Cu(11O)表面结构的透射电镜原位观察

用高分辨透射电子显微镜中的电子束对Cu(110)表面进行连续照射,随着电子束辐照时间的增加,Cu(110)表面形貌和结构不断变化.当照射时间足够长,样品足够薄时,高分辨电子显微术观察像中可以观察到一些条状衬度.我们认为,这些条状衬度是由 Cu(110)表面化学吸附O形成Cu-O链的结果.     

Cu（110）表面结构的透射电镜原位观察

用高分辨透射电子显微镜中的电子束对Cu（110）表面进行连续照射,随着电子束辐照时间的增加,Cu（110)表面形貌和结构不断变化,当辐射时间足够长,样品足够薄时,高分辨电子显微术观察像中可以观察到一些条状衬度,我们认为,这些条状衬度是由Cu(110）表面化学吸附O形成Cu-O链的结果。     

热氧化法合成ZnO纳米带及其光电特性研究

 应用低于锌熔点的低温金属固态热氧化的方法,并结合金催化作用,成功地在金属锌基底上自发生长出了氧化锌纳米带阵列。应用X射线衍射,扫描电子显微镜,高分辩电子透射显微镜等技术对产物进行了观察研究。研究结果表明,金对纳米带形成具有明显的促进作用。合成的氧化锌纳米带的长度范围为6~14 μm,厚度约为40 nm,宽度范围为100~150 nm,其顶部没有发现明显的金颗粒。XRD结果表明纳米带晶体结构为六方结构的ZnO,合成的纳米带的相结构很接近于无催化剂合成的ZnO纳米线。高分辨透射电镜观察显示部分纳米带结晶良好。通过对生长的氧化锌纳米带进行的光致发光（PL）测试,表明在PL光谱中可以看到紫外区,绿光波段有两个主要的峰。     

可应用于四结砷化镓太阳电池的ZnS/MgF_2/SiO_2减反射膜的结构设计

在采用磁控溅射方法分别制备单层ZnS、MgF_2、SiO_2薄膜及表征其折射率基础上,以折射率逐渐减小的三层结构(HML结构)思想,采用TFC光学薄膜软件,设计并模拟了可用于四结砷化镓(GaInP/GaAs/GaInAs/GaInAs)太阳电池的三层ZnS/MgF_2/SiO_2减反射膜系.并分析模拟了窗口层厚度、各膜层厚度和折射率以及光入射角对有效反射率的影响.结果表明:窗口层厚度、SiO_2的折射率和ZnS膜层厚度对有效反射率R_e的影响最为显著;在350~1 800nm宽波段,当窗口层厚度为83nm,膜系厚度分别为57nm、37nm和88nm,且光入射角为0°时,有效反射率Re最小可达3.38%.     

基于氧化锌薄膜的可见光完美吸收体仿真研究

提出一种基于Au-ZnO-Au三明治结构的可见光频段完美光吸收体结构.采用COMSOL有限元法对所提出的完美吸收体结构的光学特性进行模拟仿真,研究金属层、介质层和顶部金属光栅层的厚度以及光栅的宽度和周期等结构参数对其光学性质的影响规律.研究结果表明,当光栅周期为450 nm、光栅宽度为100 nm、光栅层厚度为60 n...     

陶瓷ZrO2晶粒的透射电镜研究

运用透射电子显微镜中的暗场技术,观察和研究了陶瓷ZrO2多晶试样的晶粒形貌特征。在暗场像下能清楚观察到其晶粒呈六方片状,尺寸在305nm到410nm之间。与明场像相比,暗场像中晶粒的取向衬度更加明显,暗场技术是研究和观察多晶颗粒形态和尺寸的有力工具之一。     

Cu—Zn—Al合金热循环相变的电镜观察

利用电镜高温台,直接观察Cu-Zn-Al合金在热循环过程中电子衍衬及电子衍射像的动态变化。低温马氏体M18R呈板条状,内部有厚度为5～10nm的层错亚结构。在热循环中,衍衬像不发生明显改变,但观察到可逆的电子衍射图变化,分析表明这是可逆的DO_3M18R型相变。在母相向马氏体转变之前,还出现“预马氏体效应”特征的漫散射条纹和额外衍射斑点。     

蒙特卡罗法模拟薄样品中低失能近轴背散射电子

用蒙特卡罗方法模拟计算了样品中的高能同轴背散射电子的背散射率和厚度衬度。结果指出：用较大的探测能量窗口和大的探测角可在确保厚衬度的前提下增强信噪比,大的入射能量虽有利于厚度衬度,但不利于提高信噪比,薄膜沉积在异质衬底上的模拟结果显示,虽然背散射率中包含有衬底材料的信息,但还是膜层厚度的单调变化函,有可能通过凝散射率的测量来判定薄膜厚度。     

纳米铝表面超薄氧化层厚度的表征研究

对于氧化层厚度的精确测量,尤其是小于10 nm的超薄氧化层的测量有一定难度.介绍了一种根据XPS图谱中氧化态和金属态的相对强度计算超薄氧化铝厚度的方法,并结合高分辨透射电镜、X射线衍射仪等多种表征手段进行验证.结果表明该方法具有简单、准确等优点.     

