一、溅射效应对离子注入聚合物表面形貌的影响(论文文献综述)
党蕊[1](2021)在《工程塑料表面原位生长非晶碳基薄膜的结构调控和摩擦学行为》文中提出工程塑料硬度低、磨损率大等缺点会制约其在更多领域的应用。通过一些先进的薄膜材料对工程塑料表面进行耐磨防护已经成为工程装备性能提升的迫切需求。本文通过碳等离子体和混合等离子体诱导在聚四氟乙烯(PTFE)材料和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料表面制备非晶碳基薄膜。探索和分析等离子体诱导在PTFE材料和UHMWPE材料表面原位生长非晶碳基薄膜,并且研究了不同等离子体能量下对原位生长非晶碳基薄膜的结构调控。此外还讨论了样品的润湿性能,膜基结合强度和摩擦学性能,研究结果如下:(1)通过改变碳等离子体电流,在PTFE材料表面制备了不同厚度的非晶碳(a-C)薄膜。研究结果表明在碳等离子电流的处理下,PTFE材料表面发生了一系列复杂的反应,分析了a-C薄膜在PTFE材料表面的原位生长机理。同时随着碳等离子电流的增加,体系中a-C薄膜的sp2杂化碳增多,接触角的大小减少。划痕测试显示PTFE材料表面原位生长非晶碳薄膜能够提供可靠的膜基结合强度。此外,在1.5 A的碳等离子体电流下,磨损率从8.47×10-4 mm3/Nm降低到4.70×10-4 mm3/Nm。(2)通过改变碳等离子体电流,在UHMWPE材料表面制备出了不同厚度的非晶碳薄膜。研究结果表明在碳等离子电流的处理下,UHMWPE材料表面的碳质结构向非晶碳结构的原位转变,形成了在截面图观察到的包含聚合物碳和非晶碳结构的原位转变层,深入分析这种原位生长机理。同时随着碳等离子体电流的增加,UHMWPE材料表面原位生长a-C薄膜中sp2杂化碳增多,接触角的大小减少。划痕测试显示以化学键形式存在的原位转变层能够提供可靠的膜基结合强度。此外,经过1.0 A碳等离子体电流处理后的UHMWPE材料在两种摩擦环境下的磨损分别为2.13×10-5 mm3/Nm和1.85×10-5 mm3/Nm。(3)通过纯碳等离子体和混合等离子体处理,在UHMWPE材料表面制备出a-C薄膜、a-C/Si薄膜、a-C/Cr薄膜。研究结果发现,经过混合等离子体处理后,依然能实现UHMWPE材料表面的碳结构向非晶碳复基合结构的原位转变,分析原位生长非晶碳基复合薄膜的生长机理的同时,也发现了掺杂元素后导致体系中薄膜sp2杂化碳含量的不同。同样以化学键形式存在的原位转变层能够增加膜基结合强度。混合等离子体处理后的UHMWPE材料表面有着优异的力学性能,a-C/Si薄膜和a-C/Cr薄膜硬度分别为1.13 GPa和1.30 GPa,而纯碳等离子体处理后的UHMWPE材料有着优异的摩擦学性能,三种载荷下的磨损率分别为1.71×10-5 mm3/Nm,2.46×10-5 mm3/Nm,5.16×10-5 mm3/Nm。
杨高元[2](2021)在《低能离子轰击光刻胶诱导自组织纳米结构的研究》文中指出低能离子轰击无需掩模即可在大面积的固体材料表面诱导产生多样的自组织纳米结构,具有低成本、高效率和适用范围广等优势,是一种新型的表面纳米结构制备技术。光刻胶是微纳加工领域一种重要的有机聚合物材料,通常作为掩模利用其抗刻蚀特性进行图形转移。然而,低能离子轰击与有机多体材料相互作用的研究工作十分有限,并且低能离子轰击诱导自组织纳米结构的图形高宽比亟待提高。因此,本文提出开展低能氩离子与光刻胶材料之间相互作用的研究,探索了将其作为掩模进行图形转移的工艺方法。论文的主要研究内容包括:1.系统地研究了光刻胶的低能离子轰击特性。与无机物的离子轰击特性类似,入射离子的能量和入射角是调控低能离子轰击在光刻胶表面诱导产生自组织纳米结构的形貌类型的主要因素。随离子入射角的增加,可依次在光刻胶表面获得随机纳米孔、准周期纳米波纹和屋瓦状的刻面结构等不同的表面形貌,并且纳米孔的形貌特征受离子能量大小的调控。2.重点研究了光刻胶表面纳米孔结构的演化规律与形成机制。实验结果表明,与离子轰击无机材料表面诱导的纳米结构的显着区别是,低能离子正入射和近正入射轰击时,能在光刻胶表面诱导产生直径在5-40 nm范围的随机纳米孔结构,而且纳米孔的平均直径、表面粗糙度等形貌特征,受离子能量、轰击时间、离子束流密度和入射角等离子轰击参数的调控。使用时间飞行的二次离子质谱和X射线光电子能谱对离子轰击前后光刻胶表面组成的变化进行了表征和分析,结果表明,离子轰击会使光刻胶发生分解和优先溅射,导致表面的组成发生改变。与无机二元材料不同的是,由于离子轰击对光刻胶的强烈分解作用,导致光刻胶表层富含较轻的组分。建立了描述纳米孔结构形成与演化的物理模型,光刻胶表面纳米孔的产生是离子轰击引起的分解、优先溅射和质量再分布等不同物理机制共同作用的结果。3.系统研究了光刻胶表面纳米波纹结构的演化规律和生长模型。斜入射时,低能离子轰击能在光刻胶表面诱导产生纳米波纹结构,波纹的形貌、结构波长(即波纹的横向特征尺寸)和振幅等特征受离子参数的调控,例如结构波长可在30-300 nm范围内调节。结果表明,纳米波纹的演化过程可以分为生长和饱和两个阶段;离子能量越大,波纹的波长和振幅等特征尺寸也越大,达到饱和状态时所用的时间也就越长。使用连续模型分析了波纹结构的演化规律和所包含的主要物理机制,并解释了波纹结构生产、饱和以及刻面化的原因。4.确定了以光刻胶表面纳米波纹结构为掩模进行图形转移的工艺方法,并初步研究了转移后亚波长熔石英表面纳米结构的光学特性。以离子轰击诱导产生的纳米波纹结构作为掩模,利用反应离子刻蚀对其进行修饰去除底部剩余的光刻胶,再通过反应离子束刻蚀进行图形转移。在熔石英表面获得的亚波长纳米结构与光刻胶表面的纳米波纹结构掩模相比,高宽比提高了近三倍。初步的光学表征结果表明,这种具有表面亚波长纳米结构的熔石英样品在600-1300 nm波段范围内的透过率约为94%,与未处理的熔石英相比提高约1%。
文哲[3](2021)在《柔性衬底上溅射沉积WO3薄膜及其电致变色性能研究》文中指出三氧化钨(WO3)薄膜因其卓越的电致变色性能而受到青睐,由其组成的器件广泛应用于智能窗、汽车防眩目后视镜等领域。随着高分子聚合物衬底材料的出现,基于WO3薄膜的柔性电致变色器件在可穿戴电子设备、防眩目眼镜和军事伪装等领域具有广阔的应用前景。柔性衬底材料聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有成本低、形变能力强等优点,但熔点较低,无法承受过高的温度。在众多薄膜制备方法中,磁控溅射法具有沉积温度低、易于控制膜厚、成分均匀、膜基结合力强等优点,适用于在柔性衬底上制备WO3薄膜。本文在ITO/PET衬底上直流反应磁控溅射沉积WO3薄膜。通过优化最佳掠射角度、柔性衬底表面喷金、掺杂二氧化钛(Ti O2),以期提高WO3薄膜的电致变色性能。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)等方法,确定薄膜的晶体结构、组织成分、表面和断面形貌;利用紫外分光光度计和电化学工作站,分析薄膜的光学性能和电化学性能。结果表明:当掠射角α<30o时,平整的薄膜表面具有明显的颗粒,断面结构致密。当掠射角α>60o时,薄膜表面形成类似于山峰的形貌,断面为纳米斜柱状结构,这种疏松多孔的纳米结构对于离子和电子的迁移十分有利,提高了薄膜的电致变色性能。与其它掠射角度相比,掠射角α=80o沉积的WO3薄膜具有最高的电荷容量、最快的离子扩散速率、最短的响应时间和最大的光调制幅度。柔性衬底表面喷金后制备的WO3薄膜依旧保持其原有的表面和断面形貌。喷金后虽然保持了较高的电荷容量,但是会小幅度地降低WO3薄膜的光调制幅度、着色效率和离子扩散速率。纯WO3薄膜仍存在致/褪色响应时间长、循环稳定性差等问题,因此亟需对其电致变色性能进行改进。通过掺杂Ti O2对WO3薄膜的致/褪色响应时间和循环稳定性有了显着地改善,制备的Ti O2/WO3薄膜保持了疏松多孔的纳米斜柱状结构,进一步提高薄膜的光调制幅度和着色效率,显着地改善了WO3薄膜的电致变色性能。
