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.     

纳米尺度栅线结构的线边缘粗糙度分析和表征

为了对线边缘粗糙度(LER)和线宽粗糙度(LWR)进行分析和表征,采用电子束光刻工艺和感应耦合等离子体刻蚀工艺制备了两种纳米尺度栅线结构,用扫描电子显微镜(SEM)对所制备结构进行了检测和定性分析.基于离线SEM图像分析法提取了纳米栅线结构的线边缘轮廓.将所提取的线边缘轮廓视为随机信号,分别采用均方根偏差σ、偏斜度Sk、峭度Ku、高高相关函数和功率谱密度函数表征了LER/LWR的幅度特征、形状特征和空间特征,研究了LER/LWR各参数从光刻图形到刻蚀图形的变化,实现了LER/LWR的定量分析和表征.     

纳米球刻蚀技术

纳米球刻蚀技术是一种并行的制备纳米点阵的自组装方法,其核心是二维有序纳米胶体球阵列掩膜的制备。本文详细介绍了二维有序纳米胶体球阵列掩膜的各种自组装合成原理与方法,分析了各种工艺参数的纳米阵列的影响。最后,综述了纳米球刻蚀技术的发展状况与趋势。     

石墨的微加工工艺研究

石墨具有固态超滑和耐酸、耐碱和耐有机溶剂腐蚀等特性,使其有望成为微机电系统(MEMS)基础材料的一种选择。如能通过微纳米加工工艺对石墨进行微加工并在石墨上大批量、稳定、可控地制备各种掩模图案和石墨微结构,一定程度上可以推动石墨成为MEMS基础材料。故本文通过工艺设计和参数摸索,利用薄膜沉积、光刻、刻蚀等常用的微纳米加工工艺对石墨进行微加工研究,并对加工后的石墨进行表征。结果表明,利用薄膜沉积技术在石墨表面沉积的薄膜可以满足后续光刻和刻蚀等工艺的要求。同时,采用光刻技术能在石墨表面大批量、稳定、可控地加工出不同形状,不同尺寸的光刻胶掩模图案。此外,利用刻蚀技术可以在石墨上大批量、稳定、可控地加工出形状较规则,排列整齐且垂直度较高的石墨微结构。     

二维亚波长结构石英紫外压印模板的制备

利用紫外光刻和反应离子刻蚀技术在石英衬底上制备二维亚波长结构的压印模板,并对模板进行表面修饰.研究了主要刻蚀工艺参数对刻蚀速率及刻蚀形貌的影响.增加工作气压,刻蚀速率先增大到最大值,然后下降;增加射频功率可以提高刻蚀速率,但功率过大会导致刻蚀产物发生二次沉积;延长刻蚀时间可以增加刻蚀深度,但时间过长会发生过刻蚀现象.在优化的刻蚀工艺条件下制备出了较为理想的亚波长石英模板.经表面修饰后,模板表面与水的接触角增大,有效克服了压印胶的粘连,并在ZnS衬底上压印出了良好的二维亚波长结构图形.     

软膜紫外光固化纳米压印中Amonil光刻胶的刻蚀参数优化(英文)

报道了反应离子刻蚀转移图形过程中对Amonil光刻胶的刻蚀参数优化的结果.利用软膜紫外光固化纳米压印技术,首先制备了线宽/间距均为200 nm的纳米光栅结构.然后采用反应离子刻蚀的方法去除残留的Amonil光刻胶.研究了不同的气体组成、射频功率、压强和气体流量对刻蚀形貌、表面粗糙度以及刻蚀速度的影响.在优化的工艺条件下,获得了理想的具有垂直侧壁形貌和较小表面粗糙度的纳米光栅阵列.结果表明,选择优化的刻蚀工艺参数,既能有效地改善图形转移的性能,同时也能提高所制备结构的光学应用特性.     

