非晶碳氢膜晶化学分形体密度簇模拟

在非晶碳氢膜非平均凝聚分形计算机模拟的系列工作基础上，模拟了密度族，这有益于对非晶碳氢膜晶化机制的进一步和开发利用。     

氢化非晶碳膜的制备及其在金属表面防护上的应用

氢化非晶碳膜具有硬度高、电绝缘、光学透明、化学性能稳定等优良特性,又称为“类金刚石”碳膜。本文报导由碳氢气体的辉光放电分解而制备的氢化非晶碳膜的特性及其在金属表面防护上的应用。     

非晶碳氢膜的介电谱与分形结构

利用RF－DC辉光放电等离子化学气相沉积法制备了非晶碳氢膜,并测试了其介电谱,用分形理论研究了这种无序结构材料的介电谱与物质结构的关系。结果表明,低频反常色散介电谱确实可以传达物质结构的信息。     

火花点火发动机润滑油膜处碳氢生成过程的研究

利用雷诺类比法研究了火花点火发动机缸套壁面润滑油膜处未燃碳氢的吸附和释放过程，研究了结构和运转参数对润滑油膜处未燃碳氢吸附量的影响。计算结果表明，提高缸套壁面润滑油温度，提高发动机转达，燃用较稀混合气以及使用低压缩比等措施均能减少缸套壁面润滑油膜中未燃碳氢的吸附和释放量，达到降低发动机未燃碳氢排放的目的。     

火花点火发动机润滑油膜外碳氢生成过程的研究

利用雷诺类比法研究了火花点火发动机缸套壁面润滑油膜处末燃碳氢的吸附和释放过程，研究了结构和运转参数对润滑油膜处末燃碳氢吸附量的影响。计算结果表明，提高缸套壁面润滑油温度，提高发动机转速，燃用较稀浊合气以及使用低压缩比等措施均能减少缸套壁面润滑油膜中末燃碳氢的吸附和释放量，达到降低低发动机末燃碳氢排放的目的。     

汽油机燃用含氧燃料时碳氢生成过程的研究

在实测示功图以及顶环岸间隙和缸套壁面润滑油膜处未燃碳氢形成和释放过程的数学模型的基础上,计算了不同工况下火花点火发动机燃用含氧混合燃料时顶环岸间隙和润滑油膜处形成的碳氢量．计算结果表明,含氧混合燃料在润滑油中的溶解性低,可有效减少燃油在油膜中的吸附量,进而减少缸内未燃碳氢的生成量．     

硅,锗衬底上的软硬碳氢膜

我们使用射频-直流辉光放电系统制备了非晶碳氢膜(a-C:H),所用的衬底为半导体级抛光后的硅、锗单晶片,锗片纯度在9个9以上,硅片为N型,电阻率10～20Ω·cm为研究淀积源对膜层结构的影响,我们除使用气态源乙炔(C_2H_2)外,还使用了液态源戌烷(C_5H_(12))。所用淀积参数为:高频频率10MHz,高频功率密度1.4～2.8W/cm~2(未能精确测量),直流偏压0～600V,气体流量0.3～0.61/min,反应室内压强0.01～1托,衬底温度:室温～300℃。     

金刚石膜和氢化非晶碳膜电阻率测量的对比研究

对金刚石膜和氢化非晶碳膜的电阻率测试方法进行了对比研究，即对金刚石膜采用“大”尺度电极，氢化非晶碳膜采用“大”尺度电极和小尺度电极测量I－V曲线进行对比分析和讨论，得出了有意义的结果。     

铜氧化过程中其表面"非晶膜"的AES和HREM分析

利用电子显微阄中的电子束对铜的薄膜样品进行了连续的照射和跟踪观察，结果发现，Ｃｕ在氧化过程中首先出现的是一层非晶膜，这层晶膜在电子束的照射下转变成了Ｃｕ的晶体氧化物，ＡＥＳ和ＨＲＥＭ分别结果表明，Ｃｕ表面出现的这层非晶膜，它的主要成分为Ｃｕ和Ｏ，在铜的氧化过程中起着一种氧化界面的作用，也就是说，Ｃｕ的氧化要经历两个阶段，首先是Ｃｕ与Ｏ结合形成非晶膜，接着非晶膜在适当的时候转变为铜的晶态氧化物。     

双色法同时测定碳氢火焰温度和碳粒体积分数

推导了由碳氢火焰中某点的辐射能同时得到该点温度和碳粒体积分数的表达式，在双色法的基础上，引入光学CT技术来重建整个碳氢火焰的辐射能，并进而确定碳氢火焰各点的温度和碳粒体积分数，对已有实验数据进行模拟运算表明，重建效果令人满意．     

分形论与非晶态硅薄膜中的分形凝聚

阐述了分形概念及其在非晶硅薄膜微结构分析中的应用.利用透射电子显微镜(TEM)观测,在不同退火温度下,采用不同于常规的原位动态观测技术,获得a-Si:H薄膜中微结构形貌像.通过两种方法计算了分形结构的分维.结果表明,分形结构与a-Si:H薄膜的性质密切相关.对a-Si:H薄膜中的分形结构与晶化之间的关系进行了讨论。     

Mechanism of hydrogen-induced crystallization of amorphous silicon

Hydrogenated amorphous and nanocrystalline silicon films manufactured by plasma deposition techniques are used widely in electronic and optoelectronic devices. The crystalline fraction and grain size of these films determines electronic and optical properties; the nanocrystal nucleation mechanism, which dictates the final film structure, is governed by the interactions between the hydrogen atoms of the plasma and the solid silicon matrix. Fundamental understanding of these interactions is important for optimizing the film structure and properties. Here we report the mechanism of hydrogen-induced crystallization of hydrogenated amorphous silicon films during post-deposition treatment with an H(2) (or D(2)) plasma. Using molecular-dynamics simulations and infrared spectroscopy, we show that crystallization is mediated by the insertion of H atoms into strained Si-Si bonds as the atoms diffuse through the film. This chemically driven mechanism may be operative in other covalently bonded materials, where the presence of hydrogen leads to disorder-to-order transitions.     