白晓园[4](2020)在《单晶LiNbO3薄膜材料及薄膜体声波谐振器的制备研究》文中研究表明薄膜体声波(Bulk Acoustic Wave,BAW)滤波器凭借体积小、高频率和可集成的优势已经应用于4G等通信技术中,随着5G通信技术的发展,通信技术对射频滤波器有了新的性能要求,要求向大带宽发展。BAW谐振器作为BAW滤波器的主要组成单元,其机电耦合系数直接影响着BAW滤波器的带宽,而BAW谐振器的机电耦合系数主要由压电薄膜的机电耦合系数决定,因此BAW谐振器及其采用的压电材料一直吸引着学术界和企业界的研究热潮。然而目前应用的Al N材料体系BAW谐振器的机电耦合系数较低(kt2<7.5%),常用作窄带滤波器(相对带宽<4.3%),无法满足5G滤波器大带宽(相对带宽>8%)的应用需求,因此制备具有高机电耦合系数的压电材料和高机电耦合系数的BAW谐振器是至关重要的。针对这一现状,本论文重点开上展了单晶压电材料的切型研究,单晶压电薄膜的制备与表面改性处理研究,以及薄膜体声波谐振器的制备研究等内容,主要研究内容总结为以下几方面:(1)进行了谐振器功能层的设计,提出选择LiNbO3(LN)单晶薄膜作为BAW谐振器的压电层,建立了一种新的方法分析不同切向LN材料的kt2和谐振模态;并通过分析电极种类、形状等对谐振器谐振模态、谐振频率的影响,选择Al和不规则五边形作为谐振器的电极和电极形状。重点采用欧拉角变换和有限元方法仿真分析了不同切向LN的机电耦合系数变化以及谐振模态特征,获得了LN材料机电耦合系数随Y切不同旋转角度的变化趋势,为后续BAW谐振器制备进行切型的选择奠定了理论基础。(2)基于离子注入剥离技术(Crystal-Ion-Slicing,CIS)进行了两种不同切向LN单晶薄膜的制备,重点验证了该工艺对Y切不同旋转角度LN薄膜制备的适用性和兼容性。该方法制备的两种单晶薄膜均具有较好的结晶质量,且薄膜厚度均匀,但是薄膜表面粗糙度较大。因此,本论文重点采用了一种非接触式离子抛光技术—低能Ar+辐照,对薄膜进行表面改性处理,结果表明该离子辐照技术不仅可以有效降低薄膜表面粗糙度,还能移除由注入导致的表面损伤层。而且表面处理后LN薄膜的电学性能得到了明显的提升,表明了此方法制备的LN单晶薄膜较好地延续了LN单晶块材的性能。(3)为了获得高机电耦合系数的BAW谐振器,本论文提出了43°Y切LN薄膜作为压电层,该切型LN机电耦合系数达到23%,是目前应用的Al N材料机电耦合系数的3倍以上。然后采用CIS技术制备了基于43°Y切LN单晶薄膜的空腔型薄膜体声波谐振器,谐振器机电耦合系数约为14.7%,是目前应用谐振器机电耦合系数的2倍左右,但是存在谐振腔上方膜层翘曲的问题。(4)为了进一步提升BAW谐振器的性能,本论文对固体装配型薄膜体声波谐振器(Solidly-Mounted-Resonator,SMR)进行了制备研究,重点建立了两种布拉格反射层集成技术:正向生长技术和反向生长技术,并分别研究了两种集成技术对谐振器性能的影响。正向生长技术中,采用在衬底表面自下而上生长布拉格反射层,在该结构中提出采用聚并环丁烯(Benzocyclobutene,BCB)作为声学反射层的概念来提升对声波的反射效率。反向生长技术中,采用在注入片表面自上而下生长布拉格反射层,制备的BAW谐振器机电耦合系数可达20%,是目前应用BAW谐振器机电耦合系数的2倍以上。综上,本论文提出了特殊切型LN单晶薄膜作为BAW谐振器的压电层,并验证了离子注入剥离技术对Y切不同旋转角度LN单晶薄膜制备的适用性与兼容性。基于该技术成功制备了薄膜体声波谐振器,器件机电耦合系数达到20%,是目前商用BAW谐振器机电耦合系数的2倍以上。
景亚琪[5](2020)在《过渡金属硫/氮族化合物的制备、改性及其催化应用研究》文中研究指明氢能是一种高能量密度、清洁可持续的能源,是解决当下能源危机的最佳方案。依托太阳能、风能和水能这些清洁能源,可以将其产生的间断不连续的电能就地转化为氢气加以储存、运输和利用。而电解水制氢是实现该转化的重要环节,该过程需要使用催化剂来降低对电能的消耗。目前使用的催化剂主要依赖贵金属元素,成本较高,因此需要开发性能优异的非贵金属催化剂。过渡金属化合物(TMCs)是目前使用最多的非贵金属催化剂,然而其催化活性和贵金属相比仍有不小的差距,因此,对TMCs进行改性具有重要意义。本论文围绕非贵金属催化剂的开发,分别从空间排列、形貌和缺陷三个角度对不同的TMCs进行改性,同时也采用离子注入的方法对常规电极表面进行修饰,对其进行界面优化,旨在提升催化活性,并探索其内在的改性机理。主要有以下内容:(1)采用水热和化学气相沉积(CVD)法在亲水碳布表面合成了WS2-CoS2异质结构,由于两相间的协同效应,该异质结构展示了优异的析氢(HER)电催化活性,在酸性条件下100 m A·cm-2处的过电位为245 m V,塔菲尔(Tafel)斜率为270 m V·dec-1。通过形貌、晶相、化学态和比表面积等一系列表征发现,该异质结构尺寸和空间分布均匀,WS2和CoS2相间分布,WS2纳米片有效地限制了CoS2纳米颗粒的团聚,增大了比表面积,CoS2纳米颗粒填充在WS2纳米片间也促进了电荷在面间的传输,同时两相界面处存在的晶格畸变使其电子结构发生变化,进而使最终的催化活性得到改善。该工作的方法和结果也为其它异质结构的设计提供了参考。(2)采用常规的水热和CVD法成功地在泡沫Ni基底上合成了含Zn的磷化钴介孔纳米线阵列,该材料在酸性和碱性条件下均显示出优异的HER催化活性,在100 m A·cm-2处的过电位分别为167和172 m V。通过形貌、晶相和比表面积表征发现,Zn元素的掺入对磷化钴纳米线的形貌产生了很大的影响,使其表面出现了大量的介孔结构,同时也增加了CoP相的比例,这使其催化活性有很大提升,该工作为材料形貌的调控提供了新的思路。(3)采用电子辐照的方法对W系硫族化合物进行改性,通过拉曼表征、HER和H2O2分解电催化测试发现,电子辐照会使二维层状WS2发生剥离,由块体向单层转变,同时也会使所有材料表面出现断键和氧化现象,这几点均会对材料的催化活性产生影响。每种材料都存在最佳辐照剂量,过大的剂量会使表面断键数量增大,加剧表面的无定形化,对催化活性起到负面作用。不同材料化学键能的强弱是影响辐照效果的关键。该工作为电子辐照这一方法在材料改性上的应用普及提供了思路。(4)采用离子注入法对Cu和碳纤维电极进行改性,通过电化学阻抗(EIS)、表面电阻和类酶测试发现,离子注入会对电极的电荷迁移效率和催化活性产生影响,改性的效果与注入离子和基底组合有关,Cu基底由于自身化学性质活泼易发生氧化,离子注入后其界面阻抗未发生降低。碳纤维电极由于自身较为疏松的结构和催化惰性,离子注入后形成的纳米颗粒可与电解液充分接触,其类酶催化活性有较大提升。该工作为离子注入在材料催化改性上的应用提供了参考。
田钦文[6](2020)在《双极性HIPIMS电源研制及PI表面Cr膜沉积研究》文中指出高功率脉冲磁控溅射相较于直流、脉冲磁控溅射,具有较高的峰值电流和峰值功率,可以制备出良好致密度和膜基结合力的固态薄膜,但无法解决绝缘材料加不上偏压的问题。针对上述问题,本文提出了正反双极性高功率脉冲磁控溅射的新方法,仿真了主电路拓扑结构,成功研制了新型磁控溅射电源,采用正反双极性高功率磁控溅射系统在PI表面沉积制备了金属膜,并对沉积过程的等离子体放电行为、沉积层表面形貌、结构及机械性能加以研究,揭示了沉积过程机制与性能演化规律。本文采用PLECS仿真软件对主电路拓扑结构进行构建,重点构建了电路的斩波控制模块。基于不同斩波模块输出的靶电压、靶电流波形以及波形实际应用工况加以分析。除此之外,本文基于仿真电路拓扑结构制作了新型磁控溅射电源。在研制新型电源的过程中对电路拓扑结构进行选取和计算。其中,滤波电容为190μF,逆变桥为全桥式逆变电路,整流桥包括副端变压器,整流桥,滤波电容,斩波控制模块和负载。变压器原端和两副端匝数比为1:2和1:1。根据所构建的电路,研究不同放电波形对等离子体放电行为的影响。结果表明,正向电压可以提高金属放电阶段的稳定性。随正向电压提高,波形金属放电宽度和平稳度均明显增加。采用不同放电波形在PI表面沉积金属Cr膜。其中,HIPIMS放电波形制备的Cr膜表面形貌呈条纹状。