一、从粒子输运研究靶的溅射与中毒（论文文献综述）
陈昌隆[1]（2021）在《同质异构CrNx纳米结构涂层的力学性能研究》文中提出同质异构纳米多层涂层是一类有潜力同时兼具硬度和韧性的材料体系,有望克服涂层异质界面价电子的Friedel振荡导致的韧性降低问题。本文采用高功率调制脉冲磁控溅射（Modulated Pulsed Power Magnetron Sputtering,MPPMS）和脉冲直流磁控溅射（Pulsed DC magnetron sputtering,PDC）复合沉积了可同时具有六方Cr2N和立方CrN的CrNx纳米结构涂层,分别研究了PDC和MPPMS靶材溅射功率及氮气流量比等工艺参数对CrNx纳米复合涂层的成分和相组成控制,分析微结构和力学性能关联规律,并进一步基于工艺参数分析沉积了不同调制周期的CrN/Cr2N纳米多层涂层,研究了多层结构调制周期对其微结构、力学性能和抗冲击性能的影响规律,取得的主要结论如下:（1）MPPMS和PDC溅射功率对CrNx纳米复合涂层的成分和相结构无明显影响,在氮气流量比为25%时涂层主要由六方-Cr2N组成,择优取向为-Cr2N（11 1）。增加MPPMS和PDC溅射功率,CrNx纳米复合涂层的硬度无明显变化均为20.0 GPa左右,而涂层的致密性明显增强。在500 m N的载荷下通过压痕裂纹评价涂层的断裂韧性,随着MPPMS微脉冲开启时间τon由7μs增加至10μs,涂层的断裂韧性KIC分别从0.2MPa·m1/2增加到12.6 MPa·m1/2。而随着PDC溅射功率的增加,涂层断裂韧性KIC也明显增加。（2）当氮气流量比从15%增加到50%,CrNx纳米复合结构涂层由六方-Cr2N逐渐向立方-CrN转变,其中六方-Cr2N择优取向为-Cr2N（11 1）,立方-CrN择优取向为-CrN（200）,并在氮气流量为35%时,涂层同时出现六方-Cr2N和立方-CrN两相结构。受涂层两相结构的影响,涂层的硬度、模量值取得最大值,分别为20.1GPa、297.3 GPa。在500 m N的载荷下通过压痕裂纹评价涂层的断裂韧性,当氮气流量比fN2=15%时涂层无裂纹产生,当氮气流量比为35%时,受两相结构的影响涂层的断裂韧性取得最大值为5.6 MPa·m1/2。（3）在沉积CrN/Cr2N纳米多层涂层过程中,调制周期的改变对CrN/Cr2N纳米多层涂层的相结构影响不大,涂层相结构主要由六方-Cr2N和立方-CrN组成,择优取向为-Cr2N（11 1）和-CrN（200）。随着调制周期?从50 nm增加到400 nm,涂层的硬度和模量值逐渐减小,并在?=50 nm时涂层硬度和模量取得最大值,分别为20.1GPa和296.6 GPa。而涂层的断裂韧性值KIC先增加后减小,并在调制周期?=100 nm时取得最大值为4.0 MPa·m1/2。相对于单层六方-Cr2N和立方-CrN,CrN/Cr2N纳米多层涂层的硬度、模量和断裂韧性均有明显提高。（4）使用湿喷丸冲击法对CrN/Cr2N纳米多层涂层进行冲击实验,比较调制周期对CrN/Cr2N纳米多层涂层抗冲击性能的影响,调制周期?=50 nm的CrN/Cr2N纳米多层涂层的抗冲击能力最差,而?=400 nm的涂层的抗冲击能力最好。通过对比研究溅射功率和氮气流量比对CrNx纳米复合涂层的成分、相结构、微结构和力学性能的影响,发现溅射功率的增加对涂层的致密性和断裂韧性有明显提高,而同质异构CrNx涂层中的两相结构可以同时提高CrNx涂层的硬度和断裂韧性。对比单层Cr2N、CrN涂层的硬度及断裂韧性和CrN/Cr2N纳米多层涂层的硬度及断裂韧性,发现纳米多层结构可有效提高涂层的硬度及断裂韧性。
胡超[2]（2020）在《铂及铂铜纳米粒子的控制合成及电催化活性的研究》文中认为目前随着化石燃料的大量消耗,人们的目标越来越多地集中在对于可替代能源的开发上,直接燃料电池（DFC）由于具有高能效和低污染物等优点,已经成为科学家们研究热点。众所周知,铂基纳米材料是DFC中最有效和高活性的阳极催化剂,然而,铂催化剂的高成本和低稳定性,限制其广泛应用。因此,开发具有高耐久性的铂基电催化剂是很有必要的,这对于推进直接燃料电池技术的发展有促进作用。本研究发现:铂及铂铜纳米粒子的形状、粒径、相结构以及成分的优化有助于提高其电催化活性和稳定性。通过合适的合成方法来控制铂及铂铜纳米粒子的形貌、粒径、成分以及相结构,分析了这些因素对催化剂催化活性的影响,对提高直接燃料电池工作效率有着十分重要的理论意义和实用价值。本文采用低温化学还原法,通过对调节初始溶液p H值或一缩乙二醇的体积分数、还原剂的添加速率,来控制铂纳米粒子的形貌、粒径和相结构。研究了铂纳米粒子形貌、粒径以及相结构对电催化活性的影响。采用TEM、EDS、XPS、BET及XRD等手段来表征纳米粒子的结构,采用电化学工作站表征铂纳米粒子的电催化性能。获得了如下创新性结果:（1）初始溶液p H值对铂纳米粒子的粒径以及相结构有很大的影响。溶液的p H值从3到7时,纳米粒子的粒径逐渐增大,但p H值从7增加到11时,其粒径会逐渐减小。这样的变化可能是由于反应溶液中的氢离子浓度影响铂纳米粒子的形核数量,从而控制进一步铂纳米粒子的粒径;同时通过减缓金属原子还原速度与扩散速度等方法可以控制铂纳米粒子的粒径。在初始溶液p H值从3变化到7时,铂纳米粒子暴露晶面会由（111）面逐渐变为（200）面;而在p H值从7变到11时,铂纳米粒子暴露晶面则又由（200）变为（111）晶面。以上的晶面变化规律是由于在酸性条件下,氢离子在铂纳米粒子的合成过程中起到了晶面封端剂的作用。在碱性条件合成时,铂纳米粒子晶面上生长是由于溶液中的钠离子起到封端剂的作用。（2）初始溶液一缩一乙二醇（Diethylene Glycol,DEG）的体积分数对于铂纳米粒子的形貌和相结构有很大的影响。随着DEG体积分数的增大,微小的铂纳米粒子逐渐连接成线-网状,然后又从线状逐渐变成粒径更大的粒子。这样的一种变化规律是由DEG中羟基的浓度所决定。溶液中的DEG浓度同时也对于铂纳米粒子晶面暴露的控制也起到了晶面封端剂的作用。（3）铂纳米粒子对于乙二醇、甲醇和乙醇氧化反应的电催化活性与其铂纳米粒子的粒径和相结构密切相关。以（111）晶面为主要暴露面时,纳米粒子的粒径最小,对乙二醇、甲醇及乙醇氧化反应具有最高的电催化活性,其质量活性和比活性均远远高于商业Pt/C的质量活性和比活性。这种以（111）晶面为主要暴露面的铂纳米粒子具有很高的电催化稳定性,暴露更多的（111）晶面和低粒径的纳米粒子可以提供了大量的催化活性位点。由于p H 3条件下合成的铂纳米粒子具有以（111）为主要暴露面和粒径小的特点,对于乙二醇氧化、甲醇氧化和乙醇氧化反应具有极高的电催化活性和稳定性。（4）由于50%DEG溶液中合成的铂纳米粒子具有线-网状形貌和以（111）为主要暴露晶面的特殊晶体结构,并且拥有大量的晶界存在,因此该条件下合成的铂纳米粒子对于乙醇和乙二醇氧化反应的电催化活性是远高于商业Pt/C的电催化活性和稳定性。（5）研究还发现在p H 3条件下合成的铂-铜纳米粒子的铂铜配比与初始溶液中铂和铜前驱体溶液的配比很相近;铂-铜纳米粒子的平均粒径并没有随着铜含量的增加而改变;不同配比的铂-铜纳米粒子均是以（111）晶面为主要暴露面。因此,我们发现采用低温化学还原的方法可以合成合金成分可控的铂-铜合金纳米粒子。其中,Pt71Cu29纳米粒子对于乙二醇和乙醇的电氧化反应具有最好的电催化活性和稳定性。
