电解制硅研究进展

电解制硅是投资可与电解制铝相比拟的制取高纯硅的新方法。电解硅是冶金工业、电子工业及能源工业上令人瞩目的新材料。本文在讨论电解制硅工业化的可能性的基础上,综述以硅石、氟硅酸盐为原料电解制品体硅及非晶态硅电沉积的研究进展。     

制备工艺参数对Cu表面Cu/Si梯度层断面显微组织的影响

以Cu为基体,利用KCl-NaCl-NaF-SiO2熔盐体系电沉积出的硅作为渗硅硅源,电沉积硅和在Cu基体上渗硅同时进行,制备了Cu/Si梯度层。本工作就制备工艺参数对梯度层断面显微组织的影响进行了研究,结果表明:Cu/Si的梯度层断面由不同显微组织的表面层、中间层和过渡层构成,表面层是等轴晶组织,中间层是柱状晶组织;梯度层厚度随电沉积渗硅温度的升高、电沉积时间的延长而增厚,并且表面层晶粒、中间层晶粒均得到细化;电沉积时间延长,表面层厚度逐渐增大,中间层厚度逐渐减小;梯度层中,表面层金相相组织由(Cu)相、К相、γ相、η相和ε相中的一相或两相构成;中间层完全是(Cu)相。     

无电金属沉积法硅纳米线阵列的制备研究

采用无电金属沉积法在硅衬底上制备出了大面积规整的硅纳米线阵列,并对其形貌控制的影响因素和形成机理进行了研究。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对硅纳米线阵列和相应银枝晶的形貌和结构进行了表征。结果表明,硅纳米线阵列的形貌受水热体系中溶液配比、温度和时间的影响,在温度为50℃、HF和AgNO3浓度分别为4.6和0.02mol/L的条件下,容易得到大面积排列规整的硅纳米线阵列,并且硅纳米线的长度为30～50μm,直径为200nm左右。无电金属沉积法为硅纳米线及其阵列的制备提供了一种设备简单、条件温和的制备方法。     

化学溶液电沉积法制备Li2SiO3薄膜研究

利用化学溶液电沉积方法，在阴极和阳极衬底材料上都成功制备出了单相的含氧酸盐硅酸锂（Li2SiO3）薄膜。探讨了该工艺下的实验反应机理。通过X射线衍射技术（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）分别表征研究了不同实验条件下薄膜的晶体结构和表面形貌。研究结果表明，采用化学溶液电沉积法制备的Li2SiO3薄膜具有物相结构单一，表面形貌平整致密的特点。与制备Li2SiO3的传统方法相比，这一技术具有廉价、简单、低温等特点。     

硅纯化新技术

硅太阳能电池能有效地将阳光转变为电,制造这种电池需要纯度很高的硅。一般认为硅的精制花费昂贵。例如,一种目前通用的方法是西门子(Siemens)法,每生产1kg半导体级硅约花费60美元。太阳能研究所(SERI)开发了一种电精制技术并已取得专利。采用这项技术生产太阳能级硅的费用约为7美元/kg。该技术采用一个由铜-硅合金构成的阳极,将杂质从硅中分离出。铜-硅合金的渗透特性现已被应     

蒸汽喷射真空泵在铁合金生产中的应用

(一) 含碳量极低的微碳铬铁是高铬不锈钢、热稳定钢以及耐热钢等钢种生产的重要合金添加剂。随着我国社会主义建设的不断发展,对这些钢种的质量和数量都提出了新的要求,相应地要求铁合金工业提供更多的优质微碳铬铁。目前生产微碳铬铁的传统方法有铝热法、波仑法以及电硅热法,这些方法的共同特点是脱碳反应均在高温液态下进行。四十年代末,国外开始研究一种真空高温固态脱碳冶炼微碳铬铁的新方法,并于五十年代用于工业规模的生产中。 真空高温固态脱碳冶炼微碳铬铁是将矿热电炉冶炼的高碳铬铁( C 8-10 %)粉磨后 (粒度小于60目),经过氧化焙…     

微腔阵列式多功能生物传感器

报导了谷氨酸、半乳糖集成传感器的制造和表征。传感器建立在硅衬底上用各向异性腐蚀制成的锥形微腔阵列上,不同酶膜沉积在相应的微腔中。采用这种结构可生产多功能的生物传感器。     