激光焊接工艺参数对锆4合金焊缝成形的影响

本文研究了激光焊接工艺参数对 Ｚｒ － ４ 合金焊缝成形的影响。结果表明：当激光功率一定时,焊缝计算厚度与宽度随着焊接速度的增加而减小,当焊接速度一定时,焊缝计算厚度与宽度随着激光功率的增加而增加;同时入焦量的变化对 Ｚｒ － ４ 合金的熔透也有很大的影响。对于一定厚度的材料,在透镜焦距确定后有一个合适的入焦量范围,并存在一个最佳入焦量,可得到最大的焊缝成形系数。在本试验条件下,入焦量为－２ ．１８ ～２ ．９５ｍ ｍ     

GaN基MSM结构紫外光探测器

在蓝宝石(0001)衬底上采用低压金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长GaN外延层, 以此为材料, 制作了暗电流很小的金属-半导体-金属(MSM)结构紫外光探测器. 测量了该紫外光探测器的暗电流和360 nm波长光照下的光电流曲线、光响应曲线和响应度随偏压变化的曲线. 该紫外光探测器在5 V偏压时暗电流为1.03 nA, 在10 V偏压时暗电流为15.3 nA. 在15 V偏压下该紫外光探测器在366 nm波长处的响应度达到0.166 A/W, 在365 nm波长左右有陡峭的截止边. 从0~15 V, 该紫外光探测器在360 nm波长处的响应度随着偏压的增加而增大. 详细地分析了该紫外光探测器的暗电流、光电流、响应度随偏压变化的关系.     

金属层厚度对金属/聚合物双层膜结构脱模过程的影响

在使用直接压印法制备金属/聚合物双层膜结构纳米图案时,脱模过程分析对双层膜结构的无缺陷成型具有至关重要的作用。采用有限元模拟的方法,通过改变金属层的厚度探讨在脱模过程中对金属层应力和变形的影响。根据数值模拟结果绘制出金属层在脱模过程中最大应力和变形量随金属层厚度的变化曲线。通过对变化曲线的分析,发现金属层上中部的最大应力值以及弯曲变形量随着金属层厚度的增加而减小,并且金属层厚度为50nm时具有最佳的脱模效果,更适用于金属/聚合物双层膜结构的脱模过程。     

4H-SiC紫外光光电晶体管模拟与分析

根据光电晶体管的物理机理和SiC材料参数,建立了4H-SiC紫外光电晶体管的数值模型,利用Silvco软件对其I-V特性和光谱响应等特性进行了模拟与分析;通过研究4H-SiC紫外光电晶体管不同结构尺寸下的光谱响应特性,对其各区掺杂浓度与厚度等参数进行优化设计。结果表明,优化后的光电晶体管光谱响应范围为200～380 nm,峰值波长为270 nm,相应的响应度为300A/W,而对可见-红外光的响应度均小于2 A/W,具有较高的紫外光分辨率,可以实现在较强的红外及可见光背景下有效地进行紫外光探测。     

T1型C_3S超晶胞与伪六方亚晶胞的取向关系

用固相法合成了T1型硅酸三钙(C_3S),通过X线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对其微结构进行表征。结果表明:T1型C_3S伪六方亚晶胞参数为a=0.707 nm,b=0.705 nm,c=2.513 nm,α=89.69°,β=90.44°,γ=119.61°。T1型C_3S中存在一维调制结构,并在高分辨透射电子显微像(HRTEM)中以波状衬度的形式展现。借助SingleCtystal和MacTempas软件对T1型C_3S进行了选区电子衍射(SAED)和HRTEM像模拟,进一步验证了实验结果,并且确立了T1超晶胞和伪六方亚晶胞之间的取向关系,即:(300)_(T1)、(060)_(T1)和(003)_(T1)分别相当于(115)_H、(122)_H和(114)_H,[100]_(T1)//[221]_H[010]_(T1)//[110]_H以及[001]_(T1)//[411]_H。此外,还确定了T1超晶胞和伪六方亚晶胞之间的转换矩阵。     

非晶态Pt壳层Ni@Pt纳米粒子的甲醇电催化氧化动力学

通过连续两步化学还原法制备了非晶态金属壳层的Ni@Pt纳米粒子,并通过球差校正高分辨透射电镜、XRD、EDS及XPS对其微观结构及组成进行了表征。运用电化学方法研究了硫酸溶液中甲醇在该纳米粒子上的电化学反应动力学过程。结果表明:采用这种方法制备出了非晶态金属Pt包覆的Ni@Pt核壳型纳米粒子,平均粒径约为12nm,壳层厚度约为1～2nm;非晶态壳层Pt纳米粒子上的塔菲尔斜率最小值为0.075,比晶态纳米粒子的低;同时甲醇反应级数最大值可达到0.60,比晶态纳米粒子的高。这说明非晶态金属是高活性的甲醇电氧化催化剂。     