周广学[3]（2020）在《孪生Al靶反应高功率脉冲磁控溅射放电特性及Al2O3薄膜沉积工艺研究》文中提出Al2O3具有较高的硬度和耐磨损性,良好的热传导性、光学透过性以及化学稳定性,广泛应用于光电器件、机加工业和航空航天等领域。常用的物理气相沉积（PVD）方法只有在较高的基片温度下（>500℃）才能够获得性能更好的晶态Al2O3薄膜,这在很大程度上限制了Al2O3薄膜的应用领域。针对这一难题,本研究提出了孪生靶反应高功率脉冲磁控溅射（Twin Targets Reactive High Power Impulse Magnetron Sputtering,TTR-HiPIMS）技术,采用Langmuir探针、等离子体质谱（MS）和2维PIC-MCC（Particle in Cell-Monte Carlo collision）模拟等手段对放电过程中的等离子体参数进行了研究,揭示了孪生靶放电不对称性的形成机制,并实现了高质量γ-Al2O3薄膜的低温制备。采用Langmuir探针和等离子体质谱研究了磁场结构（镜面磁场和闭合磁场）对TTR-HiPIMS放电特性的影响。研究结果表明:相对于闭合磁场结构,镜面磁场放电具有更高的等离子体电势、悬浮电势和电子温度,但是,闭合磁场条件下的电子密度明显高于镜面磁场,其峰值电子密度约为镜面磁场的1.3倍。两种磁场结构放电中的时间平均离子能量分布函数（IEDFs）较为相似——均包含一个含量最多的低能量峰、一个含量适中的中能量峰和高能尾部。在镜面磁场条件下,各峰值强度对应的离子能量要明显高于闭合磁场,而闭合磁场放电中的离子密度要明显的高于镜面磁场。不同磁场结构溅射时的离子密度及其随脉冲时间的演变过程与各自的电子密度发展有很强的关联,其中镜面磁场放电中的离子密度在放电脉冲结束时到达最高值,而在闭合磁场中,由于其较强的电子束缚能力,离子密度在放电结束10μs后才到达峰值。为了更好的了解闭合磁场TTR-HiPIMS的放电特性,对闭合磁场放电中不同几何位置的等离子体参数进行了检测,研究发现:在电压脉冲施加期间,放电的等离子体电势、悬浮电势、有效电子温度都要经历先迅速升高、后立即降低然后再缓慢增加的发展过程,在放电脉冲结束后,这些放电等离子体参数均呈现出双级指数型衰减过程,即由开始时漂移主导的快速衰减转变为后期扩散主导的缓慢衰减过程;对电子密度来说,它在放电开始后的60μs（放电脉宽为40μs）内都呈线性增加趋势,然后才开始双级指数型衰减过程。在放电脉冲关闭期间,基片位置的电子密度均高于1×1016m-3,这些残留的电子可以对下一个脉冲激发过程起到很好的预离化作用,因此TTR-HiPIM更容易的在低工作气压下进行放电。对溅射靶材几何对称位置（y=-40mm和y=40mm）的放电等离子体参数进行对比后发现,除了等离子体电势外,靶材左跑道区（y=40mm）的悬浮电势要明显低于靶材右跑道区（y=-40mm）,但这一位置的有效电子温度和电子密度却要明显高于靶材右跑道区,即产生了“放电不对称性”。为了确定闭合磁场放电不对称性产生的物理机制,采用2维PIC-MCC模拟方法,建立了短脉冲闭合磁场TTR-HiPIMS放电过程的仿真模型,模拟了放电过程中的等离子体传输和电学参数发展过程。模拟结果表明:阴极靶材表面的电势分布呈现出明显的径向依赖性,电势梯度在靶材的跑道区最为陡峭;放电中存在的粒子（e-、Ar+和O2+）主要分布于靶材的跑道区（race track）,其密度和能量均随着放电的进行而迅速增加。在放电电场和磁场联合作用下,放电中的电子会受到包括电场漂移、磁场梯度漂移和曲率中心漂移等不同的导向中心运动,但引起放电不对称性的最主要原因是“磁场梯度漂移”。为了验证TTR-HiPIMS技术在沉积绝缘薄膜时的优异特性,采用TTR-HiPIMS方法制备了Al2O3薄膜,并分别研究了磁场结构、O2流量、基片温度以及基片偏压对Al2O3薄膜组织结构和表面形貌的影响规律:在相同的基片加热温度（300℃）下,不同磁场结构沉积的薄膜表面光滑,晶粒较小,且均呈现压应力,但镜面磁场沉积的薄膜的O/Al原子比要低于闭合磁场（1.43<1.51）;当放电中的O2流量由8sccm逐渐增加到16sccm时,薄膜的沉积速率由110nm/h降低到85nm/h,其表面缺陷密度随着O2流量的增加呈现出增加趋势;随着薄膜沉积温度的增加,Al2O3薄膜的晶粒尺寸由15nm增长到25nm,其表面粗糙度也由2.06nm增加到4.24nm;当脉冲偏压为-40V时,γ-Al2O3薄膜的沉积温度可以被降低到230℃,在ITO玻璃基片上沉积的Al2O3薄膜的光学透过率大于80%。通过对实验结果的理论分析可知,晶态薄膜的低温制备主要归因于TTR-HiPIMS放电中存在的较高的离子/金属原子流量比（Ji/JMe>10）和入射离子能量,高流量离子的轰击能够很好的增强薄膜表面原子的扩散能力,弥补原本需要由热能提供的结晶激活能,促进晶态Al2O3薄膜的低温制备。
谢启[4]（2019）在《等离子体增强磁控溅射制备TiVN薄膜技术研究》文中研究指明TiN基薄膜具有高硬度,优良的耐磨性和耐蚀性,被广泛的应用于切削刀具、模具及耐磨机械零件的表面防护领域。磁控溅射是制备TiN基薄膜的常用技术,但其存在离子化率低、薄膜致密性差、膜基结合力低等问题。等离子体增强磁控溅射技术（PEMS）可以显着的增强薄膜沉积过程中基体附近粒子的离化率,增强薄膜沉积过程中的离子轰击强度,改善薄膜的致密性、内应力和力学性能。本文采用PEMS技术,在不同基体偏流条件下制备TiN薄膜,研究了基体偏流对等离子体增强磁控溅射TiN薄膜结构与性能的影响,并进一步研究了V含量对等离子体增强磁控溅射TiVN薄膜结构与性能的影响,结果发现:（1）随着基体偏流的增加,TiN薄膜的沉积速率先显着降低后基本不变,薄膜由疏松的柱状晶结构转变为致密的柱状晶结构,薄膜表面粗糙度先减小后增大;基体偏流为3.0 A时制备的TiN薄膜致密性最好,表面粗糙度最低。在整个基体偏流范围内制备的TiN薄膜均保持TiN（111）择优取向,当基体偏流由0.1 A增加到1.5 A时,薄膜的晶粒尺寸显着降低;但随着基体偏流的继续增加,晶粒尺寸略有增大。随着基体偏流从0.1 A增加到1.5 A,TiN薄膜的硬度和杨氏模量显着提高而LC1有所降低;但进一步增加基体偏流,薄膜的力学性能和LC1变化不大,但LC2随基体偏流的增加逐渐减小。随着基体偏流从0.1A增加到3.0 A,TiN薄膜试样磨损率由3.1×10-15 m3/（N·m）显着减小到9.4×10-16 m3/（N·m）;但继续增加基体偏流,反而导致磨损率缓慢增加。（2）采用PEMS技术制备的Ti1-xVxN薄膜均表现出致密的微观结构,V元素的加入对薄膜致密性影响较小;薄膜的沉积速率随着V含量的变化先增大后减小。实验中制备的Ti1-x-x VxN薄膜均表现出B1-NaCl结构,随着x的增加,薄膜的结晶化程度先下降后逐渐增强,TiN（311）强度逐渐增强。随着x从0增加到0.71,TiN薄膜的硬度、杨氏模量和脆性均先增加后减小;但进一步增加x,薄膜的力学性能变化不大。随着x从0增加到0.61,Ti1-xVxN薄膜试样磨损率略有波动,但均优于2.1×10-15 m3/（N·m）;x的继续增加会导致薄膜的磨损率逐渐增加。