聚合物表面纳米蛾眼结构的紫外压印制备工艺及抗反射性能

利用滚对平板(RTP)紫外纳米压印工艺在聚合物薄膜表面成功制备出大面积蛾眼纳米结构。通过原子力显微镜观测,可以看出蛾眼纳米结构在聚合物表面排布比较规整,呈乳状凸起阵列排布。蛾眼结构波峰高度复制率可以达到95.2%,表面微结构填充完整,复制效果良好。与单层镀膜(AR-coating)抗反射材料相比,抗反射蛾眼结构反射率测试结果在可见光波段(380~760nm)反射率平均降到3%。视角在110°左右可见光平均反射率为7%。     

太阳电池组件上纳米多孔SiO_2减反射膜的制备和增透性能研究

采用溶胶-凝胶法制备纳米多孔SiO_2减反射薄膜,通过对不同制备工艺的探索(如陈化时间、提拉速度)以及所制备的纳米SiO_2薄膜的微观结构的研究,探究SiO_2溶胶特性对薄膜结构的影响以及薄膜纳米结构对其光透过率的影响,寻找最优化的制备工艺制备纳米多孔SiO_2减反射薄膜,进一步提高太阳电池组件上超白玻璃的透过率问题. 结果表明以氨水为催化剂、陈化时间为4天、提拉速度为1.25mm/s的工艺制备减反射薄膜效果最好. 在超白玻璃盖板上镀减反射膜后, 透过率 (400～1100nm)由90%提高到96%,对太阳电池组件应用可进一步增加6%左右的可见光利用.     

纳米ATO/PVB隔热透明原位复合材料的制备及性能

利用超声波将经表面预处理的纳米氧化锡锑(ATO)粒子均匀分散到聚乙烯醇(PVA)水溶液中,与正丁醛缩合反应,原位法制备了一系列纳米ATO/聚乙烯醇缩丁醛(PVB)复合材料。采用FTIR、UV/VIS/NIR、TG、TEM及AFM等对所制备的原位纳米ATO/PVB复合材料的结构、微观形貌及性能进行了研究。结果表明: 在合成PVB树脂的阶段添加少量纳米ATO粒子,能更均匀地分散在PVB基质中,所制备的复合材料薄膜的紫外线及近红外光透过率大幅度下降,而可见光透过率降低幅度较小,且随纳米ATO用量增加,紫外屏蔽及隔热性能不断提高。在纳米ATO用量(与PVB质量比为2.76%)较低时,纳米ATO/PVB复合材料的力学性能尤其韧性得到明显提高,断裂伸长率达到纯PVB的7.3倍; 在ATO与PVB质量比为1.74%时,可见光透过率高于70%,紫外光透过率低于10%,近红外光热辐射透过率低于28%,导热系数为0.23 W(m·K)^-1,与纯PVB相比,用纳米ATO/PVB复合材料胶膜所制盖板的隔热空腔内温度下降5.5℃,具有良好的透明度、紫外屏蔽及隔热性能。     

100nm周期蛾眼结构制备及其表面拉曼增强性能

以多孔氧化铝(AAO)为模板,基于聚氨酯丙烯酸酯(PUA)在紫外曝光前后的表面能变化的特性,利用逆紫外固化纳米压印技术实现纳米蛾眼结构复制成型。分析图形复制过程中界面间的粘附功差异,根据红外光谱对C=C双键的转化速度来表征PUA的固化程度进而优化制作工艺,在柔性聚对苯二甲酸乙二酯薄膜表面制备出周期为100 nm的PUA大面积高深宽比柱状纳米结构阵列。利用具有蛾眼纳米结构的银金属薄膜,进行表面拉曼增强特性实验,得到了葡萄糖分子的表面增强拉曼散射效应。     

模具表面离子氮化工艺研究

研究了一种利用空气／甲烷混合气体对模具表面进行离子氮化的新工艺,分析了渗层的硬度、组织及物相。结果表明,通过加入甲烷气体,可以实现用空气直接进行离子氮化处理,通过调整甲烷流量,可以获得不同的渗氮硬度和物相。     

