【摘 要】
:
金属膜基结构广泛应用于各类光电/磁电设备和器件中,是一种重要的基础元件。金属膜基结构在制备和使用过程中由于材料固有特征、工艺缺陷以及服役环境等多种因素的影响,在其金属薄膜内部会产生较强的应力作用。应力的存在对金属薄膜的光电性能参数,如折射率和电导率有着显著的影响,不仅会改变金属膜基结构原有的光电特性,还对其力学可靠性造成潜在威胁。因此,发展高精度的金属膜基结构参数表征方法,研究金属薄膜应力与金属薄
论文部分内容阅读
金属膜基结构广泛应用于各类光电/磁电设备和器件中,是一种重要的基础元件。金属膜基结构在制备和使用过程中由于材料固有特征、工艺缺陷以及服役环境等多种因素的影响,在其金属薄膜内部会产生较强的应力作用。应力的存在对金属薄膜的光电性能参数,如折射率和电导率有着显著的影响,不仅会改变金属膜基结构原有的光电特性,还对其力学可靠性造成潜在威胁。因此,发展高精度的金属膜基结构参数表征方法,研究金属薄膜应力与金属薄膜光电参数间的关联关系具有重要的工程意义和价值。目前,针对金属膜基结构应力-光电参数关联性的研究主要涉及两个方面:1)对金属薄膜电导率/折射率的高精度表征;2)金属薄膜应力-电导率关联模型。然而,现有研究主要集中在块体材料的应力-电导率关联模型并采用接触式表征方法,在金属薄膜领域研究还不够完善。本文基于太赫兹时域光谱发展了一套适用于金属膜基结构的电导率参数表征方法,并利用该方法研究了应力和电导率之间的关联关系,主要包括以下三方面内容:首先,对于单晶硅基底上的金属薄膜,本文提出了一种基于太赫兹时域光谱技术的金属膜基结构多参数表征方法,解决了现有测量技术中需要已知金属薄膜厚度并且需要纯基底作为参考信号的缺陷。将太赫兹波穿过空气的信号作为参考信号,与穿过膜基样品的太赫兹实验信号进行对比,可实现膜基样品的薄膜电导率、薄膜厚度以及基底厚度的同步无损测量。其次,针对聚酰亚胺柔性基底上的金属薄膜结构进行了单轴拉伸实验并测量了聚酰亚胺柔性基底的应力光学系数A。本文仅利用太赫兹波穿过不同应力状态基底时得到的直接透射信号和一次回波信号,实现了基底材料随频率变化的复折射率的测量。这一方法仅需一次太赫兹信号测量,大大简化了实验流程,并为后续薄膜电导率表征提供了精确的基底复折射率参数。最后,本文探究了金属薄膜电导率与薄膜应力的关联关系,得到了金属薄膜的应力-电导率系数。在小变形情况下,金属薄膜的电导率随薄膜拉应力的增加而增大,近似为线性关系,利用该关系发展了一种基于受力前后金属薄膜电导率变化的薄膜应力表征方法,实现金属薄膜应力的无损表征,该方法具有广阔的潜在应用价值。此外,基于金属薄膜电导率与应力的关系,可以通过控制薄膜应力实现金属薄膜电导率的精确调控,为调制金属薄膜电导率提供了有效手段。综上所述,本文基于太赫兹时域光谱技术对金属薄膜基底结构中的多个参数进行了表征,并研究了金属薄膜电导率与应力之间的关联关系,提出了一种基于薄膜电导率的薄膜应力测量方法,具有广阔的潜在应用价值。
其他文献
近年来,化石能源短缺以及环境污染问题日益严峻,人们迫切要求开发各种绿色可再生能源,如氢能、太阳能、风能、潮汐能等。氢能具有高的比能量密度,且环境友好,被认为是一种理想的化石燃料替代品。在产氢技术中,电解水产氢具有产品纯度高、过程环保、能耗低、能量转化效率高的优点,因此备受关注。目前电解水产氢技术面临的主要问题是由于电极极化作用产生过电势,造成额外电能的消耗。寻找一种用来降低过电位,同时提升产氢性能
目的 应用响应面法优化西兰花蔬菜干提取工艺,同时对水提液的抗氧化能力进行研究。方法 以萝卜硫苷为指标比较提取时间、温度、次数、加水量的单因素条件,再采取Box-Behnken组合法设计试验进行响应面分析;同时研究西兰花蔬菜干水提液的抗氧化能力。结果 最佳水提取工艺为加水25倍,温度66℃,提取29min,提取1次,验证得到萝卜硫苷含量为3.60mg·g-1。水提液分别对Fe3+具有还原能力,对AB
