气相生长统一模型

从微观输运与化学反应动力学出发，将薄膜气相长生过程划分为五个步骤，基于对步骤的分析，得到了淀积过程的共同规律，建立了气相淀积生长速度的统一模型，代入有关参数少数实验数据即可得到具体的实用模型，文中揭示的薄膜生长规律对于优选工工艺方法和具体工艺参数具有参考意义。     

碳化硅薄膜生长技术的研究进展

介绍了国际上近年来碳化硅薄膜的研究情况，碳化硅外延生长大多采用溅射法(sputting)、化学气相淀积(CVD)和分子束外延(MBE)．对生长工艺对碳化硅薄膜特性的影响进行了对比研究．     

SnO_2薄膜的化学气相淀积 Ⅰ.SnO_2薄膜的制备过程动力学

利用化学气相淀积方法,在载玻片上淀积二氧化锡薄膜,研究了过程的动力学特征,考察了不同操作参数对淀积速率的影响。建立了淀积速率与反应气体分压的关系式,并初步提出了淀积过程的反应原理。     

等离子增强型化学气相沉积氮化硅的淀积

等离子增强型化学气相淀积氮化硅是目前器件难一能在合金化之后低温生长的氮化硅。本文研究了各种淀积参数对薄膜性能的影响，提出了淀积优质氮化硅钝化膜的条件，对折射率随生长速率而变化给出了新的解释。     

PECVD技术生长氮化硅钝化膜的条件控制

不同的工艺条件会对薄膜的生长产生影响。使用等离子体增强化学气相淀积方法,对PECVD生长氮化硅钝化膜的工艺条件进行了实验研究,阐述了几种工艺参数对钝化膜生长的影响,获得了生长氮化硅钝化膜的较佳工艺条件,制作出了高质量的氮化硅钝化膜。     

等离子增强型化学气相淀积氮化硅的淀积

等离子增强型化学气相淀积（ＰＥＣＶＤ）氮化硅是目前器件唯一能在合金化之后低温生长的氮化硅．本文研究了各种波积参数对薄膜性能的影响，提出了淀积优质氮化硅钝化膜的条件，对折射率随生长速率而变化给出了新的解释．     

纳米硅薄膜制备工艺的研究

采用等离子体增强化学气相淀积（ＰＥＣＶＤ）技术，在超高真空系统中，使用大量氢稀释的硅烷作为反应气体，利用Ｒ．Ｆ．＋Ｄ．Ｃ．双重功率源激励，通过低温下硅在氢等离子体放电中的化学输运直接淀积纳米硅薄膜，根据对薄膜样品结构的测定及其制备工艺条件，分析讨论了各工艺参数对淀积后薄膜的影响，从而使纳米硅薄膜的制备工艺趋于完善。     

C60薄膜硅衬底过渡层对金刚石薄膜的生成

用微波等离子体化学气相淀积方法，以Ｃ６０薄膜作为在硅衬底上的过渡层，无衬底负偏压。采用通常淀积金刚石薄膜的生长条件，在Ｃ６０薄膜上生长出多晶金刚石薄膜。     

纳米硅簿膜制备工艺的研究

采用等离子体增强化学气相淀积（ＰＥＣＶＤ）技术，在超高真空系统中，使用大量氢稀释的硅烷作为反应气体，利用Ｒ．Ｆ．＋Ｄ．Ｃ．双重功率源激励，通过低温下硅在氢等离子体放电中的化学输运直接淀积纳米硅薄膜。根据对薄膜样品结构的测定及其制各工艺条件，分析讨论了各工艺参数对淀积后薄膜的影响，从而使纳米硅簿膜的制备工艺趋于完善。     

常压MOCVD法生长高质量GaAs薄膜的研究

本文采用三甲基镓(TMG)和砷烷(AsH_3)作为源气体,用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)在常压600～750°的温度范围内进行了GaAs薄膜的生长。研究了源气体流量和衬底温度对生长速率的影响。用扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱和Vanderauw法测量表明,这套系统生长的GaAs薄膜具有很高的质量。     

