一、用低能离子溅射剥层和高能离子背散射组合方法进行薄膜原位分析（论文文献综述）
谭毅成[1]（2021）在《耐等离子体刻蚀钇基复合陶瓷的制备及其性能研究》文中进行了进一步梳理等离子刻蚀技术是选择性去除晶圆表面物质的一个重要工艺过程,是现代集成电路制造领域不可缺少的工艺步骤。等离子刻蚀目的是在涂胶的晶圆上高效地复制掩膜图形,通过化学和物理过程选择性地从晶圆表面去除不需要的材料,从而形成微电路。随着集成电路技术的高速发展,等离子体刻蚀技术逐渐成为纳米量级的集成电路制造和微纳制造工艺中广泛应用的刻蚀技术。随着刻蚀气体中含氟等离子体能量的提高,高能含氟等离子体会侵蚀腔体和腔体内部件,缩短部件的使用寿命;同时腐蚀过程中会生成难挥发的氟化物沉积在晶圆表面,同时也增加了晶圆的污染。因此,刻蚀机腔体和腔体部件材料的耐等离子体刻蚀性能变得至关重要,研究陶瓷材料的等离子体刻蚀机理以及制备优异的耐等离子体刻蚀性能陶瓷材料具有十分重大的意义。当前,广泛应用的陶瓷腔体材料集中于氧化钇陶瓷,高纯Y2O3材料成本高且机械强度低,它的断裂韧性和抗弯强度分别只有1.1 MPa.m1/2和130 MPa,这使得刻蚀机腔体部件在制造、运输或使用的时候容易损坏腔体内壁的高纯Y2O3材料,而99.9%Al2O3的断裂韧性和抗弯强度高达5-6 MPa·m1/2和400 MPa及99.9%ZrO2的断裂韧性和抗弯强度分别达4-5 MPa·m1/2和1000 MPa。本文在Y2O3粉体中混入一定比例的ZrO2或Al2O3,以此来制备锆增韧或铝增韧的钇基复合陶瓷（细分为钇锆复合陶瓷和钇铝复合陶瓷）并降低材料制造成本。本课题通过对比陶瓷在等离子刻蚀环境前后的质量损失率以及表面粗糙度变化,分析刻蚀前后陶瓷表面形貌和电子结合能变化,深入研究钇基复合陶瓷在等离子体环境中的刻蚀行为。本文的主要研究内容及重要结论如下:（1）通过物理溅射实验,研究了刻蚀后的质量损失、表面形貌与Y2O3/ZrO2或Y2O3/Al2O3比值之间的相互关系以及Ar等离子体与陶瓷表面发生的反应过程。确定了刻蚀后的质量损失率与Y2O3/ZrO2或Y2O3/Al2O3比值之间的非线性对应关系,且Ar等离子体与陶瓷表面发生的是纯物理反应过程,溅射出的物质为化合物颗粒。（2）通过物理刻蚀研究,对公认的Sigmund溅射理论进行了深入分析和研究,论证了钇基复合陶瓷在Ar等离子体环境中的耐溅射性取决于化合物的表面结合能这一重要事实。（3）通过化学刻蚀实验,研究了刻蚀后的质量损失、表面形貌与Y2O3/ZrO2或Y2O3/Al2O3比值之间的相互关系以及CF4等离子体与陶瓷表面发生的反应过程。确定了刻蚀后的质量损失率与Y2O3/ZrO2或Y2O3/Al2O3比值之间的非线性对应关系,且CF4等离子体与陶瓷表面发生了化学反应,利用刻蚀表面元素电子结合能的变化确认了化学反应产物,而化学反应产物的表面升华焓和沸点直接决定陶瓷材料的耐化学刻蚀性能。（4）利用渗流理论对钇基复合陶瓷在等离子环境中的质量损失进行了仿真。仿真结果表明当ZrO2或Al2O3的含量超过某一阈值时,钇基复合陶瓷的质量损失率将发生突变,这与实测质量损失率随ZrO2或Al2O3的变化趋势是一致的。
何鋆,杨晶,苗光辉,张娜,崔万照[2]（2020）在《高性能多功能介质二次电子发射特性研究平台》文中指出介绍了一套高性能多功能介质二次电子发射特性研究平台和介质材料二次电子产额脉冲测量方法。该平台配备有三层栅网结构的收集器和30 eV～30 keV宽能量范围的电子枪,可在10-8 Pa超高真空下测量介质材料的二次电子发射特性,并具备XPS能谱分析、加热和氩离子溅射清洗原位处理分析功能。给出了测得的金和氧化铝材料的二次电子电流脉冲,通过判断电流脉冲波形随时间以及照射次数的变化,获得了介质材料带电饱和时间及材料厚度对带电量的影响。