BP-HIPIMS放电波形制备的Cr膜表面形貌呈灰黑均匀分布点状形貌。而DP-HIPIMS和DBP-HIPIMS放电波形制备的Cr膜表面形貌分别呈灰黑相间网络状形貌以及深色衬度岛及其周围白色界面所组成的形貌。加入正向电压是可以有效提升薄膜的表面粗糙度,BP-HIPIMS和DBP-HIPIMS放电波形对应Rmax分别为15.9nm和30.6nm,对应的Ra分别为2.9nm和3.5nm。PI-Cr薄膜的物相结构为α-Cr晶体,Cr(110)密排面对应的晶向方向为Cr膜的择优生长方向。采用划痕刮擦法评价薄膜的结合力,BP-HIPIMS和DBP-HIPIMS放电波形对应的薄膜加载力为23.5N和22N,加载力相较于HIPIMS和DP-HIPIMS放电波形制备的薄膜有明显提升。采用有机涂料划格法对薄膜结合力进行等级评价,ASTM等级为5B级。采用销盘式摩擦磨损试验机对薄膜的摩擦学性能测试。结果表明,BP-HIPIMS和DBP-HIPIMS放电波形对应的初始摩擦系数均高于0.25。HIPIMS和DP-HIPIMS放电波形对应的初始摩擦系数均低于0.2。但BP-HIPIMS和DBP-HIPIMS放电波形对应的薄膜磨痕宽度分别为221.8μm和217.8μm,磨痕宽度较HIPIMS和DP-HIPIMS放电波形对应的磨痕宽度要小。
王家宁[7](2020)在《离子辐照PI电学性能与结构演化及激光退火影响研究》文中提出离子辐照技术能量输入高效,对材料的宏观性能与微观结构均产生重要影响,而激光退火技术能够对材料表面结构产生有效的调制作用。本文采用N/Ar离子辐照及辐照后激光退火对聚酰亚胺材料的电学性能进行改性,阐明了材料性能演化规律,表征了改性材料的微观结构和离子辐照损伤行为,揭示了离子辐照及辐照后的激光退火处理对聚酰亚胺材料的改性机制。研究结果表明,N/Ar离子辐照改性将提升聚酰亚胺材料的载流子浓度,降低材料电阻率,对于140 ke V 2E16 cm-2 N离子辐照试样,材料电阻率降低至109.0Ω·cm,较之原始样品(2.3×1016Ω·cm)降低14个数量级。材料在可见光波段的透过率显着降低,吸光度升高,光学带隙值降低,从而使得电子更易跃迁为载流子。离子辐照后,材料产生了g因子值为2.0025的热解碳自由基,随着位移吸收剂量的增加,自由基含量上升,二次微分谱半峰宽降低,半峰宽在高注量N离子辐照试样中降低更明显。材料内部的未成对电子寿命增长,自旋状态趋于稳定,表面结构向局域化状态转变。离子辐照改性产生的位移损伤使得酰胺环开环,氨基与羰基降解,呈现出由sp2与sp3杂化形式共存的类石墨化结构。随着位移损伤的加剧,类石墨化团簇结构尺寸细化,有序度略有降低。经过辐照改性的聚酰亚胺材料在激光退火处理后,在原有基础上,载流子浓度进一步增加,载流子迁移率下降,电阻率进一步降低,可低至0.7226Ω·cm,较之辐照改性样品降低3个数量级。光学透过率略有降低,材料的光学带隙值变化不明显。激光的光化学效应将对辐照改性聚酰亚胺材料表面残余的高分子结构进一步降解,细化类石墨化团簇结构的尺寸。此外,光化学效应与光热效应的协同作用将使材料表面发生刻蚀,致使材料表面出现岛状形貌,随着激光能量密度的升高,岛状结构的数量增加,分布更为均匀。激光的光热效应将使类石墨化团簇结构发生类再结晶行为,提升类石墨化团簇结构的有序度。有序度提升的类石墨化团簇结构将为材料提供更多的载流子,降低材料电阻率。光热效应与光化学效应的协同作用使得材料电阻率较之辐照改性材料有着进一步的降低。采用离子辐照与激光退火联用可以对聚酰亚胺材料的电阻率进行定量、分级调节,从而达到不同的使用功效。
郭建磊[8](2020)在《SiO2激光减反膜的辐照效应研究》文中研究说明溶胶凝胶SiO2薄膜具有光学性能优异、抗激光损伤性能高、介电性能好以及易于涂覆和制备成本低等特点,因而被广泛应用于微电子器件、太阳能电池以及光学元件涂层等领域。在目前的惯性约束核聚变研究中,溶胶凝胶SiO2薄膜被大量用于高功率固体激光装置中的光学元件涂层,用于提高熔石英等光学元件的透过率,减少激光在传输过程中的能量损耗,从而延长光学元件的使用时间并提升激光装置的输出功率。然而,在聚变反应过程中,SiO2薄膜不仅要受到激光以及穿透性强的γ射线、中子的辐照作用,还可能会受到离子束、电子束等的辐照作用。辐照可能会使SiO2薄膜产生缺陷、改变薄膜的微观结构以及表面形貌等,从而降低薄膜的光学性能,这将会对光学元件的使用以及高功率固体激光装置的稳定性产生重要的影响。因此,本论文分别实验研究了γ射线和氦离子对SiO2薄膜的辐照效应。主要研究内容如下:(1)采用不同辐照剂量的γ射线对SiO2薄膜进行辐照,并在辐照后对不同辐照剂量下的薄膜表面的形貌、粗糙度以及薄膜的微观结构和光学性能进行表征分析。研究结果表明,γ射线辐照使薄膜表面的孔隙增加,并且出现了很多裂缝,随着辐照剂量增大,裂缝的数量逐渐增多且宽度逐渐变大。原子力显微镜测得薄膜表面的粗糙度随辐照剂量的增大有轻微减小,同时,接触角的测量结果也证明了表面粗糙度随辐照剂量的增大是减小的。此外,薄膜的透过率在200400 nm的紫外光区域随辐照剂量的增大逐渐减小。当辐照剂量大于100 kGy后,在215 nm出现明显的新吸收带,且吸收带强度随辐照剂量的增大而增大,说明γ射线辐照使薄膜产生了缺陷以及缺陷累积。(2)研究了不同注量的氦离子对溶胶凝胶SiO2薄膜的表面形貌、薄膜厚度、微观结构、内部缺陷以及光学性能的影响规律。结果表明,氦离子注入的溅射效应使薄膜的厚度随注量的增大逐渐减小。氦离子的注入使薄膜表面出现了裂缝,并且裂缝随注量的增大逐渐变长变宽,以至于宽度过大而露出基底,并且相互连通的裂缝将薄膜分割成了很多块状,同时,块状薄膜表面的孔隙随注量增大逐渐变大。氦离子的注入改变了薄膜内纳米SiO2颗粒的大小,注量越大,颗粒直径越小。此外,随注量增大,薄膜内Si-O-Si键角逐渐变小,键长逐渐变短,薄膜致密。氦离子注入使薄膜内产生了E’色心缺陷,且缺陷在注量5×10166 ions/cm2达到饱和,并随注量增大向氧空位中心缺陷转化。缺陷的产生、薄膜致密以及薄膜表面形貌发生改变,导致薄膜的吸收率随注量的增大逐渐增大。
朱明冬[9](2020)在《Al2O3陶瓷表面离子注入与沉积及沿面闪络特性研究》文中认为氧化铝陶瓷具有良好的热传导性、电绝缘性能和耐高温特性,广泛应用于高电压及电真空绝缘领域。但是,由于其表面电阻率和二次电子发射系数大,在高电场和复杂环境下,表面容易积聚大量电荷,降低沿面闪络电压,引发沿面放电事故。因此,通过研究氧化铝陶瓷真空沿面闪络发展过程,探寻抑制电介质表面电荷积聚以及提高沿面闪络性能的方法具有重要科学和工程意义。本文采用离子注入与沉积的方法提高了氧化铝陶瓷的闪络特性,并通过仿真模拟和实验相结合研究了真空沿面闪络的形成与发展过程。分别采用钛离子注入与氧化铬薄膜沉积的方法对氧化铝陶瓷进行了表面改性。通过金属栅网辅助+射频氩等离子体中和电荷的方法,消除了离子注入过程中氧化铝陶瓷表面的“打火”现象。研究了离子注入时间对氧化铝陶瓷表层化学成分和微观组织结构的影响,发现注入钛元素浓度呈类高斯分布,浓度峰值位于30 nm附近,氧化铝陶瓷表面形成了非晶改性层。研究了基体温度、氧流量和沉积时间对氧化铬薄膜微观组织结构的影响规律:基体温度高于100℃时薄膜开始晶化;随着氧流量的增加,氧化铬薄膜的沉积速率下降,薄膜的衍射峰强度降低,薄膜化学计量比由欠氧状态转变为富氧状态;基体温度达到300℃,氧流量为5 sccm时,沉积薄膜为化学计量比2:3的纳米柱状多晶氧化铬;随着沉积时间的增加,薄膜沉积速率保持稳定,晶粒尺寸逐渐增大。对离子注入与沉积处理前后的氧化铝陶瓷表面电学特性进行了测试,发现随着钛离子注入时间的增加,氧化铝陶瓷表面电阻率降低,体积电阻率、相对介电常数和二次电子发射系数变化不大;随着沉积氧化铬薄膜厚度的增加,氧化铝陶瓷表面电阻率接近块体氧化铬,二次电子发射系数从7.8降低到1.93。通过针-板直流电晕放电实验发现,经过钛离子注入与氧化铬薄膜沉积处理后,氧化铝陶瓷表面电阻率降低和陷阱能级变浅共同抑制了表面电荷积累,促进了表面电荷消散。通过真空沿面闪络实验发现:随着钛离子注入时间的增加,氧化铝陶瓷沿面闪络电压呈现先提高后降低的趋势,而随着沉积氧化铬薄膜厚度的增加先提高后趋于稳定。采用2维PIC/MCC(Particle-in-cell/Monte Carlo collision)模拟方法,建立了氧化铝陶瓷真空沿面闪络仿真模型,模拟了不同条件下的沿面闪络过程。研究发现:考虑表面释气时,由于电子与脱附气体发生碰撞电离,二次电子倍增达到饱和后,空间电子数目和离子数目会继续随时间呈现指数增长,发生气体雪崩击穿。不考虑表面释气时,二次电子倍增存在饱和阶段,空间电子数目与外加电场强度呈二次关系,表面积累正电荷密度随外加电场强度线性增加;氧化铝陶瓷表面预先积累正电荷,会促进二次电子倍增过程的发展,增加饱和阶段的表面正电荷积累;空间电子数目和表面正电荷密度随着二次电子发射系数增加呈现指数增长,将氧化铝陶瓷表面二次电子发射系数降低至3以下,可以有效地抑制二次电子倍增效应。真空脉冲电压作用下,钛离子注入处理后,氧化铝陶瓷表面正电荷密度略有降低,表面电荷分布范围与未处理氧化铝陶瓷相似;表面沉积120 min的氧化铬薄膜后氧化铝陶瓷表面正电荷密度和分布范围明显减小。
