关键词： Amorphous silicon   Bandpass filters   Optical coatings   Physical vapor deposition   Refractive index   Silicon nitride  

摘要： Transparent hydrogenated amorphous silicon nitride (SiNx:H) coatings were prepared by dual-mode microwave-radio-frequency plasma-enhanced chemical vapor deposition. By controlling the effects of plasma density and ion energy on the film growth, it was possible to modify the microstructure of the coatings and hence the refractive index n. Using this method, we were able to vary n from 1.6 to 2.0, at 550 nm, by adjusting the power levels of the radio-frequency and microwave components while keeping the gas composition (SiH4,N-2) and pressure constant. An inhomogeneous bandpass filter with a controlled refractive-index depth profile was fabricated, and its optical performance was compared with that of its multilayer counterpart. Besides the attractive optical features of such single-material rugate filters, we found that the mechanical resistance of inhomogeneous films is superior to that of multilayer systems. (C) 2004 Optical Society of America.

关键词： Microstructure   Nanostructured materials   Semiconductors  

摘要： Semiconductor nanomaterials are an area of research of intense interest because of their wide potential applications arising from their different properties than the bulk material. It is very important to develop the fabrication method and understand the formation mechanism of such nanomaterials since they are responsible for obtaining the high-quality materials available for research and applications. As the growth process can influence the crystal structure of the nanomaterials, the study of the microstructures may reveal the mechanism of synthesis and information to improve the fabrication procedures. Due to the small size of nanomaterials, transmission electron microscopy (TEM) and related techniques, such as high resolution TEM (HRTEM), selected area electron diffraction (SAED) and electron energy loss spectroscopy (EELS) were employed to characterize the nanomaterials because these methods can provide a high enough spatial resolution and corresponding chemical information about these tiny objects. Other methods, such as scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), have been used to characterize the morphology and composition of nanomaterials. In this thesis, quasi one-dimensional silicon nanowires have been achieved at relatively low temperatures (between 600 - 900 ºC) with the Au-catalyzing oxide-assisted growth (OAG) method on both TEM copper grids evaporated with Au particles in a tube furnace and on silicon substrates covered with Au film in the hot-filament chemical vapor deposition (HFCVD) system. TEM study shows the Si nanowires have Au caps on the crystalline silicon cores surrounded with silica sheath. The diameters of Si nanowires are limited by the sizes of the Au caps, whose diameter decreases with decreasing synthesis temperature. Statistics indicates that most Si nanowires grow along the <112> direction, same as those grown from the catalyst-free OAG method but different from those grown from the common metal

关键词： 纳米硅   化学气相沉积   退火   光致发光  

摘要： 采用减压化学气相沉积方法,依靠纯N2稀释的SiH4气体的热分解反应,在玻璃表面生长了纳米硅镶嵌的复合薄膜.实验研究了退火前后薄膜样品的结晶状态和光致发光特性.结果表明,未退火样品的光致发光特性随沉积温度升高反而减弱.退火温度Ta＞600℃时,晶化趋势明显,Ta＜600℃时,退火温度对晶化的贡献不大,但提高退火温度或延长退火时间可以增加PL强度.同时在退火样品中发现Si-Ox的单晶结构.通过Raman、PL、TEM的分析比较,认为在退火前后分别有两种不同的发光机制起主导作用.

