特高压电容器用电极箔腐蚀工艺的研究

通过对特高压(Vfe=950V)电容器用电极箔微观形貌的理论计算,采用一次腐蚀控制孔密度和孔长度参数,二次腐蚀控制相应的孔径。研究了700～1100V特高压电极箔的两次电化学腐蚀工艺。使Vfe为950V的特高压电容器用电极箔的参数指标得到了优化:孔密度为0.116个/μm2,孔径为2.02μm,比容达到0.210×10–6F/cm2。     

电解电容器铝箔横向隧道孔的生长控制

在酸性介质中已经产生隧道孔的铝箔表面,继续在中性电解液中采取直流阳极溶解时,隧道孔密度及长度与二次侵蚀时电解质类别相关。在此基础上,通过二次侵蚀前铝箔表面的酸浸泡成膜处理,以及二次侵蚀过程中在中性氯化钠介质中添加复合有机物,达到控制此过程中隧道孔生长方向的目的,使其在原隧道孔的孔壁沿着与铝箔表面平行的方向产生新的隧道孔,这为提高铝箔表面积提出了新的途径,为进一步提高铝电解电容器比容提供了可能性。     

高压腐蚀化成铝箔的隧道圆孔和并孔模型研究

利用SEM分析了高压铝电解电容器用阳极腐蚀箔的形貌,采用圆孔隧道模型和圆孔并孔隧道模型,分别建立了腐蚀箔孔径、孔筋厚度与其比电容之间的关系。研究和计算结果表明,线状并孔可以提高实用比电容;为保证折弯强度(孔筋厚度在0.40μm左右),腐蚀隧道孔径控制在1.06μm,孔密度为2.6×10~7个/cm~2;对于隧道孔深为50μm,520 V化成电压下阳极箔实用比电容可达到0.92×10~(–6) F·cm~(–2),为国产高性能高压阳极箔提供理论指导。     

电解质中微量金属离子对高纯铝箔直流电蚀特征的影响

在盐酸-硫酸-硝酸电解质体系下,分別加入微量Cu~(2+)、Fe~(3+)、Zn~(2+)等金属离子,并采用直流方式对高纯铝箔进行电化学侵蚀,研究了改性后的电解质溶液对高纯铝箔电蚀过程的影响。结果表明:在硫酸-盐酸-硝酸电解体系中加入微量Cu~(2+)后,能够和铝发生置换反应生成铜单质沉积在铝箔表面,形成Cu-Al微电池反应,促进铝箔腐蚀,隧道孔密度增大,隧道孔长度从10μm增长到30μm,220V化成的比容提高了78%-220%;加入Fe~(3+)后,不能形成微电池反应,对铝箔腐蚀没有明显影响;加入Zn~(2+)后,能够形成Zn-Al微电池反应,促进铝箔腐蚀,但促进效果弱于加入Cu~(2+)。     

侵蚀电流对中高压电容器铝箔孔密度和电容量的影响

研究了盐酸与硫酸的混酸中直流电侵蚀下,电流密度对电解电容器用高纯铝箔的腐蚀行为的影响。结果表明：铝箔侵蚀电流密度可以决定蚀孔的尺寸和孔密度,改变电流密度,可以使铝箔获得不同的起始发孔密度和电容量。大电流侵蚀形成孔径小但孔密度较大的铝箔蚀孔;小电流侵蚀形成孔径较大但孔密度较小的铝箔蚀孔;同一种铝箔的发孔密度随电流密度的增大而增加。     

中高压电容器铝箔扩孔液中缓蚀剂的作用

研究高纯铝箔在盐酸直流电侵蚀时高分子缓蚀剂对隧道蚀孔密度和侵蚀箔比电容的影响,扩孔使用缓蚀剂后,孔密度增加,孔径减小,失重减少,中高压电容器铝箔的比电容约提高23%。     

超声波对高压阳极铝箔隧道孔腐蚀的影响研究

通过研究不同超声波频率、功率以及振源距离对高压阳极铝箔隧道孔腐蚀的影响,发现引入超声波后铝箔的发孔密度可以明显提高,提高幅度为50%~70%,隧道孔孔径相应减小,表面腐蚀加剧,同时隧道孔孔径分布明显变窄。提高超声波功率,将提高铝箔发孔密度和表面腐蚀强度;增加振源距离,铝箔表面腐蚀程度减弱,发孔密度减小。     

中高压阳极铝箔直流脉冲电蚀工艺及机理研究

用直流脉冲电源对高纯铝箔进行电化学侵蚀,研究了影响腐蚀箔性能的工艺参数条件,探索了隧道孔生长机理.结果表明:在硫酸和盐酸电解质体系中,影响腐蚀箔性能的工艺参数有直流脉冲电流密度、脉冲频率、占空比以及脉冲时间等;控制直流脉冲的电流密度峰值在0.8 A/cm2以上、脉冲电流单次通电延续时间在0.53 ms左右,能使铝箔产生纵横交错的隧道孔.     

