EPBS对氚化钛薄膜中氚量及分布的初步分析

近年来,我们致力于将氚$衰变诱发X射线谱分析(BIXS)方法发展成为一种准确测量含氚薄膜中氚量及分布的常规方法.该方法结合了蒙特卡罗模拟与Tikhonov正则法,近期已用于一系列氚化钛薄膜样品总氚量、深度分布的分析.增强质子背散射分析(EPBS)方法作为一种快速、无损的杂质成分含量及深度分布的分析手段,在本文中被用于该系列氚化钛薄膜样品的分析,并与相应的BIXS结果进行了比较,对分析中的有关问题也进行了讨论.     

氚钛靶中氚浓度的变化

为研究中子管内钛膜中氚浓度逐渐减少的行为,分别对中子管内钛膜的氘氚置换反应与高温释氚两种行为进行深入研究。对局部混合模型下的氘氚置换方程进行修正添加了氘氚扩散项,采用有限元分析软件对氘氚置换方程进行数值解分析,并与未修正的氘氚置换方程进行分析比较。同时通过高温释氚实验,对不同温度下的氚钛膜释氚量进行研究。结果表明:未修正与修正后的氘氚置换反应氚浓度都会随着氘束流注入逐渐减少,修正后的方程的平均氚浓度减少比较快,300 h后趋于稳定;未修正的平均氚浓度减少比较慢,200 h趋于稳定。高温释氚实验表明,氚钛膜温度升高会引起钛膜内的氚释放,温度高于180℃氚的释放会急剧增加。可见添加氘氚扩散项对钛膜中氚浓度影响很大,修正后氘氚置换方程更符合实际氚浓度分布;高温释氚也会影响钛膜中氚浓度,温度控制在180℃以内对氚浓度影响不明显。     

反应堆含氚重水提氚关键技术研究进展

基于建立的年处理１０t重水的组合电解催化交换唱色谱分离（CECE-GC）实验系统,就含氘轻水提氘 演示实验及利用含氚轻水进行含氚重水提氚模拟运行做了介绍。结果表明,２４０h含氚轻水的连续运行,CECE 系统整体浓缩倍数约为４,电解池氕、氚分离因子约为１０;８m３桙d色谱分离系统运行２３h,可将１０.５m３料气的 ９０％中的氘贫化１０００倍;氚储存系统运转正常。CECE唱GC实验系统的建立,为重水提氚技术的进一步工程化提 供了研究平台。     

温稠密氢氘混合物热力学、光学和电子输运特性理论研究

温稠密状态下的氘氚混合物是惯性约束聚变必然要经历的中间物质状态.其在温稠密状态下的热力学特性和输运参数在聚变实验设计研究中起着重要作用.但由于氚具有放射性，实验中可以用氢氘混合物来模拟替代研究氘氚混合物.本文采用了密度泛函理论分子动力学模拟和基于自洽流体变分理论的化学模型，构建了氢氘混合物在0～200 GPa和300～10 000 K宽范围状态方程和声速数据库.此外，结合Kubo-Greenwood公式计算得到了氢氘混合物电子电导率以及光学反射率和折射率，建立起混合物绝缘-金属化相变与实验上易探测的光学物理量反射率和折射率之间的联系，为从实验角度探索氢及其同位素的金属化提供了理论指导.     

用中子飞行时间分析氢同位素深度分布

论述了一种注入或者吸附在材料中的氚和氘的深度分布的测量方法.样品为氚(钛)靶和氘(钛)靶.用2MeV入射质子束,T(p,n)反应研究氚的深度分布;用1MeV入射氘束,D(d,n)反应研究氘的深度分布.用标准的飞行时间方法测量中子能谱。由中子能量确定起反应的质子或氘核的能量。进而得出氚或者氘在钛层中的深度分布.本方法的灵敏度可达0.1at.％.对氚(钛)靶,当靶厚为5mg/cm~2时,深度分辩好于0.5mg/cm~2.     

多种 β 射线阻挡层的BIXS技术反演方法研究

我们首次提出在β衰变诱发X射线谱技术(BIXS)中采用金属薄膜代替氩气作为β射线阻挡层来获得氚化钛薄膜样品中氚含量及深度分布信息的方法.本文利用基于Monte Carlo方法的PENELOPE并行模拟程序,分别模拟了以Al、Au金属薄膜和Ar气作为β射线阻挡层的BIXS技术.为了得到可靠的氚分布反演结果,我们比较了GENEREG与Regularization Tools(Regutools)两种反演程序包的反演方法,研究表明GENEREG程序的反演结果较好.     

