纳米压入法测量中初始接触点判断问题研究

对于纳米压入法,在加载过程中,压头尖与试样表面的初始接触点必须判断准确,初始接触点判断的精度将对测量结果产生很大的影响.本文利用西安交通大学精密工程研究所研制的微力微位移测试仪,对初始接触点判断的相关问题进行了深入研究.在压头尖与试样表面接触前,由电容测微仪测得的位移值是加载装置空载下的输出值;而当压头尖与试样表面接触后,压头与试样之间将产生作用力,使电容测微仪的测量值偏离加载装置空载下的输出曲线趋势.分别用一直线和一多项式曲线对压头无载荷和有载荷作用时测得的电压位移曲线进行拟合,拟合直线和曲线的交点即可作为初始接触点.大量的实验表明,运用上述方法可使初始接触点的判断精度在±10nm.     

循环加载卸载对纳米压入法测量结果的影响

通过在单晶Ａｌ、Ｍｏ表面进行压入实验考察了循环卸载对弹性模量和硬度测量值的影响，发现硬度基本无变化，弹性模量虽有变化但并不显著，认为可采用一次加载卸载进行测定和计算。     

Ni纳米晶制备及其在MOS电容中存储特性研究

优化了Ni纳米晶的制备工艺参数,得到了分布均匀,形状为球形,平均尺寸5nm,密度2×1012/cm2的Ni纳米晶。在此基础上,制备了包含Ni纳米晶的MOS电容结构。利用高频电容-电压(C-V)和电导-电压(G-V)测试研究了其电学性能,证明该MOS电容结构的存储效应主要源于金属纳米晶的限制态。电容-时间(C-t)测试曲线呈指数衰减趋势,保留时间600s,具有较好的保留性能。     

UHF RFID中低噪声正交压控振荡器设计

采用标准0.18μm RF CMOS工艺,设计了一种低相位噪声正交压控振荡器(QVCO)电路。该QVCO电路采用了两种新技术:分裂转换偏置与电容耦合技术。该电路不仅获得较好的相位噪声,还具有良好的相位误差。仿真结果表明,1.8V电压下,电路功耗为10.28mW。实现了848.1MHz~1.048GHz的调谐范围,输出频率为920MHz时,在频偏1MHz处,相位噪声为-127.5dBc/Hz,相位误差最小可达到0.01°。     

测量多层膜结构中薄膜厚度的一种新方法

提出一种基于平行板电容测微原理进行多层膜材料的测厚方法。该方法用有效电极直径西3mm电容传感头,通过变化空气隙△h进行多次测量,对输出电压V值进行线性拟合,得到空气隙与测量电压的关系,计算出被测厚度,测量精度达0．01μm。若采用有效电极直径西1mm传感头,测量精度可达0．001μm。通过理论分析和实验证实,该方法不需对被测材料提前标定相对介电常数,不需特殊制备样件,是非接触测量,测量方法简单、成本低。因此适用于各种薄膜、特别是多层结构膜的无损膜厚测量及平面度测量。     

串联超级电容器组的均压方法研究

在由串联超级电容组成的电压不匹配储能模块中,一些电压较高或较低的单体在循环过程中可能出现过充或过放电现象,这种现象会加剧单体间电压的不平衡。为了充分利用串联超级电容器组的寿命和存储性能,需要均衡串联超级电容器组的单体电压。电压均衡技术是超级电容应用中的一个关键部分。该文在综合分析已有串联超容组均压技术的基础上,设计了一种均压电路。该均压电路省去了电压检测和电压比较电路,先后阐述了均压原理、过程,对此均压电路进行了PSIM仿真,结果表明此均压电路能实现各单体电压均衡的功能。     

多晶硅纳米薄膜晶界隧道压阻效应

实验表明重掺杂情况下多晶硅纳米薄膜的应变因子比相同浓度单晶硅的大,且随晶粒尺度减小而增大。为使这种特性在压阻器件中得到合理应用,在分析多晶硅能带结构的基础上,阐明了这种特性根源在于流过晶界的隧道电流随应变而变化引起的隧道压阻效应,给出了晶界压阻系数的计算方法,并从理论上解释了多晶硅纳米薄膜压阻特性的实验现象。     

壳体电容式电子测压器动态校准系统的合理性研究

针对微型电子测压器在实测过程中受到环境因素影响比较大,且将测压器置于实炮内进行实测校准的理想校准方法成本高、周期长等问题,提出了一种电容式电子测压器的动态校准方法。该方法采用模拟膛压发生器对微型电子测压器进行准动态校准,分析动态校准系统组成和工作原理,通过对标准传感器的特性和环境相似性的分析表明,对电容式电子测压器进行应用环境下校准的测试系统是满足要求的,这种校准方法也能有效用于动态高压的测量。     

超磁致伸缩微驱动器在纳米测量中应用的研究

Ｘ射线衍射仪是目前纳米检测中最为行之有效的一种方法,对纳米技术的发展有着重要的意义。但是,目前由于受其驱动器性能的影响,在应用推广上还受到一定的限制。针对这一问题,文章提出采用超磁致伸缩材料,研制的驱动器具有位移量大、分辨率高、结构简单等特点,将其应用于Ｘ射线衍射仪中,将对其发展起着极大的推动作用。     