关键词： Mullite短纤维   铝合金   界面微结构   界面微成分   位错   界面反应  

摘要： 本文在详细综述国内外非连续增强铝基复合材料界面研究进展的基础上，用挤压铸造方法制备莫来石(Mullite)短纤维增强铝基复合材料，采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM，含高分辨透射电子显微镜HRTEM和分析透射电子显微镜ATEM，二者都附有EDS功能)、X射线衍射仪(XRD)等现代材料分析测试方法，研究了Mullite纤维的微观结构和Mullite／Al-Cu、Mulllite／Al-Cu-Mg以及Mullite／Al-Cu-Si复合材料的界面微观结构及微区成分。研究结果表明： ***／Al合金复合材料中的莫来石纤维由大小不等、位向不同的众多3AlO·2SiO单晶体组合而成，组织致密但分布不均，个别单晶结晶粗大，形状呈球形或哑铃形，纤维表面存在一断续分布的SiO膜层。纤维晶体结构属正交(orthorhombic)晶系：a=0.7490nm，b=0.9269nm，c=0.5814nm。这一结果得到高分辨透射电镜(HRTEM)实测结果的支持。 ***／Al-Cu复合材料的凝固过程为非平衡结晶，θ(AlCu)相容易在纤维表面及α相晶间偏析。淬火态Mullite／Al-Cu复合材料界面附近基体一侧中存在高密度位错。时效态Mullite／Al-Cu复合材料界面处存在一“无析出物带”(precipitate-free-zone，PFZ带)。Mullite／Al-Cu复合材料在挤压铸造时容易发生纤维与基体合金间的界面反应，生成CuAlO或／和β—CuAlO，依附于纤维表面以一定角度向基体内生长。界面反应生成的CuAlO尖晶石尺寸粗大，平均直径约为500nm，容易开裂。 3．铸态Mullite／Al-Cu-Mg复合材料的凝固组织中，纤维表面及α相晶间存在非平衡结晶的S(AlCuMg)相和θ(CuAl)相。淬火态复合 四川人学硕}学位论文 材料界面附近基体一侧中存在高密度位错。Mullite/Al一Cu一Mg复合材料 在一挤压铸造时容易发生纤维与基体合金间的界面反应，生成MgA12O4。 4.铸态Mullite/A卜Cu一Si复合材料凝固组织中，纤维表面及Q相晶间 容易发生游离51晶体和。(CuA12)相的偏聚。淬火态Mullite/AI一Cu一51 复合材料“纤维/基体”界面和“Si晶体/基体”界面附近基体一侧中，都 存在高密度位错。原位(in一situ)析出的Si晶体与A!基体之间有较好的 界面结合，淬火后容易在Si晶体内产生孪晶。在含si量较高的Mullite 从l一C。一Si复合材料中，纤维与基体合金的界面反应受到Si元素的抑制， 界而处没有出现明显的界面反应产物，只发现部分非平衡结晶0(AIZCu) 市目。 关键词:Mullite短纤维:铝合金;界面微结构;界面微成分;位错;界面反应 妞

关键词： 氧化锌薄膜,氧化锌纳米粉体,脉冲激光沉积,电子束蒸发,溶胶-凝胶法,光致发光  

摘要： ZnO，作为一种直接带隙宽禁带半导体材料，是继GaN之后光电研究领域又一热门的研究课题。其光电特性受缺陷的影响较小，在信息领域中有重要的作用。它可用与制作发光显示器件、高频滤波器、发光二极管、激光器、高速光开关等器件，在民用及军事领域都有着重要的用途。为了制作上述的器件和实现上述的用途，如何生长出高质量的ZnO薄膜材料是根本所在。生长ZnO薄膜材料的方法很多，包括分子束外延(MBE)、金属有机化学气相沉积(MOCVD)、脉冲激光沉积(PLD)、原子层外延、溅射、蒸发等，其中MBE、MOCVD和PLD等方法生长的ZnO薄膜的质量较高。在这三者中，PLD是最适合工业化需要的一种方法。本文利用新型的PLD系统在蓝宝石、镁铝尖晶石、氧化镁等衬底上生长出高质量的ZnO薄膜，并研究了其薄膜特性。 系统地研究了沉积条件对ZnO薄膜结构的影响。通过分析衬底温度、不同衬底和退火对样品结构的影响，得到了样品的最佳制备条件：衬底温度450℃、蓝宝石衬底，此条件下制备的样品具有高度(002)取向性，(002)衍射峰半高宽仅仅0.3491°，原子力显微镜(AFM)分析表明ZnO薄膜具有密集堆积的均匀柱状晶粒。同时，ZnO薄膜(002)方向上存在着内应力，内应力是由膜材料与基底材料之间的晶格失配和不同热扩散系数造成的，退火可可使内应力的到不同程度的释放。其氤灯激光PL谱表明样品具有很强的蓝色发光。 在此基础上我们又制备了具有较好的C轴取向的ZaCoCuO稀磁半导体薄膜。通过对其VSM的测量，我们发现退火温度为700℃和900℃的ZnCOCu具有室温铁磁性，其饱和磁化强度约分别为0.0029emu，0.0021emu 4，矫顽力约分别为95.8Oe，1636.2Oe。 ZnO纳米粉体是一种重要的无机材料，具有极其广泛的用途，因而市需求量较大。然而，随着研究和应用的不断深入，对其粒度、形貌等微观结构的要求越来越高。溶胶．凝胶法是一种较有前途的方法，其实验装置相对简单，操作容易使ZnO纳米粒子的工业化成为可能。本文用溶胶-凝胶法制备了ZnO纳米粉体，并对所得微粉进行了表征。X射线衍射和红外光谱的分析结果表明：制得的ZnO粉体物相单一。用透射电子显微镜观测了粒子的大小及形貌，并探讨了 摘要 其影响因素。结果表明:随着热处理温度的升高，ZnO纳米粒子的粒径不同程 度地增大，且团聚现象加重。PL谱表明，紫外发光和蓝色发光随着一众心粒子粒 径增大而减弱。 本论文工作对zno薄膜和纳米粒子的制备、结构特性和光学特性的全面研 究为进一步的工作和学习打下了坚实的基础，也对ZnO薄膜和纳米粒子的实际‘ 应用具有积极意义。

