基于微电子喷墨打印法制备Li4Ti5O12电极及其电化学性能

为解决传统电极制备过程中操作复杂、成本较高等问题,通过微电子喷墨打印结合高温退火的方法,成功制备了不含黏结剂的纯相钛酸锂(LTO)/铜箔(Cu)薄膜电极.扫描电镜分析结果表明:在Cu箔表面可均匀沉积呈纳米颗粒状的纯相LTO;喷墨打印10层活性物质的LTO/Cu薄膜电极与Li片负极组装的扣式电池,在3C(1.0～1.7 V)电流密度下,电池的比容量达91.27 mA·h/g,经过1000次循环后,放电比容量保持率为85.4％,表现出良好的稳定性.上述结果表明,喷墨打印法结合高温退火的方法在制备不舍黏结剂的电极材料方面具有广阔的应用前景.     

液滴喷射技术在全聚合物薄膜晶体管制备中的应用

研究液滴喷射技术在全聚合物薄膜晶体管制备中的应用,并着重分析电极材料在预成型基底表面的沉积扩散情况。通过数值模拟,分析隔断材料、液滴与隔断间距、液滴碰撞速度3个因素对沉积的影响。结果发现,只有当这3个要素配置合理时,才能保证液滴的正常沉积,从而保证晶体管的质量。例如,当隔断材料采用聚酰亚胺,沟道宽度为5μm,液滴与隔断间距为30μm,液滴碰撞速度为4m/s时,液滴能够正常沉积,晶体管的质量得到保证。本文结果可为TFTs的制作提供一定的参考。     

顺序离子束溅射沉积制备GdAlO3单一晶相薄膜技术

顺序沉积薄膜制备技术包括前驱薄膜制备和后期薄膜热处理技术，特别适合复杂组分的薄膜制备．采用IM100离子束材料芯片沉积仪在MgO(100)基片上顺序沉积Gd2O3和Al单层薄膜，经后续低温扩散和高温晶化两步热处理得到GdAlO3单一晶相薄膜．以X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段，分析所得GdAlO3薄膜的晶体结构和微观形貌，考察热处理过程对GdAlO3薄膜生长过程及微观结构的影响．实验结果表明顺序沉积薄膜制备技术具有化学计量比控制精确的优点，两步热处理可以得到结晶状况良好的单相结晶薄膜．     

多颗粒沉积模型预测铜和铝冷喷涂层微观形貌

采用有限元软件ANSYS/LS--DYNA建立了15个颗粒与基板的冷喷涂沉积模型,通过多颗粒沉积模型预测工艺条件、不同颗粒/基板组合的沉积行为和微观形貌;制备了Al和Cu冷喷涂涂层,观察了涂层截面形貌和颗粒变形特征,并与模拟结果进行对比.结果表明,多颗粒沉积模型可预测喷涂条件对颗粒沉积过程及涂层微观特征的影响,以及不同颗粒/基板组合的界面微观形貌.当碰撞速度低时,颗粒变形不充分,颗粒交界处易形成孔洞;随着速度增加,颗粒流变填充孔洞,涂层致密.与颗粒相比,硬基板涂层/基板界面平滑,机械互锁作用小;软基板形成射流状金属挤入颗粒之间,增加结合作用.     

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.     

梯度表面能材料及液滴运动特性实验

采用十二烷基三氯硅烷(C12H25Cl3Si)和辛基三氯硅烷(C8H17Cl3Si),通过化学气相沉积的方法(CVD),在硅基板上制取了具有梯度表面能的材料表面.通过躺滴法,测量了梯度表面能材料水平表面上的微量液滴接触角的分布,并以此表征材料表面能的分布.实验表明:水平放置的梯度表面能材料表面可驱使其上面的直径为1～3 mm的液滴从憎水侧向亲水侧迁移,单个液滴的运动速度最大可达0.9 m/s.在实验观察的基础上,探讨了液滴在具有梯度表面能材料表面运动的机理.     

