不对称电极上尘埃等离子体颗粒分布

针对不对称电极射频(radio frequency, RF)辉光放电,通过构建二维尘埃等离子体鞘层模型,研究了不对称电极附近鞘层电势和电子密度等参量分布,并对鞘层中的颗粒进行受力分析,研究了尘埃颗粒在鞘层中的分布特征.结果表明：不对称电极鞘层附近电势具有棘轮势特点,颗粒受鞘层电场约束悬浮在鞘层内,其所在平衡位置处的电势呈现不对称周期性变化.通过对比不同大小的颗粒,发现小颗粒悬浮在鞘层较高位置成链状分布,大颗粒的平衡高度靠近极板,被“钉”到不对称电极产生的势阱中.     

用慢正电子束测定类金刚石薄膜中的缺陷浓度

对在不同极板负偏压下采用射频-直流等离子体方法制备得到的类金刚石膜(a-C:H)的微结构进行了测量,利用慢正电子束实验装置,探测并分析了样品缺陷浓度的分布情况.结果表明,在不同偏压下制备的薄膜,其膜中缺陷浓度存在很大差别,但在900 V偏压下制得的样品,膜中的缺陷浓度最低.     

二次电子发射对无碰撞等离子体鞘层的影响

建立了包括器壁发射二次电子的等离子体无碰撞鞘层的基本模型,讨论了一维稳态等离子体鞘层中二次电子发射对鞘层结构的影响．结果表明：器壁电势随着二次电子发射系数的增加而增加．在发射系数小于临界发射系数时,鞘层电势随发射系数增加而增加,鞘层是离子鞘;在发射系数大于临界系数时,电场出现反转,电势在鞘层空间出现一最小值,鞘层不再是离子鞘．并且就稳态等离子体推进器器壁材料不同,简要分析了二次电子发射给其鞘层带来的影响．     

基于中压微波氩等离子体的鞘层时空特性研究

鞘层特性直接影响微波等离子体应用于工业等领域的质量,针对研究其时变的空间分布和电场分布具有一定难度的问题,运用有限元的方法建立了中等气压下耦合麦克斯韦方程的微波氩等离子体三维模型,对鞘层的时空特性进行分析,给出了其二维等效模型.基于对等离子体参数的分析,讨论了鞘层的形成过程及其厚度的变化趋势,对比分析了等离子体电场及微波电场的时空瞬态特征.结果表明:在时间上,由于电子与离子的扩散速度和受力方向不同,鞘层的厚度呈逐渐增大的趋势,并最终形成稳态鞘层;在空间上,鞘层存在于所有与等离子体接触的放电管壁附近,鞘层区域的电场强度始终大于等离子体主体区域,且电场方向始终指向管壁,对微波电场产生阻尼作用.此外,通过量化分析证明了鞘层厚度随压强的增大而逐渐减小.     

氮气直流辉光放电阴极鞘层区电子行为的蒙特卡罗模拟研究

采用蒙特卡罗模拟对氮气直流辉光放电等电子体阴极鞘层区内电子的输运过程进行了研究,计算了阴极鞘层中电子的能量及角分布的空间变化.模拟讨论了电子密度和电子平均能量在鞘层的轴向分布规律.结果表明:在鞘层电子主要以高能束的形式朝前散射,电子在输运过程中表现出的这一特征依赖于放电条件,电子碰撞电离和离解电离产生的次电子在鞘层边界附近迅速倍增.模拟结果为分子气体辉光放电等离子体过程的机理的认识提供了参考依据.     

射频等离子体放电动态过程的流体动力学模拟

用流体动力学方法研究了射频放电的动态演变过程．得到了粒子密度、电子能量和电场的动态分布图．通过对功率密度的推导和鞘层厚度的定量定义,发现两者之间存在一定的函数关系．此外,动态分布图还表明：放电的演变主要发生在鞘层内部,两鞘层的演变相差１８０°相位角,极板材料对放电有影响．     

稀薄等离子体羽流稳态流动粒子模拟

以稳态等离子体推力器羽流为研究对象,基于单元粒子法一直接模拟蒙特卡罗法混合法,建立数值仿真模型,研究流场电势、电子数密度、离子电流密度分布,通过与实测数据及已有模拟结果的比较验证模型.电子动量方程简化中,考虑电子和离子与中性粒子的碰撞效应,采用交替方向隐式法求解等离子体电势,所得仿真结果优于忽略该效应的Boltzmann模型,尤其是在流场翼部.本研究对电推力器的污染评估具有参考价值.     

