激光诱导放电毛化技术中放电坑的表面形貌研究

利用高重频YAG激光作用在固体表面所产生的等离子体使工件和电极之间在电压远低于击穿阈值的条件下产生放电。实验结果显示 ,放电坑基本上呈火山坑形 ,既有单坑结构 ,也有多坑结构 ,其形貌受到放电波形、电源极性、放电介质等因素的影响。放电坑表面形貌的规律是 :①除了涂油时的阳极放电坑是单坑结构以外 ,其他条件下的放电坑都是复合多坑结构 ;②单坑结构呈火山坑形 ,坑底为圆弧形 ,熔凝物堆积在坑的边缘 ,多坑结构则是一个大的放电坑中有多个凸起尖峰     

单脉冲激光诱导放电表面强化点的实验研究

采用45~#钢作为工件电极,钨合金作为工具电极,在不同放电电流、放电脉宽条件下,于空气中进行了单脉冲激光诱导放电实验.从表面形貌照片来看,放电点大致为圆形,坑表面较平坦,随着放电脉宽、放电电流的增大,强化点坑径、坑深随之增大.通过对实验数据的拟合,得到了强化点坑径、坑深随放电电流和放电脉宽变化的经验公式.获得的经验公式拟合效果好,相关系数高,可用来指导加工工艺的优化设计.     

高重频YAG激光诱导放电毛化坑形貌研究

利用高重频YAG激光作用在固体表面所产生的等离子体使工件和电极之间在大气环境中,并且电压远低于击穿阈值的条件下产生可控定向放电,放电坑在工件表面形成一定的坑形分布,实现毛化加工.放电坑既有单坑结构,也有多坑结构,其形貌受到放电波形、电源极性、放电介质等因素的影响.研究了碳钢、铸铁、黄铜等材料的放电坑直径与电源参数的关系.     

选择性腐蚀确定GaN薄膜中位错类型

提出了一种确定GaN外延薄膜中位错种类的方法。通过化学试剂对GaN薄膜表面进行选择性腐蚀,并用X射线衍射仪(XRD)及原子力显微镜(AFM)对腐蚀前后的薄膜进行了表征,确立了GaN薄膜表面的蚀坑形貌与位错类型之间的对应关系。XRD测试结果表明,GaN薄膜中的位错密度并不随着腐蚀时间延长而发生变化。采用AFM对蚀坑形貌进行深度剖析,发现了四种不同的位错蚀坑:倒六角锥型蚀坑、倒六角平台型蚀坑、倒双六角平台型蚀坑以及混合型蚀坑。进一步研究表明,这四种不同的位错蚀坑分别对应于四种不同的位错种类,所有蚀坑基本都可以沿着这四种腐蚀路线演化而来。同时用扫描电镜(SEM)观察到的蚀坑形貌与AFM测试结果基本一致。     

MOCVD生长的InGaN/GaN薄膜组分和表面形貌研究（参加广西南宁固体薄膜会议论文）

摘要：本文利用MOCVD方法在（0001）取向的蓝宝石衬底上实现了不同生长温度条件下的InGaN薄膜的制备。通过改变生长温度实现了InGaN薄膜中In组分可控。通过XRD、SEM、AFM等测量手段研究了生长温度和组分、形貌、缺陷等性质的关系。对比SEM和AFM形貌图像提出并探讨了3种缺陷坑（大V型坑,In-rich坑和热腐蚀坑）模型以及形成机制。通过研究不同生长温度的InGaN薄膜样品,发现较高生长温度对InGaN薄膜形貌质量和缺陷控制有至关重要的作用。     

InSb(111)A面腐蚀坑成因分析

采用光学显微镜和光学轮廓仪分析了InSb晶片(111)A面经特定腐蚀剂腐蚀后出现的两种特征腐蚀坑,并通过多次腐蚀试验观察了这两种腐蚀坑形貌的演变。从理论上对腐蚀坑形貌的成因进行了分析,结果显示1类特征腐蚀坑的成因是由于晶片固有的位错缺陷,2类特征腐蚀坑可能是由于晶片表面存在一定深度的损伤层引起的。     