考虑复合衬砌层间接触效应的衬砌结构力学特征

为了研究防水板对复合式衬砌结构力学特征的影响机制,以实际工程为依托,采用FLAC^3D有限差分软件内置的Interface接触面单元模拟防水板引起的层间接触效应,建立数值仿真模型并与荷载结构模型进行对比,分析了二衬在不同排水率下的内力及形变特征,并探究了二衬各设计因素对其安全性的影响规律。结果表明：在初支与二衬间设置接触面单元来模拟防水板引起层间接触作用的地层结构模型可靠性较高;防水板的存在导致初支与二衬无法协同受力,复合衬砌层间出现应力突变现象,二衬具有挤压或脱离初支的形变特征,且受挤压部位的层间界面将产生错动滑移;依托隧道断面最小安全排水率为0.66,隧道排水率低于0.8时衬砌最不利截面均位于拱脚附近;相比于增大二衬厚度或混凝土强度等级,优化衬砌结构断面形状更能提高其水压承载能力,且优化衬砌断面形状后的二衬通过增大厚度或混凝土强度来提高其水压承载能力的效果高于优化前。     

垃圾填埋场回填黏土块度对渗透性的影响

简易垃圾填埋场的衬层为压实黏土,衬层的渗透率直接决定了填埋场的使用年限。通过确定渗滤液在土体中的渗透速率和范围,计算出渗滤液的击穿深度,并得到经济安全的衬层厚度,是垃圾填埋场衬层设计的主要内容。通过引入均匀化理论,推导出黏土衬层渗透率的均匀化公式,然后利用有限元软件建模分析,最后研究垃圾填埋场中衬层块度对渗透性的影响。结果表明衬层的渗透率随着块径尺寸的减小而减小,填埋场的使用年限随之延长。     

断层破碎带段隧道结构二衬防垮塌抗震配筋技术

为改变断层破碎带段隧道结构抗震"大震偏弱"的现状,提出了二衬防垮塌单层配筋抗震技术,并建立了断层破碎带段隧道结构二衬防垮塌抗震配筋准则。在汶川地震隧道震害资料分析的基础上,主要采用有限差分数值模拟技术,对罕遇烈度情况下错动断层与非错动断层2种情况进行研究,确定了断层破碎带段隧道结构二衬防垮塌抗震配筋等级及范围。研究结果表明:断层错动条件下,上盘距离断层2D(隧道跨度D)范围内和下盘距离断层1.5D范围内,二衬需双层配筋;上盘距断层2D~3D范围内和下盘距离断层1.5D~2.5D范围内,二衬需采用单层配筋。非错动断层条件下,设防烈度7度时,无需采用抗减震措施进行设防;设防烈度8度时,两侧距断层1D范围内需采用单层配筋;设防烈度9度时,两侧距断层约2.5D范围内需采用单层配筋。研究成果对断层破碎带段隧道结构抗减震技术的发展具有重要意义。     

相场法模拟冰晶生长的参数优化

水溶液冻结过程生成的冰晶是低温保存中造成细胞损伤的主要原因.研究如何降低冰晶形成和生长过程对细胞伤害的方法,是低温生物研究的重要课题.本文采用国内外描述相变微观结构的相场模型,将体系视为水和溶质二元系统,研究了界面厚度尺度、各向异性强度和过冷度对结晶过程冰晶生长的影响.结果表明:界面厚度影响模拟结果,为了获得可靠的计算结果,界面厚度参数取值为3.00dx;各向异性系数大小对冰晶形貌有很大影响,取值越大,冰晶的二次分枝越发达,且尖端速度波动的幅值越大,各向异性系数取值范围0.010~0.025;过冷度明显影响冰晶的生长和形貌,过冷度大,冰晶生长速度加快,二次分枝发达,形貌变化较大,固相率也随之变大.参数优化结果为:界面厚度尺度等于3.00dx,各向异性系数等于0.023,过冷度等于20K的模拟结果与低温显微镜下观察到的冰晶生长形貌试验结果相吻合.     

飞秒激光切割金属的表面粗糙度

为提高激光切割金属的表面质量,用不同工艺参数的飞秒激光单次切割厚度为100μm的铜箔,并采用弱激光表面修复加工方法,取单次切割后最低粗糙度约为694 nm的表面进行弱激光再扫描修复。研究结果表明:高能量飞秒激光切割金属存在热效应,扫描电镜显示表面有颗粒氧化物,实验得到再扫描修复加工的优化工艺参数为:再扫描进给深度为10μm,速度为100μm/s,单脉冲能量为50~100μJ。在最优条件下,再扫描1次的表面粗糙度达220~250 nm,再扫描3次的表面粗糙度小于130 nm。该方法能有效提高飞秒激光切割金属的表面质量。