黎波[10](2019)在《离子束表面改性提升熔石英激光损伤阈值的物理规律研究》文中研究说明熔石英材料具有优良的光学、力学及机械性能,主要用于制作紫外光学元件,被广泛地应用于高功率激光系统,其负载能力很大程度上取决于熔石英元件的抗激光损伤能力。然而,熔石英光学元件在紫外激光辐照下容易损伤,严重降低了光学元件的使用寿命和高功率激光装置的负载能力,成为制约惯性约束聚变发展的瓶颈。提升熔石英元件的负载能力已成为目前迫切需要解决的问题之一。从损伤机制来看,通常提升熔石英抗激光损伤能力的途径从以下两个方面出发:(1)减少甚至去除熔石英表面的缺陷,降低其损伤的概率;(2)施加压应力,强化表面,同时降低或抵消激光辐照转换而来的热致应力,使其低于光学材料断裂的临界应力。目前关于熔石英表面缺陷和表面应力与激光损伤的关系的报道还很少。本论文基于离子束与材料相互作用的两个主要效应:溅射和注入,研究了基于溅射的离子束刻蚀去除熔石英表面缺陷,改善表面质量,提升熔石英元件激光损伤阈值;研究了离子注入在熔石英表面形成压应力层,强化表面,进一步提升熔石英抗激光损伤性能。论文主要内容及研究结果如下:1.研究了离子束刻蚀参数对熔石英表面离位损伤、刻蚀速率、表面质量及激光损伤阈值的影响。结果表明,离子能量越大及入射角越小,离位损伤越严重,损伤深度越深;刻蚀速率随着离子能量的增加而增加,随着束流的增加呈线性增加,随着离子入射角度的增加先增加后减小。离子束刻蚀可以去除金属杂质,钝化或去除表面缺陷,改善表面质量,提升熔石英的激光损伤阈值。本论文优化的离子束参数为:能量800 eV、束流300 mA及离子入射角度范围为0o30o及≥70o。2.采用大入射角离子束对熔石英表面进行逐层去除,研究了刻蚀后熔石英表面金属杂质和缺陷、表面分子结构变化及其对激光损伤阈值的影响;同时分析了熔石英表面激光损伤机理。结果表明,金属杂质元素主要分布在熔石英表面0200nm的深度范围;刻蚀500 nm后,暴露出大量的亚表面缺陷,缺陷的尺寸和数量最大,表面质量恶化;随着刻蚀深度进一步增加,亚表面缺陷逐步去除,表面质量得到改善;随着刻蚀深度的增加,结构型缺陷密度和Si-O-Si键角减小而表面密度增加;熔石英表面金属杂质对紫外激光具有很强的吸收,是制约激光损伤阈值提升的关键因素;此外,亚表面缺陷会导致光场调制,限制了激光损伤阈值的进一步提升。3.针对离子束刻蚀和HF酸刻蚀各自的局限性,提出了复合刻蚀方法,即大角度离子束刻蚀+动态HF酸刻蚀。离子束刻蚀能够有效地去除熔石英表面金属杂质及亚表面缺陷,减少了HF酸对熔石英的刻蚀去除量,避免了缺陷的复制扩展,反应产物的沉积,面型的恶化。HF酸刻蚀能够去除离子束刻蚀引起的原子尺度的损伤层,并改善离子束刻蚀后的面型,提高刻蚀效率。采用70o离子束刻蚀熔石英表面2μm后,再采用HF酸刻蚀3μm,熔石英元件的激光损伤阈值为35.54 J/cm2,提升了102.74%。4.研究了Ar+、He+、N+离子注入对熔石英的激光损伤行为的影响。结果表明,离子注入的同时伴随着溅射效应,钝化表面缺陷,粗糙度略微降低;离子注入过程中,缺陷的复合起主要作用导致结构型缺陷密度减小;离子注入均导致熔石英表面Si-O-Si键角减小,密度增加,形成了压应力层,从而增强了熔石英表面的力学性能。相较于He+离子注入,Ar+离子注入后熔石英表面粗糙度较小,压应力较大,激光损伤阈值提升较多。对于N+离子注入,会与键断裂的硅氧结合,形成氮硅化物,结构型缺陷密度最小,硬度最大,激光损伤阈值提升幅度最大,但是增加了光学击穿的可能性。5.采用不同能量、注量氩离子注入熔石英表面,研究了氩离子注入对熔石英表面形貌、微结构、光学和力学性能以及激光损伤性能的影响规律。结果表明,离子注入的挤压作用可以弥合熔石英表面的微裂纹;离子注入的同时伴随着溅射效应,钝化表面缺陷,粗糙度略微降低,但是,当注量超过1×10177 ions/cm2时,由于氩气泡的出现,粗糙度增加,表面质量恶化;离子注入过程中,结构缺陷的产生与复合相互竞争,导致缺陷密度随着离子能量和注量的增加,先减小后增加,在能量为10 keV、注量为1×10177 ions/cm2时,缺陷密度及种类最少;氩离子注入导致熔石英表面Si-O-Si键角减小,密度增加,形成了压应力层,从而增强了熔石英表面的力学性能;氩离子注入提升熔石英激光损伤阈值是缺陷密度的减少、表面质量的改善、压应力的形成等多种因素综合作用的结果,熔石英表面压应力对紫外激光辐照下损伤增长也有一定的抑制作用。
二、溅射效应对离子注入聚合物表面形貌的影响(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、溅射效应对离子注入聚合物表面形貌的影响(论文提纲范文)
(1)工程塑料表面原位生长非晶碳基薄膜的结构调控和摩擦学行为(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 改性工程塑料的研究现状 |
1.2.1 溶液处理法 |
1.2.2 离子注入法 |
1.2.3 填充法 |
1.2.4 辐射交联法 |
1.2.5 电晕放电法 |
1.2.6 低温等离子体法 |
1.3 现有改性方法的不足 |
1.4 工程塑料表面制备非晶碳薄膜 |
1.4.1 非晶碳薄膜材料 |
1.4.2 工程塑料表面制备非晶碳薄膜的研究进展 |
1.4.3 工程塑料和非晶碳薄膜之间的界面问题 |
1.4.4 等离子体诱导在工程塑料表面原位生长非晶碳薄膜 |
1.5 本文的研究意义和研究内容 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 研究内容 |
第二章 实验方案 |
2.1 非晶碳基薄膜的制备 |
2.1.1 UHMWPE和 PTFE材料表面制备非晶碳薄膜 |
2.1.2 UHMWPE表面制备非晶碳基复合薄膜 |
2.2 结构测试和性能表征 |
2.2.1 结构测试 |
2.2.2 润湿性能表征 |
2.2.3 机械性能表征 |
2.2.4 摩擦性能表征 |
第三章 PTFE表面原位生长非晶碳薄膜的结构调控和摩擦学行为 |
3.1 引言 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 拉曼光谱 |
3.2.2 X射线光电子能谱 |
3.2.3 表面形貌和截面形貌 |
3.2.4 非晶碳薄膜在PTFE表面的生长机理 |
3.2.5 接触角测试 |
3.2.6 划痕测试 |
3.2.7 摩擦性能测试 |
3.3 小结 |
第四章 UHMWPE表面原位生长非晶碳薄膜的结构调控和摩擦学行为 |
4.1 引言 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 红外光谱 |
4.2.2 拉曼光谱 |
4.2.3 X射线光电子能谱 |
4.2.4 表面形貌和截面形貌 |
4.2.5 非晶碳薄膜在UHMWPE表面的生长机理 |
4.2.6 接触角测试 |
4.2.7 机械性能测试 |
4.2.8 摩擦性能测试 |
