金属铜辅助化学刻蚀对金刚线切割多晶硅的制绒

针对金刚线切割多晶硅制绒后硅片反射率偏高且切割纹难以去除等问题,采用酸性湿法刻蚀预处理再结合低成本的金属铜辅助化学刻蚀成功的实现了金刚线切割多晶硅片表面制绒。研究结果表明,随着酸腐蚀时间的增加,金刚线切割多晶硅片表面切割纹、粗糙度得到有效改善。倒金字塔结构的引入能够有效地降低硅片表面的反射率。当酸洗预处理时间为5 min,金属铜辅助化学刻蚀时间为15 min时,样品表面倒金字塔结构最均匀,且在300~1 100 nm波长范围内,获得最低平均反射率3.32%。同时优越的减反效果和去除切割纹能力,使得制绒后金刚线切割多晶硅片有望实现高效率的太阳能电池。     

单晶硅基体上紫外光诱导生长铜微纳米粒子薄膜

在室温条件下,通过紫外光诱导方法在n型单晶硅表面成功地生长出长度为1.66~5.80μm、宽度为1.27~2.84μm、厚度在0.24~0.73μm之间变化的铜微纳米粒子。采用电子显微镜(SEM)观察到单个铜粒子表面光滑,并出现数个粒子聚集形成K或L形状的粒子团聚现象。结果表明:改变溶液组分浓度和光照时间可以对铜微纳米粒子的尺寸和致密度进行有效控制。以浓度为1×10-5 mol/L罗丹明6G作探测分子,对制备的铜微纳米粒子薄膜的表面增强拉曼散射(SERS)效应进行研究,证实经过铜微纳米粒子修饰后的单晶硅对其表面吸附分子的拉曼信号确实有增强作用,这是因为铜粒子的表面等离子体效应能够提高样品表面局域场的电场强度。     

应用铜型纳米自修复材料原位修复喷油泵柱塞偶件的研究

将平均粒径为20～50 nm的铜粉均匀分散到柴油中,在12PSDB75型喷油泵试验台上利用纳米铜微粒的磨损自修复性能,在不拆卸零件的情况下对磨损失效的喷油泵柱塞偶件进行了原位修复,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等对修复前后柱塞表面进行了形貌与微区成分分析.结果表明,在试验台转速500 r/min的条件下修复后的喷油量较修复前提高了33.3 %.这主要是因为在喷油泵运转过程中,添加到柴油中的纳米铜颗粒能在柱塞及柱塞套内表面形成一定厚度的铜保护膜,从而减小偶件的配合间隙,增大喷油压力与喷油量,改善喷油泵性能.     

应用铜型纳米自修复材料原位修复喷油泵柱塞偶件的研究

将平均粒径为20~50 nm的铜粉均匀分散到柴油中，在12PSDB75型喷油泵试验台上利用纳米铜微粒的磨损自修复性能，在不拆卸零件的情况下对磨损失效的喷油泵柱塞偶件进行了原位修复，利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）等对修复前后柱塞表面进行了形貌与微区成分分析。结果表明，在试验台转速500 r/min的条件下修复后的喷油量较修复前提高了33.3 %。这主要是因为在喷油泵运转过程中，添加到柴油中的纳米铜颗粒能在柱塞及柱塞套内表面形成一定厚度的铜保护膜，从而减小偶件的配合间隙，增大喷油压力与喷油量，改善喷油泵性能。     

气相爆轰法制备球形铜纳米粒子及其形成机理

本文以氢氧混合气体为爆炸源,乙酰丙酮铜(II)为前驱体,采用操作简单、高效的气相爆轰方式合成了类球形的铜纳米晶颗粒。进一步采用XRD、TEM、SAED和EDX对所获得产物的形貌特征、物相组成和微观结构进行了表征和分析。同时为了预测气相爆轰流场中铜纳米颗粒的生长特性,将Kruis模型引入气体爆轰反应程序中。研究结果表明：实验合成的类球型FCC结构纳米铜晶体分散性良好,平均粒径在24 nm左右且纳米铜晶体外包覆了1nm左右的较薄石墨层。基于Kruis模型对球形铜纳米粒子的生长特性预测结果与实验数据吻合较好,为可控合成铜纳米粒子提供了可靠的理论指导。     