刘满门[3]（2019）在《Ag/Ti3AlC2复合材料制备与性能研究》文中提出银基电接触材料具有优良的导电、导热性,低的接触电阻,较高的硬度和强度,良好的耐电弧侵蚀、抗熔焊性等性能,在分合电接触领域和滑动电接触领域都占据不可替代的重要地位,且应用十分广泛。三元层状化合物MAX相具有高弹性模量、屈服强度和断裂韧性,高熔点、良好的高温抗氧化性、导电、导热性,低的热膨胀系数,尤其是其独特的层状结构,能够起到减摩耐磨的作用,使得它成为银基电接触材料的理想增强相。本文提出三元层状碳化物Ti3AlC2作为银基电接触材料增强相的新体系,采用热压烧结工艺,通过有效控制Ti3AlC2/Ag界面结构,实现良好的界面结合,以制备综合性能优异的Ag/Ti3AlC2复合材料,并研究该材料的分合电接触性能和滑动电接触性能,探讨Ag/Ti3AlC2复合材料应用于环保型电接触材料的可能性。论文的研究内容和结果如下:1、分别在 750℃、800℃、850℃热压烧结制备了 Ag-30 vol.%Ti3AlC2 复合材料,物相和界面结构分析表明,Ti3AlC2/Ag界面反应机理为Ti3AlC2中的Al原子向Ag基体中扩散,界面反应和结构演变受温度控制。750℃热压烧结后,Ti3AlC2与Ag基体间形成宽约40 nm的非晶层;800℃热压烧结后,Ti3AlC2与Ag基体间形成含有TiC颗粒的界面反应层;850℃热压烧结后,Ti3AlC2剧烈分解生成TiC,长条状TiC与富Ag相交替排列,富Ag相中过饱和的Al以立方相μ-Ag3Al金属间化合物析出,且该析出物与Ag基体保持共格关系。力学和电学性能测试表明800℃热压烧结所得复合材料综合性能最佳。2、研究了塑性变形和退火处理对Ag/Ti3AlC2复合材料力学及导电性能的影响。结果表明:塑性变形过程中,Ti3AlC2颗粒在基体中的分布均匀性能够随着金属Ag基体的流动而得到改善,这对复合材料强度和导电性均有积极影响;塑性变形能导致Ag基体中产生位错等缺陷,起到强化基体的作用,提高了复合材料的强度;退火处理能消除材料内部缺陷,可以提高材料延伸率和导电性。3、将Ag/Ti3 AlC2复合材料与CuZn合金配对来进行摩擦磨损试验,研究载荷、速度和增强相含量对摩擦磨损性能的影响,并对磨损表面、磨屑形貌与成分进行表征,进而分析该摩擦副的磨损机制。在干摩擦条件下,复合材料中Ti3AlC2含量相同时,磨损率随着载荷的增加而增大,随着摩擦速度的升高而减小。在载荷、摩擦速度不变的情况下,Ti3AlC2体积分数越高,复合材料的磨损率越低。Ag/Ti3AlC2复合材料磨损表面由机械混合层和镶嵌磨粒的犁沟组成,该机械混合层主要为富铜锌相,并含有少量的Ag、Ti、Al、O等元素;磨屑成分主要由CuZn合金、Ag和少量的氧化物组成,由此分析出摩擦磨损主要为粘着磨损和磨粒磨损,并存在轻微的氧化磨损。在DC 24V、5A载流摩擦磨损条件下,Ag/Ti3AlC2复合材料的摩擦系数随载荷增加而增大,随摩擦速度增加而减小;磨损率随着载荷的增加而增大,随着摩擦速度的增加而增大。磨损表面有明显的粘着层、镶嵌磨粒的犁沟、电弧侵蚀坑和凝固粒子,磨屑的主要成分为Cu和Zn的氧化物,由此表明载流条件下摩擦磨损主要为氧化磨损和电弧侵蚀磨损,同时存在一定的粘着磨损和磨粒磨损。Ag基体中的Ti3AlC2颗粒未表现出类似石墨的自润滑性能,但高强度高硬度的Ti3AlC2颗粒在摩擦过程中起到承载作用,减轻了材料的粘着磨损,提高了材料的减摩耐磨性能。4、在DC 24 V、15 A条件下测试了 Ag/Ti3AlC2复合材料的电接触性能,并与商用电触头材料进行了对比,分析了 Ag/Ti3AlC2 触头的材料转移机制和电弧侵蚀机理。Ag/Ti3AlC2电触头的材料转移受电弧转移和熔桥转移双重材料转移机制控制,何种材料转移机制占主导地位,则取决于复合材料中Ti3AlC2含量大小:Ag-5 vol.