SiC涂层化学气相沉积过程的数值模拟

根据化学气相沉积法的工艺特点,对C/C复合材料SiC涂层的制备过程进行了数学建模和有限元模拟,得出了反应器内以及试样表面反应物浓度的变化规律,并且获得了反应器内反应物浓度与沉积产物间的关系.结合实验分析,验证了SiC涂层晶粒尺寸的变化和沉积形貌的演变是由于反应气体浓度分布随位置变化造成的:沿着反应气体流动的方向,反应物浓度逐渐降低,沉积得到的SiC晶粒尺寸逐渐减小,沉积形貌由堆积岛状到颗粒状再到晶须状逐级演变.     

电沉积铜箔CVD工艺生长缺陷可控少层石墨烯

通过气相化学沉积(CVD)工艺生长的石墨烯薄膜具有缺陷程度低且可实现层数可控等优良特点。基于硫酸铜酸性镀铜工艺,在不同的电流密度条件下采用电沉积技术制备超薄铜箔,并用作CVD工艺的基体,合成高品质少层石墨烯。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及多测试位置拉曼光谱技术对不同电沉积铜箔结构、表面形貌及其上生长的石墨烯进行分析。结果表明:电沉积铜箔的结构具有很强的择优晶面取向性,且其取向晶面与沉积的电流密度有关,在高温、H_2气氛退火处理后拥有比商业冷轧铜箔更有利于石墨烯生长的平整表面及连续滑移台阶;通过调控铜箔基体电沉积过程的电流密度及其厚度、反应前驱体气体H_2与CH_4流速比、CVD沉积时间以及铜箔退火时间等工艺参数,实现在电沉积铜箔表面生长出缺陷程度可控的少层石墨烯薄膜。     

SiC薄膜的制备及其光敏特性

采用热丝化学气相沉积(HFCVD)方法,以甲烷、硅烷和氢气为反应气体在单晶硅衬底上沉积碳化硅(SiC)薄膜材料.通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)对SiC薄膜的晶体结构进行测试分析.利用原子力显微镜(AFM)对SiC薄膜的表面形貌进行分析.对该薄膜在室温和较高温度(410℃)下进行光敏特性测试,结果表明:该薄膜为SiC薄膜且对不同波长、不同功率的光有一定的敏感特性,较高温度下其敏感特性和室温下测试的结果大体一致,在高温光敏器件领域具有很大的应用潜力.     

沉积位置对化学气相沉积SiC涂层微观组织的影响

利用化学气相沉积法在C／C复合材料表面制备了SiC涂层，并借助扫描电子显微镜和X射线衍射等手段对不同位置沉积产物的微观形貌、相组成以及厚度进行了测试，推导出了沉积位置与反应气源过饱和度的定性关系，分析了反应气源过饱和度对SiC涂层形貌、晶粒尺寸以及涂层厚度的影响．研究结果表明：沿着沉积炉内气体流动的方向，反应气源的过饱和度逐渐降低，沉积所得pSiC涂层形貌由颗粒状向须状转变，晶粒尺寸与涂层厚度逐渐减小。     

丙酮对金刚石膜生长速率的影响

采用灯丝热解化学气相沉积方法，在不同的碳源气体气氛中合成金刚石薄膜，并研究不同工艺条件下的金刚石膜生长速率．结果表明，在较低的灯丝分解气体温度和较近的灯丝与衬底距离条件下，以丙酮为碳源气体合成的金刚石膜具有较高的生长速率和较好的质量．     

温度对硅纳米线生长结构的影响

以硅烷为反应气体,温度为850～1100℃,在（100）取向的单晶硅片上,采用化学气相沉积法生长了一维硅纳米线．用扫描电子显微镜观察了硅纳米线的表面形貌,用X射线衍射仪研究了硅纳米线生长结构与反应温度的关系．分析了不同实验条件对硅纳米线生长结构的影响,并对一维硅纳米线与块体硅的光致发光（PL）特性进行了分析比较．     

