激光溅射沉积制备的氮化镓表面形貌分析

利用激光溅射沉积工艺室温下在n型Si（111）基片上沉积氮化镓（GaN）薄膜，并用原子力显微镜对其表面形貌进行测量，分析了薄膜生长的动力学过程，发现其表面具有自仿射分形特征．通过对高度-高度相关函数的分析，得出在此工艺条件下GaN薄膜生长界面表现出明显的时间和空间标度特性，并且表现出较为明显的颗粒特征，粗糙度指数α随着生长时间的增加逐渐增大，生长指数β在0．42左右，薄膜生长在短时间内可以用Kuramoto-Sivashinsky模型来描述，当生长时间较长时，可以用Mullins扩散模型来描述。     

等离子体化学气相沉积氮化镓薄膜特性研究

介绍了电子回旋共振低温等离子体化学气相沉积氮化镓薄膜工艺,并以高纯氮气N2和三甲基镓(TMG)为反应气源,在T=450℃条件下,在α-Al2O3(0001)面上低温生长了GaN薄膜。X射线分析显示GaN薄膜的(0002)峰位置为2θ=34.75°,半峰宽为18′。这一结果说明了ECR—PECVD法具有在低温下生长GaN薄膜的优势。     

生长模式控制对MOCVD生长GaN性能的影响

采用MOCVD以Al2O3为衬底对GaN生长进行了研究．用X射线双晶衍射、电化学CV技术对GaN的结晶性能和电学性能进行了表征．研究表明，GaN的生长模式对其电学性能和结晶性能影响很大．在高温GaN生长初期，适当延长GaN的三维生长时间，能明显改善GaN薄膜的结晶性能，降低薄膜的缺陷密度和本底载流子浓度，使GaN质量明显提高．     

GaN光电阴极制备净化与激活超高真空系统设计

针对GaN光电阴极制备净化与激活超高真空系统工艺要求特点，我们研究设计了超真空系统总体结构、抽取装置和高温退火净化装置，根据超高真空系统控制的工艺流程、方法和自动控制要求，提出了以PLC和组态软件为控制核心，对净化与激活装置的真空度、温度和升降机构等参数进行控制的方法。并设计了超高真空自动监控系统中的PLC的操作单元、执行单元、数据采集单元、执行机构硬件结构、控制系统人机界面，以及PLC控制程序和组态软件。GaN光电阴极制备净化与激活超高真空系统具有完全的可视化和数字化，抗干扰能力强，可促进阴极制备超高真空装置的应用和工艺水平的提高。     

基于PLC的电厂软化水程控监控系统的实现

详细介绍了为沈海热电厂设计的基于PLC的软化水程控监控系统，包括监控系统的组成、系统功能和工艺流程等。该系统已经在现场投入运行，取得了满意的效果。     

枸杞干制温度的微机实时监控系统

对枸杞干制过程微机实时监控系统进行了研究和设计，实际运行结果表明，系统稳定可靠，控制效果良好，满足生产工艺要求。     

脉冲激光沉积GaN薄膜

采用脉冲激光沉积技术,在Al2O3（0001）衬底上生长GaN薄膜,利用X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）研究了不同沉积温度,不同沉积压强对所生长的GaN薄膜晶体结构特征的影响.研究表明,沉积温度影响GaN薄膜结构,在700～750℃沉积范围内随温度升高,所沉积生长的GaN薄膜具有良好的结晶质量.在5～10Pa沉积气压范围内,提高气压有利提高GaN薄膜的结晶质量.     

基于CASS工艺的污水处理自控系统设计

为提高设备厂家及自控专业人员远在故障现场时处理及解决问题的效率, 在CASS(Cyclic Activated Sludge System)工艺的污水处理自控系统中设计并实现了超远程监控与维护功能模式。依据CASS工艺的特点, 开发了一套稳定可靠的污水处理自控系统, 详细阐述了该控制系统中上/下位机的设计方案、 网络拓朴结构等内容, 并在下位机编程过程中提出了一种基于状态转移图的编程方法; 给出了利用DameWare软件在污水处理控制系统中实现超远程监控与维护的操作方法。投运效果表明, 自控系统性能稳定, 运行可靠, 尤其是超远程监控与维护功能的设计有效降低了故障诊断与解决的时间, 达到了设计的目标及要求。     