高纯铝光箔化学成分对直流电侵蚀的影响

以Fe、Si、Cu含量不同的四种铝光箔进行直流电侵蚀对比实验,研究了高纯铝光箔中化学成分对其作为电容器用铝箔侵蚀过程产生的影响。通过对侵蚀样品的SEM表面观察、腐蚀形貌定量分析,对光箔中化学成分与样品效果进行了分析讨论。结果表明,Cu能增强表面蚀孔的产生,Cu含量相对较低的(25×10–6)光箔侵蚀后适用于制作中压铝电解电容器;Cu含量相对较高的[(50～60)×10–6]光箔侵蚀后适用于制作高压铝电解电容器。     

中高压阳极铝箔直流脉冲电蚀工艺及机理研究

用直流脉冲电源对高纯铝箔进行电化学侵蚀,研究了影响腐蚀箔性能的工艺参数条件,探索了隧道孔生长机理。结果表明:在硫酸和盐酸电解质体系中,影响腐蚀箔性能的工艺参数有直流脉冲电流密度、脉冲频率、占空比以及脉冲时间等;控制直流脉冲的电流密度峰值在0.8A/cm2以上、脉冲电流单次通电延续时间在0.53 ms左右,能使铝箔产生纵横交错的隧道孔。     

(1–x)BiFeO3-xBaTiO3陶瓷的结构与电学性能研究

采用固相反应法制备了(1–x)BiFeO3-xBaTiO3多晶陶瓷样品,研究了 BaTiO3添加对 BiFeO3陶瓷结构、电学性能的影响。结果表明:当 x 由 0 增加到 0.4 时,样品的相结构由三方钙钛矿结构逐渐转变为立方结构,杂相有效消除;漏电流密度从 1.1×10–5A·cm–2下降至 1.1×10–7A·cm–2,相对介电常数提高了 2.6 倍,剩余极化强度增加了近 20 倍。     

分子束外延AlGaN/GaN异质结场效应晶体管材料

用自组装的氨源分子束外延 (NH3-MBE)系统和射频等离子体辅助分子束外延 (PA-MBE)系统在 C面蓝宝石衬底上外延了优质 Ga N以及 Al Ga N/Ga N二维电子气材料。Ga N膜 (1 .2 μm厚 )室温电子迁移率达3 0 0 cm2 /V· s,背景电子浓度低至 2× 1 0 1 7cm- 3。双晶 X射线衍射 (0 0 0 2 )摇摆曲线半高宽为 6arcmin。 Al Ga N/Ga N二维电子气材料最高的室温和 77K二维电子气电子迁移率分别为 73 0 cm2 /V·s和 1 2 0 0 cm2 /V· s,相应的电子面密度分别是 7.6× 1 0 1 2 cm- 2和 7.1× 1 0 1 2 cm- 2 ;用所外延的 Al Ga N/Ga N二维电子气材料制备出了性能良好的 Al Ga N/Ga N HFET(异质结场效应晶体管 ) ,室温跨导为 5 0 m S/mm(栅长 1 μm) ,截止频率达 1 3 GHz(栅长 0 .5μm)。该器件在 3 0 0°C出现明显的并联电导 ,这可能是材料中的深中心在高温被激活所致     

硫脲作还原剂制备二氧化锰及其电化学性能

通过化学液相法,用硫脲作为还原剂和高锰酸钾反应制备了无定形MnO2。用XRD和SEM研究了产物的结构和形貌,用恒流充放电和循环伏安测试考察了MnO2的电化学性能。结果表明:在0.5mol/L的Na2SO4溶液中,电位窗口为0～0.8V、电流密度为1×10–3A/cm2时,首次放电比容量为248F/g,,经过100次循环后比容量保持在232F/g。在(3～5)×10–3A/cm2的电流密度下放电比容量分别为198和182F/g,具有良好的电容特性。     