%Ti3AlC2和Ag-10 vol.%Ti3AlC2两种触头,其材料转移机制主要为气体电弧主导的电弧转移机制,材料转移方向为阴极转向阳极;而Ag-15 vol.%Ti3AlC2和Ag-20 vol.%Ti3AlC2两种触头,材料转移主要方式为熔桥转移,材料转移方向为阳极转向阴极。Ag/Ti3AlC2触头的抗电弧侵蚀机理主要为Ti3AlC2分解消耗电弧能量和Ti3AlC2颗粒提高熔池黏度防止液滴飞溅。因此,Ag-5 vol.%Ti3AlC2与Ag-10 vol.%Ti3AlC2两种触头展现出良好的抗电弧侵蚀性能。然而,Ag-15 vol.%Ti3AlC2与Ag-20 vol.%Ti3AlC2两种触头在电弧作用下会出现Ti3AlC2聚集和表面结构分层,由此而引起的电弧能量集中和结构损耗导致这两种成分触头的材料损耗大幅增加。Ag-5 vol.%Ti3AlC2触头表现出与商用触头相当的电接触性能,且具有优异的塑性变形能力,两次退火之间的冷加工率达到28%,有利于进行塑性变形加工。
王韬[4]（2018）在《复杂混合粒子束在氘化锆靶膜中的沉积行为及辐照损伤研究》文中进行了进一步梳理基于含氘电极真空弧离子源的强流短脉冲中子发生器目前受到了广泛的关注,在中子瞬发伽马能谱测量和脉冲中子-中子探测技术中有重大应用价值。这种含氘电极真空弧离子源将产生复杂混合粒子束,其中包括各种价态的金属离子、氘离子和金属蒸汽。在中子发生器工作时,这些复杂混合粒子束不断与氘（氚）靶发生相互作用,从而严重影响靶的稳定性和工作寿命。本论文采用分离研究的方法,开展了复杂混合粒子束在氘化锆靶膜中的沉积行为及辐照损伤的研究,最后研究了不同粒子束对氘化锆靶膜出中子性能的影响,揭示了各种粒子辐照损伤效应的物理机制,为评估氘化锆靶膜性能的稳定性提供了实验依据,主要获得了以下研究成果:1)建立了脉冲离子束与膜材相互作用的物理模型,获得了不同参数下离子束辐照氘化锆靶膜的内部温度-应力场变化规律。模拟结果表明:靶膜表层温度随脉冲离子束的脉冲加载时间变化剧烈,并在脉冲结束时达到峰值;表层热应力-时间曲线与温度-时间曲线变化规律保持一致;热应力在膜-基底交界处存在应力跃变,表明膜-基底交界处易受热应力影响,存在薄膜剥离基底的趋势;金属离子的热损伤和热应力损伤远大于氘离子,因此在中子发生器中,控制金属离子的比例对于改善氘靶的局部热效应和热应力至关重要。2)开展了金属钛离子注入氘化锆薄膜的辐照损伤机制和影响研究,针对氘化锆薄膜中氘原子的扩散和分布、注入钛原子的变化规律以及薄膜表面缺陷损伤机理分别进行了讨论,最后研究了氘化锆薄膜在氘氘核反应中的出中子性能。研究结果表明:金属离子有强烈的溅射作用,会造成整体薄膜厚度的减少,但这种溅射效果会导致氘化锆薄膜的表面氘浓度分布在大剂量钛离子注入后达到平衡。金属钛离子辐照会在氘化锆薄膜表面产生辐照损伤区,辐照损伤区的缺陷来源于入射离子的碰撞散射,易使氘化锆薄膜表面的氘发生解吸附,造成表面氘浓度的下降。氘化锆薄膜的氘氘核反应中子产额与薄膜表面氘浓度分布密切相关,随着金属钛离子辐照剂量的提高,中子产额出现了显着的下降,下降幅度约12%,但最终中子产额趋向于稳定。3)开展了大剂量氘离子注入氘化锆薄膜的辐照损伤机制和影响的研究,讨论了氘化锆薄膜中氘原子的扩散和分布、薄膜表面缺陷损伤机制和影响,以及氘化锆薄膜在氘氘核反应中的出中子性能。研究结果表明:大剂量氘离子注入后,氘原子会在薄膜的离子沉积区域复合成为氘分子,当氘分子聚集到一定程度,氘分子（氘气）会向外喷发并破坏薄膜,在薄膜表面形成凹坑。氘离子注入后将会大量沉积在薄膜内部的沉积区域,大剂量氘离子注入会使氘化锆体内出现超化学计量比（氘:锆=2:1）的氘浓度,这是薄膜内氘原子复合形成氘分子并无法向外逃逸现象的一个佐证。