程奕天[5]（2019）在《低温反应溅射沉积α-Al2O3薄膜的组织与性能研究》文中指出α-Al2O3薄膜高温硬度高,摩擦系数低,化学稳定性好,具有优异的介电性能和抗氚渗透性能,在机加工业、微电子和防渗透层领域有着广泛的应用前景。目前在工业生产中制备α-Al2O3薄膜可用化学气相沉积法在1000℃以上的高温下实现,所沉积的薄膜晶粒粗大,界面存在较多孔洞,且脆性较大;过高的沉积温度不仅极大地限制了基体的选择,而且薄膜与基体间的结合力较差,严重影响了α-Al2O3薄膜在实际应用中的性能表现。由于氧化铝的同质多晶特性,简单地降低沉积温度会导致薄膜中亚稳相或非晶相的形成,只有热稳定的α-Al2O3薄膜才能充分发挥其优越的综合性能。因此,实现α-Al2O3薄膜的低温沉积一直是众多学者的研究目标。考虑到反应溅射过程中出现的靶中毒现象,本文均采用沉积过程更为稳定的射频磁控溅射技术制备氧化铝薄膜。550℃时溅射Al和α-Al2O3靶在α-Al2O3片基体上沉积的薄膜均只含α相,证明同质基体能抑制γ相的形成。550℃时在Si（100）基体上反应溅射Al靶沉积的薄膜含有α-Al2O3、γ-Al2O3及非晶相;同样的基体温度下溅射α-Al2O3靶沉积的薄膜仅含有α-Al2O3和非晶相,推测是从α-Al2O3靶溅射出的α-Al2O3簇团形成α晶核所致。在450℃550℃溅射α-Al2O3靶沉积的氧化铝薄膜中均只检测到α-Al2O3,但都含有一定量的非晶相。随着基体温度的升高,非晶相含量减小,α-Al2O3含量增大,薄膜的力学性能提高,电阻率逐渐增大,而介电常数逐渐减小。为探究基体表面预埋α-Al2O3籽晶对氧化铝薄膜形成的影响,先用α-Al2O3粉末与乙醇混合制成不同浓度的悬浊液,再将粉末悬浊液滴在基体上,待乙醇自然蒸发后氧化铝粉末即铺展在基体表面成为α-Al2O3籽晶。随后用反应射频磁控溅射Al靶在500℃600℃的温度范围内沉积氧化铝薄膜。经检测后发现,提高氧化铝粉末悬浊液浓度能增大基体表面α-Al2O3籽晶的分布密度,进而增强其促进α-Al2O3形成及抑制γ相形核的作用,降低单相α-Al2O3薄膜所需的沉积温度。基于溅射α-Al2O3靶及基体表面预埋α-Al2O3籽晶对氧化铝薄膜形成的影响,利用与α-Al2O3具有相同结构的α-Cr2O3来促进低温下α-Al2O3的异质外延生长制备Al-Cr-O薄膜。本文采用Al100-xCrx（x=10,20,30）合金靶在500℃600℃的温度范围内沉积富Al的Al-Cr-O薄膜。随着合金靶材中Cr含量逐渐升高,薄膜中α-Cr2O3含量相应升高,增强了对α-Al2O3形成的促进作用,降低了形成单相α型Al-Cr-O薄膜所需的沉积温度。薄膜的力学性能随着薄膜中α-Cr2O3含量的增加而提高。在550℃时反应溅射Al70Cr30合金靶可得到单相α-（Al,Cr）2O3固溶体薄膜,其纳米硬度可达28.3 GPa,介电常数为8.9。依据溅射α-Al2O3靶产物中含有α相晶核的推测,自制Al/α-Al2O3复合靶（α-Al2O3含量15 wt%）。通过反应射频磁控溅射Al/α-Al2O3复合靶,在450℃550℃的温度范围内沉积氧化铝薄膜。随着基体温度的升高,薄膜中γ相及非晶相的含量逐渐降低,α-Al2O3的含量显着提高,因此薄膜的力学性能得到提高,电阻率随之增大,而其介电常数有一定程度的降低。在550℃时可得到单相的α-Al2O3纳米晶薄膜,其纳米硬度达到23.8 GPa,与烧结氧化铝陶瓷的硬度相近,介电常数为7.6。
雷栋梁[6]（2018）在《基于GEANT4的单粒子效应预测研究》文中进行了进一步梳理电子器件的发展一直在多个领域促进国家军事和社会生活的进步,航天器件更是一个重要的基础组成。然而,空间辐射环境中分布有大量的粒子（中子、质子等）和宇宙射线,元器件的运行会受到它们的影响。这些粒子入射器件材料时,会以一定概率与其进行核反应,发生单粒子效应。在地球临近空间,辐射粒子主要分为三类:中子、质子、电子。其中中子的占比接近50%,辐射影响比例较大;近几年研究工作又证实在2MeV以下能量段的质子单粒子翻转截面远高于其他能量段,然而对这一能量段的多比特翻转（Multiple Bits Upset,MBU）研究不多。同时,随着工艺技术进入了纳米级时代,器件对单粒子效应（Single Event Effect,SEE）更为敏感,其中多比特翻转更是变得易于发生,而在计算机仿真中可用于先进工艺的多比特翻转预测模型尚少。本文主要对单粒子效应中的多比特翻转进行研究。基于GEANT4软件,建立了新的多敏感体预测模型,该模型能检测多比特翻转。在40nm工艺下进行仿真验证,模拟预测了辐射粒子（中子和2MeV以下能量段的质子）的单粒子翻转（Single Event Upset,SEU）,重点计算了各种入射情况下的MBU翻转截面,主要工作如下:1)在GEANT4平台上搭建复合敏感体模型,并进行中子和重离子的辐射模拟。其中对重离子辐射结果进行拟合得到的饱和翻转截面与实测结果相差3.5%,LET阈值与TCAD仿真结果相差3%;中子在各能量段的翻转截面也大致和文献数据吻合。模拟结果表明该模型是可行的,可作为多敏感体预测模型的基础。2)基于复合敏感体模型,搭建了检测多比特翻转的多敏感体预测模型,对中子的单粒子效应进行预测。预测了 20MeV能量以下中子辐射的单比特翻转（Single Bits Upset,SBU）、MBU占比情况,其结果与文献数据大致是相符的。模拟重离子辐射,从Weibull拟合结果中给出了 2-bit翻转、3-bit翻转、4-bit翻转的饱和截面及线性传输能量（Linear Energy Tranfer,LET）阈值的预测。改变入射条件,分析在此模型中不同入射角度、不同截断值、不同阈值电荷、不同金属互联层材料情况下的中子单粒子效应。3)利用多敏感体预测模型模拟质子能量在2MeV以下的单粒子效应。预测在不同入射情况对质子MBU截面的影响,峰值所处能量点以及饱和翻转截面与文献实测结果在数量级上是一致的,进一步证明该模型的准确性。
刘森[7]（2016）在《Ti-Si-C涂层刀具制备及其切削性能评价》文中认为随着各种新型材料的不断涌现,对加工工具提出了越来越高的要求。涂层刀具作为新型的刀具材料,在切削难加工材料方面表现出诸多的优点,是现阶段刀具材料研究的重要方向。涂层具有高的硬度和耐磨性,摩擦系数较低,在涂层刀具方面的应用具有广阔的前景。本文采用磁控溅射法,对涂层刀具的制备工艺进行探索,并对涂层刀具的切削性能进行评价,论文的主要工作及成果如下:针对制备涂层所采用的靶材,对、、三种元素靶材的溅射过程进行了模拟计算。分析了不同轰击能量、不同入射方向的氩离子轰击靶材时,三个元素靶材的溅射率以及溅射粒子的能量分布情况,为深入理解溅射过程以及制备参数的选择提供依据。开展了磁控溅射法制备涂层的工艺探索研究,通过!,（、）9、显微硬度计、摩擦磨损试验机、洛氏硬度计对涂层的表面形貌、元素含量、硬度、摩擦系数以及膜基结合性能进行测试。研究了靶材溅射功率、基体温度、工作气压和氩气流量对涂层的影响。选取较优的工艺参数,制备了涂层刀具。开展了涂层刀具的切削性能研究,探讨了=和=两种刀片涂层与未涂层的切削性能。通过分析不同切削用量下,刀具切削>淬火钢时的切削力、切削热、切屑形态以及刀具磨损的变化情况,得出涂层对=切削性能有较大提升,而对于=的作用较小。
王振伟[8]（2009）在《非平衡反应磁控溅射迟滞效应的PID神经网络控制仿真研究》文中研究表明反应磁控溅射制备AlN薄膜时,强非线性迟滞效应会造成溅射系统不稳定,并影响薄膜的沉积速率和性能。迟滞效应表现为沉积速率、反应气体气压、靶电压随着反应气体流量的改变而突变。为了保证反应溅射稳定以及保持高溅射速率和高反应气体利用率,需要对反应溅射系统进行精确控制。PID神经网络（PIDNN）控制器具有PID控制的快速收敛特点和神经网络的非线性逼近能力,适合对非线性反应溅射系统的控制。本文用PIDNN控制器对反应溅射系统进行精确控制。在S.Berg给出的反应溅射系统模型基础上,对反应溅射系统的PIDNN控制进行仿真。仿真结果表明HDNN控制器能够稳定反应溅射过程,并且收敛速度较快,输出响应迅速,抗干扰能力强。采用中频脉冲直流反应磁控溅射方法在Si（001）基体上制备出氮化铝薄膜,研究了反应磁控溅射制备AlN时非平衡磁场对放电特性和迟滞效应的影响。实验发现改变非平衡磁场可以改变镀膜模式,并且随着非平衡磁场的增大,放电电压减小并且突变消失,伏安特性曲线变平缓,迟滞效应中电压的变化减小。根据反应溅射S.Berg模型和Westwood的反应磁控溅射伏安特性公式模拟了迟滞效应及非平衡磁场对它的影响,模拟结果和实验结果相吻合。研究了氮气比例对薄膜厚度、表面形貌、微观结构和折射率的影响。结果表明,氮气的比例为0.5%时氮化铝薄膜的结构和性能最好,当氮气的比例超过0.5%时,薄膜的沉积速率大幅降低,这个现象能够用反应溅射的迟滞效应来解释,用PIDNN控制器对反应溅射系统进行精确控制符合先进沉积工艺的发展趋势。