面积阵列焊球快速制备技术与装置

为实现面积阵列封装中焊料凸点阵列的快速制备,提出了一种气动膜片活塞式熔融焊料微滴按需喷射装置.该装置利用微滴按需喷射技术对焊料液滴体积与沉积位置的高精度控制,实现直接植球功能.实验研究了装置各参数对液滴形成的影响,并通过单喷嘴按需逐点喷射直接在铜基板表面制作了5×7 Sn63 Pb37焊球阵列.此外,实验通过3×3阵列孔喷嘴并行喷射在硅基板上制作了3×3焊料凸点阵列.结果表明:气动膜片活塞式微滴喷射装置能实现大小均匀、尺寸和定位精度可控的焊球面积阵列的快速制备.     

电化学原子层沉积研究现状及沉积体系的构建

近年来,电化学原子层沉积(Electrochemical atomic layer deposition,E-ALD)技术在制备催化、光电及热电等功能薄膜的研究和应用方面取得了较大进展.概述了E-ALD的发展历史、沉积原理、研究及应用情况,介绍了课题组研发的E-ALD系统的构成和生长过程的控制机理.     

不同表面活性剂对电沉积半金属Bi膜的影响

采用电沉积方法在氧化铟锡玻璃(ITO)基板上制备出Bi薄膜,研究了阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)以及非离子表面活性剂(Brij56)对Bi3+的循环伏安行为、Bi膜的结构以及表面形态等的影响.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对Bi膜的表面结构形态进行了表征.结果表明,Brij56对Bi纳米颗粒的形态影响较小,以CTAB和SDS为添加剂可分别获得片状和树枝状结构的Bi纳米颗粒.     

纳米流体液滴瞬态蒸发速率影响因素实验研究

为了提升喷雾冷却等液滴蒸发应用过程的瞬态蒸发速率,该文探究纳米颗粒的加入对液滴瞬态蒸发特性的影响规律.通过可视化实验研究了水基CuO、Al2 O3纳米流体液滴在加热铜基板上的瞬态蒸发速率,测量了液滴蒸发过程中接触角、接触半径等形态参数随时间变化关系,并分析了纳米颗粒质量分数、基板加热温度对纳米流体液滴瞬态蒸发速率的影响...     

脉冲激光沉积制备薄膜的研究动态

综述了脉冲激光沉积制备薄膜的原理、特点,国内外对脉冲激光沉积的研究应用情况及目前的最新研究方向．着重分析了脉冲激光沉积过程中各主要沉积条件,如激光能量密度、靶－基体距、真空室气压及基体温度等对薄膜质量的影响．     

动态喷墨液滴两相流模拟

采用数值模拟方法研究了在平坦固体表面润湿时喷墨液滴的产生过程．以确定出发生液滴的关键．在考虑了表面张力和壁粘连的基础上．利用两相流之流体体积方法（VOF）建立了一个计算流体动力学模型采模拟湿平坦的固体表面上液滴过程．结果表明：基于VOF模型能够模拟润湿固体表面上液滴产生的动态,能够反映动态液滴与润湿固体表面间的相互作用和主要特征．这一模拟提高了对流体流动的认识．可以为一个特定的喷墨应用预测优化设计．     

常压等离子体增强化学气相沉积纳米晶TiO2多孔薄膜的研究

采用等离子体增强化学气相沉积(PE-cvD)的方法及TICl4/O2混合气体在常温常压下可制备纳米晶TIO2多孔薄膜.利用偏光显微镜分析(PM)、扫描电子显微镜分析(SEM)、高分辩透射电镜分析(HRTEM)、X光衍射分析(XRD)等检测手段.系统地对纳米晶TIO2多孔膜表面形貌以及成分进行表征.研究结果表明:使用等离子体化学气相沉积方法,可以在常温常压下快速沉积纳米晶TiO2多孔薄膜,并且PE-CvD与传统的化学方法相比具有低能耗、低污染、方法简便、成本低等优点,是具有良好发展前景的纳米晶多孔薄膜制备新方法.     

单双层石墨烯的制备及电导特性调控

石墨烯二维材料有着优异的物理、化学特性,在多个科学领域展现出广阔的应用前景.采用化学气相沉积方法在Cu-Ni合金表面制备了二维石墨烯薄膜并揭示其生长机制;研究生长时间、温度等对石墨烯覆盖度和晶格质量的影响.通过优化生长条件,成功制备了大面积单层及具有强烈层间耦合作用的AB堆叠双层石墨烯薄膜.进一步运用表面沉积技术在单层石墨烯上构建零维Au团簇和二维Au薄膜,研究其对石墨烯电导特性的影响;并结合第一性原理计算,揭示Au的形态及覆盖度影响石墨烯电导特性的规律.据此制作了石墨烯场效应晶体管器件,通过精确控制Au的覆盖度,实现石墨烯电导类型和载流子浓度的有效调控,拓展了其在微电子领域的应用.     