T(d,n)~4He反应的中子能谱的测量和模拟计算

本文描述用飞行时间谱仪对T(d,n)~4He反应的α关联中子能谱和角分布的测量,以及介绍对这些中子能谱的蒙特卡罗模拟。在计算中考虑了氘在氚-钛靶的多次散射。对发射中子谱自寺和关联中子平均能量的计算结果分别与Pavlik等人的计算结果和我们的实验结果很好地符合。     

质子透射能量损失(PTEL)测量气溶胶样品面密度

通过用配有小孔光栏的探测器测量能量为2 MeV、束斑直径为4 mm的质子束透过气溶胶样品的能量损失(proton transmission energy losses,PTEL)谱,然后利用代表性的气溶胶元素组分和C5H9O2N有机物能量损失靶模型计算气溶胶对质子的阻止截面.在扣除气溶胶样品mylar膜衬底中质子能量损失时,分别采用了质子穿过空白mylar膜能量损失近似法和迭代法.不同模型和近似方法下PTEL测量和称量结果之间的误差大都在10%以内.     

MECHANISM OF NANOSTRUCTURE IN OXIDATION OF Si1-xGex AL-LOYS

我们在硅锗合金衬底上采用氧化等制膜方式生成零维和三维的纳米结构样品,用高精度椭偏仪(HPE)、卢瑟福背散射谱仪(RBS)和高分辨率扫描透射电子显微镜(HR-STEM)测量样品的纳米结构,并采用美国威思康新州立大学开发的Rump模拟软件对卢瑟福背散射谱(RBS)中的CHANNEL谱和RANDOM谱分别进行精细结构模拟,计算且测量出纳米氧化层与锗的纳米薄膜结构分布,并且反馈控制加工过程,优化硅锗半导体材料纳米结构样品的加工条件.我们在硅锗合金的氧化层表面中首次发现纳米锗量子点和量子层结构,我们首次提出的生成硅锗纳米结构的优化加工条件的氧化时间和氧化温度的匹配公式和理论模型与实验结果拟合得很好.     

SiGe合金氧化层中的纳米结构

我们在硅锗合金衬底上采用氧化等制膜方式生成零维和三维的纳米结构样品,用高精度椭偏仪(HPE)、卢瑟福背散射谱仪(RBS)和高分辨率扫描透射电子显微镜(HR-STEM)测量样品的纳米结构,并采用美国威思康新州立大学开发的Rump模拟软件对卢瑟福背散射谱(RBS)中的CHANNEL谱和RANDOM谱分别进行精细结构模拟,计算且测量出纳米氧化层与锗的纳米薄膜结构分布,并且反馈控制加工过程,优化硅锗半导体材料纳米结构样品的加工条件.我们在硅锗合金的氧化层表面中首次发现纳米锗量子点和量子层结构,我们首次提出的生成硅锗纳米结构的优化加工条件的氧化时间和氧化温度的匹配公式和理论模型与实验结果拟合得很好.     

Deposition of crackless freestanding diamond films on Mo substrates with Zr interlayer

The Mo substrate with Zr interlayer, namely composite substrate, was employed to solve the problem of crack formation in the freestanding diamond film deposition. Freestanding diamond films deposited on the composite substrates by the direct current arc plasma jet chemical vapor deposition (CVD) method were investigated with scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), and Raman spectroscopy. In addition, the stress distribution during the large area freestanding diamond film deposition on the composite substrate was analyzed based on the finite element model ANSYS. The results reveal that Zr interlayer can be easily destroyed during the post-deposition cooling process, which is helpful for stress release and crack avoiding in diamond films.     

无机厚膜电致发光显示器件的研究

采用丝网印刷技术,在Al2O3陶瓷基板上印刷、高温烧结内电极及绝缘层,制备出陶瓷厚膜基板,进而制备了新型厚膜电致发光显示器(TDEL).整个器件结构为陶瓷基板/内电极/厚膜绝缘层/发光层/薄膜绝缘层/ITO透明电极.测试了器件的阈值电压、亮度与电压、亮度与频率关系,并对器件衰减特性进行了分析.结果显示厚膜电致发光器件比薄膜电致发光器件有更低的阈值电压和较小的介电损耗,有效地防止了串扰现象.     