量子点接触中的自旋过滤特性

利用可调节自旋过滤器模型,首次计算并讨论了磁场和电子跃迁能量间隔变化对量子点接触结构中自旋电子过滤特性的影响。研究发现,磁场和电子跃迁能量间隔的变化引起了自旋电子隧穿概率和隧穿电导都呈现出量子台阶效应,磁场的增加使电子的回旋频率和电子的Zeeman能级分裂同时加强,从而导致量子点接触结构中的横向约束加强,而自旋过滤效应明显减弱;当磁场一定时,电子跃迁能量间隔越小,电子的自旋过滤效应越明显。电子跃迁能量间隔改变的同时,也改变了鞍形势的势垒形状和自旋过滤的灵敏度。对于不同的材料,同时考虑磁场和电子跃迁能量间隔的作用可以找到自旋过滤器的最佳过滤效果。尤为重要的是过滤器的结构可以用标准的电子束技术很容易得到,所以研究结论为设计新型自旋过滤器提供了理论依据,具有广阔的应用前景和潜在的商业价值。此外,使用朗道因子值较高的材料作自旋过滤器的衬底,可以进一步提高过滤器的性能。     

MEMS高精度电容读出电路的单芯片集成研究

MEMS电容式传感器的迅速发展为后续集成化读出电路的设计提出了巨大挑战.系统地分析了制约微传感器高精度电容读出电路设计的主要因素,回顾了目前主要的几种读出电路结构,阐述了这些电路的基本原理,并对影响电路分辨率的主要设计参数进行了分析和对比,最后探讨了电容式读出电路设计的发展趋势.     

触点初始接触电阻的分布特征与寿命相关性研究

为实现用初始信息来预测继电器产品的寿命,在继电器电寿命试验的基础上,提出用核概率密度估计法和多项式拟合法对触点初始接触电阻的分布特征进行分析,并研究了初始接触电阻与寿命的相关性。研究结果表明:各个继电器初始接触电阻的变化趋势不同,起伏不定。当初始接触电阻连续出现大电阻值后,即使接触电阻随后重新回到正常值,继电器仍会很快发生失效,寿命较短;继电器初始接触电阻拟合曲线的最大值与寿命之间呈现近似线性关系。     

p型GaAs欧姆接触性能研究

为了研究半导体光电器件p-GaAs欧姆接触的特性,利用磁控溅射在p-GaAs上生长Ti厚度在10~50 nm范围、Pt厚度在30~60 nm范围的Ti/Pt/200 nm Au电极结构。利用传输线模型测量了具有不同的Ti、Pt厚度的Ti/Pt/200 nm Au电极结构接触电阻率,研究了退火参数对欧姆接触性能的影响,同时分析了过高温度导致电极金属从边缘向内部皱缩的机理。结果表明,Ti厚度为30 nm左右时接触电阻率最低,接触电阻率随着Pt厚度的增加而增加;欧姆接触质量对退火温度更敏感,退火温度达到510 ℃时电极金属从边缘向内部皱缩。采用40 nm Ti/40 nm Pt/200 nm Au作为半导体光电器件p-GaAs电极结构,合金条件为420 ℃,30 s可以形成更好的欧姆接触。     

基于STM32的新型皮革厚度测量装置的研制

针对皮革制品厚度检测过程中存在的传统式人工读秒表测试方法误差大、测量精度差、测量分辨率低等诸多问题,设计并实现了一种基于栅式测量技术的新颖实用型皮革厚度测量装置。使用STM32F103C8T6单片机作为主控制器,选取高精度容栅式位移传感器为测量载体;根据QB/T2709-2005要求及装置内部组成结构,分别对其核心电路、控制系统、机械平台进行了研究、设计和制作;对各类皮革进行了测试,分析了影响测量皮革厚度参数的系列因素。结果表明：该装置性能稳定、测量准确迅速,其测量精度为0.001mm。     

Broadband microwave spectroscopy of a GaAs point contact

We use a novel broadband microwave spectroscopy measurement to study the source-drain current characteristics of a GaAs quantum point contact (QPC) within the tunnelling regime. The experimental setup was based on the Corbino approach with the notable difference that it was non-invasive to the sample and swept a frequency range between 1 and 10 GHz at low temperatures. Highly aperiodic but completely reproducible conductance fluctuations were observed close to pinch-off as well as regions of negative conductance. We account these fluctuations to be due to quantum interference of ballistic electron trajectories, trapped within the QPC, being modified by the radiation source and influencing the tunnelling rates through a complex potential well structure.     

基于相位相关滤波与点云特征的激光点云配准方法

文中针对激光点云配准效率低和处理时间长的问题,提出一种基于相位相关滤波结合特征的扫描配准方法。扫描配准算法被解耦为旋转匹配与平移匹配两个步骤。在旋转匹配中,霍夫描述符提取的线段特征结合相位相关滤波得到具体的旋转量。平移匹配主要基于点云的边界特征,使用相位相关滤波处理提取到的特征,得到准确的x和y方向的平移量。与传统的迭代最近点(ICP)相比,提出的配准策略在处理静态数据时错误率降低了89.2%,处理时间降低了91.6%。同时,动态数据实验表明提出的方法具有较低的中位数和更好地一致性。     

碲镉汞p型接触孔湿法腐蚀工艺研究

针对碲镉汞芯片p型接触孔湿法腐蚀工艺进行研究,采用不同条件的湿法腐蚀工艺完成碲镉汞p型接触孔制备,通过扫描电子显微镜和激光扫描显微镜分析腐蚀后的接触孔表面形貌,电学接触性能通过伏安特性曲线表征。实验结果表明,传统湿法腐蚀工艺在碲镉汞芯片接触孔制备过程中存在钻蚀严重和均匀性不好等问题,针对以上问题提出了一种超声辅助湿法腐蚀工艺,制备出形貌及均匀性较好的p型接触孔。     

基于数据融合的原油含水率在线测量方法研究

在电容式传感器作为含水率测量敏感元件的测量系统中,采用基于人工神经网络的多传感器数据融合方法对数据进行处理,建立多传感器信息融合模型,补偿由于温度变化对含水率测量结果的影响,提高测量结果的准确性.实验表明,数据融合后的输出值更能逼近实际的含水值.