氘离子辐照后,氘化锆薄膜内沉积区的氘原子会向低浓度区域扩散,最终氘含量在氘化锆体内达到平衡,且不低于未辐照前氘化锆体内氘含量,表明氘化锆薄膜在氘离子注入后有一种自愈效果,这源于缺陷对氘原子的钉扎作用。大剂量氘离子辐照氘化锆薄膜将产生两种不同形式的辐照损伤机制,一种是在入射碰撞区基于碰撞散射形成小尺寸空位型缺陷,另一种是在离子沉积区基于氘气泡形成大尺寸空洞缺陷。氘化锆靶膜内部的氘浓度对氘氘核反应的贡献微乎其微,大剂量氘离子注入产生的缺陷以及沉积区的氘浓度变化对氘氘核反应中子产额性能的影响较低,但造成的薄膜表面物理损伤却是致命的。调节氘化锆薄膜在大剂量氘离子辐照下的氘氘核反应中子产额性能有两条有效途径:第一,是改善薄膜的力学性能及抗辐照损伤性能;其次,多次低温卸放氘靶中注入的氘原子,以降低沉积区氘原子的复合,减少体内大尺寸空洞缺陷的形成。4)开展了金属钛蒸汽沉积氘化锆靶膜对中子产额及稳定性的研究,讨论了金属钛蒸汽沉积下,氘化锆薄膜中氘元素的扩散和分布,以及氘化锆薄膜在氘氘核反应中的出中子性能。研究结果表明,金属钛蒸汽沉积会使氘化锆薄膜表面附上一层金属钛薄膜,但这层薄膜与氘化锆之间有一定的扩散浸润现象,表现为钛膜层与氘化锆膜层的分界并不清晰。同时,氘化锆体内的氘原子有向表面钛膜层扩散的迹象。钛金属蒸汽对氘氘核反应中子产额的影响非常大,这源于金属蒸汽沉积将改变氘化锆表面的氘分布。调节氘化锆薄膜在金属蒸汽沉积下的氘氘核反应中子产额性能有两条有效途径:第一,是降低离子源产生的金属蒸汽量;其次,适宜的提高靶温度以促进氘原子向表面钛层的扩散。
唐兴华[5]（2014）在《氘氦在C、W及C-W混合材料中的共沉积滞留行为》文中进行了进一步梳理聚变能,具有资源无限、无污染、不产生高放射性核废料等优点,是人类未来能源的主导形式之一。在未来聚变装置（如ITER）中,高功率的脉冲持续和累积运行时间的大量增加以及随之而来的高热载荷,导致了严重的等离子体与面壁材料的相互作用和效应,燃料滞留是其中的一个关键问题。在燃烧等离子体条件下,等离子体中的氢氦粒子和高能中子轰击高热载荷的面壁材料将产生包括直接注入引起的燃料滞留和因刻蚀壁材产生的杂质同燃料共沉积的滞留,这将严重影响粒子的再循环、等离子体性能、运行效率和安全。本论文就是围绕氘、氦在等离子体面壁材料（PFM）中的滞留行为而展开的,着重研究了ITER装置拟使用的两种PFM材料C和w在被侵蚀后与燃料原子氘和氦原子共沉积滞留行为。论文采用磁控溅射的实验方法,模拟了在D2/He混合气体氛围中等离子体放电条件下,被侵蚀材料原子（碳或钨）再沉积过程,并对含有气体（D、He）原子在共沉积薄膜中的气体滞留行为进行了研究。研究从单元素材料石墨碳开始,再到单元素材料多晶钨,最后到混合碳钨材料。论文的第一部分,用射频磁控溅射在D2+He/Ar混合等离子体气氛下,实验模拟了氘、氦与碳原子共沉积过程,并对含氦的非晶氘化碳薄膜（He a-C:D）样品进行细致研究。通过控制变量法,改变气体的氦氘流量比、基底温度、基底材料等条件,研究了氘、氦在共沉积过程中的滞留和共沉积薄膜的特性。研究发现,在不同的基底上（Si和W）生长的含氦氘的碳薄膜样品中,D的分布和生长速率是不同的：基底温度的升高,能够有效地减小薄膜中气体的滞留量；共沉积过程产生的含氘氦的碳薄膜为非晶薄膜,其结构随氦引入的增加而变得更加无序化,但石墨碳的成分却随之增多并趋于饱和；在较高He浓度条件下,首次观察到薄膜表面的气泡、裂纹和碎片,薄膜表面的整体性因He的引入而被破坏。论文的第二部分,利用相同方法,在D2+He/Ar混合等离子体气氛下,实验模拟了氘、氦与钨原子共沉积过程,并对含气体的钨薄膜样品进行了分析研究。通过改变混合气体中的He分压和基底温度,分别研究了氦的引入和基底温度对薄膜中氘滞留和薄膜结构、形貌的影响。