沉积温度对取向纳米ZnO阵列形貌结构的影响

采用化学气相沉积方法,以ZnO及无定形碳粉末为原料,高纯Ar气为载气,在单晶硅和Al2O3基底上,用化学气相沉积技术,在750—1050℃范围内制备了取向的纳米ZnO晶体阵列．用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和荧光光谱（PL）等方法对ZnO薄膜阵列的结构和性能进行了表征,发现沉积温度对取向ZnO纳米阵列的生长结构和光致发光特性有重要影响,并就生长条件对纳米ZnO晶体阵列性能的影响因素进行了讨论分析．     

PECVD法在聚酰亚胺上沉积氮化硅薄膜的工艺研究

采用了等离子体增强化学气相沉积法(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)在聚酰亚胺(Polyimide，PI)牺牲层上生长氮化硅薄膜；利用微旋转结构测量氮化硅薄膜的残余应力；讨论沉积温度、射频功率、反应气体流量比等工艺参数对氮化硅薄膜的残余应力的影响，并把薄膜的残余应力分为热应力和本征应力加以分析，得出适合制作射频MEMS开关器件中的桥式梁的氮化硅薄膜的最佳工艺条件。     

交流脉冲制备TiO2薄膜的性能研究

利用150kHz交流脉冲放电进行等离子体化学气相沉积（PCVD），使用Ti（OC3H7）4为源物质，在普通钠钙载玻片上制备了TiO2膜．主要考查了交流脉冲电压、反应室工作气压、气体流量、薄膜沉积温度等工艺参数对薄膜光学特性的影响,通过薄膜透过率和吸光度分析，探讨了各工艺参数对成膜品质的影响．结果表明：在载玻片上．根据不同沉积条件可制成性能不同的TiO2薄膜，均有光催化特性且附着力好．     

HFCVD法制备SiC薄膜工艺

分析研究了热丝化学汽相沉积（HFCVD）法工艺参数的变化对SiC薄膜质量的影响。结果表明，合理的选取工艺参数，可在较低温度（700－900℃）晶向异质生长出高质量的准晶SiC薄膜。     

TiN/SiC纳米多层膜中的晶体互促生长

研究了TiN／SiC纳米多层膜中的晶体互促生长效应,采用磁控溅射法制备了一系列不同厚度SiC和TiN的TiN／SiC纳米多层膜以及TiN、SiC单层膜．利用透射电子显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和X射线能量色散谱仪分析了多层膜的微结构．结果表明,尽管TiN和SiC的单层膜分别以纳米晶态和非晶态存在,但由TiN和SiC通过交替沉积形成的纳米多层膜却能够生长成为晶体完整性良好的柱状晶并呈现强烈的择优取向,显示了一种异质材料晶体生长的相互促进作用．纳米多层膜中的晶体互促生长效应与新沉积层原子在先沉积层表面上的移动性有重要关系。     

合成SiC晶须的晶体学研究

讨论 Si C晶须生长的主要过程 ;晶核的生成、基晶的形成及晶须的生长。     

SiC单晶线锯切片及电镀锯丝制造技术的研究进展

针对碳化硅(SiC)单晶硬度高、脆性大,金刚石线锯切片时工具磨损快、切割效率低、晶片表面亚表面易出现微破碎损伤,使SiC单晶高质量切片和高性能锯丝制造技术成为关键和难点的状况,综述了SiC单晶线锯切片及电镀金刚石锯丝制造技术的研究现状,对其中存在的问题进行了概括与分析,并提出了SiC单晶金刚石线锯切片技术的未来研究方向。     

感应加热电源在SiC单晶生长炉中的控制与应用

基于SiC单晶生长炉的特点,引入通过RS485串行通信的控制方式,实现SIEMENSS7-300PLC的CP340模块对感应加热电源的控制,并给出相应的程序实现及最后实验对比结果。     