短波红外InGaAs焦平面探测器研究进展

短波红外InGaAs焦平面探测器具有探测率高、均匀性好等优点,在航天遥感、微光夜视、医疗诊断等领域具有广泛应用。近十年来,中国科学院上海技术物理研究所围绕高灵敏度常规波长（0.9～1.7 μm） InGaAs焦平面、延伸波长（1.0～2.5 μm） InGaAs焦平面以及新型多功能InGaAs探测器取得了良好进展。在常规波长InGaAs焦平面方面,从256×1、512×1元等线列向320×256、640×512、4 000×128、1 280×1 024元等多种规格面阵方面发展,室温暗电流密度优于5 nA/cm2,室温峰值探测率优于5×1012 cm·Hz1/2/W。在延伸波长InGaAs探测器方面,发展了高光谱高帧频1 024×256、1 024×512元焦平面,暗电流密度优于10 nA/cm2和峰值探测率优于5×1011 cm·Hz1/2/W@200 K。在新型多功能InGaAs探测器方面,发展了一种可见近红外响应的InGaAs探测器,通过具有阻挡层结构的新型外延材料和片上集成微纳陷光结构,实现0.4～1.7 μm宽谱段响应,研制的320×256、640×512焦平面组件的量子效率达到40%@0.5 m、80%@0.8 m、90%@1.55 m;发展了片上集成亚波长金属光栅的InGaAs偏振探测器,其在0 °、45 °、90 °、135 °的消光比优于20:1。     

掺铝氧化锌陶瓷靶材的制备及其薄膜的光学性能

以Al(NO3)3.9H2O和ZnO粉体为原料,采用常压烧结方法制备了高致密度和高导电性的ZnO:Al(AZO)陶瓷靶材。研究了烧结温度对AZO靶材微观结构、相对密度和电性能的影响。当Al和Zn的摩尔比为3:100,烧结温度为1 400℃时,所制AZO靶材的致密度达96%,电阻率为2.5×10–2.cm。以烧结温度为1400℃的AZO陶瓷靶为靶材并通过直流磁控溅射在玻璃基片上制备出了高度c轴择优取向的AZO薄膜,其可见光透过率为90%,禁带宽度为3.63 eV,电阻率为1.7×10–3.cm。     

900nm三叠层隧道级联激光器的结构优化研究

采用金属有机化合物气相淀积方法生长了900nm的三叠层隧道级联激光器。针对隧道级联激光器存在工作电压高、材料各层的光场耦合等问题,分别采用δ掺杂、扩展波导等技术对激光器结构进行了优化,并通过模拟计算对隧道结耗尽区宽度进行了优化。通过优化隧道结δ掺杂的生长条件,得到n+GaAs的掺杂浓度大于1×1019/cm3,使工作电压下降1V;通过采用扩展波导,使垂直发散角由常规结构的35°减小到20°。将900nm的三叠层隧道级联激光器制作成条宽300μm、腔长800μm的条形激光器,采用同轴封装形式,在20A的脉冲工作电流下,输出功率达到55W,斜率效率达到2.9W/A,以上指标是普通激光器的3倍。     

聚苯胺纳米材料电容性能研究

以(NH4)2S2O8为氧化剂,在1 mol/L盐酸环境下化学氧化合成超级电容器用电极材料纳米聚苯胺(PANI)。在1 mol/L H2SO4溶液中考察了材料的电容性能。结果表明:在循环伏安图上出现三对氧化还原峰,分别对应聚苯胺在三种不同氧化状态间的转化以及PANI的降解。放电电流密度为(1.0,4.5,10)×10–3A/cm2时,比容量分别为654,591,525 F/g。经恒定电流10 mA充放电循环1 000次,衰减仅为初始容量的10.7%。     

高场应力下FLOTOXMOS管的性能退化研究

利用氧化层动态电流弛豫谱分析方法,测试分析了在周期性电场应力下ＦＬＯＴＯＸＭＯＳ管隧道氧化层中陷阱电荷的特性,为研究陷阱电荷对ＦＬＯＴＯＸ ＥＥＰＲＯＭ 阈值电压的影响提供了实验依据。在＋ １１ Ｖ、－ １１ Ｖ 周期性老化电压下所产生的氧化层陷阱电荷饱和密度分别为－ １．８×１０１１ ｃｍ － ２和－ １．４×１０１１ ｃｍ － ２,平均俘获截面分别为５．８×１０－ ２０ ｃｍ ２ 和７．２×１０－ ２０ ｃｍ ２,有效电荷中心距分别为３．８ ｎｍ 和４．３ ｎｍ ,界面陷阱电荷饱和密度分别为６．５４×１０９ ｃｍ － ２ｅＶ－ １和－ ３．８×１０９ ｃｍ － ２ｅＶ－ １,平均俘获截面分别为１．１２×１０－ １９ ｃｍ ２ 和４．９×１０－ １９ ｃｍ ２。