研究发现,在D、He与w共沉积的薄膜中,He的滞留对薄膜中D滞留、薄膜晶体结构和表面形貌（起皮、剥落）有很大的影响：基底温度的升高,极大地减少了D、He的滞留,并使得薄膜表面出现起皮和脱落现象。通过在不同基底上的共沉积层研究发现,基底粗超度的增加,能够抑制薄膜表而出现的起皮和脱落现象。论文第三部分,研究了在混合气体D2/Ar或D2+He/Ar氛围中的C-W共沉积过程,并对两种气氛下生成的薄膜样品的气体滞留行为和薄膜特性进行了研究。对D2/Ar气氛下制备的共沉积薄膜样品研究表明：捕获的D浓度与C/W原子比成正比关系,这说明C原子是D的主要捕获中心；压强增大时,C/W、D浓度在压强为5.OPa处有一个极大值。温度的升高,使得C/W、D浓度和薄膜沉积速率减小,晶体结构趋向于石墨化,并有WC1-,晶体相的出现。当He引入后,发现He对D滞留和薄膜结构和形貌都产生了很大的影响,使得C/W值和D浓度都增大,但薄膜生长速率没有明显变化；He的引入也使薄膜表面形貌发生了较大的变化,薄膜表面观察到的纳米颗粒尺度随He引入量增加而增大,但未见气泡产生。基底si升温至573K后,C/W和薄膜生长速率无明显变化,但D、He的浓度显着减少。这是由于温度升高使薄膜结晶性增强,而C或WC1-x晶体相成分也随之增多,这势必减少D被C捕获的几率和C被D侵蚀的几率。综上,在C、W同时用于PFM条件下,在PFM表面形成了含气体原子的C、W和C-W共沉积薄膜。共沉积过程中,D原子主要被薄膜中的C原子捕获,C、W或C-W薄膜结构对D滞留也有直接的影响,如缺陷结构、C-W中的碳钨化合物晶体相成分和结构等。He的引入使得共沉积过程复杂化,增加了薄膜晶体结构中的缺陷,影响了薄膜的结构和成分。一方面,它增加了薄膜中D滞留；另一方面,它又使薄膜表面无序化,颗粒度变大,或产生气泡、剥落等现象,这会使得薄膜容易被载能的中性原子侵蚀而剥落掉,从而影响等离子体放电持续稳定进行。提高基底温度对气体滞留、薄膜的结构和表面形貌都有直接和重大的影响,是一种有效抑制氘滞留和提高沉积薄膜晶体结构的方法。
张瑞[6]（2014）在《离子注入制备石墨烯》文中指出石墨烯是一种由碳原子构成的二维六角蜂窝状晶体结构。由于其独特的能带结构,而具有很优良的电学和光学等物理性质。为了未来更好地使用石墨烯,人们在不断地探索,寻找制备高质量、大面积石墨烯的方法。其中典型的方法包括机械剥离高定向热解石墨法,热解碳化硅法,化学气相沉积法,还原氧化石墨法,脉冲激光沉积法,裂解碳纳米管法等。本论文使用离子注入方法,制备大面积的石墨烯,其优点如下：一、离子注入是一个非平衡的过程,不受固融度等参数的限制；二、掺杂元素的剂量由注入离子的电荷积分控制,精度可控制在2%内的误差水平；三、掺杂元素的深度分布由注入离子的能量控制；四、注入的离子束经过X-Y扫描,在衬底上大面积注入的均匀度误差可控制在2%内；五、在合成石墨烯时,离子注入法是一个物理上的直接掺杂过程,不必像化学气相沉积法一样,分解气体的前驱化合物；六、在大规模集成电路生产中,离子注入已是成熟的工艺,起着不可替代的作用。本论文主要研究用离子注入法制备合成石墨烯,包括如下几个部分,第一部分介绍石墨烯的特点及其研究进展；第二部分主要介绍离子注入技术及将其应用于石墨烯材料的制备方面；第三部分重点展示自己在制备石墨烯上用离子注入法所做的一些列创新性工作。前两部分各自为一章,第三部分分为三章进行阐述。具体内容如下：一、团簇离子注入合成低缺陷石墨烯：对串列加速器的低能注入器进行改造,将引出的碳团簇负离子束扫描之后注入到金属镍膜中,经过退火过程后,成功制备出石墨烯。结合团簇离子束注入的特点——较低的有效能量及非线性的损伤效应,我们用团簇离子束注入制备石墨烯,能够有效地降低石墨烯的缺陷性。二、在绝缘衬底上直接生成石墨烯：用一系列剂量的碳离子注入到镍膜中,优化退火温度和Ni膜厚度,发现在镍膜表面,以及镍膜与衬底Si02之间的界面上均有石墨烯形成。