Al—Ge共蒸膜晶化过程的计算机模拟

本文对Al—Ge共蒸膜中分形晶化的过程进行了计算机模拟研究。结果表明:分形晶化过程中晶核长大效应明显影响分形体结构。在较高Ge原子百分比共蒸膜中晶化时释放出的较多的晶化潜热以及在较高的退火温度时具有的较高热激活能都促使晶核长大。     

射频PECVD方法生长含氢非晶碳膜的结构及摩擦学性能

利用射频等离子体增强化学气相沉积技术在不锈钢表面制备了含氢非晶碳膜.采用Raman光谱、红外光谱、X射线光电子能谱和原子力显微镜等研究了薄膜的微观结构和表面形貌,在栓盘摩擦磨损试验机上考察了薄膜在不同载荷与滑动速度下的摩擦学性能.结果表明:所制备的含氢非晶碳膜具有典型的类金刚石结构特征,薄膜均匀、致密,表面粗糙度小;薄膜与不锈钢球对磨时显示出良好的抗磨减摩性能;薄膜的抗磨减摩性能同对磨件表面上形成的转移膜以及摩擦过程中薄膜结构的石墨化相关.     

Molecular dynamics simulation of the deposition process of hydrogenated diamond-like carbon （DLC） films

The deposition process of hydrogenated diamond-like carbon （DLC） film greatly affects its frictional properties. In this study, CH3 radicals are selected as source species to deposit hydrogenated DLC films for molecular dynamics simulation. The growth and structural properties of hydrogenated DLC films are investigated and elucidated in detail. By comparison and statistical analysis, the authors find that the ratio of carbon to hydrogen in the films generally shows a monotonously increasing trend with the increase of impact energy. Carbon atoms are more reactive during deposition and more liable to bond with substrate atoms than hydrogen atoms. In addition, there exists a peak value of the number of hydrogen atoms deposited in hydrogenated DLC films. The trends of the variation are opposite on the two sides of this peak point, and it becomes stable when impact energy is greater than 80 eV. The average relative density also indicates a rising trend along with the increment of impact energy, while it does not reach the saturation value until impact energy comes to 50 eV. The hydrogen content in source species is a key factor to determine the hydrogen content in hydrogenated DLC films. When the hydrogen content in source species is high, the hydrogen content in hydrogenated DLC films is accordingly high.     

采用磁过滤MEVVA源制备DLC膜的研究

采用磁过滤MEVVA沉积技术以石墨为阴极在几种衬底表面(单晶硅、不锈钢和工具钢等)上制备高质量类金刚石(DLC)薄膜.实验结果表明,沉积能量对薄膜的sp3键含量的影响为先随能量的增加而增加,达到最大值后,再增加沉积能量含量反而下降.硬度测试结果表明,非晶金刚石薄膜具有极高的硬度,为70～78GPa,远远高于衬底材料的硬度值.对非晶金刚石薄膜的摩擦性能试验结果表明,非晶金刚石薄膜的摩擦因数为0.16～0.2,大大低于衬底材料.     

碳纳米管Fe82P18非晶复合材料的晶化行为

为研究碳 nm管对铁磷非晶热稳定性的影响 ,分别对快速凝固制备的铁磷非晶合金和碳 nm管铁磷非晶复合材料进行了晶化过程的磁热分析 ,并测定了晶化激活能和Avrami指数。结果表明 ,随着碳 nm管体积分数的提高 ,铁磷非晶基体的晶化特征温度明显提高 ,晶化激活能增加 ,加入体积分数约 10 %的碳 nm管使晶化开始温度提高了约10 0 K,晶化激活能增加约 40 % ;铁磷非晶晶化过程表现为形核及晶核一维长大的单一阶段 ,而碳 nm管铁磷非晶的晶化过程分为明显的两个阶段 ,出现了显著的二维长大过程。     

N离子注入非晶碳膜的CN成键研究

利用Raman和XPS研究N离子注入前后非晶碳膜化学键 合的变化及CN成键情况. 结果表明, 被注入到非晶碳膜内的N与C原子结合, 形成sp³C-N, sp² C-N 和C≡N键. 随着N离子注入剂量的增加, 膜内sp³ C-N键的含量相对增多, 表明N离子注入更有利于sp³ C-N键的形成.     

制造非晶硅锗合金膜的新技术

本文报告了我们设计的制造非晶硅锗合金膜的一种新方法——直流反应溅射法。用这种方法,我们得到了锗含量从5％到95％的分布均匀的氢化非晶硅锗合金,膜质均匀、致密,是制造太阳能电池、锗化锗晶体管的优良材料。     

Fe/Dy非晶多层膜的晶化反应及相演化研究

由Miedema半经验公式计算的Fe/Dy二元系自由能图,及退火时Fe/Dy非晶多层膜晶化过程的XRD结果得出多层膜晶化受热力学和动力学两种因素控制,Fe,Dy晶态自由能低于初始非晶态提供了晶化的驱动力,而形核势垒及临界晶核尺寸控制了晶化反应的相选择.