20世纪以来,随着科技的飞速发展,能源匮乏、环境恶化影响着人们的生活。当今世界需要开发清洁、可再生以及具有经济效益的替代能源。太阳能既丰富、清洁又容易获得,被认为是最有吸引力的替代能源。利用太阳能进行光催化不仅可以实现水分解制氢,还可以将二氧化碳转化成有用的碳氢燃料,因此人工光合成是一种有前途的解决方案。作为一种新型宽光谱响应光催化材料,InxGa1-xN材料引起了人们的广泛关注。而且一维InxG
Fe-36Ni合金和304L奥氏体不锈钢具有低温性能好和膨胀系数低等优势,是制备新一代液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)船液舱围护系统的主要材料,由两种材料焊接而成的复合结构是组成液舱围护系统的重要部分,因此研究Fe-36Ni/304L异种合金的焊接工艺及接头特征尺寸和力学性能预测具有重要意义。本文针对Fe-36Ni和304L搭接脉冲钨极氩弧焊(Gas Tungste
钢铁材料由于具有成熟的制备工艺、优良的综合力学性能和较高的性价比等特点被广泛应用于工业领域,但其在服役环境中极易受到腐蚀。目前为止,在钢铁表面制备耐腐蚀涂层是最合理高效的防护手段之一。掺杂ZnO阻变薄膜是一类含有大量氧空位等本征缺陷的半导体材料,其内部的氧空位能够与环境中O2发生复合,而通过电场的作用可以使薄膜中O2-迁移并脱离薄膜而重新产生氧空位。由此通过对薄膜内氧空位的形成和分布进行调控,使薄
聚1-丁烯(iPB-1)是一种性能优异的多晶型高分子材料,但由于其晶型II到晶型I的转变较慢,导致其应用受限。本文通过差示扫描量热法(DSC)、广角X射线衍射(WAXS)等手段研究了一种商品名为TAB-3的添加剂对一种含少量聚丙烯的iPB-1合金的影响,发现TAB-3可以明显加快iPB-1在室温下的Ⅱ-Ⅰ转变,而不同温度退火处理后显示,室温下TAB-3对Ⅱ-Ⅰ转变前期没有明显促进作用,更低温度下退
牛血清白蛋白(BSA)具有临床验证的安全性及巨大的功能化潜力,因而被广泛应用于水凝胶的设计与合成中。迄今成功制备的可注射BSA水凝胶的压缩应力可达千帕级别,但若要将该可注射水凝胶应用于生物医学领域,如软骨修复(天然软骨的压缩应力为2 MPa及以上),其力学性能还有待提高。本文分别采用阳离子聚合物ε-聚赖氨酸(EPL)和聚乙烯亚胺(PEI),利用其与BSA表面带负电荷的氨基酸序列间的静电作用以增强水
目前,传统的有机保温材料大都以石油化工产品作为原料。呋喃树脂作为一种生物基材料,结构中呋喃环的存在能够赋予其优异的热稳定性能。同时,生物基材料应用领域的扩大可以减缓能源危机和环境污染问题。因此,本文选用呋喃树脂作为树脂基体,将空心玻璃微珠与呋喃树脂通过溶液共混法得到复合材料,探索了呋喃树脂基复合材料在保温领域的应用潜力。本论文以空心玻璃微珠与呋喃树脂作为基础原料,苯磺酸为固化剂,丙酮为稀释剂,研制
我们计算了理想量子气体在正则系综中的v维热力学量。在正则系综中,我们可以考虑有限粒子数的系统。在本文中,我们考虑了 1,2,3维下的理想少体费米系统与理想少体玻色系统。我们发现拥有奇粒子数的少体费米系统与偶粒子数的少体费米系统有所区别,并且一个偶粒子数的费米系统表现的更像一个玻色系统而不是费米系统。我们还将正则系综中得到的少体理想量子气热力学性质对比了相同粒子数密度下在巨正则系综中的结果。最后,我
互联网背景下经济全球化快速发展,企业经营结构越来越复杂化,政府出台的税收法律法规繁多,纳税人与税务机关之间信息的不对称,税收成本的增加,税收负担重等因素,导致税收不遵从行为。税收不遵从造成国家税收流失,调节资源配置失效。区块链作为一种新型技术,具有分布式记账、加密存储、防篡改、可追溯等技术特点。去中心化的存储方式,确保了数据信息的真实可靠,打破了信息数据孤岛,实现部门之间互联互通资源共享。因此,本