将镍膜表面的石墨烯用氧等离子处理,并用稀盐酸溶液将表面镍膜腐蚀之后,经分析测试观察到在Si02衬底上直接生成了石墨烯。这种直接生长石墨烯的方法,避免了转移过程,提供了一种可以直接在绝缘衬底上有效合成石墨烯的方法。三、较低温度下,在6H-SiC单晶表面外延石墨烯：我们利用离子束注入样品会产生缺陷这一特点,将单原子碳离子、团簇碳离子、氩离子,等一系列离子在常温下注入到6H-SiC单晶表面,在相同的氩气气氛中高温退火,有效降低了碳化硅热解外延生成石墨烯时的碳化温度。
张磊[7]（2011）在《辐照损伤材料的实验模拟研究：含氦薄膜制备及MAX相材料离子辐照行为》文中进行了进一步梳理辐照损伤是核材料研究中最具特色和难度的重要问题。特别是由于α放射性的固体所产生的α粒子（如钚）或含氚材料中因氚衰变产生的氦-3在材料自身晶格中的滞留,产生自辐照效应以及中子或重离子等外来粒子对材料损伤所产生的外辐照效应。这两种效应的存在将会对材料性能,使用寿命等方面提出严峻考验,因此本论文就是基于这两种辐照效应背景而开展相关实验模拟研究的。氚在能源工业和国防事业中有着重要的作用,高性能储氚材料的研制在氚技术中是十分关键的。但氚衰变产生的氦会对材料性能产生很大的影响,是一种重要的形式上的自辐照效应。在进行金属中的氦行为研究时首先必须进行氦的引入。通常的氦离子注入会引发严重的晶格损伤；氚衰变和中子辐照则因为半衰期太长和实验设备安全防护等原因不易于实验室操作。为此,本论文提出了金属薄膜中引入氦的新方法—ECR等离子体辅助磁控溅射制备含氦薄膜。该方法的优点是不仅可以在薄膜中均匀引入氦而不带来额外的移位损伤,并且可以制备出表而平整、光洁、致密的金属薄膜。结合离子束分析、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜、正电子湮灭、热脱附谱等技术对含氦钛膜进行了系统表征。X射线衍射表明,随着基片偏压的增加,Ti薄膜的择优取向从（002）转变为（100）取向。对薄膜择优取向改变起主导轰击作用的粒子是磁控溅射等离子区阳极鞘层的氩离子。在低氦含量引入薄膜时,氦的轰击效果也会对薄膜择优取向的改变产生轻微影响。对于传统磁控溅射引氦,主要以入射到阴极靶表面经氦离子背向散射后,转化为中性的氦粒子注入为主,而ECR等离子体辅助磁控溅射方法引氦,则基本来自ECR等离子体区中施加偏压的阳极鞘层的氦离子注入。由于两种引氦方法的不同,因此氦在薄膜中的存在状态和演化行为也不一样。ECR等离子体辅助磁控溅射在制备含氦薄膜时,轰击的氦粒子能量可控制在100eV左右,接近损伤阈值能量,因此薄膜的损伤很小,这与keV能量的氦离子注入引起的薄膜严重损伤情况完全不同。随着薄膜含氦量的增加,晶格点阵参数增大,X射线衍射峰宽化,薄膜晶粒细化,无序程度增加,点阵参数与衍射峰宽化随氦浓度变化的特性曲线与传统磁控溅射相比更接近氚衰变情况。通过在基片上加光控传感器进一步改进了ECR辅助磁控溅射系统,从而实现了磁控溅射区偏压和ECR等离子区偏压在镀膜过程中分别控制。从AFM和SEM图中可以观察到,改进的ECR辅助磁控溅射法与传统磁控溅射相比,制备的金属薄膜同时具备空位浓度缺陷少,薄膜致密度好,表面平整度高等优点。正电子湮灭能谱的多普勒展宽图表明在ECR等离子体辐照下,Ti膜的密度增加,空位减少。通过比较发现,ECR等离子体辅助磁控溅射法制备薄膜的空位浓度均小于传统磁控溅射法制备的相同含氦量薄膜的空位浓度缺陷。综合上述氦行为表征的特性说明,ECR等离子体辅助磁控溅射系统的引氦方法更接近于氚衰变产生的氦原子的存在及演化行为,可用于模拟氚衰变中氦产生对材料的影响,这可避免氚衰变产生氦所需的长实验周期。Ti3SiC2 MAX相材料被认为潜在的可用于聚变堆第一壁/包层的结构材料。