高艳芬[9]（2008）在《磁控溅射等离子体靶粒子输运过程研究》文中认为磁控溅射是一个涉及粒子的碰撞、分解、激发、喇离及其在电磁场中非线性输运等的复杂过程,通过建立前驱物粒子光谱和薄膜成分之间的定量关系,把薄膜的生长过程与粒子的输运过程相联系,不仅可以动态控制变组分多层薄膜的生长,同时也可通过沉积参数的改变实现对靶材料本身组分不均匀性的实时调整。本文采用Langmuir双探针法和发射光谱法对磁控溅射制备一元（Cu）和二元（Ti3Al）薄膜的过程中的等离子体进行诊断,建立了前驱物粒子光谱和薄膜成分之间的定量关系。其主要结果包括：（1）采用Langmuir双探钳法对磁控溅射制备铜薄膜过程中的等离子体探测结果表明,此系统电子温度范围为2-5 eV,在一定的射频功率下,电子温度随气压的增大呈指数衰减的趋势变化；在一定的反应气压下,电子温度和电子密度随射频功率的增大均呈线性增加的趋势。（2）利用光发射谱的方法对单质铜薄膜生长诊断结果表明,在一定的射频功率下,基态铜原子密度随气压的增大先增大后减小；电子激发温度随气压的增大而减小。在一定的溅射气压下,基态铜原子密度、电子激发温度、均随功率的增大而增大。并对其结果进行了解释。根据结果推断在目前实验条件下高功率比较有利,且气压为5 Pa左右为制备高度择优取向（111）Cu薄膜的最佳气压。由实验证实,在功率为50 W,气压为5 Pa时确为获得高度择优取向（111）铜薄膜的最佳条件。（3）通过发射光谱技术对射频磁控溅射法制备Ti3Al薄膜过程中产生的辉光等离子体的监控结果表明,在一定的射频功率下,随着气压的增大,Al原子的密度减小,而Ti原子的密度增大,并且Ti原子与Al原子密度的比值也是增大的；在一定的溅射气压下,随着功率的增大,Al原子密度随功率的增大而基本呈线性减小,而Ti原子密度随功率的增大而增大,Ti原子与Al原子密度的比值随功率的增大而增大；电子激发温度,随气压的增大而减小,随功率的增大而增大。并得到绪论在3 Pa、56 W左右为Ti3Al薄膜组分。（4）在3 Pa,60 W左右气压功率条件下,随着基片温度的增大,Ti原子密度减小,而A1原子密度增大,Ti原子与Al原子密度的比值随基片温度的增大先增大后减小；在气压、功率一定的条件下,基片温度（60℃-800℃）对电子激发温度影响很小。并根据样品测试结果得出结论：在富钛的条件下,能够生长晶态Ti3Al薄膜,并且推断在3 Pa、56 W条件下,基片温度为610℃可能生长出更加高度择优取向的晶态Ti3Al薄膜。（5）采用发射光谱法对磁控溅射制备Ti3Al薄膜的等离子体光谱的空间分辨结果表明,Ti和Al原子谱线的强度随着距靶距离的增大而减小,并且由谱线强度的最大值Im和输运因子Tp的结果表明,适当提高功率可以同时使Im和Tp提高,从而提高沉积速率,由于Tp曲线上在60 W左右有一个极值点,所以功率的最佳条件为60W左右。
何鹏[10]（2008）在《等离子体束溅射镀膜机研制及工作机理研究》文中研究表明物理气相沉积技术目前主要有热蒸发、溅射、离子镀等方式。溅射技术的出现和应用已经经历了许多阶段,从二极溅射、三极溅射、磁控溅射以及各种新型的溅射方法。相比较而言,二极溅射的结构简单、易于控制,但是由于放电形式决定了其等离子体密度较低,相应的沉积速率也较低。磁控溅射与二极溅射相比,则具有“高速”与“低温”的特性,沉积速率较高,且基片升温也较低,但由于磁控溅射磁场的分布不均匀,而磁场是其关键的因素,控制真空室中的等离子体的生成,因此由不均匀磁场所带来了等离子体不稳定、靶材利用率低等缺点。本文采用新型磁控溅射设计,取消了“磁控”靶,并应用在远位安装高密度等离子体源的设计,研制出了等离子体束溅射镀膜机。试验结果及国外的结果表明,这种新型的溅射镀膜方法解决了磁控溅射中的靶材利用率低及等离子体不稳定的缺点,并能够有效地控制成膜晶粒的大小。等离子体束溅射镀膜机中等离子体束在磁场与电场的共同作用下,形成了从等离子体源到真空室中的被引出、输运、溅射等的一系列过程。在成功研制出等离子体束溅射镀膜机后,对真空室内的电场与磁场应用COMSOL Multiphysics电磁模块进行了有限元分析,得出了在这种与已有方案都不同的结构中电场与磁场的分布。真空室中的电场通过溅射靶源接通负偏压后产生,而磁场则由发射线圈与汇聚线圈共同产生,电场与磁场相互独立,并共同对等离子体束产生影响。通过对等离子体束溅射镀膜机具体结构的分解,并应用单粒子轨道模型对镀膜机内部等离子体束的引出束流做出了分析,发射线圈从高密度等离子体源中引出等离子体束,其中包括电子与离子。等离子体束在磁场与偏压电场的共同作用下轰击靶面,使靶材产生溅射。通过对等离子体在磁场与电场中的运动进行定性分析,对等离子体束溅射镀膜中的原理进行了探讨。
二、从粒子输运研究靶的溅射与中毒（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、从粒子输运研究靶的溅射与中毒（论文提纲范文）
（1）同质异构CrNx纳米结构涂层的力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 纳米结构硬质涂层的韧性 |
| 1.2.1 纳米复合结构涂层的韧性 |
| 1.2.2 纳米多层结构涂层的韧性 |
| 1.2.3 同质异构CrN_x涂层的韧性 |
| 1.3 制备技术对CrN_x涂层相组成控制 |
| 1.3.1 常规磁控溅射技术 |
| 1.3.2 高功率调制脉冲磁控溅射技术 |
| 1.4 研究目的和研究内容 |
| 2 实验与分析方法 |
| 2.1 实验设备 |
| 2.2 CrN_x纳米结构涂层沉积实验过程及实验参数 |
| 2.2.1 CrN_x纳米结构涂层沉积实验过程 |
| 2.2.2 CrN_x纳米结构涂层沉积实验参数 |
| 2.3 CrN/Cr_2N纳米多层涂层冲击实验过程及实验参数 |
| 2.3.1 CrN/Cr_2N纳米多层涂层冲击实验过程 |
| 2.3.2 CrN/Cr_2N纳米多层涂层冲击实验参数 |
| 2.4 实验数据分析 |
| 3 CrN_x纳米复合涂层的相组成、结构及力学性能 |
| 3.1 功率的影响 |
| 3.2 氮气流量比的影响 |
| 3.3 讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 CrN/Cr_2N纳米多层涂层的相组成、结构及力学性能 |
| 4.1 CrN/Cr_2N纳米多层涂层的相组成、结构及其力学性能 |
| 4.2 CrN/Cr_2N纳米多层涂层抗冲击性能 |
| 4.3 讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）铂及铂铜纳米粒子的控制合成及电催化活性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 质子交换膜燃料电池(PEMFC) |
| 1.1.1 PEMFC的工作原理 |
| 1.1.2 PEMFC存在的问题 |
| 1.2 铂基电催化剂的研究进展 |
| 1.2.1 铂基阳极电催化剂 |
| 1.2.2 铂基阴极电催化剂 |
| 1.3 铂的结构参数对催化剂性能的影响 |
| 1.3.1 铂的晶体结构 |
| 1.3.2 影响铂电催化性能的主要因素 |
| 1.4 铂基催化剂控制合成的研究进展 |
| 1.4.1 相结构和形貌的控制合成 |
| 1.4.2 粒径的控制合成 |
| 1.4.3 铂基纳米粒子配比控制合成 |
| 1.4.4 铂纳米粒子在碳基底上合成 |