单晶硅反应激波刻蚀试验研究

提出基于脉冲超声波聚焦的反应激波刻蚀加工方法,采用大功率压电陶瓷激波发生器,在液体介质中产生聚焦脉冲超声波(频率1 MHz),由于传输过程中形成的非线性效应形成高能、瞬时压力激波,结合化学腐蚀方法,利用物理和声化学作用,使位于聚焦区域的材料迅速蚀除.采用激波、超声波和磁力搅拌3种不同方式对单晶硅进行刻蚀试验,结果表明反应激波刻蚀速率最快.在此基础上,进一步分析研究了腐蚀剂浓度、反应温度及激波功率等不同工艺参数对刻蚀速率的影响,并对反应激波刻蚀硅加工基本规律进行了探讨,为后续研究提拱了理论和试验基础.     

高温氨预处理对单晶硅衬底上镍薄膜显微结构的影响

采用K575X高分辨率溅射仪在单晶硅衬底上制备镍纳米催化剂薄膜。研究了高温氨气刻蚀对镍催化剂由连续薄膜转变成纳米颗粒的影响。探讨了预处理时间、温度和催化剂薄膜原始厚度等工艺参数对镍薄膜微结构的影响,得到了镍催化剂薄膜的氨预处理规律,并初步分析了氨气对其形貌变化的影响机理。研究结果表明,获得均匀、细小和高密度过渡镍金属催化剂颗粒的工艺条件是预处理时间、温度和催化剂薄膜原始厚度分别为12min8、00℃和10nm。     

碳纳米钯的生物合成及其催化性能研究

将奥奈达希瓦氏菌(S. oneidensis MR-1)原位还原形成的零价纳米钯颗粒负载在碳纳米管(CNTs)表面,制备了Pd/CNTs纳米复合材料。用TEM、XPS等多种手段对材料进行了表征,并用对硝基苯酚(4-NP)的还原降解反应评价了Pd/CNTs的催化性能。表征结果表明,钯纳米颗粒(直径2~3 nm)较均匀地分散在CNTs表面;钯负载在CNTs上会造成其拉曼峰强的增大和特征峰的偏移,且结晶度和颗粒数目随着负载量的增加而增加。性能评价表明,Pd/CNTs对4-NP还原降解具有较高催化性能,较其催化效率较单一的CNTs降解效率提高了6.3倍;在pH = 10的条件下,5% Pd/CNTs催化18 min可将4-NP降解99.5%,经6个反应循环后对4-NP的去除率仍保持在95.2%。     

掺铜二氧化钛纳米颗粒的制备及其催化性能（英文）

采用溶胶-凝胶法制备掺铜量为0~2.0%(摩尔分数)的二氧化钛纳米颗粒。应用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和场发射电子显微镜(FE-SEM)技术对二氧化钛纳米颗粒的晶体结构、化学价态和形貌进行表征。样品的光学吸收性能用紫外-可见吸收光谱进行表征;其光催化性能通过在紫外-可见光照射下分解20 mg/L甲基橙溶液进行表征。结果表明,掺铜二氧化钛纳米颗粒具有比纯二氧化钛更优的光催化性能,尤其是铜掺杂量为1.0%的二氧化钛TiO2纳米颗粒具有最好的光催化性能。铜掺杂能提高二氧化钛在紫外-可见光区对光的吸收、减小电子-空穴对的复合,因此,铜掺杂使二氧化钛的光催化性能得到提高。     

铑催化下铜在盐酸中的放氢反应

纯铜片在盐酸中几乎不溶解,但若在铜片上镀有Rh后,Rh—Cu片在盐酸中可自发发生放氢反应。本文基于这一现象,采用测定Rh-Cu片在HCl中放氢体积之方法,考查了[Cl~-]、 [H~+]、温度等因素对Rh—Cu片放氢反应的影响,求得各动力学影响因素与放氢体积的关系式和反应活化能。从热力学角度解释了这一反应现象并提出了放氢反应机理。     