本论文第二部分的目的主要是探讨Ti3SiC2 MAX相体材料的辐照损伤机理,研究的重点集中在用同步辐射X射线衍射结合正电子湮灭谱分析重离子辐照后的Ti3SiC2材料的缺陷及其退火恢复。用扫描电镜和原子力显微镜对Ti3SiC2材料的表面形貌进行分析。首先实验采用2 MeV高剂量的碘离子辐照Ti3SiC2样品。X衍射峰位偏移和衍射峰宽化主要是因为大小从原子尺度到微米尺度的晶格尺寸缺陷引起的。正电子湮灭谱显示辐照样品与未辐照样品相比有更多的空位类型缺陷,特别在高剂量辐照损伤后,样品表层区域的损伤有明显增加。扫描电子显微镜和X射线衍射分析的结果发现了TiC纳米晶相会在高剂量损伤下形成。温度在500～800℃之间的后退火实验会导致Ti3SiC2和TiC两种相的同时生长。实验又采用了三种自离子（Ti、Si和C）对Ti3SiC2材料进行辐照研究。实验结果表明,在三种不同离子辐照下,MAX材料都会在高剂量损伤下分解产生TiC纳米晶相。值得注意的是,C离子在高剂量的辐照损伤下,虽然Ti3SiC2发生了分解但MAX相仍然保持相对较好的晶体性。而Ti和Si离子则在较高剂量时,晶体就呈现出较严重的无序度。造成MAX相的无序度以及Ti3SiC2材料分解的原因与核阻止和电子阻止能量损失及相对大小有关,即与辐照离子种类、能量、辐照剂量、剂量率（dpa/s）以及辐照温度等因素相关。本文还对Ti3SiC2材料中的氦行为进行了初步研究。对样品表面进行了较低能量和高通量的He离子轰击,正电子湮灭分析表明,随着氦离子注入剂量的增加,S因子逐渐升高,空位性缺陷浓度增加。当注入剂量达到一定值时,S因子急剧升高,预示着大量氦泡的生长发生。同步辐射掠角X射线衍射分析说明,在He、Si离子协同辐照作用下,样品表面层将会形成比高剂量碘离子辐照情况下还严重的非晶化现象。
何俊[8]（2011）在《GIC-4117串列加速器系统及应用研究》文中指出本论文包括三个部分内容,第一部分介绍GIC4117串列加速器为主体的加速器系统,包括离子源、加速管、质量分析器、聚焦、扫描系统等的工作原理与实验技术,还描述了针对系统设备所做的一些升级改进工作,如沟道测试系统的自动化控制,串列加速器的加速管的拆卸与安装过程等,实验中遇到的一些问题和解决办法。第二部分是介绍离子注入和离子束分析,对包括卢瑟福背散射Rutherford Backscattering Spectrometry （RBS）分析、质子激发X射线荧光射线Proton Induced X-Ray Emission（PIXE）分析、弹性反冲分析、核反应分析和沟道分析在内的多种分析方法的原理、实验技术、相关分析软件,各种核探测器技术等都做了详细介绍。第三部分是加速器在制备和分析磁性半导体材料方面的应用,主要介绍离子注入形成的磁性半导体材料的离子束分析和其它表征结果,系统研究了注入剂量、退火条件等对材料结构和铁磁性的影响。主要工作内容和结论如下：1.加速器的运行、改造与升级,首次用标准安装程序来安装串列加速器的加速管,改进了RBS/C系统,使得沟道扫描自动化能正常运行。2.GaN薄膜用多种能量调制注入Co离子,钴原子均匀分布在GaN表面以下的200nm左右的注入层中,离子注入造成表面溅射和损伤,还导致晶体结构的变化。离子注入形成的损伤率在50%到70%左右,经过退火后,晶体结构得到了一定程度的恢复,850℃退火20分钟恢复了60%的损伤。退火的GaN:Co样品表现出室温下的铁磁性。3.硅锗薄膜的大剂量铁离子注入形成硅铁化合物,空气气氛下的高温退火引起的氧化极其严重,会使得在注入层之上形成较厚的氧化层,铁原子和Ge原子都有往深处扩散的趋势。4.Mn注入CdTe形成了CdTe:Mn,观测到阴极荧光峰随注入和退火条件的变化,为电滞回线提供了解释的依据。