Fabrication of high aspect ratio microfiber arrays that mimic gecko foot hairs

In nature, geckos have developed complex adhesion structures capable of smart adhesion, which is the ability to cling to different smooth and rough surfaces, even ceilings, and detach at will. The hierarchical structure of gecko foot hairs consists of microscale setae, branches and nanoscale spatulae, which contributes to their strong adhesion on different surfaces. In this paper, we propose a simple and low-cost method for fabricating two-level high aspect ratio microfiber arrays that mimic gecko foot hairs. SU-8 photoresist was used and single-level SU-8 microfiber arrays were obtained by a thick film photolithography process. Single-level polydimethyl-siloxane (PDMS) microfiber arrays were also obtained by a micromolding process and the master template for this process was fabricated using inductively coupled plasma (ICP) technology. Using the silicon mold with deep-hole arrays as a substrate, an SU-8 layer with microhole arrays was added to it using thick film photolithography and it formed a double stack mold from which the two-level hierarchical PDMS microfiber arrays were replicated. Water contact angle tests showed that the two-level hierarchical structures are extremely hydrophobic (about 148.5° compared with the Tokay gecko’s 160°).     

Ratio-model for the simulation of infrared spectra of pollution gases in complicated background

A ratio-model for the computer simulation of infrared spectra of pollution gases in complicated background is proposed. The characteristic spectrum of the hazardous pollution gas is simulated with background spectra which are measured by passive Fourier transform infrared spectrometer. The simulated results agree well with the experimental results.     

磁控溅射Cu膜之Cu/SiO2/Si结构的应力

采用红外光弹测量法用磁控溅射淀积在SiO2/Si晶片表面的Cu膜在Si衬底中引入的应力。结果表明：SiO2在Si衬氏中引和张应力，而Cu在Si衬氏中引入压应力，在Cu/SiO2/Si结构中，随SiO2膜厚减小和Cu膜厚增大，Si衬底中张应力逐渐减小，最终转为压应力。同时比较、分析了理论估算值和实验结果的差异，预示和分析了Cu引线的可靠性。     

Mo2C膜表面粗糙度随温度和时间变化规律的研究

对以羰基金属气相沉积制备的Mo2 C膜表面粗糙度进行了测量 ;在测量基础上进行统计 ,找出了表面高度分布并确定表面粗糙度随时间和温度的变化规律 .结果表明 :Mo2 C膜表面粗糙化属快速粗糙化 ,粗糙度随时间的变化具有标度函数的特征 ;粗糙度随基底温度升高而增大     

微透镜阵列防伪膜制备的新方法

基于微透镜阵列的防伪膜技术便于观察和易于识别的特点,采用高感光度的AZ 1500和较高解像度的AZ MIR-703正性光刻胶以及SU-8负性光刻胶对微透镜阵列防伪膜进行制备,光刻胶热熔法被用来制作微透镜阵列,PDMS被用来制作微透镜阵列的倒模,将SU-8和PDMS倒模配合使用制作最终的微透镜阵列,利用AZ 1500光刻胶制备微缩文字阵列,从而得到具有体视效果的微透镜阵列防伪膜。实验表征和分析表明,这种方法制备的微透镜阵列防伪膜效果明显,均匀性好。该方法与其他方法相比,工艺简单,对材料和设备的要求不高,工艺参数稳定易于控制,是一种微透镜阵列防伪膜制备的简便新方法。     

π形梁厚膜压阻式加速度传感器研究与设计

介绍了一种新型的基于陶瓷基片加工工艺的π形梁15 000 m/s2厚膜压阻式加速度传感器.在加工过程中采用厚膜工艺与梁加工成型工艺,从而保证了梁结构的完整性.分析了该传感器的结构参数和灵敏度,同时介绍了其工艺流程及封装后的测试结果.基片尺寸为15 mm×6 mm×1 mm,其中敏感质量块尺寸为6 m×6 mm×1 mm,梁尺寸为3 mm×6 mm×0.3 mm.经初步测试,在采用12 V电源供电时灵敏度为0.002 4mVs2/m左右,响应频率为1.29 kHz.