变化。一维变密度和弹性参数非均匀介质中弹性波的波动方程,只在一些特殊情况下可以求得解析解[1,2]。密度和弹性参数是垂直坐标z的函数的二维垂向不均匀介质,弹性波波场是耦合的,不能将波场分成独立的纵波和横波的形式,波速也是垂     

GTEM小室中EUT受试电磁场场分布性能

研究了GTEM小室中EUT受试电磁场的场均匀性和主TEM模特性。在笛卡尔坐标系中建立了加入金属EUT后GTEM小室的三维FDTD模型,计算分析频率达2 GHz。计算了一个“大EUT”和“小EUT”的场分布特性,分析了EUT大小对场分布性能的影响。不仅研究了主分量的场均匀性,还研究了总场强的场均匀性,此外,还给出了各场分量的平均值随频率变化的趋势。研究结果表明:满足“小EUT”条件时,场均匀性良好,而“大EUT”在超出其许可频率后,场均匀性下降;在高频情况下不论是“大EUT”还是“小EUT”交叉极化特性均有所下降,主要表现为纵向场分量的增加。     

等离子体浸没离子注入的二维元胞粒子法计算机模拟与剂量分布研究

采用二维元胞粒子模型（PIC），模拟了一个完整脉冲时段内，等离子体浸没离子注入平板靶的过程。重点研究了等离子体鞘层的时空演化规律，以及入射离子流密度、入射离子角度与能量的分布，由此得到了注入离子剂量在靶表面的分布。模型结果表明：等离子体鞘层的扩展先快后慢，且形状由椭圆柱形向圆柱形演化，对靶的保形性逐渐变差；注入离子剂量在靶表面的分布不均匀，在边角附近出现峰值；同时，在得到的入射离子信息基础上，对注入离子在改性层中的浓度深度分布研究表明，在靶的不同位置注入的离子在改性层中的浓度深度分布有显著差别，在靶边角处，注入离子的保留剂量很低，投影射程浅，浓度深度分布展宽较窄。     

电阻热蒸发与磁控溅射对制备二维银纳米阵列的影响

利用纳米球刻蚀法制备二维银纳米阵列的过程中,不同的物理气相沉积方法得到的银纳米阵列结构形貌不同。其中电阻热蒸发沉积得到完整三角形状的二维银纳米阵列,而磁控溅射沉积得到蜂窝状银纳米阵列。同时在沉积过程中通过改变金属粒子沉积方向也可获得结构不同的银纳米阵列,其中将基片固定,使蒸发源垂直沉积时制备出的二维银纳米阵列更加致密、完整。最后吸收光谱验证了采用电阻热蒸发垂直沉积时得到结构完整且面积较大的银纳米阵列,以上研究为二维银纳米阵列的应用提供了条件。     

二维分布动载荷识别的频域方法

运用频域法在广义正交域中识别二维分布动载荷。基于数学拟合理论，二维动态载荷在广义正交域中可分解为二维正交函数的级数形式，未知的二维分布动载荷就可以表示为各阶正交基函数线性叠加，这时未知的复杂分布动载荷的识别就可以转化为简单的正交拟合系数的识别。根据线性系统的叠加原理，将待识别载荷的分解基函数看成已知分布动载荷作用于结构时，结构的响应与待识别载荷作用下结构的响应成线性关系。只要结构实测的响应点数大于待识别的系数，就能求出各系数，因而就可以识别分布动载荷。通过计算机仿真验证该方法能有效识别二维分布动载荷，且能与有限元方法结合，识别复杂结构上的分布动载荷。该方法具有很好的通用性，能简单方便运用于工程结构，能很好地抑制噪声的干扰。仿真试验说明该方法具有很好的识别精度。进一步的试验验证了该方法工程适用性。     

脉冲管制冷机的整机二维数值模拟

利用FLUENT软件对脉冲管制冷机进行了二维轴对称数值模拟。和文献中实验的对比结果表明,模拟计算使用的数理模型是合理的,能够准确预报脉冲管制冷机的最低制冷温度。进而,对中科院自主开发的脉冲管制冷系统进行了数值研究,探讨了频率、充气压力以及振幅对脉冲管制冷机性能的影响。结果显示,对于一定尺寸的脉冲管制冷机有一个最佳运行频率,大振幅和相对较小的充气压力可以取得较好的制冷效果。     

聚焦超声热疗二维稳态温度场模拟

本文运用差分法求解了聚焦超声加热的二维稳态温度场，比较了声场与不曙度场的特征，分析了耦合层厚度与治疗区大小，位置的关系。     

基于二维流体场的烟雾模拟算法

通过Navier-Stokes方程建立烟雾流体场的物理模型，以保证视觉的真实感。为了保证运算的实时性，烟雾流体场以二维网格空间∽∽为基础，在每个网格单元的中心点，采用简化的流体方程求解算法计算烟雾的速度场分布和浓度场分布，然后通过双线性插值得到整幅图像中每个像素的浓度。将烟雾模拟技术用于图像的显示特技中，以产生图像消散成烟雾的视觉效果，得到了比较满意的模拟效果。     

基于PDEtool的氯离子二维扩散数值模拟

偏微分方程PDE(Partial Differential Equation)工具箱是MATLAB中的一个工具箱,它提供了研究和求解空间二维偏微分方程问题的一个强大而又灵活实用的环境。本文采用PDEtool对混凝土中氯离子二维扩散进行了模拟,结果表明是可行的。