4.3 小结 |
第五章 UHMWPE表面原位生长非晶碳基复合薄膜的结构调控和摩擦学行为 |
5.1 引言 |
5.2 结果和讨论 |
5.2.1 拉曼光谱 |
5.2.2 X射线光电子能谱 |
5.2.3 表面形貌和截面形貌 |
5.2.4 非晶碳基复合薄膜在UHMWPE表面的生长机理 |
5.2.5 机械性能测试 |
5.2.6 摩擦性能测试 |
5.3 小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间的研究成果 |
(2)低能离子轰击光刻胶诱导自组织纳米结构的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 低能离子轰击技术国内外研究现状 |
1.2.1 低能离子轰击技术的发展 |
1.2.2 低能离子轰击技术的应用 |
1.3 离子与固体相互作用 |
1.4 自组织纳米结构产生的连续模型 |
1.4.1 Bradley-Harper模型 |
1.4.2 Kuramoto-Sivashinsky模型 |
1.4.3 Crater Function模型 |
1.5 影响自组织纳米结构产生的物理机制 |
1.5.1 溅射效应 |
1.5.2 表面扩散效应 |
1.5.3 质量再分布效应 |
1.5.4 应力-弛豫机制 |
1.6 选题意义及论文构成 |
1.6.1 选题意义 |
1.6.2 论文构成 |
第二章 低能离子轰击光刻胶实验 |
2.1 光刻胶样品准备 |
2.2 低能离子轰击实验 |
2.2.1 离子轰击设备介绍 |
2.2.2 离子轰击参数 |
2.2.3 实验结果表征方法 |
2.3 光刻胶表面自组织纳米结构 |
2.3.1 光刻胶表面纳米结构随离子入射的变化 |
2.3.2 光刻胶表面形貌的演化规律 |
2.4 本章小结 |
第三章 光刻胶表面纳米孔结构的形成与演化 |
3.1 光刻胶表面纳米孔结构的演化规律 |
3.1.1 离子能量对纳米孔结构的影响 |
3.1.2 离子轰击时间对纳米孔结构的影响 |
3.1.3离子束流密度对纳米孔结构的影响 |
3.1.4 离子入射角对纳米孔结构的影响 |
3.2 光刻胶表面纳米孔形成机制分析 |
3.2.1 使用ToF-SIMS分析光刻胶表面组成 |
3.2.2 使用XPS分析光刻胶表面组成 |
3.2.3 光刻胶表面溅射组成的分析 |
3.2.4 光刻胶表面纳米孔结构形成的物理模型 |
3.3 本章小结 |
第四章 光刻胶表面纳米波纹结构的形成与演化 |
4.1 光刻胶表面纳米波纹结构的演化规律 |
4.1.1 离子入射角对纳米波纹结构的影响 |
4.1.2 离子能量对纳米波纹结构的影响 |
4.1.3 离子轰击时间对纳米波纹结构的影响 |
4.1.4 离子束流密度对纳米波纹结构的影响 |
4.2 结果分析与讨论 |
4.2.1 生长模型 |
4.2.2 主要物理机制 |
4.2.3 低频起伏的影响 |
4.3 本章小结 |
第五章 自组织纳米结构的图形转移与光学特性表征 |
5.1 图形转移工艺路线的确定 |
5.1.1 直接离子轰击进行图形转移 |
5.1.2 RIBE进行图形转移 |
5.1.3 RIE进行图形转移 |
5.1.4 RIE与RIBE结合进行图形转移 |
5.1.5 工艺路线的确定 |
5.2 光学特性表征 |
5.2.1 表面纳米结构的增透特性 |
5.2.2 形貌特征对增透特性的影响 |
5.3 问题分析 |
5.3.1 基底裸露问题 |
5.3.2 大面积均匀性问题 |
5.3.3 散射损失的问题 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 论文的工作总结 |
6.2 论文的主要创新点 |
6.3 工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(3)柔性衬底上溅射沉积WO3薄膜及其电致变色性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 电致变色材料 |
1.2.1 有机电致变色材料 |
1.2.2 无机电致变色材料 |
1.3 柔性衬底材料 |
1.3.1 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) |
1.3.2 聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN) |
1.3.3 聚酰亚胺(PI) |
1.3.4 聚碳酸酯(PC) |
1.3.5 纸基材料 |
1.4 基于PET衬底沉积WO_3薄膜的制备方法 |
1.4.1 溶胶-凝胶法 |
1.4.2 电沉积法 |
1.4.3 真空热蒸发法 |
1.4.4 磁控溅射法 |
1.5 基于柔性衬底WO_3薄膜的电致变色器件 |
1.6 研究内容 |
第2章 实验设备及测试方法 |
2.1 实验材料与仪器设备 |
2.1.1 实验基材与试剂 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 薄膜制备流程 |
2.3 薄膜结构与性能表征 |
2.3.1 表面/断面形貌分析 |
2.3.2 成分与结构分析 |
2.3.3 光学性能分析 |
2.3.4 电化学性能分析 |
第3章 掠射角度对纳米结构WO_3薄膜的电致变色性能影响 |
3.1 纳米结构WO_3薄膜形貌及成分分析 |
3.2 纳米结构WO_3薄膜电化学性能分析 |
3.3 纳米结构WO_3薄膜光学性能分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 喷金改善纳米结构WO_3薄膜电致变色性能 |
4.1 喷金时间对衬底材料透光度的影响 |
4.2 不同喷金时间下沉积的WO_3薄膜光学性能 |
4.3 喷金后沉积的WO_3薄膜表面形貌及成分 |
4.4 喷金后沉积的WO_3薄膜电化学性能 |
4.5 本章小结 |
第5章 TiO_2掺杂改善纳米结构WO_3薄膜电致变色性能 |
5.1 纳米结构TIO_2/WO_3薄膜表面形貌及成分 |
5.2 纳米结构TIO_2/WO_3薄膜晶体结构及表面成分 |
5.3 纳米结构TIO_2/WO_3薄膜电化学性能 |
5.4 纳米结构TIO_2/WO_3薄膜光学性能 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
在学期间研究成果 |
致谢 |
(4)单晶LiNbO3薄膜材料及薄膜体声波谐振器的制备研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究工作的背景与意义 |
1.2 薄膜体声波谐振器的国内外研究历史与现状 |
1.2.1 薄膜体声波谐振器的国外研究历史 |
1.2.2 薄膜体声波谐振器的国内研究历史 |
1.2.3 薄膜体声波谐振器的研究现状 |
1.3 本论文的结构内容 |
1.3.1 本论文的章节结构安排 |
1.3.2 本论文的关键技术 |
第二章 薄膜体声波谐振器的理论基础和研究方法 |
2.1 薄膜体声波谐振器的工作原理和结构 |
2.2 固体中的平面波 |
2.2.1 弹性体中的平面声波 |
2.2.1.1 弹性形变的基本方程 |
2.2.1.2 弹性体中的平面声波方程 |
2.2.2 压电体中的平面声波 |
2.3 薄膜体声波谐振器的理论模型 |
2.3.1 BAW谐振器的电学阻抗 |
2.3.1.1 理想BAW谐振器的电学阻抗 |
2.3.1.2 复合BAW谐振器结构的电学阻抗 |
2.3.2 BAW谐振器的普适机电Mason等效模型 |
2.3.2.1 BAW谐振器压电层的Mason等效模型 |
2.3.2.2 BAW谐振器普通声学层的Mason等效模型 |
2.3.2.3 BAW谐振器结构的Mason等效模型 |
2.3.3 BAW谐振器的BVD/MBVD模型 |
2.4 BAW谐振器材料结构的研究方法 |
2.4.1 BAW谐振器的研究技术 |
2.4.1.1 离子注入技术 |
2.4.1.2 键合技术 |