氮气载气MOCVD外延生长GaN成核层研究

在GaN薄膜外延生长过程中,成核层的质量对外延薄膜的质量有着重要的影响。因此,虽然氮气气氛下生长高质量成核层是一个难点,但从安全和成本角度来考虑,值得去攻克这个难点。文章在氮气气氛下使用Thomas Swan 2英寸19片MOCVD(metal-organic chemical vapor deposition)工业级生长设备在蓝宝石衬底上生长GaN成核层并利用原子力显微镜(Atomic force microscope,AFM)对样品表面进行表征。进一步研究了生长温度、生长时间、Ga源流量对GaN成核层的影响。结果表明GaN成核层的生长时间在2 min内呈均匀单层生长,生长温度在750℃以下成核岛分布均匀,Ga源流量与GaN生长速率呈线性关系,可简单的通过控制Ga源流量控制GaN成核层生长速率。     

Si图形衬底的制备及半极性GaN生长

利用KOH溶液的各向异性腐蚀,通过研究温度、异丙醇(IPA)及超声波振动对Si衬底腐蚀的影响,在Si(001)平面衬底上刻蚀出侧面为(111)面的槽状图形衬底.在此基础上,实现了GaN在Si图形衬底(111)侧面的生长.X射线双晶衍射测量GaN薄膜的Bragg角为18.45°,表明在Si图形衬底上成功生长出了(1-101)半极性GaN薄膜.其X射线衍射峰半高宽为1 556弧秒.     

高层混凝土剪力墙置换加固与施工监测

置换混凝土加固是处理混凝土强度偏低或有严重缺陷的有效方法之一。针对某高层住宅高位楼层局部剪力墙混凝土强度不满足设计强度的问题,采用微膨胀水泥基灌浆料进行分段置换。设计了详细的分段置换方案;采用PKPM软件分析墙体拆除过程中承载力、变形发展情况;在此基础上,制定必要的支撑方案;采用裂缝监测、位移监测、应变监测手段对施工过程进行控制,确保施工过程安全。施工完成后的持续监测和超声波检测结果显示该置换方案满足设计要求,并达到预期加固效果。     

HVPE异质外延GaN的函数控制方法研究

提出新的生长控制方式“函数控制方法”并将其应用到HVPE异质外延GaN中。函数控制方法是指外延生长参数随时间按照特定函数变化来实现生长控制的方式。采用函数控制方法设计了两个实验方案, 解决了HVPE获得GaN衬底面临的两个主要问题。1) 异质外延高质量无裂纹GaN厚膜的实验方案: 生长条件按照渐变函数变化保证了外延材料质量的稳定性和应力释放的均匀性, 生长条件按照周期函数变化将材料的厚膜外延问题转化为薄膜外延问题。2) GaN厚膜的自分离实验方案: 生长条件按照跃变函数变化实现了在外延材料特定位置形成弱连接层, 生长条件按照渐变函数变化实现了弱连接层两侧出现较大应力差, 这种应力差在生长结束后的降温过程中得到进一步放大, 进而实现外延材料在弱连接层处的自分离。结合以上两个实验方案, 成功获得无色透明表面平整光滑1 mm厚的高质量GaN衬底, 证明了函数控制方法的有效性。借助于生长参数规律化的函数变化, 函数控制方法建立了材料性质和数学函数之间的对应和联系, 丰富和发展了材料的生长控制方式。     

千兆级视频流实时处理关键技术研究

机载遥感系统图像具有数据量巨大、传输速率高、存储时间长等特点。为保证数据传输稳定,解决图像数据传输过程中的丢帧问题,针对目前常见的各种图像数据存储和显示的软硬件实现手段进行分析比较,设计了一种稳定的基于GigE Vision协议的千兆级视频流实时处理系统。本文重点介绍了系统的软硬件构架和视频处理模块StreamPix的开发途径。实验表明该系统能对视频图像进行实时显示和存储,丢帧率为零,图像回放清晰,效果优良。     

稳定土厂拌站监控系统的设计与实现

针对稳定土厂拌站采用的电子计量微机控制的方式,研究了基于“组态王”工控组态软件的监控系统的设计和实现,分析了稳定土厂拌站配料系统的特点,进而确定了系统的硬件架构;接着介绍了用“组态王”设计监控软件各主要功能模块的基本思想及涉及到的几个技术难点;最后研究了系统实现稳定配比控制的算法,该算法主要采用增量式控制和输出限幅的思想.现场测试实验证明,本系统真实再现了稳定土厂拌站的生产工艺流程,实现了配方/生产报表管理、故障报警等功能,并能对配料过程进行实时控制,保证产品达到一定的配比要求.     