| 1.4.5 铂基纳米粒子控制合成的主要方法 |
| 1.5 本论文的研究背景、意义及主要内容 |
| 1.5.1 研究背景 |
| 1.5.2 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 铂纳米粒子的制备技术与表征技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验设备 |
| 2.2.3 铂纳米粒子的制备方法 |
| 2.3 铂纳米粒子的结构及性能表征 |
| 2.3.1 工作电极的修饰 |
| 2.3.2 电催化活性的测试 |
| 2.3.3 电催化稳定性的测试 |
| 第3章 铂纳米粒子粒径、形貌和相结构的控制 |
| 3.1 铂纳米粒子的粒径控制 |
| 3.1.1 铂纳米粒子的粒径控制方法 |
| 3.1.2 铂纳米粒子的形貌和相结构的表征 |
| 3.2 铂纳米粒子粒径及相结构表征 |
| 3.2.1 铂纳米粒子的组分分析 |
| 3.2.2 铂纳米粒子的粒径和相结构分析 |
| 3.3 铂纳米粒子粒径及相结构的形成机理 |
| 3.3.1 铂纳米粒子粒径变化的机理 |
| 3.3.2 铂纳米粒子相结构的形成机理 |
| 3.4 铂纳米粒子的形貌和相结构控制 |
| 3.4.1 铂纳米粒子的形貌和相结构控制合成 |
| 3.4.2 铂纳米粒子的形貌和相结构表征 |
| 3.5 铂纳米粒子形貌和相结构的分析 |
| 3.5.1 铂纳米粒子的成分分析 |
| 3.5.2 铂纳米粒子形貌、相结构及表面成分的分析 |
| 3.6 铂纳米粒子形貌和相结构的形成机理 |
| 3.6.1 铂纳米粒子形貌的形成机理 |
| 3.6.2 铂纳米粒子相结构的形成机理 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 铂纳米粒子粒径对电催化性能的影响 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.2 铂纳米粒子的粒径对电催化性能的影响 |
| 4.2.1 粒径对电化学活性面积的影响 |
| 4.2.2 粒径对乙二醇电催化性能的影响 |
| 4.2.3 粒径对甲醇电催化性能的影响 |
| 4.2.4 粒径对乙醇电催化性能的影响 |
| 4.3 铂纳米粒子的粒径影响电催化性能的原因 |
| 4.3.1 粒径影响电催化活性的原因 |
| 4.3.2 粒径影响电催化稳定性的原因 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 铂纳米粒子形貌对电催化性能的影响 |
| 5.1 铂纳米粒子的形貌对电催化性能的影响 |
| 5.1.1 形貌对电化学活性面积的影响 |
| 5.1.2 形貌对乙醇电催化性能的影响 |
| 5.1.3 形貌对乙二醇电催化性能的影响 |
| 5.2 铂纳米粒子的形貌影响电催化性能的原因 |
| 5.2.1 形貌影响电催化活性的原因 |
| 5.2.2 形貌影响电催化稳定性的原因 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 铂-铜纳米粒子控制合成及电催化性能 |
| 6.1 铂-铜纳米粒子的制备 |
| 6.1.1 铂-铜纳米粒子的合成方法 |
| 6.1.2 铂-铜纳米粒子的结构表征 |
| 6.2 铂-铜纳米粒子的表征 |
| 6.2.1 铂-铜纳米粒子的成分分析 |
| 6.2.2 铂-铜纳米粒子的粒径和相结构的表征 |
| 6.3 铂-铜纳米粒子的配比对电催化性能的影响 |
| 6.3.1 配比对电化学活性面积的影响 |
| 6.3.2 配比对乙二醇电催化性能的影响 |
| 6.3.3 配比对乙醇电催化性能的影响 |
| 6.4 铂-铜纳米粒子的配比影响电化学性能的原因 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与创新点 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读博士期间发表和整理的论文 |
| 致谢 |
（3）孪生Al靶反应高功率脉冲磁控溅射放电特性及Al2O3薄膜沉积工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 晶态Al_2O_3薄膜的低温制备方法 |
| 1.2.1 电离辅助磁控溅射法 |
| 1.2.2 局部外延生长法 |
| 1.2.3 再溅射结晶法 |
| 1.3 高功率脉冲磁控溅射 |
| 1.3.1 HiPIMS的技术优势 |
| 1.3.2 HiPIMS在沉积Al_2O_3薄膜时存在的问题 |
| 1.4 孪生靶溅射 |
| 1.4.1 孪生靶溅射优势 |
| 1.4.2 孪生靶放电特性 |
| 1.5 磁控放电的数值模拟研究 |
| 1.5.1 流体模型 |
| 1.5.2 分析模型 |
| 1.5.3 粒子模型 |
| 1.5.4 混合模型 |
| 1.6 研究内容 |
| 第2章 试验材料及方法 |
| 2.1 试验材料及制备方法 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 TTR-HiPIMS电源系统及试验设备 |
| 2.2 放电等离子体诊断 |
| 2.2.1 Langmuir探针测量 |
| 2.2.2 等离子体质谱测量 |
| 2.3 薄膜分析测试方法 |
| 2.3.1 化学成分分析 |
| 2.3.2 微观结构表征 |
| 2.3.3 表面形貌和膜厚分析 |
| 2.3.4 光学性能分析 |
| 2.3.5 电学性能分析 |
| 第3章 磁场结构对TTR-HiPIMS放电特性的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不同磁场结构对TTR-HiPIMS放电波形的影响 |
| 3.2.1 不同磁场结构的TTR-HiPIMS放电波形 |
| 3.2.2 TTR-HiPIMS中高放电电流的产生原因 |
| 3.3 磁场结构对TTR-HiPIMS等离子体参数的影响 |
| 3.3.1 时间平均等离子体参数 |
| 3.3.2 时间分辨等离子体参数 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 闭合磁场TTR-HiPIMS的放电不对称性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 工作气压对闭合磁场TTR-HiPIMS放电波形的影响 |
| 4.3 闭合磁场TTR-HiPIMS跑道区的等离子体参数 |
| 4.3.1 时间平均等离子体参数 |
| 4.3.2 时间分辨等离子体参数 |
| 4.3.3 闭合磁场TTR-HiPIMS中的放电不对称性 |
| 4.4 放电过程的数值模拟研究 |
| 4.4.1 PIC方法 |
| 4.4.2 MCC模型 |
| 4.4.3 模型中包含的碰撞类型 |
| 4.4.4 等离子体-表面相互作用 |
| 4.4.5 PIC-MCC模拟的稳定性条件 |
| 4.5 计算结果与讨论 |
| 4.5.1 外磁场的计算和导入 |
| 4.5.2 实验和计算的放电波形对比 |
| 4.5.3 放电电势分布 |
| 4.5.4 放电粒子的密度分布 |
| 4.5.5 粒子能量分布 |
| 4.5.6 闭合磁场放电不均匀性产生的物理机制 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 Al_2O_3薄膜的低温沉积工艺研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 磁场结构对Al_2O_3薄膜表面形貌和化学成分的影响 |