关键词： 片上系统   精简指令集处理器   数据信号处理器   指令集   微结构   流水线  

摘要： 集成电路工艺的发展使得将系统集成在一块芯片中实现成为可能，芯片设计进入片上系统（SOC）时代。为了更好的满足嵌入式系统的蓬勃发展，需要不断的对新处理器体系架构进行广泛的研究。传统的精简指令集处理器（RISC）和数字信号处理器（DSP）各自具有不同的指令集结构和微结构特点，适合于不同的应用领域。作为RISC和DSP融合体的RISC／DSP架构，由于既善于执行系统程序，又善于执行信号处理程序，所以能够较好的适应嵌入式系统的发展。 本文作者参加了浙江大学信息与电子工程学系SOC R＆D小组承担的国家863超大规模集成电路设计重大专项项目，参与开发了具有自主知识产权的RISC／DSP处理器——MD32，并从中总结出结构、微结构设计等方面的一些方法和理论。MD32将RISC与DSP处理器的指令操作、寻址模式等要素充分融合，设计了并行操作、多媒体分裂模式等指令操作，形成了兼有RISC、DSP、SIMD特点的一种新的指令集结构，并在此基础上进行了具有自身特色的RISC／DSP微结构组成设计和统一的流水结构划分，使得RISC／DSP体系既能够发挥RISC处理器的系统执行能力，又具有DSP处理器的数据处理能力，从而使MD32处理器更适合多媒体信息处理的需要。本文的主要内容及创新点包括： 提出指令构成及其划分模型的概念，论述了各指令构成域的条件正交性和条件空位，确立了RISC／DSP指令结构的设计目的与特点，并在此基础上融合RISC的面向寄存器指令特点、DSP的面向存储器指令特点、以及SIMD类分裂模式操作，设计实现了具有较为丰富寻址模式和指令操作的MD32 RISC／DSP指令体系，研究了其指令构成与结构复杂性、数据通路设计之间的关系，从而确立了MD32微结构设计的依据和基础。 根据MD32 RISC／DSP指令构成模型，确定MD32微结构模块组成，并提出RISC／DSP流水划分原则。通过对比不同的划分方法，合理安排流水线中指令的执行动作，最终确定出满足系统频率和时序要求的MD32流水结构，使得RISC／DSP指令通过统一的流水安排融合在一起。 在MD32设计中采用了具有自身特色的设计方法，探索出一套面向RISC／DSP指令结构的微结构设计原则和方法，如并行设计、内部流水设计、集中控制等。它们将若干复杂指令操作均匀分配在几个流水节拍内完成，实现了任意窗口寻址等复杂指令操作，将整个处理器的数据通路与控制通路分离，减小了电路时延，从而满足了RISC／DSP不同指令功能和系统时钟频率的要求，构成了统一的、紧密联系的、协调的MD32系统结构。 对MD32协同验证平台的设计进行了研究。通过软平台中的单元验证、结构验证、系统验证等步骤，以及基于FPGA的硬平台验证，保证了MD32处理器的正确性和完备性。

关键词： C/C复合材料,热梯度CVI,显微结构,粗糙层热解炭,沉积机制  

摘要： CVI炭的显微结构对其炭／炭复合材料的性能有显著的影响，如何调控CVI工艺参数实现所需结构的CVI炭一直是各国科学家关注的热点课题之一。本文在大量实验研究和理论分析的基础上，首次系统地研究了热梯度炉中氢气作为载气的情况下C／C复合材料CVI热解炭显微结构与控制参数之间的关系，通过对材料的偏光观察和石墨化度测量指出氢气对热解炭显微结构有着重要的影响，通过调节气相中的氢气体积分数可以有效地控制CVI热解炭的显微结构。 首次仔细分析了热梯度式CVI工艺制备的盘状C／C复合材料中气体滞留时间的变化规律，并结合热梯度炉的温度分布规律很好地解释了材料中热解炭显微结构的分布。 通过不同载气对热解炭显微结构影响的研究指出：CVI过程中的氮气充当惰性气体角色，对丙烯的热解沉积和所得热解炭显微结构没有明显影响;而额外的氢气添加一方面抑制了热解炭的沉积，另一方面可以大大降低RL结构热解炭所需的气体滞留时间临界值，使得在更短的滞留时间内得到RL结构热解炭。 比较系统地研究了氢气体积分数、控制温度以及系统总压对热解炭显微结构的影响，发现在丙烯／氢气体系中，RL结构热解炭可以在更宽广的温度、压力范围内获得，并且通过调整气相中氢气体积分数可以在整个试样中得到单一的RL结构热解炭。 结合实验结果和热解炭沉积过程的定性分析提出热解炭沉积的氢气调节模型：热解炭沉积是基于化学吸附机制和物理吸附机制的沉积的综合效果;气相中氢气体积分数的增加调节基于化学吸附机制和物理吸附机制的两类热解炭沉积速率之间的关系，使得热解炭显微结构出现SL→RL→SL→ISO的转变。RL结构热解炭的获得条件被总结为：X＞X，υ＜υ;Y∈(Y，Y)。