YAG激光诱导组合脉冲放电对材料表面强化的研究

为了增加激光诱导放电坑强化层深度,同时考虑降低由于表面严重气化导致能量的损耗,研究了激光诱导组合脉冲放电的技术。采用多激光诱导放电的方法,通过在脉冲放电过程中增加脉冲激光个数,来增强通道后期激光诱导的能力;采用增加放电脉冲个数的方法,通过控制加工点的温度来控制放电能量的输入方式,减少能量的集中度,来增加强化层深度。结果表明,通过增加诱导激光脉冲个数,放电坑直径从原来的690μm降为652μm,强化层深度从85μm增加到100μm,通过将1个单脉冲改为一定间隔的3个子脉冲,放电坑直径降为653μm,强化层深度增加到92μm。该方案适合机械部件的表面强化加工。     

YAG激光参量对刻蚀微坑形貌的影响

为了增加单次激光脉冲刻蚀微坑的深度,提高加工效率,利用双声光调制技术,通过对比不同能量密度的脉冲激光刻蚀微坑深度,及对比两种激光器输出的激光脉冲刻蚀微坑形貌,研究了激光参量对刻蚀微坑形貌的影响。结果表明,脉冲能量密度为20.21J/cm2时,刻蚀微坑深度达到最大值,继续增加能量密度时,微坑深度将随之减小;相比于单腔激光器,双腔激光器刻蚀微坑深度从5μm增加至10μm,微坑直径从161μm降至134μm。     

基于图像的激光微尺度烧蚀质量估算方法

激光微尺度烧蚀下的烧蚀质量是激光微推进系统中评估比冲等性能参数的重要物理量,文中在利用扫描电镜得到的烧蚀坑图像的基础上,基于灰度表面重构形貌方法,建立了微尺度烧蚀坑形貌三维模型重构算法;针对图像噪声影响,对图像进行分段平滑,有效地解决了量化误差和灰度模糊对重构形貌的影响,实现了烧蚀坑体积估算.结果 表明:所提出的方法能够快速有效地重构激光微尺度烧蚀下烧蚀坑形貌的三维形状,进而计算其烧蚀质量.     

前驱体pH值对LiFePO_4形貌和电化学性能的影响

采用水热法结合短时间高温烧结,通过将前驱体pH值从3.00调节到9.00,制备出多种形貌的纯相LiFePO4。对所得产物进行了X射线粉末衍射(XRD)测试、扫描电子显微镜(SEM)表征以及电化学性能测试,研究了前驱体pH值对LiFePO4的形貌和电化学性能的影响及其机理。结果表明,产物均为橄榄石型LiFePO4,并显示出由棒状物组成的空心球形、凹陷形以及菱形和多层菱形等多种形貌。不同形貌LiFePO4的电化学性能差异较大,当前驱体pH=6.00时电化学性能最佳,在0.1C和5C下首次放电比容量分别为163mAh.g-1和100mAh.g-1。     

离焦量对铝合金表面激光除漆损伤特性的影响

飞机激光除漆时铝合金基体保护及除漆效率与材料损伤阈值密切相关,而激光离焦量的变化将直接改变材料的损伤阈值,以及除漆效率。采用ISO 11254 1-on-1激光损伤阈值测试方法研究不同离焦量时的铝合金和漆层的损伤阈值,对激光单脉冲光斑的二维、三维形貌进行分析,将理论值与实测值得到的不同离焦量时的损伤凹坑直径及深度进行验证。结果表明：随激光离焦量增加,光斑面积增大的同时材料损伤阈值下降,可有效提升能量利用率及除漆效率;实际单脉冲作用的材料凹坑深度随离焦量的增大而减小,且面积增大;凹坑深度、凹坑直径的理论值、实测值具有较好的相关性,并从激光材料作用机理角度对其误差进行了解释说明。     

集成电路封装芯片弹坑问题浅探

论述了集成电路封装过程中因芯片铝垫出现弹坑造成的危害,分析和总结出了造成芯片弹坑问题的主要原因,通过从工艺、设备、制具、材料、方法等综合考虑,提出了预防芯片表面产生弹坑的方法和对策。根据长期实践跟踪的结果,这些方法的应用能够对预防和改善弹坑的发生起到很好的效果,为集成电路设计及封装过程如何预防弹坑问题提供了参考。伴随集成电路芯片小型化、多功能化和铜线工艺、植球工艺等封装技术的广泛应用,通过各级人士在集成电路的设计、封装材料的优化、制程工艺的优化等各方面共同努力,弹坑问题会得到更好的预防和解决。     