含蜡原油井筒结蜡剖面的预测模型

油井结蜡是含蜡原油开采中的不利因素。对含蜡原油在井筒流动过程中蜡沉积影响因素进行了分析，研究了石蜡的沉积机理。利用Ｆｉｃｋ扩散定律和剪切扩散理论，推导并建立了蜡分子扩散和蜡晶径向迁移过程中油井结蜡剖面的预测模型，该模型可用于计算油井井筒中各点的石蜡沉积速度以及沉积厚度的增长速度。对影响油井结蜡剖面的各因素进行了敏感性分析。研究结果表明，油井沿井筒的蜡沉积厚度分布随原油的性质、含水量、原油在井筒中的温度和压力条件、油井的产量以及生产时间的变化而变化。在实际生产中，对上述影响因素进行控制和调节，可以改善油井的结蜡状况。该预测模型可为进一步掌握油井蜡的沉积过程以及对油井的防蜡和清蜡措施提供理论基础     

CVD金刚石膜{100}取向生长的原子尺度仿真

运用动力学蒙特卡洛(KMC)方法从原子尺度对CVD金刚石膜{100}取向在3种不同化学反应模型下的生长进行了仿真.结果表明:(1)以CH3为主要生长组元的生长机制比较适合于{100}取向金刚石膜的生长;(2) 对金刚石{100}取向而言,含有双碳基团的模型沉积速度并不比含有单碳基团的模型沉积速度大;(3)在高的生长速率下仍有可能获得表面粗糙度较小的金刚石膜;(4)对Harris模型的仿真结果与其本人的预测结果一致,并与实验结果符合良好.     

大面积金刚石膜生长环境气氛的计算机模拟

建立了直流电弧等离子体喷射ＣＶＤ大面积金刚石沉积数学模型．对衬底上方等离子 体中的化学环境进行了模拟计算,并与在相同条件下对等离子体的光谱结果进行对比,发现计 算结果与实验结果基本上吻合．在模拟条件下ＣＨ基团可能是促使金刚石生长的主要活化基 因．模拟结果显示ＣＨ基因沿径向的均匀分布对大面积金刚石膜生长有较大的意义．     

Atomic scale KMC simulation of {100} oriented CVD diamond film growth under low substrate temperature—Part Ⅰ Simulation of CVD diamond film growth under Joe-Badgwell-Hauge model

The growth of {100} oriented CVD (Chemical Vapor Deposition)diamond film under Joe-Badgwell-Hauge (J-B-H) model is simulated at atomic scale by using revised KMC (Kinetic Monte Carlo) method. The results show that: (1) under Joe's model, the growth mechanism from single carbon species is suitable for the growth of {100} oriented CVD diamond film in low temperature; (2) the deposition rate and surface roughness () under Joe's model are influenced intensively by temperature ()and not evident bymass fraction of atom chlorine; (3)the surface roughness increases with the deposition rate, i.e. the film quality becomes worse with elevated temperature, in agreement with Grujicic's prediction; (4) the simulation results cannot make sure the role of single carbon insertion.     

Effect of Processing Parameters on Thermal Phenomena in Direct Laser Metallic Powder Deposition

Direct laser metallic powder deposition technique is widely used in manufacturing, part repairing, and metallic rapid prototyping. The ability to predict geometrical accuracy and residual stress requires an understanding of temperature distribution during the deposition process. This study presents a numerical model of three-dimensional transient heat transfer in a finite model heated by a moving laser beam. Thermal phenomena in the process were investigated. The complex solid-liquid problem and latent heat of fusion were treated by means of equivalent thermal conductivity and modified specific heat, respectively. Using method of birth and death of elements, the growth of additive layers and the shape of melt pool were obtained. The effect of processing parameters such as absorbed power, travel speed, and preheated temperature on melt pool sizes and cross-section of deposited layer profile was studied. The results show that the melt pool sizes increase with absorbed power and decrease with travel velocity. In addition, the preheated temperature contributes less to the melt pool size. The results are generally in a good agreement with experiments in published literature.     