关键词： 导电高分子   微结构   电化学   生物传感器  

摘要： 纳米、微米结构突出的不同于体材料的小尺寸和特定的结构使其在微电子、微机械、微芯片、催化等诸多领域具有广泛的潜在应用。微结构化的导电高分子材料不仅具有导电高分子自身的特点,同时也兼具微结构的特殊功能,使其在许多方面发挥着其它材料不可替代的作用。本论文分别从β-萘磺酸、樟脑磺酸、聚苯乙烯磺酸稀溶液中电聚合吡咯直接获得了微结构化的导电高分子材料,探讨了其形成机制,并使其在生物传感器方面得到应用。另外还在三氟化硼乙醚介质中制备出了具有晶体结构的聚芘微米片。 1. 在β-萘磺酸、樟脑磺酸、聚苯乙烯磺酸稀溶液,电化学氧化吡咯,可以直接获得微结构化的聚吡咯,其形貌如碗、杯、管、球等。这是首次用电化学无模板法制备出这类形貌的微结构。它们以高的密度排列在电极的表面,也可以脱离电极呈自支撑状态。这些微结构是由导电态的聚吡咯构成。 2. 微结构的形成是以组装到工作电极表面的微气泡为模板。电化学过程释放出来的微气泡（氢气或氧气）分散于含有阴离子表面活性剂的稀溶液中,在电场作用下,工作电极附近的微气泡被组装到电极的表面。吡咯围绕这些模板气泡的聚合导致了微结构的生成。 3. 以图案化的硅基板为电极,限定微气泡模板在电极上的组装,制备出有序排列的聚吡咯微结构。以微结构化的聚吡咯膜为基底,制备出了高效的葡萄糖生物传感器。 4. 在三氟化硼乙醚介质,电聚合芘首次制备出结晶型的聚芘微米片。微片垂直于核点生长,聚芘微片膜的表面疏水性可以通过改变电化学条件调节。聚芘有比单体芘更强更单一的荧光。

关键词： 庞磁电阻   x射线   透射电子显微术   微结构   尺寸效应   界面层   生长机制  

摘要： 自从人类进入信息时代，与之相关的新材料也是日新月异，标志之一是计算机各种硬件更新换代之快让人刮目相看，例如高容量的硬盘和高速度的CPU。我们知道，硬盘与磁性材料相关而CPU处理器里有大量的与电介质相关的MOS管和电容器。对于磁性材料来说，从1993年人们在La

关键词： Ni/Sm-doped ceria cermet   anode material   solid oxide fuel cell   electronic conduction   microstructure  

摘要： This paper reports the preparation, microstructures and electrical properties of a Ni (55 vol%)/Sm-doped ceria cermet. A nickel powder of median size 14 mum or a NiO powder of median size 2.5 mum was mixed with Sm-doped ceria (SDC) powder (median size 0.87 mum) with a composition of Ce0.8Sm0.2O1.9, which was produced by the calcination of an oxalate solid solution (Ce0.8Sm0.2)(2)(C2O4)(3) at 600degreesC. The mixtures of Ni/SDC (sample A) and NiO/SDC (sample B) were sintered at 1300degreesC in air to a relative density of 58.6% and 97.3%, respectively. During the sintering of the cermet, the Ni powder was oxidized to NiO in sample A. The NiO component in the as-sintered cermet was reduced to Ni in a H-2-H2O atmosphere of an oxygen partial pressure similar to10(-20) atm at 700degreesC. Both the cermets showed a high stability of high electronic conduction to 100 h of heating at 700degreesC in a low oxygen partial pressure atmosphere. Sample A with large Ni particles was too brittle to handle after the heating. Sintering of the fine Ni grains in sample B proceeded at 700degreesC.