2.4.1.3 低能Ar+离子辐照技术 |
2.4.2 BAW谐振器材料结构的表征方法 |
2.4.2.1 原子力显微镜 |
2.4.2.2 扫描电子显微镜 |
2.4.2.3 X射线衍射 |
2.4.2.4 透射电子显微镜 |
2.5 本章小结 |
第三章 压电材料与电极材料的仿真分析 |
3.1 不同切向LiNbO_3机电耦合系数的仿真分析 |
3.1.1 仿真模型的建立与验证 |
3.1.1.1 坐标变换法 |
3.1.1.2 欧拉角变换法 |
3.1.2 压电材料LiNbO_3机电耦合系数的仿真分析 |
3.1.2.1 不同切向LiNbO_3对机电耦合系数的影响 |
3.1.2.2 不同厚度LiNbO_3对机电耦合系数的影响 |
3.2 电极材料对谐振模态及机电耦合系数的影响 |
3.2.1 电极种类对谐振模态的影响 |
3.2.2 电极厚度对谐振模态的影响 |
3.2.3 电极形状对谐振模态的影响 |
3.2.4 电极面积对谐振模态的影响 |
3.2.5 电极对机电耦合系数的影响 |
3.3 本章小结 |
第四章 LiNbO_3单晶薄膜的制备表征与表面改性处理 |
4.1 LiNbO_3单晶薄膜的制备研究 |
4.1.1 LiNbO_3薄膜的制备过程 |
4.1.2 LiNbO_3薄膜在同质衬底上的制备与应力调控 |
4.1.3 LiNbO_3薄膜在异质衬底上的制备与应力调控 |
4.2 基于CIS技术制备不同切向LN单晶薄膜及表征分析 |
4.2.1 单晶LiNbO_3薄膜的XRD表征分析 |
4.2.2 单晶LiNbO_3薄膜的TEM表征分析 |
4.2.3 单晶LiNbO_3薄膜的SEM表征分析 |
4.2.4 单晶LiNbO_3薄膜的AFM表征分析 |
4.3 LiNbO_3单晶薄膜的表面改性处理研究及性能表征分析 |
4.3.1 低能Ar~+辐照技术的表面处理工艺研究 |
4.3.1.1 不同辐照功率和辐照时间对表面处理的影响 |
4.3.1.2 低能Ar~+辐照技术对薄膜厚度的影响 |
4.3.1.3 低能Ar~+辐照技术的机理分析 |
4.3.2 低能Ar~+辐照处理对LiNbO_3单晶薄膜电学性能的影响 |
4.3.2.1 离子辐照处理对压电性能的影响 |
4.3.2.2 离子辐照处理对漏电流性能的影响 |
4.3.2.3 离子辐照处理对铁电性能的影响 |
4.3.2.4 LiNbO_3单晶薄膜漏电流输运机制的分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 薄膜体声波谐振器的制备研究 |
5.1 空腔型薄膜体声波谐振器的工艺实现 |
5.1.1 单晶LiNbO_3材料切型的选择 |
5.1.2 空腔型薄膜体声波谐振器的版图制备 |
5.1.3 空腔型BAW谐振器的器件制备与性能测试 |
5.1.3.1 下电极与牺牲层的生长 |
5.1.3.2 具有微结构的LiNbO_3薄膜制备及表征 |
5.1.3.3 上电极的生长与牺牲层的释放 |
5.1.3.4 空腔型BAW谐振器的性能测试 |
5.1.4 空腔型BAW谐振器的工艺优化与表征 |
5.1.4.1 空腔型BAW谐振器的应力分析与补偿 |
5.1.4.2 工艺优化后的谐振器性能表征 |
5.2 固体装配型薄膜体声波谐振器的工艺实现 |
5.2.1 SMR-BAW谐振器的仿真设计与版图制备 |
5.2.1.1 不同键合层位置与不同反射层结构的Mason模型仿真 |
5.2.1.2 不同键合层位置与不同反射层结构的有限元模型仿真 |
5.2.1.3 固体装配型薄膜体声波谐振器的版图制备 |
5.2.2 基于正向生长技术制备SMR-BAW谐振器的研究 |
5.2.2.1 正向生长技术在衬底表面生长布拉格反射层 |
5.2.2.2 BCB层厚度的调控 |
5.2.2.3 SMR-BAW结构的器件制备与表征 |
5.2.2.4 SMR-BAW谐振器的性能测试与分析 |
5.2.3 基于反向生长技术制备SMR-BAW谐振器的研究 |
5.2.3.1 反向生长技术在注入表面生长布拉格反射层 |
5.2.3.2 具有反射层结构的LiNbO_3薄膜的转移制备与表征分析 |
5.2.3.3 SMR-BAW结构的器件制备与表征 |
5.2.3.4 SMR-BAW谐振器的性能测试与分析 |
5.2.4 SMR-BAW谐振器的结构优化与性能分析 |
5.2.4.1 电极结构的优化设计 |
5.2.4.2 上电极G端面积的优化设计 |
5.2.4.3 上电极有效谐振面积的优化设计 |
5.2.4.4 SMR-BAW结构的器件制备与性能测试 |
5.2.5 SMR-BAW滤波器的仿真设计 |
5.3 本章小结 |
第六章 全文总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 主要创新点 |
6.3 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的成果 |
(5)过渡金属硫/氮族化合物的制备、改性及其催化应用研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 电解水概述 |
1.2.1 发展历程 |
1.2.2 基本原理 |
1.2.3 析氢反应 |
1.2.4 析氢催化剂的性能评估 |
1.3 析氢催化剂的研究进展 |
1.3.1 过渡金属硫族化合物 |
1.3.2 过渡金属氮族化合物 |
1.4 过渡金属基催化剂的设计策略 |
1.4.1 活性位点数量的提升 |
1.4.2 活性位点吸附自由能的优化 |
1.4.3 电导率的提升 |
1.4.4 传质速率的改善 |
1.5 本文选题意义和主要内容 |
1.5.1 选题意义 |
1.5.2 主要内容 |
第2章 材料的制备与表征方法 |
2.1 化学试剂 |
2.2 实验仪器 |
2.3 制备与改性方法 |
2.3.1 水热法 |
2.3.2 化学气相沉积 |
2.3.3 电子辐照 |
2.3.4 离子注入 |
2.4 样品表征方法 |
2.4.1 扫描电子显微镜 |
2.4.2 透射电子显微镜 |
2.4.3 能量色散X射线光电子能谱仪 |
2.4.4 X射线衍射仪 |
2.4.5 X射线光电子能谱仪 |
2.4.6 拉曼光谱仪 |
2.4.7 紫外-可见光分光光度计 |
2.4.8 比表面及孔径分析仪 |
2.4.9 电感耦合等离子体质谱仪 |
2.4.10 探针台 |
2.5 催化测试体系及方法 |
2.5.1 电化学测试体系的组成 |
2.5.2 电化学测试模式 |
2.5.3 类酶催化测试 |
第3章 WS_2-CoS_2异质结构的设计合成及其析氢性能研究 |
3.1 实验方法 |
3.2 表面形貌及晶相分析 |
3.3 表面元素及化学态分析 |
3.4 电催化析氢性能测试 |
3.5 机理分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 Zn诱导合成Co P介孔纳米线及其析氢性能研究 |
4.1 实验方法 |
4.2 不同Zn掺杂比例样品的测试与表征 |
4.3 形貌和晶相结构分析 |
4.4 元素化学态分析 |
4.5 电化学析氢性能测试 |
4.6 结构稳定性测试 |
4.7 机理分析 |
4.8 本章小结 |
第5章 电子辐照对W系硫族化合物的析氢性能影响及机理研究 |
5.1 实验方法 |
5.2 拉曼结果及分析 |
5.3 不同样品的HER性能测试 |
5.4 不同样品的H_2O_2分解催化测试 |
5.5 不同粒径WS_2的HER性能测试 |
5.6 不同粒径WS_2的H_2O_2分解催化测试 |
5.7 本章小结 |
第6章 离子注入对电极的界面改性在催化上的应用 |
6.1 SRIM模拟与离子注入 |
6.2 界面阻抗 |
6.3 表面电阻 |
6.4 CAT催化测试 |
6.5 其它类酶测试 |