不同驱动电源下磁控溅射等离子体行为

磁控溅射驱动方式是影响其等离子体特征的重要因素之一,而等离子体行为最终影响所沉积薄膜结构和性能。磁控溅射过程中基体上产生的浮动电势与等离子体中电子能量分布有关,基体饱和电流则与等离子体的离子密度有关,可综合反映辉光放电系统等离子体状态。本实验分别采用射频、直流和脉冲直流电源溅射Mo粉末靶,改变靶基距,测量基体浮动电势及饱和电流,探讨溅射驱动方式对等离子体行为的影响。研究表明:靶功率增加,靶电压、电流均随靶功率增大,基体浮动电势基本保持不变,基体饱和电流增加,但电压增加率极小,而电流增加率较大。基体浮动电势绝对值随靶基距的增加而降低,即电子的能量分布随靶基距增加而降低。射频溅射产生的浮动电势明显小于直流和脉冲直流溅射的。直流溅射等离子体能量最高,射频溅射等离子体密度最大。     

介质颗粒在尘埃等离子体金属棘轮中的运动

通过实验研究了等离子体环境中金属棘轮对介质尘埃颗粒的整流过程.单分散聚苯乙烯颗粒悬浮在处于等离子体环境中的金属棘轮通道内,通过调节气压和放电功率实现了对颗粒的整流,颗粒在锯齿通道内做可控性定向运动.实验中只观察到颗粒的逆向运动.由于金属棘轮电势低,其表面较厚的鞘层对颗粒形成较强的约束,颗粒受到的非平衡切向离子拖曳合力更大,这将引起颗粒更快的定向运动.实验结果为建立尘埃等离子体棘轮模型奠定基础.     

玻璃圆环内等离子体鞘层分布

实验利用射频辉光放电产生均匀等离子体,带负电荷的花粉颗粒悬浮在鞘层边界处.通过激光散射法及空间分辨测量得到颗粒的分布,进而得到鞘层分布.实验结果表明,随着玻璃环内径的逐渐增大,颗粒的分布越靠近玻璃环,并且玻璃环中心处等离子体鞘层的凸起越明显.用Matlab可将较大玻璃环内鞘层沿径向分布用四次多项式拟合.实验结果对深入研究尘埃等离子体中带电颗粒的各种复杂运动提供了实验依据.     

具有斜拉梁的串联接触式射频微机电系统开关

为解决悬臂梁结构的射频微机电系统开关在残余应力的作用下会发生翘曲的问题,提出在悬臂梁的顶端引入斜拉梁的方法。使用Al/Au复合桥膜作为射频微机电系统开关的上电极,实现了Au-Au接触,利用BorofloatTM玻璃作为衬底,使用电阻对导通状态下的射频信号与驱动电极旁路进行隔离,使它的射频性能不受驱动电压的影响。测试表明:隔离度在12GHz的频率下,插入损耗和隔离度分别为-0.29dB和-20dB。该射频微机电系统开关适合于DC-X波段的应用。     

平面介质靶周围离子体鞘的特征

该文研究了在等离子体浸没离子注入（ＰＩＩＩ）中介质材料（高聚物、半导体等）为被注入对象时,其周围离子体鞘的扩展厚度和电势特征。在常规应用中,薄介质材料的厚度和相对介电常数对离子体鞘的厚度和离子集群势能分布及大小影响不大。因此在现有的等离子体处理、沉积、聚合、刻蚀等设备中都能方便地引入ＰＩＩＩ方式。     