基于喷墨打印技术的柔性温度传感器阵列

采用喷墨打印技术,在柔性聚酰亚胺衬底上成功制备了银温度传感器。通过离子交换技术SMIE对聚酰亚胺衬底进行表面改性,喷墨打印机打印出所需的图形作为掩膜,实现了银电阻型温度器件的制备。通过SEM、XRD等测试方式对于制备得到的银层进行了表征,并对制备得到的温度传感器性能进行了研究。研究结果表明,通过SMIE技术制备的银电阻在-20?C~200?C的测试范围内,具有较好的温度灵敏度。设计得到的这类银电阻型温度探测器(RTD)可被广泛应用于柔性电子的原位温度探测中。     

基板温度对电子束沉积LaF3薄膜残余应力的影响

采用电子束沉积的方法,分别在K9玻璃基片上制备了LaF3单层膜.研究了基板温度对LaF3薄膜残余应力的影响;基板温度从200 ℃上升到350℃,间隔为50℃.利用ZYGO干涉仪测量了基板镀膜前后的面型变化,利用Stoney公式计算出残余应力;分析结果表明:在本实验条件下,残余应力为张应力,随基板温度的增加,有增大的趋势.     

基于图像分析法对喷墨打印机墨点保真度的研究

喷墨打印墨点的保真度通常通过墨点的圆度、面积变化率及打印位置的准确度来衡量．研究了墨点的保真度分析原理，设计了基于图像分析法的打印质量显微图像分析系统．利用显微图像分析系统对HP、Canon和Epson喷墨打印机分别在三种涂布纸上打印墨点效果进行了分析．实验表明，该方法可用于涂布和印刷图像质量的评价．     

多层喷射沉积的装置和原理

为了解决铝合金厚壁管坯、厚板坯和大直径圆锭坯的制备技术问题 ,提出了多层喷射沉积的概念 ,发明了多层喷射沉积技术和一系列装置 ,采用该装置制备出了规格为 Φ外 80 0 mm/ Φ内 3 6 0 mm× 12 0 0 mm,重达10 0 0 kg的耐热铝合金 (80 0 9)管坯 ,Φ70 0 mm× 12 0 0 mm的 6 0 6 6 Al/ Si Cp的复合材料圆柱锭坯 ,管、锭坯冷速达 10 4K/ s,经挤压后性能优异 .研究了多层喷射沉积的过程原理 ,结果表明 ,在多层喷射沉积工艺中 ,金属液滴的沉积轨迹、粘结方式、凝固规律以及工艺特点与传统喷射沉积技术有明显区别 ,多层喷射沉积装置是一种制备大尺寸快速凝固近形坯件的理想装置 .     

制备CdTe多晶薄膜升温过程的研究

采用近空间升华沉积法CSS(Close space sublimation),在3种不同升温过程中沉积制备CdTe多晶薄膜,通过实验数据作出其升温曲线,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、微电流高阻计等方法对沉积膜的性能进行测试分析.研究了在CSS法中控制升温过程对CdTe生长沉积机制及其沉积质量的影响.结果表明升温过程对CdTe多晶薄膜的沉积过程有重要的影响.其中,以氢气刻蚀后拉开衬底与升华源之间的设定温差,并保持固定温差至设定温度的升温过程的沉积质量最佳.     

OB纳米结构仿生及光学特性研究进展

纳米微结构具有对光线进行调制的能力,在新型光电子和光子器件方面已显示出广泛的应用前景,而不同类型光学尺度纳米微结构的人工制备却始终是一个难点．从纳米仿生角度对利用生物模板构筑人工纳米微结构的制备手段和研究现状进行分类阐述;随后着重介绍了近年来出现的一种新型纳米结构仿生制备方法,即利用原子层沉积技术实现对生物模板纳米结构的三维复制和原子尺度的精确生长控制;最后探讨了仿生纳米结构的光学特性和潜在光学应用．