| 5.2.1 磁场结构对Al_2O_3薄膜表面形貌的影响 |
| 5.2.2 磁场结构对Al_2O_3薄膜晶体结构与化学成分的影响 |
| 5.3 O_2流量对Al_2O_3薄膜表面形貌和化学成分的影响 |
| 5.3.1 O_2 流量对TTR-HiPIMS放电波形的影响 |
| 5.3.2 O_2流量对Al_2O_3薄膜沉积速率和表面形貌的影响 |
| 5.3.3 O_2流量对Al_2O_3薄膜晶体结构和化学成分的影响 |
| 5.4 基片温度对Al_2O_3薄膜晶体结构和性能的影响 |
| 5.4.1 基片温度对Al_2O_3薄膜晶体结构和表面形貌的影响 |
| 5.4.2 Al_2O_3薄膜光学透过率和电学性能 |
| 5.5 偏压对Al_2O_3薄膜晶体结构和化学成分的影响 |
| 5.5.1 基片偏压对Al_2O_3薄膜表面形貌和晶体结构的影响 |
| 5.5.2 基片偏压对Al_2O_3薄膜沉积速率的影响 |
| 5.5.3 基片偏压对Al_2O_3薄膜化学成分的影响 |
| 5.5.4 基片偏压对Al_2O_3薄膜光学透过率的影响 |
| 5.6 Al_2O_3薄膜的低温结晶机理 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）等离子体增强磁控溅射制备TiVN薄膜技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 TiN薄膜的结构与性能 |
| 1.3 元素掺杂对TiN薄膜结构与性能的影响 |
| 1.3.1 金属元素掺杂 |
| 1.3.2 非金属元素掺杂 |
| 1.3.3 V元素掺杂对TiN薄膜结构与性能的影响 |
| 1.4 薄膜的制备方法 |
| 1.4.1 化学气相沉积 |
| 1.4.2 电弧离子镀 |
| 1.4.3 磁控溅射 |
| 1.5 离子轰击对TiN基薄膜结构与性能的影响 |
| 1.6 等离子体增强磁控溅射(PEMS)技术 |
| 1.7 研究内容与创新点 |
| 1.7.1 研究内容 |
| 1.7.2 本文的主要创新点 |
| 2 实验方法 |
| 2.1 薄膜沉积 |
| 2.1.1 等离子体磁控溅射镀膜机 |
| 2.1.2 实验材料 |
| 2.1.3 实验材料预处理 |
| 2.1.4 薄膜沉积 |
| 2.2 薄膜的结构表征与性能测试 |
| 2.2.1 化学组成分析 |
| 2.2.2 表面和截面微观结构分析 |
| 2.2.3 表面粗糙度分析 |
| 2.2.4 相组成分析 |
| 2.2.5 力学性能测试 |
| 2.2.6 薄膜试样膜基结合力测试 |
| 2.2.7 薄膜试样摩擦磨损性能测试 |
| 3 基体偏流对TiN薄膜结构与性能影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基体偏流对TiN薄膜结构的影响 |
| 3.2.1 基体偏流对TiN薄膜化学组成的影响 |
| 3.2.2 基体偏流对TiN薄膜沉积速率与微观结构的影响 |
| 3.2.3 基体偏流对TiN薄膜相结构的影响 |
| 3.3 基体偏流对TiN薄膜性能的影响 |
| 3.3.1 基体偏流对TiN薄膜力学性能的影响 |
| 3.3.2 基体偏流对TiN薄膜试样膜基结合力的影响 |
| 3.3.3 基体偏流对TiN薄膜试样摩擦磨损性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 V含量对TiVN薄膜结构与性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 V含量对TiVN薄膜结构的影响 |
| 4.2.1 V含量对TVN薄膜化学组成的影响 |
| 4.2.2 V含量对TiVN薄膜沉积速率与微观结构的影响 |
| 4.2.3 V含量对TiVN薄膜相结构的影响 |
| 4.3 V含量对TiVN薄膜性能的影响 |
| 4.3.1 V含量对TiVN薄膜力学性能的影响 |
| 4.3.2 V含量对TiVN薄膜试样摩擦磨损性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 本文的主要结论 |
| 5.2 后续工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）低温反应溅射沉积α-Al2O3薄膜的组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 氧化铝的同质多晶特性及其相变 |
| 1.3 α-Al_2O_3的结构与性质 |
| 1.4 α-Al_2O_3薄膜制备的研究进展 |
| 1.4.1 化学气相沉积制备α-Al_2O_3薄膜 |
| 1.4.2 物理气相沉积制备α-Al_2O_3薄膜 |
| 1.4.3 刚玉结构籽晶促进低温沉积α-Al_2O_3薄膜 |
| 1.5 选题依据和研究内容 |
| 1.5.1 低温沉积α-Al_2O_3薄膜存在的关键问题 |
| 1.5.2 选题依据 |
| 1.5.3 研究内容 |
| 第二章 实验材料与研究方法 |
| 2.1 技术路线 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.2.1 基体材料 |
| 2.2.2 靶材材料 |
| 2.3 实验设备与原理 |
| 2.3.1 薄膜沉积设备 |
| 2.3.2 薄膜沉积工艺 |
| 2.4 薄膜表征 |
| 2.4.1 薄膜的成分及微结构 |
| 2.4.2 薄膜的形貌 |
| 2.4.3 薄膜的力学性能 |
| 2.4.4 薄膜的介电性能 |
| 第三章 射频磁控溅射Al和 α-Al_2O_3靶制备氧化铝薄膜及其性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Si(100)和α-Al_2O_3基体上射频磁控溅射沉积氧化铝薄膜 |
| 3.2.1 Si(100)和α-Al_2O_3基体上反应射频磁控溅射Al靶沉积氧化铝薄膜 |
| 3.2.2 Si(100)和α-Al_2O_3基体上射频磁控溅射α-Al_2O_3靶沉积氧化铝薄膜 |
| 3.2.3 射频磁控溅射Al与 α-Al_2O_3靶沉积氧化铝薄膜的相结构对比 |
| 3.3 基体温度对射频磁控溅射α-Al_2O_3靶沉积氧化铝薄膜的影响 |
| 3.3.1 基体温度对射频磁控溅射α-Al_2O_3靶沉积氧化铝薄膜相结构的影响 |
| 3.3.2 基体温度对射频磁控溅射α-Al_2O_3靶沉积氧化铝薄膜形貌的影响 |
| 3.3.3 基体温度对射频磁控溅射α-Al_2O_3靶沉积氧化铝薄膜力学性能的影响 |
| 3.3.4 基体温度对射频磁控溅射α-Al_2O_3靶沉积氧化铝薄膜介电性能的影响 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 基体表面预埋α-Al_2O_3籽晶射频磁控溅射沉积氧化铝薄膜及其性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基体表面预埋α-Al_2O_3籽晶的工艺 |
| 4.3 反应射频磁控溅射Al靶沉积氧化铝薄膜 |
| 4.3.1 基体表面预埋α-Al_2O_3籽晶对氧化铝薄膜相结构的影响 |
| 4.3.2 基体表面预埋α-Al_2O_3籽晶对氧化铝薄膜形貌的影响 |
| 4.3.3 基体表面预埋α-Al_2O_3籽晶沉积氧化铝薄膜的生长机理 |