6.6 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 研究的主要结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(6)双极性HIPIMS电源研制及PI表面Cr膜沉积研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 常规等离子体表面改性技术 |
1.2.1 等离子体电解氧化技术 |
1.2.2 等离子体喷涂技术 |
1.2.3 离子注入技术 |
1.3 磁控溅射技术 |
1.3.1 常规磁控溅射镀膜技术 |
1.3.2 高功率脉冲磁控溅射技术研究现状 |
1.3.3 高功率脉冲磁控溅射放电机制研究 |
1.3.4 正反双极性高功率脉冲磁控溅射技术 |
1.4 柔性基体金属膜研究 |
1.5 本文研究内容 |
第二章 实验材料及方法 |
2.1 实验材料及前处理 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 试样的前处理过程 |
2.2 实验设备及过程 |
2.2.1 实验设备 |
2.2.2 实验过程 |
2.3 实验分析方法 |
2.3.1 表面形貌及结构分析 |
2.3.2 力学性能分析 |
2.3.3 摩擦学性能分析 |
第三章 正反双极性HIPIMS电源的电路仿真 |
3.1 逆变桥和整流桥拓扑仿真波形 |
3.2 HIPIMS放电仿真波形 |
3.3 BP-HIPIMS放电仿真波形 |
3.4 DP-HIPIMS放电仿真波形 |
3.5 DBP-HIPIMS放电仿真波形 |
3.6 TP/TBP-HIPIMS放电仿真波形 |
3.7 一反多正HIPIMS放电仿真波形 |
3.8 双反向多正向HIPIMS放电仿真波形 |
3.9 本章小结 |
第四章 正反双极性HIPIMS电源制造及验证 |
4.1 电源主电路拓扑结构设计 |
4.2 双极性HIPIMS电源整流滤波模块设计 |
4.3 双极性HIPIMS电源逆变拓扑结构设计 |
4.4 双极性HIPIMS电源整流电路设计 |
4.5 双极性HIPIMS电源变压器设计 |
4.6 双极性HIPIMS实际放电波形研究 |
4.7 磁场及空间电势模拟研究 |
4.8 本章小结 |
第五章 PI-Cr薄膜微观结构及机械性能研究 |
5.1 正反双极性装置改装及预镀膜研究 |
5.2 PI-Cr膜表面形貌及结构研究 |
5.3 PI-Cr膜力学性能研究 |
5.4 PI-Cr膜摩擦学性能研究 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它研究成果 |
致谢 |
(7)离子辐照PI电学性能与结构演化及激光退火影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的与意义 |
1.2 聚酰亚胺材料的特点及应用 |
1.2.1 聚酰亚胺材料的特点及应用局限 |
1.2.2 聚酰亚胺材料在航天及电子信息领域的应用 |
1.3 聚合物电学性能改性方法 |
1.3.1 改性方法 |
1.3.2 导电机理 |
1.4 聚合物材料辐照效应及辐照改性研究进展 |
1.4.1 聚合物材料辐照效应及损伤机制 |
1.4.2 不同辐射源对聚酰亚胺材料的损伤机制 |
1.5 激光对聚合物材料性能及结构的影响 |
1.6 本文研究目的和主要内容 |
第2章 试验材料及方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 辐照试验方案 |
2.3 激光退火试验方案 |
2.4 分析测试方法 |
2.4.1 电学性能测试 |
2.4.2 光学性能测试 |
2.4.3 电子顺磁共振谱分析 |
2.4.4 微观结构分析 |
第3章 辐照改性聚酰亚胺电学性能演化与机制 |
3.1 辐照过程的SRIM模拟 |
3.2 辐照改性聚酰亚胺电学性能演化 |
3.3 辐照改性聚酰亚胺光学性能与带隙状态 |
3.4 辐照改性聚酰亚胺自由基产生及演化 |
3.5 辐照改性聚酰亚胺微观结构表征 |
3.5.1 拉曼光谱分析 |
3.5.2 X射线衍射谱分析 |
3.5.3 X射线光电子能谱分析 |
3.6 N/Ar离子辐照位移吸收剂量影响分析 |
3.7 本章小结 |
第4章 激光退火对辐照聚酰亚胺电学性能的影响与机制 |
4.1 激光退火对辐照聚酰亚胺电学性能的影响 |
4.2 激光退火辐照聚酰亚胺光学性能与带隙状态 |
4.3 激光退火辐照聚酰亚胺的微观结构表征 |
4.3.1 拉曼光谱分析 |
4.3.2 表面形貌分析 |
4.3.3 X射线衍射谱分析 |
4.4 辐照聚酰亚胺激光退火效应综合分析 |
4.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(8)SiO2激光减反膜的辐照效应研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 材料的辐照效应研究现状 |
1.2.1 非晶SiO_2 的辐照效应研究 |
1.2.2 薄膜的辐照效应国内外研究现状 |
1.2.3 SiO_2 及其薄膜的离子注入研究现状 |
1.3 论文的主要研究内容 |
第二章 实验原理及表征技术 |
2.1 材料的辐照效应 |
2.1.1 γ 射线与物质的相互作用 |
2.1.2 离子束与物质的相互作用 |
2.2 SRIM介绍 |
2.3 薄膜的制备 |
2.3.1 SiO_2 胶体溶液的制备 |
2.3.2 浸渍式提拉镀膜和薄膜后处理 |
2.4 样品的表征分析方法 |
2.4.1 表面形貌表征 |
2.4.2 光学性能表征 |
2.4.3 微观结构表征 |
第三章 γ射线辐照SiO_2 薄膜的研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验过程 |
3.3 γ 射线辐照对SiO_2 薄膜结晶特性的影响 |
3.4 γ 射线辐照对SiO_2 薄膜表面结构和形貌的影响 |
3.5 γ 射线辐照对SiO_2 薄膜光学性能的影响 |
3.6 本章小结 |
第四章 氦离子辐照SiO_2 薄膜的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验过程及设备简介 |
4.2.1 离子注入设备 |
4.2.2 实验过程 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 离子注量参数对氦离子和离位损伤分布的影响 |
4.3.2 氦离子注入对SiO_2 薄膜表面结构和形貌的影响 |
4.3.3 结构缺陷分析 |
4.3.4 结构变化分析 |
4.3.5 光学性能分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 创新点 |
5.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的研究成果 |
(9)Al2O3陶瓷表面离子注入与沉积及沿面闪络特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究目的和意义 |
1.2 沿面闪络特性的影响因素 |
1.3 真空沿面闪络机理 |
1.3.1 二次电子发射雪崩模型 |
1.3.2 电子引发极化松弛模型 |
1.3.3 其他沿面闪络模型 |
1.3.4 表面电荷积聚对沿面闪络的影响 |
1.3.5 沿面闪络过程模拟 |
1.4 改善沿面闪络性能的方法 |
1.4.1 表面改性 |
1.4.2 绝缘子体掺杂 |
1.4.3 功能梯度材料绝缘子 |
1.4.4 高梯度绝缘子 |
1.4.5 磁场抑制闪络 |
1.5 等离子体浸没离子注入与沉积技术 |
1.6 研究内容 |
第2章 实验材料及方法 |
2.1 实验材料及制备方法 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 实验设备及工艺参数 |
2.2 分析测试方法 |
2.2.1 等离子体质谱测量 |
2.2.2 成分与微观组织分析 |
2.2.3 电学参数测试 |
第3章 离子注入与沉积后氧化铝陶瓷表面化学成分和组织结构 |
3.1 引言 |