具有斜拉梁的串联接触式射频微机电系统开关

为解决悬臂梁结构的射频微机电系统开关在残余应力的作用下会发生翘曲的问题,提出在悬臂梁的顶端引入斜拉梁的方法。使用Al/Au复合桥膜作为射频微机电系统开关的上电极,实现了Au-Au接触,利用BorofloatTM玻璃作为衬底,使用电阻对导通状态下的射频信号与驱动电极旁路进行隔离,使它的射频性能不受驱动电压的影响。测试表明:隔离度在12 GHz的频率下,插入损耗和隔离度分别为-0.29 dB和-20 dB。该射频微机电系统开关适合于DC-X波段的应用。     

配电网单相接地期间电压互感器直流偏磁机理及抑制措施分析

为解决单相接地期间中性点不接地配电网电压互感器直流偏磁，导致励磁电流畸变过电流，谐波、振动、损耗和发热增加等，造成电压互感器故障、一次侧熔断器频繁熔断和危害配电系统的问题。通过瞬时对称分量法求解了故障期间电压互感器励磁电流表达式，分析了电压互感器直流偏磁的产生机理，提出了一种考虑灭弧的直流偏磁抑制措施，基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了中性点不接地配电网，针对单相接地引起电压互感器直流偏磁的影响因素及抑制措施的有效性进行仿真。结果表明，铁心饱和、故障相角是影响电压互感器直流偏磁的重要因素，所提措施能够有效抑制直流偏磁过电流的发生。     

交直流互联系统直流电流分布与多层土壤参数的关系

分层土壤参数是影响交直流互联系统直流电流分布的重要因素．将各层土壤的电阻率及厚度作为自变量,变压器中性点的直流电流作为因变量,利用二元函数的三维曲面及等值线来描述变压器中性点直流电流与各层土壤参数的关系;基于此,研究多层土壤参数同时变化时,交直流互联系统直流电流分布与地理位置的关系．结果表明：变压器中性点的直流电流分别与第l层土壤电阻率比厚度、第2层土壤电阻率乘厚度、第3层土壤电阻率比厚度相关;当第1层土壤电阻率取最小值、厚度取最大值,第2—4层土壤电阻率全部取最大值、厚度全部取最小值时,各站点变压器中性点的直流电流相对较大;距离接地极越远,不同站点变压器中性点的直流电流差距越小．     

基于声学超晶格铌酸锂的新型体声波器件

设计了一种集成的声学器件。它的基本结构是由下列3部分组成的，即换能器部分、声学开关部分和声传播介质部分，但其材料均来源于铌酸锂晶体。其中换能器与声开关部分是由声学超晶格铌酸锂构成的，而声的传播介质则是单畴铌酸锂。着重研究了声开关部分所外加的直流偏压对在该器件中传播的声波的影响。结果显示：声开关部分对声波的反射率受到这一外加偏压大小的影响，外加偏压越大，则反射率越强；声子带隙也受到外加偏压的影响，外加偏压越大，则声子带隙将会增宽。同时我们还发现了声开关的反射谱分布决定于铌酸锂超晶格的周期大小，且超晶格周期数的减小也会增宽声子带隙。该器件在设计上有两大优点：一是实现了声学开关器件的集成化，二是充分利用了声学超晶格铌酸锂最大的机电耦合系数。     

Preparation of transparent TiO2 nanocrystalline film for UV sensor

Nanocrystalline TiO2 is a very important inorganic semiconductor function material with a wild band gap of 3.0-3.2 eV. Owing to its characteristics of selectiveabsorption for UV light, it has been extensively applied in photocatalysts, dye-sensitized sola…     

椭圆水泥环厚度和弹性模量对套管受力的影响分析

根据岩石力学和弹塑性力学理论,建立套管-水泥环-地层力学模型,采用有限元方法研究分析不同地应力条件下椭圆水泥环厚度和弹性模量对套管应力的影响,研究结果表明:在均匀地应力条件下,一定厚度的圆形水泥环对减小套管受力有益,在非均匀地应力条件下,采用椭圆水泥环能有效的减小套管应力.