| 4.3.4 基体表面预埋α-Al_2O_3籽晶对氧化铝薄膜力学性能的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 射频磁控溅射Al-Cr合金靶制备Al-Cr-O薄膜及其性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 反应射频磁控溅射AlCr合金靶沉积Al-Cr-O薄膜 |
| 5.2.1 Al-Cr-O薄膜的相结构 |
| 5.2.2 Al-Cr-O薄膜的形貌 |
| 5.2.3 Al-Cr-O薄膜的力学性能 |
| 5.2.4 Al-Cr-O薄膜的介电性能 |
| 5.3 反应溅射Al-Cr合金靶沉积Al-Cr-O薄膜的生长机理 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 射频磁控溅射Al/α-Al_2O_3复合靶制备氧化铝薄膜及其性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 Al/α-Al_2O_3复合靶的制备 |
| 6.3 反应射频磁控溅射Al/α-Al_2O_3复合靶沉积氧化铝薄膜 |
| 6.3.1 氧分压对反应溅射Al/α-Al_2O_3复合靶沉积氧化铝薄膜的影响 |
| 6.3.2 沉积温度对反应溅射Al/α-Al_2O_3复合靶沉积氧化铝薄膜的影响 |
| 6.4 反应溅射Al/α-Al_2O_3复合靶沉积氧化铝薄膜的生长机理 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 论文的主要结论 |
| 7.2 论文的创新点 |
| 7.3 今后的研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（6）基于GEANT4的单粒子效应预测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 论文结构 |
| 第二章 GEANT4软件基础 |
| 2.1 蒙特卡罗方法 |
| 2.2 GEANT4介绍和功能模块 |
| 2.2.1 GEANT4介绍 |
| 2.2.2 GEANT4结构与基本功能模块 |
| 2.3 探测器模型 |
| 2.3.1 单比特翻转探测器模型 |
| 2.3.2 多比特翻转探测器模型 |
| 2.4 信息输出 |
| 2.4.1 粒子信息 |
| 2.4.2 翻转判断 |
| 2.4.3 结果输出 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 复合敏感体模型验证 |
| 3.1 中子辐射截面 |
| 3.1.1 中子与硅的核反应产物 |
| 3.1.2 辐射截面介绍 |
| 3.2 物理过程的选择 |
| 3.2.1 物理过程的介绍 |
| 3.2.2 核数据库介绍 |
| 3.2.3 物理过程适用性分析 |
| 3.3 重离子辐射仿真 |
| 3.3.1 LET简介 |
| 3.3.2 SRIM软件介绍 |
| 3.3.3 重离子选取 |
| 3.3.4 模拟仿真 |
| 3.4 中子辐射SEU预测 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 中子辐射的多比特翻转预测 |
| 4.1 多比特翻转预测模型 |
| 4.2 中子辐射MBU预测 |
| 4.2.1 多比特翻转率 |
| 4.2.2 不同能量中子辐射下的MBU截面 |
| 4.3 重离子引起的多比特翻转截面 |
| 4.4 其他因素对多比特翻转影响的预测 |
| 4.4.1 中子入射角度对多比特翻转影响的预测 |
| 4.4.2 截断值对多比特翻转影响的预测 |
| 4.4.3 阈值电荷对多比特翻转影响的预测 |
| 4.4.4 金属材料对多比特翻转影响的预测 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 2MeV能量以下质子单粒子效应研究 |
| 5.1 2MeV能量以下质子辐射 |
| 5.1.1 不同能量质子辐射模拟 |
| 5.1.2 质子辐射模拟结果分析 |
| 5.2 入射角度对2MeV能量以下质子辐射的影响 |
| 5.3 阈值电荷对2MeV能量以下质子辐射的影响 |
| 5.4 截断值对2MeV能量以下质子辐射的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻硕期间取得的研究成果 |
（7）Ti-Si-C涂层刀具制备及其切削性能评价（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 刀具材料概述 |
| 1.2 涂层刀具研究现状 |
| 1.2.1 涂层刀具的种类 |
| 1.2.2 涂层刀具的制备方法 |
| 1.2.3 涂层刀具的性能特点 |
| 1.2.4 涂层刀具的发展及应用现状 |
| 1.3 Ti-Si-C涂层 |
| 1.3.1 Ti-Si-C体系 |
| 1.3.2 Ti-Si-C涂层的制备方法 |
| 1.4 本课题研究意义及内容 |
| 第二章 Ti-Si-C涂层的溅射模拟 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 射频磁控溅射原理 |
| 2.2.1 辉光放电过程 |
| 2.2.2 射频磁控溅射 |
| 2.3 靶材溅射模拟 |
| 2.3.1 溅射理论及模拟方法 |
| 2.3.2 模拟软件 |
| 2.3.3 模拟结果及分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 Ti-Si-C涂层刀具制备工艺研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料及设备 |
| 3.2.1 基体试样 |
| 3.2.2 溅射电源 |
| 3.2.3 磁控溅射设备 |
| 3.3 Ti-Si-C涂层制备流程及检测方法 |
| 3.3.1 Ti-Si-C涂层的制备流程 |
| 3.3.2 涂层检测评价方法 |
| 3.4 工艺参数对Ti-Si-C涂层的影响 |
| 3.4.1 靶材溅射功率对Ti-Si-C涂层的影响 |
| 3.4.2 沉积温度对Ti-Si-C涂层的影响 |
| 3.4.3 工作气压对Ti-Si-C涂层的影响 |
| 3.4.4 氩气流量对Ti-Si-C涂层的影响 |
| 3.5 Ti-Si-C涂层刀具的制备 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 Ti-Si-C涂层刀具的切削实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 切削实验条件及方法 |
| 4.2.1 切削材料 |
| 4.2.2 切削方式 |
| 4.2.3 切削力与切削温度的测量 |
| 4.2.4 机床及刀具 |
| 4.2.5 切削用量选择 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 切削力 |
| 4.3.2 切削温度 |
| 4.3.3 刀具磨损 |
| 4.3.4 切屑形态 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（8）非平衡反应磁控溅射迟滞效应的PID神经网络控制仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 氮化铝薄膜 |
| 1.1.1 AIN 的结构和性质 |
| 1.1.2 AIN 薄膜的应用 |
| 1.1.3 AIN 薄膜的制备方法 |