3.2 离子注入对氧化铝陶瓷表面微观组织结构的影响 |
3.2.1 金属等离子体浸没离子注入绝缘材料的方法 |
3.2.2 注入时间对氧化铝陶瓷表面结构的影响 |
3.3 氧化铝陶瓷表面沉积氧化铬薄膜研究 |
3.3.1 等离子体及放电特性研究 |
3.3.2 基片温度对氧化铬薄膜物相的影响 |
3.3.3 氧流量对氧化铬薄膜化学成分及微观结构的影响 |
3.3.4 沉积时间对氧化铬薄膜形貌的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 离子注入与沉积后氧化铝陶瓷表面电学特性 |
4.1 引言 |
4.2 电阻率 |
4.2.1 离子注入后氧化铝陶瓷电阻率 |
4.2.2 沉积处理后氧化铝陶瓷电阻率 |
4.3 相对介电常数 |
4.3.1 离子注入后氧化铝陶瓷相对介电常数 |
4.3.2 沉积处理后氧化铝陶瓷相对介电常数 |
4.4 二次电子发射系数 |
4.4.1 离子注入后氧化铝陶瓷二次电子发射系数 |
4.4.2 沉积处理后氧化铝陶瓷二次电子发射系数 |
4.5 表面电荷动态特性 |
4.5.1 基于ISPD理论的陷阱分布计算 |
4.5.2 离子注入后氧化铝陶瓷的表面电荷动态特性 |
4.5.3 沉积处理后氧化铝陶瓷的表面电荷动态特性 |
4.6 真空沿面闪络电压 |
4.6.1 离子注入后氧化铝陶瓷沿面闪络电压 |
4.6.2 沉积处理后氧化铝陶瓷沿面闪络电压 |
4.7 本章小结 |
第5章 离子注入与沉积后氧化铝陶瓷沿面闪络特性改善机制 |
5.1 引言 |
5.2 真空沿面闪络过程PIC/MCC模拟 |
5.2.1 PIC/MCC模型 |
5.2.2 沿面闪络仿真模型 |
5.2.3 真空沿面闪络过程模拟 |
5.3 真空沿面闪络过程影响因素 |
5.3.1 外加电场强度 |
5.3.2 表面电阻率 |
5.3.3 二次电子发射系数 |
5.4 离子注入与沉积后氧化铝陶瓷真空沿面闪络机制分析 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
致谢 |
个人简历 |
(10)离子束表面改性提升熔石英激光损伤阈值的物理规律研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 熔石英的结构和性质 |
1.3 熔石英表面缺陷及其去除方法研究进展 |
1.3.1 诱导熔石英激光损伤的表面缺陷 |
1.3.1.1 吸收型缺陷 |
1.3.1.2 破碎型缺陷 |
1.3.1.3 结构型缺陷 |
1.3.2 熔石英表面缺陷的去除方法 |
1.3.2.1 HF酸刻蚀 |
1.3.2.2 磁流变抛光 |
1.3.2.3 等离子体刻蚀 |
1.3.2.4 激光预处理 |
1.3.3 离子束刻蚀国内外研究现状 |
1.4 熔石英表面应力及应力控制技术研究进展 |
1.4.1 概述 |
1.4.2 应力与负载能力的关系 |
1.4.3 应力控制技术 |
1.4.4 离子注入国内外研究现状 |
1.5 本论文主要研究内容 |
第二章 离子束表面改性及表征方法 |
2.1 离子束与材料的相互作用物理过程 |
2.2 SRIM程序和TRIDYN程序模拟 |
2.3 离子束刻蚀的特点及设备 |
2.4 离子注入的特点及设备 |
2.5 样品的表征方法 |
2.5.1 表面形貌表征 |
2.5.2 面型及粗糙度分析 |
2.5.3 刻蚀速率测试 |
2.5.4 表面及亚表面缺陷表征 |
2.5.5 光热弱吸收分析 |
2.5.6 表面成分分析 |
2.5.7 表面结构分析 |
2.5.8 力学性能测试 |
2.5.9 激光损伤性能测试 |
第三章 离子束刻蚀去除熔石英表面缺陷的参数优化 |
3.1 引言 |
3.2 实验过程及样品表征 |
3.3 离子束参数对氩离子和离位损伤分布的影响 |
3.4 离子束参数对刻蚀速率和溅射产额的影响 |
3.5 离子束参数对熔石英表面质量的影响 |
3.6 离子束参数对熔石英激光损伤阈值的影响 |
3.7 本章小结 |
第四章 熔石英表面缺陷的去除特性及其对激光损伤阈值的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验过程及样品的表征 |
4.3 缺陷及分子结构随刻蚀深度的演变规律 |
4.3.1 吸收型缺陷 |
4.3.2 破碎型缺陷 |
4.3.3 结构型缺陷 |
4.3.4 表面分子结构 |
4.4 激光损伤阈值随刻蚀深度的变化 |
4.5 本章小结 |
第五章 复合刻蚀方法提升熔石英激光损伤阈值 |
5.1 引言 |
5.2 实验过程及样品表征 |
5.3 复合刻蚀提升熔石英表面质量 |
5.3.1 破碎型缺陷的去除 |
5.3.2 粗糙度及面形的改善 |
5.3.3 吸收型缺陷的去除 |
5.3.4 结构型缺陷的去除 |
5.4 复合刻蚀提升激光损伤阈值 |
5.5 本章小结 |
第六章 不同种类离子注入熔石英的激光损伤行为研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验过程及样品表征 |
6.3 注入离子对熔石英表面结构和形貌的影响 |
6.3.1 离子深度轮廓和离位损伤分布 |
6.3.2 表面形貌及粗糙度变化 |
6.3.3 结构型缺陷分析 |
6.3.4 表面分子结构变化 |
6.4 注入离子对力学性能的影响 |
6.5 注入离子对激光损伤特性的影响 |
6.6 本章小结 |
第七章 氩离子注入增强熔石英表面及抗激光损伤性能 |
7.1 引言 |
7.2 实验过程及样品表征 |
7.3 氩离子能量对表面结构、力学及激光损伤特性的影响规律 |
7.3.1 氩离子和离位损伤分布 |
7.3.2 表面形貌及粗糙度 |
7.3.3 结构型缺陷 |
7.3.4 表面分子结构变化 |
7.3.5 力学性能 |
7.3.6 激光损伤性能 |
7.4 氩离子注量对表面结构、力学及激光损伤特性的影响规律 |
7.4.1 氩离子和离位损伤分布 |
7.4.2 表面形貌及粗糙度 |
7.4.3 结构型缺陷 |
7.4.4 表面分子结构变化 |
7.4.5 力学性能 |
7.4.6 激光损伤性能 |
7.5 本章小结 |
第八章 全文总结及展望 |
8.1 全文总结 |
8.2 创新点 |
8.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的成果 |
四、溅射效应对离子注入聚合物表面形貌的影响(论文参考文献)
- [1]工程塑料表面原位生长非晶碳基薄膜的结构调控和摩擦学行为[D]. 党蕊. 江西理工大学, 2021(01)
- [2]低能离子轰击光刻胶诱导自组织纳米结构的研究[D]. 杨高元. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]柔性衬底上溅射沉积WO3薄膜及其电致变色性能研究[D]. 文哲. 沈阳大学, 2021(06)
- [4]单晶LiNbO3薄膜材料及薄膜体声波谐振器的制备研究[D]. 白晓园. 电子科技大学, 2020(03)
- [5]过渡金属硫/氮族化合物的制备、改性及其催化应用研究[D]. 景亚琪. 天津大学, 2020(01)
- [6]双极性HIPIMS电源研制及PI表面Cr膜沉积研究[D]. 田钦文. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [7]离子辐照PI电学性能与结构演化及激光退火影响研究[D]. 王家宁. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [8]SiO2激光减反膜的辐照效应研究[D]. 郭建磊. 电子科技大学, 2020(07)
- [9]Al2O3陶瓷表面离子注入与沉积及沿面闪络特性研究[D]. 朱明冬. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [10]离子束表面改性提升熔石英激光损伤阈值的物理规律研究[D]. 黎波. 电子科技大学, 2019(04)