高层建筑物地基沉降监测与分析

高层建筑在施工期间,随主体荷载的增加,势必造成主体不规则下沉,其局部不均匀沉降可能导致建筑物发生倾斜。为了确保建筑物的正常施工及安全使用,对高层建筑进行沉降监测和变形趋势预测具有重要意义。结合某高层住宅的沉降监测实践,在简要介绍工程概况和场地工程地质条件及水文地质条件的基础上,叙述了工程监测的具体要求和具体的监测方案,详细地阐述了沉降监测、分析和预测的过程。在定期对某高层建筑进行了沉降监测后,对沉降结果进行了几何分析并绘制了沉降等值线图,同时利用数据处理分析软件Origin8.0对不同观测点沉降量随时间的变化关系进行了多项式拟合并开展了相关预测。监测结果表明:该建筑物的沉降变形阶段性明显,沉降速率受施工速度与场地降水影响较大。实测最终沉降量小于计算值和经验值,不均匀沉降变化远小于规范允许的变形值,说明该建筑的桩基设计方案可行,施工质量可靠。对不同观测点沉降量随时间的变化关系拟合计算结果显示:监测结束1年内,建筑物的沉降基本趋于稳定,沉降变形特征符合一般高层建筑的沉降规律。文中所提出的监测方案和监测结果说明该工程沉降监测的设计方案可行、监测方法正确,为类似条件下高层建筑的安全施工与管理提供了重要参考依据。     

Al2O3衬底上低温生长GaN薄膜的一种新方法

研究了 ECR- PAMOCVD在蓝宝石衬底上生长 Ga N外延层时衬底的清洗方法和缓冲层结构对于 Ga N晶体质量的影响 ,提出了新的衬底清洗方法和双缓冲层结构 .实验表明这种方法能够提供一个很好的生长基底 ,可以有效地改善 Ga N外延层的晶体质量     

GaN/ZnO固溶体电子结构与光学性质的第一性原理研究

GaN/ZnO固溶体具有良好的光催化活性。为研究不同ZnO物质的量对GaN/ZnO固溶体能带结构和光吸收性能的影响,构建了一系列GaN/ZnO固溶体的随机原子结构模型。基于密度泛函理论计算不同ZnO物质的量对GaN/ZnO固溶体模型电子结构和光学性质的影响。研究结果表明： ZnO/GaN固溶体形成能与结合能均为负值,结构稳定。随着ZnO物质的量的增加,固溶体的带隙先呈现下降趋势,最后呈现小幅上升趋势。对于ZnO物质的量分数在13.89%至22.22%的GaN/ZnO固溶体,可以观察到光吸收峰强度在可见光区各个波长范围内均有较强吸收。通过研究不同ZnO物质的量对GaN/ZnO固溶体能带结构和光吸收性能的影响,为GaN/ZnO固溶体光催化材料的设计与制备提供了理论参考。     

无线传感器在农业环境监控中的应用

采用无线传感器网络监控农田环境可以为精准农业提供决策支持.结合传感器网络、移动网络与远程数据库技术,设计和建立一个能够同时对大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、水温、光照强度、CO2体积分数、pH值等8个环境参数进行监测的农田环境监测平台,通过对系统整体结构以及软硬件的设计,实现了对农作物各种生长情况信息的实时采集、传输、远程监测和预测分析.通过各项功能和性能测试,系统数据服务稳定可靠.     

聚氨酯树脂反应釜监控系统设计与实现

提出基于PLC和组态王的聚氨酯树脂(PU)反应釜监控系统的设计方案,详细阐述系统的整体结构和软硬件部分的设计,采用工控软件组态王开发人机接口可视化界面(HMI),使系统具有界面友好、操作简单、运行可靠、升级简便等特点.生产实践表明,该反应釜监控系统设计正确、运行稳定、实时性强,提高了聚氨酯树脂反应釜监控系统的自动化水平.