单源低能离子束辅助沉积类金刚石薄膜结构及性能研究

用单源低能氩离子束辅助沉积（ＩＢＡＤ）法制备了非晶碳薄膜．氩离子能量为４００－１５００ｅＶ．膜面光滑致密，与衬底的结合力较高。用Ｒａｍａｎ，ＦＴＩＲ，ＨＲＴＥＭ，ＴＥＤ，ＳＥＭ，ＥＲＤ及ＲＢＳ研究了薄膜的形貌、结构和组分，测量了膜的电阻率、显微硬度及摩擦系数．薄膜为无定形的类金刚石（ＤＬＣ）．其中含氢约为２０５ａｔ．－％，碳原子与氢原子几乎没有形成Ｃ－Ｈ键．随着离子束能量及束流的增加，显微硬度、摩擦系数增加，电阻率减小．硬度增加是由于薄膜致密度的增加，而电阻率降低是由于膜中金刚石键（ｓｐ~３键）含量减少的缘故．     

一种真空离子溅射镀膜设备控制软件的设计

目前国内外的真空离子镀膜控制软件,都不具有重构功能,导致设备的功能有限,也不能任意修改镀膜程序,且自动化程度也不高;针对这种情况,设计了一种控制软件,以工业计算机为核心,使用Visual Basic.net编程语言编制软件,采用专家系统结构,在Windows操作系统环境下,通过计算机标准接口,控制真空设备中各种常用的部件,可根据产品的需求灵活配置真空镀膜设备;建立了控制指令集,可支持用户自选的光学膜厚仪,具有自主编程功能,可按不同工艺重构镀膜程序;该控制软件已经成功的应用于真空离子溅射镀膜设备,实现了计算机对镀膜设备的自动化智能控制,以及镀膜过程的24小时无人值守。     

基于CZT探测器的X光能谱分析设备

碲锌镉（CZT）探测器是一种新型半导体探测器,具有高的原子序数、宽的禁带和高密度（有效原子序数50、密度5．81g／cm^3,Eg=1．6eV）等优点,有利于低能X射线和g射线的探测分析。CZT探测器可以工作在室温下且具有较好的能量分辨率,     

TEM样品制备中离子束对样品的损伤分析

针对TEM样品制备过程中离子束对样品的损伤所产生的"非晶化"影响进行分析和研究。在总结已有成果的基础上,得到一些新的突破:通过可信、简便的制样方法,可以直接观察到"非晶层";可以量测聚焦离子束制备的可供TEM分析的IC硅衬底样品的极限厚度。通过一系列自主设计的实验,得到如下结果:离子束的能量对"非晶层"厚度的影像非常大;"非晶层"的厚度与切割时离子束的加速电压有关,与离子束电流及入射角度等基本无关。     

硅烷偶联剂表面改性玄武岩纤维增强复合材料研究进展

表面改性是增强玄武岩纤维与基体材料之间结合性能的关键。综述了硅烷偶联剂表面改性以及酸、碱刻蚀,等离子处理辅助协同硅烷偶联剂表面改性玄武岩纤维的研究进展,介绍了硅烷偶联剂表面改性玄武岩纤维在聚合物基复合材料中的应用,并对发展趋势进行了展望,同时分析了硅烷偶联剂表面改性玄武岩纤维当前存在的问题。     

Ag纳米颗粒等离激元光散射增强对Si刻蚀形貌的影响机制

通过实验与有限元(FDTD)模拟系统研究了不同粒径尺寸的Ag纳米颗粒在P(100)Si表面刻蚀过程中等离激元光散射增强对刻蚀孔形貌的影响。SEM结果表明,刻蚀孔由与粒径尺寸接近的垂直孔演化为一种上大下小的火炬状形貌特征孔,该孔的直径与纳米颗粒尺寸散射半径相仿。模拟不同粒径的Ag纳米颗粒进入刻蚀孔后的光散射特征,证实了Ag纳米颗粒等离激元散射对刻蚀孔初期形成的重要作用。分析表明,基于光照条件下电子-空穴的激发特征,刻蚀孔的形貌主要依赖Ag纳米颗粒等离激元散射的光增强,即通过改变入射光频率以及Ag纳米颗粒粒径可以有效地调控Si表面形貌特征。Ag纳米颗粒等离激元光散射增强技术在Si基太阳能电池、发光二极管(LED)器件等领域有潜在应用前景。     