用铪和硅提高热障涂层的防护能力

美国NASA的Glenn太空中心开发了一种用于把等离子喷涂或物理汽相沉积热障涂层结合到高温合金上的优良结合层的生产方法,并申请了专利。该方法的成功在于使用几种比较便宜的封箱扩散步骤把铪(Hf)和硅(Si)结合到涂层中提高氧化抗力。采用这种方法时,首先通过在1080℃封箱扩散4h在高温合金底层形成一层含铪层(厚度13～25μm),还要采用封箱硅化工艺沉积一薄层硅层,再镀上一层5～8μm厚的镀铂层。在这之后,工件在1040℃扩散热处理2h进行汽相沉积或封箱渗铝,并用热处理使涂层均匀化。用铪和硅提高热障涂层的防护能力@全宏声…     

多孔硅基热敏薄膜的制备与性能

对MEMS用具有绝热性能的多孔硅基底上沉积的热敏感薄膜进行了研究．首先用电化学方法制备多孔硅,分别在多孔硅基底和硅基底上通过溅射镀膜方法沉积氧化钒、Cu、Au热敏薄膜,测试多孔硅基底和硅基底上的氧化钒及金属薄膜电阻的热敏特性．结果表明,在多孔硅基底表面沉积的热敏薄膜具有与硅基表面热敏薄膜同样的热敏特性且表现出更高的灵敏度;此外,对沉积在不同制备条件得到的多孔硅上的氧化钒薄膜电阻热敏特性进行比较,发现随着孔隙率和厚度的增加,多孔硅的绝热性能提高,其上沉积的氧化钒薄膜电阻热敏特性增强．     

用粘土制备β′-sialon粉料的研究现状

廉价的粘土矿物经过碳还原、氮化的过程,可合成高性能的Sialon陶瓷粉料。该合成法,原料丰富且价格低廉,制备过程能耗低、简便,是一种颇具经济效益、适合工业化规模生产的有效方法。合理地调整、控制影响反应的诸因素是该方法的关键所在。     

铝表面防护性稀土铈转化膜的研究

采用阴极电沉积法在铝阳极氧化膜上制备出稀土铈转化膜;通过SEM和EDS表征了阳极氧化膜、阴极电沉积铈转化膜的形貌和组成成分;用极化曲线法、EIS交流阻抗法等电化学方法对这两种膜进行了耐蚀性评估.结果表明,在铝阳极氧化膜上经过阴极电沉积可制备稀土铈转化膜,其耐蚀性比铝阳极氧化膜的耐蚀性显著提高.     

二甲基亚砜中半导体上脉冲电沉积Bi薄膜

从原有的化学镀铜的工业配方出发，对其用量进行改良，特别是镀液的pH值调试，配体的使用和还原剂的用量，在硅片上沉积出一层光亮而且致密的铜薄膜。结果表明，在二甲基亚砜中硅铜基体上的电沉积铋薄膜均匀、致密、粘附力强，XRD测试表明铋以晶体析出。     

石墨烯增强相对镍基复合镀层的强化作用及镀层制备

为促进石墨烯基复合材料的制备和应用,利用电沉积的方法在碳素钢基体表面分别制备了石墨烯/镍复合镀层及纯镍镀层,利用扫描电镜（SEM）对镀层的形貌进行了观察分析,利用X射线衍射仪（XRD）对镀层的物相进行了分析,利用硬度测试仪对镀层进行了力学性能的评价。研究表明：在相同的制备条件下,对于石墨烯/镍复合镀层,石墨烯的引入使镍基晶粒细化,且由于石墨烯导电性能比镍好,在电沉积过程中,镍离子优先在石墨烯片上沉积形成包状凸起;而未添加石墨烯的纯镍镀层在沉积过程形成的是较为光滑平整的纯镍镀层,晶粒较大。XRD检测结果显示,整个电沉积过程无相变发生,石墨烯的引入使得沉积镍的晶粒细小,组织更致密。Raman检测结果显示沉积电流越小,沉积的石墨烯的2D峰与G峰的强度比值越大,分散效果越好。添加石墨烯的镍镀层硬度明显高于未添加石墨烯的镀层,最高硬度可达约530 HV_{4.9 N}。以上结果表明：利用电沉积技术将石墨烯作为第二相引入到金属基体中,是一种有效制备高性能石墨烯/金属复合材料的方法。     

芬兰研发出高效硅纳米棒太阳能电池新技术

<正>赫尔辛基1月11日电芬兰一家公司近日发布消息说,该公司与其合作伙伴成功研发出一种高效硅纳米棒太阳能电池新技术,不仅能提高太阳能电池的能效,还可降低生产成本。这家名为picosun的公司称,新型太阳能电池的能源转换效率可达到9%以上,并具有良好的长期稳定性。据该公司发布的新闻公报介绍,他们主要是利用硅纳米棒材料,在较廉价的玻璃等基板上培养硅纳米棒"森林"。     