激光烧蚀坑阵列微结构对7075-T6粘接强度的影响

为了研究脉冲能量和烧蚀坑重叠率对7075-T6铝基板粘接强度影响, 采用纳秒光纤脉冲激光在粘接区域加工烧蚀坑阵列微结构, 通过表面形貌、剪切强度和断裂模式等实验参量对粘接效果进行了分析。结果表明, 脉冲能量对表面形貌、剪切强度及断裂模式几乎无影响; 随着烧蚀坑重叠率的增加, 表面粗糙度先增加后减小, 表面面积增加比一直增加; 与原始材料相比, 激光处理后剪切强度至少提升150%;当烧蚀坑重叠率为30%时, 粘接区域发生内聚断裂的面积最大, 剪切强度提升最明显; 脉冲能量为880μJ、烧蚀坑重叠率为30%时, 剪切强度为27.76MPa, 提升最大。该研究对激光烧蚀提高7075-T6粘接强度是有帮助的。     

多棱镜扫描分光多头激光毛化圆形毛化点分析

为了得到圆形的毛化点以改善传统单头激光毛化技术椭圆毛化点对轧制钢板的均匀性和力学性能的影响,提出了一种采用多棱镜扫描分光技术的多头激光毛化设备.在一定离焦量下,使得扫描过程中扫描光束所带来聚焦点非均匀移动可以与轧辊同步运行,理论上可以获得椭圆度(长短轴比)最小为1.0010957的近似圆形毛化点,并进行了生产实践.结果表明,理论分析计算与实际结果较为符合.通过对离焦量、扫描速度等毛化参量的控制,可以获得椭圆度根据特殊要求任意调整的毛化点,这为多头激光毛化技术的应用提供了指导.     

聚焦离子束溅射刻蚀与增强刻蚀的性能研究

利用聚集离子束(F IB)对小线度下(≤3μm)的溅射刻蚀与增强刻蚀的性能进行了实验和分析。通过对硅和铝的刻蚀实验,研究在溅射刻蚀与增强刻蚀方法下刻蚀速率、蚀坑形貌与离子束流大小的关系。实验发现,铝和硅的刻蚀速率与刻蚀束流近似成线性关系;束流增大到一定程度后由于束斑变大及瞬时重淀积的作用,刻蚀速率曲线偏离线性。使用卤化物气体的增强刻蚀,硅和铝的刻蚀速率得到不同程度地提高。根据蚀坑形貌与束流大小的关系分析,发现瞬时重淀积是影响小线度刻蚀质量的主要因素。增强刻蚀大大减小了蚀坑的坑璧倾角,而坑底倾斜问题需综合考虑。     

A Stowaway Mission to the Moon

Several months from now, the empty upper stage of an Atlas V rocket will slam into a shadowy crater near the north pole of the moon, tossing a plume of debris up into the sunlight. By then, the Atlas V will have delivered its main payload, the Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), and a smaller stowaway. That stowaway satellite will watch the spectacle unfold from above, looking for telltale signs that there?s water in the lunar soil, before it, too, crashes into the moon.     

弯曲通道长度及倾斜角度对雷电电磁场影响研究

为了得到弯曲通道雷电电磁脉冲场的分布特性,将电流微源偶极子进行水平分解和垂直分解,利用偶极子法对弯曲通道产生电磁场的表达式进行了推导.在此基础上就底部回击通道长度以及上部回击通道倾斜角度对地表电磁场的影响规律进行了相关研究.研究结果表明,弯曲通道的电磁场峰值主要取决于底部放电通道的长度,在中间场和远场区底部通道越长对应的电磁场幅值越小;而倾斜角度对近场区电磁场影响极小,在中间场和远场区电磁场幅值会随着倾斜角度的增加而降低,且距离越远倾斜角度对电磁场幅值的影响越明显.     

可用于极紫外光刻的三线毛细管的概念设计

极紫外光刻(EUVL)技术是目前193 nm浸没式光刻技术的延伸,有望突破30 nm或更小技术节点而成为下一代光刻(NGL)技术的主流。毛细管放电极紫外(EUV)光源可为极紫外光刻研究提供高效、便捷的光刻源头,但光源的辐射功率较低一直制约着极紫外光刻技术的发展。三线毛细管放电极紫外光源的概念设计与常用毛细管装置有着本质的区别,它们不同的工作机制将使三线毛细管放电产生的环带状等离子体极紫外光源的辐射功率明显高于常用毛细管的情形,最佳收集角也得到相应的提高。三线毛细管概念设计方案的提出不仅从技术上开拓出一片全新的领地,为极紫外光刻研究提供所需的光源,而且从效益上看更适合于大规模工业生产。