| 1.1.4 AIN 薄膜的表征方法 |
| 1.2 非平衡反应磁控溅射原理和装置 |
| 1.2.1 非平衡反应磁控溅射的原理 |
| 1.2.2 薄膜制备装置 |
| 1.3 反应溅射迟滞效应 |
| 1.4 反应溅射系统分析 |
| 1.5 反应溅射控制监测方式 |
| 2 反应溅射系统的 PID 神经网络控制仿真 |
| 2.1 溅射系统稳定性分析 |
| 2.2 PIDNN 控制器 |
| 2.2.1 结构和算法 |
| 2.2.2 连接权重初值和学习步长选取原则 |
| 2.3 PIDNN 控制仿真 |
| 2.3.1 控制系统的稳定性和收敛性分析 |
| 2.3.2 过渡模式下反应溅射PIDNN控制 |
| 2.4 结论 |
| 3 反应磁控溅射系统的放电特性 |
| 3.1 反应磁控溅射系统伏安特性 |
| 3.2 非平衡磁场的影响 |
| 3.3 迟滞效应现象与模拟 |
| 3.4 结论 |
| 4 反应磁控溅射沉积氮化铝薄膜 |
| 4.1 薄膜制备 |
| 4.2 薄膜表征与讨论 |
| 4.3 结论 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（9）磁控溅射等离子体靶粒子输运过程研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 等离子体的基本特征 |
| 1.2 等离子体分类 |
| 1.3 等离子体诊断方法概述 |
| 1.3.1 静电探针法 |
| 1.3.2 发射光谱法 |
| 1.4 本文研究内容和目标 |
| 第2章 实验装置与方法 |
| 2.1 实验装置简介 |
| 2.1.1 等离子体产生系统 |
| 2.1.2 光谱采集系统 |
| 2.2 实验过程简述 |
| 2.3 实验原理 |
| 2.3.1 探针原理 |
| 2.3.2 辐射态的粒子数布居和他们的辐射强度 |
| 2.3.3 基态原子密度的计算 |
| 2.3.4 电子激发温度计算 |
| 2.4 实验参数附表 |
| 第3章 单质铜薄膜生长过程诊断 |
| 3.1 探针诊断结果与讨论 |
| 3.1.1 反应气压对电子温度等参量的影响 |
| 3.1.2 射频功率对电子温度等参数的影响 |
| 3.2 光谱诊断结果与讨论 |
| 3.2.1 溅射气压和射频功率对发射谱线强度的影响 |
| 3.2.2 基态铜原子密度的计算 |
| 3.2.3 对Cu~+/Cu的讨论 |
| 3.2.4 电子激发温度的计算 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 磁控溅射Ti_3Al薄膜过程中的辉光等离子体诊断 |
| 4.1 气压和功率等放电宏观参数对光谱强度的影响 |
| 4.1.1 气压对光谱强度的影响 |
| 4.1.2 功率对光谱强度的影响 |
| 4.2 基态原子密度的测量 |
| 4.2.1 Al和Ti发射光谱强度的比率的计算 |
| 4.2.2 溅射气压对基态原子密度的影响 |
| 4.2.3 射频功率对基态原子密度的影响 |
| 4.3 功率和气压宏观放电参数对电子激发温度的影响 |
| 4.4 空间分辨光谱诊断 |
| 4.4.1 放电空间的分区 |
| 4.4.2 功率的影响 |
| 4.4.3 压强的影响 |
| 4.5 基片温度的影响 |
| 4.5.1 基片温度对辐射谱线强度的影响 |
| 4.5.2 基片温度对靶粒子基态原子密度的影响 |
| 4.5.3 基片温度对电子激发温度的影响 |
| 4.6 小结 |
| 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）等离子体束溅射镀膜机研制及工作机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 薄膜的制备方法 |
| 1.2 等离子体束溅射镀膜简介 |
| 1.3 等离子体束溅射镀膜的研究现状 |
| 1.4 研究的目的、意义和内容 |
| 1.4.1 研究的目的和意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 论文结果 |
| 第2章 等离子体束溅射镀膜机的研制 |
| 2.1 溅射技术 |
| 2.1.1 溅射镀膜发展的历程 |
| 2.1.2 溅射技术的分类 |
| 2.2 二极溅射与磁控溅射 |
| 2.2.1 二极溅射 |
| 2.2.2 磁控溅射 |
| 2.3 等离子体束溅射镀膜机的研制 |
| 2.3.1 磁控溅射的改进措施 |
| 2.3.2 等离子体束溅射镀膜机的结构 |
| 2.3.3 等离子体束溅射镀膜机的主要技术指标 |
| 2.3.4 试验结果 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 真空室内电磁场的分布 |
| 3.1 电场与磁场的产生 |
| 3.1.1 电场的产生 |
| 3.1.2 磁场的产生 |
| 3.2 模拟方法 |
| 3.2.1 建立坐标系 |
| 3.2.2 模拟步骤 |
| 3.3 结果及分析 |
| 3.3.1 电场的分布 |
| 3.3.2 磁场的分布 |
| 3.3.3 结果分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 等离子体束在真空室内的运动 |
| 4.1 等离子体概述 |
| 4.1.1 等离子体 |
| 4.1.2 等离子体的产生 |
| 4.1.3 等离子体的描述方法 |
| 4.2 高密度等离子体源 |
| 4.2.1 等离子体源概述 |
| 4.2.2 高密度等离子体源结构 |
| 4.2.3 等离子体源引出束流的分析 |
| 4.3 等离子体束的运动分析 |
| 4.3.1 在仅有磁场时的运动 |
| 4.3.2 等离子体在加负偏压场时的运动 |
| 4.3.3 基片接通负偏压时等离子体的运动 |
| 4.4 结果分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 结论 |
| 5.1 分析与结论 |
| 5.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、从粒子输运研究靶的溅射与中毒（论文参考文献）
- [1]同质异构CrNx纳米结构涂层的力学性能研究[D]. 陈昌隆. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]铂及铂铜纳米粒子的控制合成及电催化活性的研究[D]. 胡超. 湖南大学, 2020(02)
- [3]孪生Al靶反应高功率脉冲磁控溅射放电特性及Al2O3薄膜沉积工艺研究[D]. 周广学. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [4]等离子体增强磁控溅射制备TiVN薄膜技术研究[D]. 谢启. 中国地质大学(北京), 2019(02)
- [5]低温反应溅射沉积α-Al2O3薄膜的组织与性能研究[D]. 程奕天. 华南理工大学, 2019(01)
- [6]基于GEANT4的单粒子效应预测研究[D]. 雷栋梁. 电子科技大学, 2018(09)
- [7]Ti-Si-C涂层刀具制备及其切削性能评价[D]. 刘森. 南京航空航天大学, 2016(03)
- [8]非平衡反应磁控溅射迟滞效应的PID神经网络控制仿真研究[D]. 王振伟. 大连理工大学, 2009(10)
- [9]磁控溅射等离子体靶粒子输运过程研究[D]. 高艳芬. 河北大学, 2008(S1)
- [10]等离子体束溅射镀膜机研制及工作机理研究[D]. 何鹏. 东北大学, 2008(03)