二维纳米材料MXene的研究进展

MXene是一类新型碳/氮化物二维纳米层状材料,一般是利用化学刻蚀的手段通过选择性刻蚀掉前驱体MAX相中的A原子层而得到.其通式可表示为Mn+1XnTx,其中M代表早期过渡族金属,X代表碳和/或氮,Tx代表MXene在刻蚀过程中产生的附着在其表面的官能团(-OH、-F、=O、等).采用一定的手段将多层MXene剥落,可获得类石墨烯形貌的单层MXene.MXene除了具备传统二维材料的性能外,还兼具良好的导电性、亲水性、透光性、柔韧性以及能量储存性能,在复合材料、润滑剂、环境污染治理、电池、电容器、催化、传感器、抗菌等领域具有潜在的应用价值.文章总结了MXene的制备、结构、性能和应用等方面的最新成果,并展望了其今后的研究方向.     

圆柱形阳极层霍尔推力器的内磁极刻蚀研究北大核心CSCD

本文重点研究引起圆柱形阳极层霍尔推力器的内磁极刻蚀的入射离子能量和入射角分布,仿真中考虑入射离子能量和入射角分布大小的变化,进而得到相应的刻蚀速率。由仿真结果可知,放电电压400 V,阳极表面磁场强度175×10^(-4)T,中心最大刻蚀速率为3×10^(-9)m/s。磁场提高到205×10^(-9)T时,中心附近刻蚀速率增加到原来的1.3倍左右,边沿处的刻蚀速率基本相同。在175×10^(-9)T的磁场强度时,把放电电压从400提高到600 V时,中心附近的刻蚀速率从3×10^(-9)提高到12.1×10^(-9)m/s,刻蚀速率增加了4倍多。此仿真结果与150 h的实验结果一致。此研究方法和结果有助于圆柱形阳极层霍尔推力器的设计和寿命评估工作。     

液态金属汞在硅片表面的润湿行为研究北大核心CSCD

针对常温下的液体在固体表面的润湿行为研究。以液态金属汞为研究对象,采用真空等离子体刻蚀工艺制备不同表面形貌的硅片,研究不同硅片的润湿行为,并探究了液滴体积对润湿性的影响。利用金相电子显微镜、白光干涉三维形貌仪以及接触角测量仪分别对不同硅片的表面形貌、表面粗糙度以及润湿行为进行了测量与表征。结果表明:当液滴体积相同时,随硅片表面粗糙度Sa增大,接触角增大;当液滴体积为1μL,表面粗糙度为257.01μm时,测得静态接触角达到最大,为158.3°;而在同一形貌的硅片表面,当液滴体积由1增加到4μL时,硅片表面的接触角呈现逐渐减小的趋势,在致密的网状结构硅片表面,接触角减小的幅度最大,达到11.6°。为今后研究汞在不用材料表面的润湿行为具有一定的参考意义。     

一种基于聚焦离子束的石英玻璃平面透射电镜试样制备方法

使用聚焦离子束制备含有贯通纳米孔的石英玻璃平面TEM试样时,会出现试样硬度高、导电性差、试样片厚度过大等问题。改变试样U型切割时的倾转角,可在低加工束流下将试样薄片快速截断、分离并转移,避免加工时试样发生漂移损坏,或因长时间加工而出现反沉积现象,制备出的贯通纳米孔石英玻璃平面TEM试样衬度均匀、损伤少。该方法为深入研究激光刻蚀对石英玻璃结构的影响奠定了基础,同时也为使用聚焦离子束制备相近材料的平面TEM试样提供了技术参考。