氚在硅中的无载体加载行为

硅是供电(光)器件制作中重要的换能功能材料,为了选择国内采用放射性同位素氚研制辐射伏特效应核电池的加栽方法,从多孔硅的制备方法出发,详细介绍了国外开展的氚在多孔单晶硅、无定型硅上的无载体加载工作,并结合其实验结果,理论分析了氚在硅表面的化学键合方式与释放行为.分析结果表明:为了得到较高的含氚量,在采用多孔单晶硅加载氚时,不仅要提高反应体系中氚的含量,还应提高硅的表面孔密度;在用无定型硅加载氚时,应控制好氚的沉积条件;新制作的氚化硅核电池在额外放电几天后才有稳定的电输出.     

超声电沉积铜叠层膜

采用超声电沉积法制备了一种纯铜薄膜,用扫描电镜,X射线衍射分析其显微组织和耐腐蚀性能,发现此种铜叠层膜每层厚度约为0.3μm,微观结构极为致密。本文通过普通电沉积法、一般超声电沉积铜薄膜和超声电沉积叠层膜的对比分析发现此种叠层膜的防腐蚀性能大大优于上述两种方法制得的薄膜。文末对此种超声电沉积法铜叠层膜在表面工程上的应用进行展望。     

电子材料

正硅基砷化镓量子点激光器有望推动光计算发展日本东京大学科研人员首次在电泵浦硅基砷化铟/砷化镓量子点激光器中,实现1.3μm激射波长。采用分子束外延技术在硅(001)轴上直接生长砷化镓。在采用分子束外延技术生长量子点层之前,通常采用金属有机化学气相沉积法沿硅(001)轴生长。实现分子束外延引晶技术的替代技术涉及切割衬底,避免贯穿位错、反相边界和裂等晶体缺陷的产生。不幸的是,离轴硅与主流基于     

三洋开发出有助太阳能电池量产的新技术

日本三洋电机公司成功开发出了高速生产硅薄膜的技术，并用新技术生产出了双重构造的薄膜型太阳能电池，使以较低成本生产光电转换效率较高的实用太阳能电池成为可能。太阳能电池的硅薄膜一般用等离子化学气相沉积法生成。等离子化学气相沉积法的要点是将气态硅喷涂到基板上，但是如果需要面积大的薄膜，喷涂的气体压力就容易下降，     

硅烷分解行为及设备的研究进展

硅烷法生产高纯硅和用硅烷沉积硅膜广泛应用于高纯硅生产和器件制造中。本文综述了文献资料对硅烷热分解动力学、汽相沉积硅膜(CVD)、硅烷的光化学及硅烷热分解设备的研究状态。     

外场(力)辅助射流电沉积研究现状

射流电沉积技术是近年来新出现的一种选择性电沉积技术,其具有沉积速度快、沉积精度高和成本低等优点,可解决传统电沉积沉积效率低、沉积质量差等问题,并在快速高效制备高性能镀层上得到了广泛应用.然而,在利用射流电沉积技术追求更高性能和更大厚度的沉积层时,其局限性也逐渐显现,主要体现在沉积厚度不均匀和无法抑制并消除沉积过程中镀层中产生的突起、结瘤、氢气气泡等缺陷,以及在复合电沉积时无法解决复合颗粒团聚的问题,而这也严重限制了射流电沉积技术的实际应用.为消除射流电沉积技术的局限性,研究发现,引入磁场、超声或摩擦外力辅助后可有效优化沉积质量,大大减少镀层中缺陷的数量,显著改善复合颗粒的团聚现象,有助于制备出平均晶粒尺寸更小、表面更加平整均匀以及硬度、耐磨性和耐腐蚀性等性能更加良好的镀层,但同时也发现,不合适的磁感应强度、超声功率和模式、摩擦力等参数反而会造成镀层表面质量和性能的下降.与此同时,相关学者在已成功利用外力辅助射流电沉积制备高质量、高性能镀层的基础上,着重研究了辅助外力参数对镀层表面质量和性能的影响机制,在充分发挥外力辅助作用的同时进一步追求镀层的制备效率,并取得了丰硕的成果.由此,本文归纳了磁场、超声、摩擦三种外力辅助射流电沉积制备镀层的研究现状,并对三种外力的作用原理和机制进行了详细探讨,指出了三种外力辅助的适用对象、当前存在的问题和发展趋势,为制备性能更优的镀层,甚至微纳增材制造和快速成型提供了参考依据.