GaSb半导体材料表面的化学蚀刻研究进展

提高GaSb材料表面的湿法化学蚀刻速率以及调控蚀刻后GaSb材料的表面形貌,对增强锑化物激光器器件的性能具有重要意义。总结了各种蚀刻体系蚀刻GaSb材料的速率和蚀刻后的表面形貌,及近年来关于GaSb半导体材料化学蚀刻的最新研究进展,关注的体系包括无机酸蚀刻体系、有机酸蚀刻体系、混酸蚀刻体系及其他蚀刻体系,对各蚀刻体系的蚀刻速率及蚀刻后的表面形貌进行对比,指出了各蚀刻体系优点与不足及后续的研究方向,归纳总结各了蚀刻体系中主要组成的作用。综述发现,可用于GaSb化学蚀刻液中的氧化剂主要有H_2O_2、HNO_3、I_2、Br_2、KMnO_4,络合剂(或溶解剂)主要有酒石酸、HF、HCl、柠檬酸等,缓冲剂(或稀释剂)主要有HAc和H_2O等。盐酸、双氧水和无机酸组成蚀刻液的蚀刻速率适中,蚀刻表面较为光滑;硝酸、氢氟酸组成的蚀刻液具有蚀刻速率快的优点,可通过添加有机酸或缓冲剂改善蚀刻效果,具有很大的发展前景;磷酸体系则具有蚀刻后台面平整、下切效应小等优点,但蚀刻速率较慢,蚀刻后表面较粗糙;硫酸体系蚀刻后表面较粗糙,不适于GaSb的湿法蚀刻;单一的有机酸和碱性体系的蚀刻速率较慢,但由于具有很强的蚀刻选择性,被广泛应用于GaSb基材料的选择性蚀刻。总体来说,无机酸和有机酸组成的蚀刻体系更有利于提高Ga Sb材料的蚀刻速率及控制表面形貌,各蚀刻体系均存在蚀刻速率可调性不强、蚀刻形貌质量不可控、蚀刻可重复性较差等问题。基于此,总结了改进湿法化学蚀刻GaSb材料的多种研究思路,并对GaSb材料湿法蚀刻的未来发展方向进行展望。     

模具钢微细蚀刻速率的研究

目的 研究模具钢微细蚀刻中,蚀刻速率的变化规律。 方法 采用蚀刻液喷淋加工方式,对掩膜的模具钢表面进行蚀刻,考察掩膜间隙、蚀刻液喷淋压力、蚀刻液温度对蚀刻速率的影响。 结果 蚀刻速率随掩膜间隙尺寸的增大而增加,当掩膜尺寸大于 150 μm 时,蚀刻速率增长较快;较大的喷淋压力有利于蚀刻液的更新和蚀刻产物的排除,使得蚀刻反应充分,蚀刻速率较高;温度在一定范围内升高,蚀刻液活性增大,蚀刻效率提高,蚀刻速率增大。 结论 最佳工艺条件为:掩膜间隙尺寸 150 ~ 200 μm,蚀刻液喷淋压力 1 . 0 ~ 1 . 4 MPa,蚀刻液温度 35 ~ 40 ℃ 。 在此加工条件下,模具钢的蚀刻速率高,加工效率高,同时可以保证较好的蚀刻尺寸精度。     

SiC 单晶片化学机械研磨试验研究

目的提高Si C单晶片的材料去除率,改善加工后的表面质量。方法进行研磨液试验,利用极差法得到研磨液的最优配比和研磨液成分中影响去除率的主次因素顺序;对主要影响因素进行单因素试验并考察对材料去除率的影响。结果研磨液的质量为50 g,最优配方为:助研剂、分散剂、增稠剂、润滑剂、磨料A、磨料B的质量分别为9,7,5,3,3,5 g,其余为调和剂,磨料A和磨料B的粒度均为W28。结论影响材料去除率的主要因素为磨料粒度,粒度越大,材料去除率越高。     

微带蚀刻工艺影响因素的探讨

阐述了在微带精密蚀刻过程中影响蚀刻速率变化的诸多因素,探讨了酸性氯化铜蚀刻液工艺控制应该注意的问题和解决办法.     