Ni在Ni(100)面的薄膜生长的蒙特卡罗模拟

采用晶格动力学蒙特卡罗(KLMC)方法模拟Ni在Ni(100)面的薄膜生长,对原子的沉积、吸附、扩散、成核、生长等微观过程采用了合理的模型,研究基板温度和沉积速率对薄膜的生长形貌和表面粗糙度的影响.模拟结果表明:沉积在基板上的原子逐步由各个离散型变成紧致型的近四方形的岛,并由二维向三维岛转变,最后连接成膜;基板温度越高,沉积速率越低,生成的薄膜越平整,粗糙度越小;沉积速率一定,表面粗糙度随着基板温度的增加而减小,当基板温度达到一定值时粗糙度降为零.     

无规扩散类反应表面生长动力学行为

研究了无规扩散类表面生长的动力学和标度行为，研究了两种粒子（Ａ、Ｃ）在二维衬底上的聚集．当Ｃ粒子的几率ｑ＝０时，系统表现出泊松生长．当ｑ≠０时，表面表现出粗化的形貌特性，存在着粗化转变．对Ｃ粒子扩散步长以及扩散几率对粗化转变的影响也进行了研究     

A black phosphorus-graphite hybrid as a Li-ion regulator enabling stable lithium deposition

Lithium (Li) metal anodes have been regarded as the most promising candidates for high energy density secondary lithium batteries due to their high specific capacity and low redox potential. However, the issues of Li dendrites caused by nonuniform lithium deposition during battery cycling severely hinder the practical applications of Li metal anodes. Herein, a hybrid of black phosphorus-graphite (BP-G) is introduced to serve as an artificial protective layer for the Li metal anode. The two-dimensional few-layer BP, which is lithophilic, combined with the high electronic conductive graphite can act as a regulator to adjust the migration of Li ions, delivering a uniform and stable lithium deposition. As the growth of lithium dendrites is inhibited, the utilization of Li metal achieves > 98.5% for over 500 cycles in Li||Cu half cells, and the life span is maintained over 2000 h in Li||Li symmetric cells with a low voltage hysteresis of 50 mV. Moreover, the LiFePO₄||Li full cell with a BP-G Li-ion regulator presents significantly better specific capacity and cycling stability than that with the bare Li metal anode. Therefore, the introduction of the BP-G Li-ion regulator is demonstrated to be an effective approach to enable stable lithium deposition for rechargeable Li metal batteries.     

利用Monte Carlo算法对薄膜生长过程的计算机模拟

用Monte Carlo方法以Cu为例对薄膜生长过程进行计算机模拟．不仅对原子的吸附、迁移及脱附3种过程采用更为合理的模型，还考虑这些过程发生时对近邻原子的连带效应．在合理选择原子间相互作用势计算方法的基础上．改进了原子迁移激活能的计算方法．计算了表征薄膜生长表面形貌的表面粗糙度和表征薄膜内部晶格完整性的相对密度．结果表明，在一定的原子入射率下，表面粗糙度和相对密度的变化存在一个临界温度．随着衬底温度的升高．表面粗糙度减小，膜的相对密度增大．当达到临界温度时，粗糙度随衬底温度的升高开始增大，而相对密度趋于饱和．临界温度随原子入射率的增大而增大，不同温度下原子入射率对粗糙度的影响不同，在较低温度时粗糙度随入射率的增加而增加，在较高温度时粗糙度随入射率增大而减小．同时发现．随入射率的增大或薄膜厚度的增加，相对密度均逐渐减小。     

2-KGA混菌发酵过程的结构模型及实验验证

探讨了古龙酸混菌发酵过程中普通生酮古龙酸菌(Ketogulonicigenium vulgare)和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)的交互作用机制.分析了K. vulgare以L 山梨糖为碳源时的代谢途径,建立了K. vulgare的宏观动力学模型,引入了一阶闭环调节器模型来描述糖酵解等酶系的建立过程.该模型描述了K. vulgare中物质流和能量流的平衡关系,据此可解得比碳源消耗速率、比生长速率、比乙酰辅酶A生成速率、比氧消耗速率等关键反应速率.结合生物反应器模型可获得操纵变量与状态变量之间的关系.实验验证了上述模型的有效性.