Effect of 6H-SiC crystal growth shapes on thermo-elastic stress in the growing crystal

The effect of 6H-SiC crystal growth shapes on the thermo-elastic stress distribution in the growing crystal was systematically investigated by using a finite element method. The thermo-elastic stress distribution in the crystal with a flat growth shape was more homogeneous than that in the crystals with concave and convex growth shapes, and the value of thermo-elasticity in the crystal with a flat growth shape was also smaller than that in the two other types of crystals. The maximum values of thermo-elastic stress appeared at interfaces between the crystal and the graphite lid. If the lid was of the same properties as 6H-SiC, the thermo-elastic stress would decrease in two orders of magnitude. Thus, to grow 6H-SiC single crystals of high quality, a transition layer of SiC formed by deposition or reaction is suggested; meanwhile the thermal field in the growth chamber should be adjusted to maintain the crystals with flat growth shapes.     

液相沉淀法制备微粉氢氧化铝动力学分析

应用响应曲面法(RSM)和结晶宏观动力学对液相沉淀法制备微粉氢氧化铝过程进行了分析.响应曲面法研究表明:影响中位径的最主要因素为反应温度，其次依次为反应时间、分散剂的量和溶液的pH值；影响分形维数的最主要因素为分散剂的量，其次依次为溶液的pH值、反应温度和反应时间.结晶宏观动力学的研究表明:硫酸铝与氨水反应过程分为晶核生长期和晶粒长大期两个阶段；两个阶段的宏观结晶动力学方程均符合二级反应速率方程，表观活化能分别为051和127kJ/mol.晶体生长机制研究表明，扩散控制机制是氢氧化铝晶核生长和晶粒长大的主导机制.     

反应条件与硅酸钙水合晶体的生长规律

以扫描电镜和X-射线衍射为主要手段,对不同材料、不同本征钙硅比及不同反应温度条件下所得到的硅酸钙水合晶体进行了结构分析,并讨论了Tobermorite和Xonotlite的生成规律。结果表明:这两种硅酸钙水合晶体与反应条件关系较为密切。     

扫描电镜及电子能谱对硅酸钙水合晶体生产过程的研究

以扫描电镜-电子能谱为主要研究手段,并辅之以X-射线衍射、透射电镜-电子衍射等结构分析方法,对蒸压条件下硅酸钙水合晶体的生成过程进行了较为系统的研究。结果表明,硅酸钙水合晶体的生成经历了水合C_a~(2+)离子扩散进入圆筛藻孔道中、晶核的形成、晶种的生成、晶体长大等几个主要阶段。并结合不同的反应阶段对制备条件的要求进行了有关的讨论。     

中间模板路线合成碳化硅纳米棒

采用中间模板路线在600~700℃相对低的温度下,用四氯乙烯和四氯化硅作为原材料,用溶剂热的方法合成了立方相的碳化硅(β-SiC)纳米棒.这种可选择性的路线为理解一维纳米材料的生长提供了实验上的依据.用X射线衍射,光电子能谱,拉曼光谱,透射电镜以及选区电子衍射对产物进行了表征.碳化硅纳米棒大约长800~1 750 nm,直径为50~60 nm.     

Ti3SiC2的生长机制

为探讨Ti3SiC2的生长机制,以Ti、Si、C元素粉末为原料,采用三种不同的真空烧结工艺,制备体积分数为89.12%、85.90%及93.01%的Ti3SiC2材料,并利用XRD和SEM对其进行组织结构分析。结果表明:Ti3SiC2晶体生长为台阶机制,在母层片的法线方向不受约束的情况下形成梯田形貌;在生长母层面的法线方向受到约束的情况下,Ti3SiC2的生长台阶被逐渐填满,形成晶型较完整的Ti3SiC2;在以Ti、Si、C粉末为原料制备Ti3SiC2时,在略高于1 300℃的温度进行长时间保温是有利的。