下引法连铸单晶铜试验研究

利用自制下引式真空熔炼、氩气保护连续定向凝固设备制备出φ16mm的单晶纯铜棒材,研究了各工艺参数对连铸单晶铜凝固过程中温度分布的影响,分析了铸锭凝固过程中的表面质量和凝固组织的变化情况.结果表明:拉坯速度、熔体温度、冷却水量等工艺参数对固液界面的形状和位置有显著影响,并通过影响固液界面位置和形状来作用于凝固过程.连铸单晶铜凝固过程中,铜在结晶器内熔点位置即为固液界面位置,理想的固液界面位置在距离结晶器出口30～40mm处;铸锭凝固过程中逐渐淘汰的晶面为(311)、(220)和(111),最后单晶生长的晶面为(200),其晶体生长方向为[100].     

高功率微波等离子体对单晶金刚石同质外延生长的影响

目的 为了优化单晶金刚石大批量生长的等离子体环境,研究高功率微波等离子体环境对单晶金刚石外延生长层的影响。方法 利用实验室自主研发的915 MHz–MPCVD装置,在20～35 kW高功率微波馈入的条件下,具体研究了高功率等离子体环境中甲烷浓度、微波功率及基片温度对单晶金刚石外延生长层的影响。利用光学显微镜、激光拉曼光谱及光致发光光谱对所生长的单晶金刚石进行形貌质量表征,利用等离子体发射光谱对高功率微波等离子体环境进行诊断。结果 在馈入25 kW的微波功率时,将甲烷的体积分数从6%下降至3%,可以使单晶金刚石更易于出现层状生长结构;保持甲烷体积分数为3%,将微波功率从25 kW提高到35 kW,可以进一步优化单晶金刚石生长的层状结构,提高单晶金刚石的生长质量和生长速率;保持微波功率为35 kW,当甲烷体积分数为3%时,将基片温度从800℃提高到1 210℃可以明显提高单晶金刚石的生长速率,但会易于引入非金刚石相;保持甲烷体积分数为3%,将微波功率提高到35 kW,可以在等离子体中激发更多有利于金刚石快速生长的含碳活性基团;当微波功率为35 kW、甲烷体积分数为3%、基片温度为950℃时...     

阴极刻蚀法制备超疏水铝镀层及其抗腐蚀性能研究

对硅基磁控溅射铝镀层表面加载阴极电流,在镀层表面构建了微纳复合结构,并通过十四酸修饰获得稳定的超疏水膜。研究了超疏水表面的形成机制与结构特征,分析了超疏水表面的抗腐蚀性能。结果表明:经阴极刻蚀处理后,铝镀层表面形成了覆盖纳米级絮状物的腐蚀孔,呈现出珊瑚网状结构;再经十四酸有机修饰后,达到超疏水状态,十四酸在镀层表面形成了稳定的化学吸附,样品腐蚀阻效达到98.9%,抗腐蚀性能显著提高。     

非晶层对单晶锗纳米切削影响的分子动力学研究

为探究非晶层结构对单晶锗纳米切削机制和力学特性的影响,采用分子动力学方法模拟不同非晶层厚度的非晶-晶体层状结构(A-C模型)的纳米切削过程.对纳米加工中切削力波动规律,应力状态,亚表面损伤和材料去除等关键问题进行分析.结果 表明:非晶锗(A-Ge)厚度的增加使得切削力和应力减小,切削温度升高;材料的可塑性随着A-Ge厚...     

初始镀铬层微裂纹形貌的基体化学腐蚀法研究

通过基体化学腐蚀法去掉钢基体，利用高分辨扫描电镜（HRSEM）就钢基体激光离散淬火对初始镀铬层界面微裂纹形貌影响进行研究。结果表明：激光处理的裂纹宽度近似是原始基体的一半；在离散处理的钢基体上镀铬可以在原始基体上形成一条与激光扫描方向相一致的宽裂纹。