基于文献反思参与式设计

目的 分析和反思有关参与式设计(PD)理论形成与实践的文献,并解决三个问题,强调“参与”设计的项目中为什么使用已经淡化了“参与”概念的PD;在商业环境中进行PD实践的前提;PD的核心理念是否应当按照某些指标排序。方法 筛选Web of Science数据库中收录的PD相关研究文献,用自然断裂点分级法划分出PD研究的四个阶段,通过CiteSpace 工具筛选各发展阶段中的重要文献,定性分析各阶段的文献。结果 梳理了PD的发展过程和核心理念,得出了PD的本质,分析了PD实践与PD理论间的隔阂,并探讨了PD未来的研究方向。结论 PD本质是文化、政治思想在设计活动中的表达;设计项目中使用PD可能是为了程序正义;“有用”是商业环境中进行PD实践的前提;对PD核心理念的排序是合理且有用的。     

基于VRML的电梯仿真研究与开发

电梯是大型机电一体化产品,由于技术复杂,专业性强,结构封闭,在教学和培训过程中,学员不易全面了解电梯的结构.提出了一种交互式电梯虚拟场景模型,以VRML为平台开发了七层七站虚拟电梯,可直观地观察电梯的基本结构和使用过程,还可以通过与场景的交互细致了解电梯运行中各环节的工作情况.     

基于下一代网络的SLEE APIs的研究

对下一代网络业务逻辑执行环境(SLEE)的研究现状作了简要分析，在此基础上给出了业务逻辑执行环境(SLEE)的体系结构。为满足不同层次业务开发者编写业务(或应用)的需要，提出不同抽象粒度的SLEE应用业务编程接口(APIs)的体系框架。最后列举了两个用这些APIs实现的业务的例子。     

复合微孔玻璃膜的研制（Ⅱ）

利用由原硅酸四乙酯的水解缩聚反应制得的溶胶作为涂膜液，在多孔陶瓷基体上通过多次涂膜－干燥－加热过程，最后在盐酸中浸沥，可制成多孔的无机复合玻璃膜．探索了复合玻璃膜的成膜工艺因素涂膜方式和次数，加热和酸浸沥条件对膜性能的影响     

碳纤维复合材料T型接头的脱粘损伤监测实验

将压电传感与主动Lamb波监测技术相结合, 研究在静拉伸加载状态下碳纤维复合材料T型接头(T700/BA9916)界面脱粘及扩展过程中的信号特征, 并采用改进后的BP神经网络系统对接头损伤状态进行识别。实验结果表明: T型接头脱粘首先发生在三角填充区, 后向突缘扩展; 接头失效前, 信号能量和最小二乘峰值因子随时间呈线性递减, 能够表征脱粘程度, 利用自适应微粒群算法改进后的网络训练值与实验观测值之间的误差为3.8%~4.7%。     

Report on ONR Workshop on Fracture Scaling

The paper reports on the discussions at the ONR Workshop on Fracture Scaling, held at University of Maryland in June 1999, under the chairmanship of Z.P. Baant and Y.D.S. Rajapakse. The workshop dealt with size effects in structural failure and scale bridging in mechanics of materials. The lectures at the Workshop were published in Volume 95 of this Journal. The objective of this paper is to present records and interpretations of the extensive discussions prepared by invited specialists. The records show which are the areas of disagreement among leading researchers and which are those where consensus has been reached.     

制造过程的质量管理探讨（续）

生产过程控制是对“５ＭＩＥ”质量因素的探讨,其控制活动体现在每一个生产工序中。根据ＩＳＯ９００４标准,从生产过程控制的角度,探讨了制造过程的质量管理问题,并重点讨论了关健和特殊工序的控制。     

制造过程的质量管理探讨

生产过程控制是对“５ＭＥ”质量因素的控制,其控制活动体现在每一个生产工序中。