陈林[9]（2009）在《离子和气相原子，表面碰撞的电荷转移过程及能损的研究》文中研究说明目前的实验工作主要包括两部分:一是在巴黎的LCAM实验室,完成了在掠射条件下离子-表面散射的能损的测量和大角度散射的条件下电荷转移的研究;二是在兰州大学完成了离子-原子碰撞的电荷转移的研究。本论文具体包括以下几部分:在第一章描述了离子-表面/原子相互作用的理论模型和相关概念。在第二章描述了本论文使用的实验仪器和技术。在第三和第四章,完成了1-4keV H+,He+和F-离子在金表面散射的表面沟道和能损的研究。实验上发现能损依赖于表面的方位角的改变,同时在能谱图上观测到多峰结构。考虑了表面不均匀电子气的离子轨迹和相关能损谱的模拟得出多峰结构源于不同的轨迹类型。能损的计算和实验结果吻合很好。在第五章描述了Li+离子在Au（110）和Ag/Au（111）表面散射的电荷转移。实验上发现中性化份额对入射能量,出射角度,以及方位角均有依赖。其次在高功函表面如此有效的中性化是和传统的共振电荷转移模型相矛盾的。因此根据最近的理论研究成果,修正了传统的共振电荷转移模型,并给出了和实验结果大致相符的计算结果。我们用STM研究了Au（111）基底上生长超薄Ag膜,同时利用低能Li+离子背散射研究了电荷转移过程。入射离子中性化份额随入射能或出射能的增大而单调的减小,且并没有得到像人们预期的由于超薄膜Ag和基底Ag电子结构,能带结构的差异而引起中性化份额的不同。相比传统的jellium模型,改进的模型计算的结果和实验符合的很好。在第六章介绍了MeV Cq+离子和Ar靶碰撞的电荷转移的研究,给出了入射离子丢一个电子情况下的靶电离截面比的标度,研究发现入射离子丢（俘获）一个电子的情况的靶电离截面比或靶多电离与单俘获截面比均强烈依赖于入射离子的电荷态,而且随入射能的变化,各个反应道的变化激烈。实验上还观测到入射离子丢一个电子的情况下的靶多电离与纯单电离截面比随入射能量有振荡结构。在第七章我们还修改了过垒模型来处理多电荷态离子和氢原子和氦原子靶在中能区碰撞情况下的俘获和电离截面。这是一种非常简单的快速估算截面的方法,具有解析的表达式,容易理解物理实质,关键是能够给出正确的截面值。
张少婧[10]（2009）在《基于聚焦离子束技术的微刀具制造方法及关键技术的研究》文中指出随着制造业向微型化发展的趋势,微小型系统、精密装备仪器装置、微小型结构件等的需求日益迫切,对相应的加工技术提出了更高的要求。微细切削是一种适应多种材料微小型零件或结构精密加工需求的微细加工技术,而微细切削刀具作为发展微细切削加工技术的重要基础技术,其制备方法一直是制约微细切削技术发展的关键技术之一,特别是具有微米级特征尺寸,纳米级锋锐刃口及复杂形状微刀具的制备更是其中的难点。本文针对相应的微细切削加工需求和存在的问题,研究了基于聚焦离子束（FIB）铣削技术制备微细切削刀具的方法,并对加工工艺、刃口测量、实际应用等关键技术开展了系统的研究,解决了微刀具制造中的难点,提高了我国工具行业对微细切削刀具的自主开发能力。本文首先搭建了基于FIB技术制备微刀具的系统平台,将聚焦离子束/扫描电子显微镜（FIB/SEM）双束系统与样品旋转器相结合,精确控制了刀具相对离子束的方位,解决了微刀具制备中多自由度加工和高精度定位的技术瓶颈。提出了基于FIB铣削技术制备微刀具的加工方法,优化了制备流程及加工工艺,获得了具有纳米级锋锐刃口、高精度特征尺寸以及各种复杂形状的微刀具。研究了微刀具的超精密切削性能,分析了硬质合金（WC）、立方氮化硼（CBN）、聚晶金刚石（PCD）以及单晶金刚石（SCD）等典型材料的切槽微刀具在不同的切削参数下对加工结果的影响。研究了利用扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）测量微刀具刃口半径的方法,利用FIB修整AFM探针的方法实现了微刀具刃口轮廓的高精度测量,并对测量结果进行了最小二乘拟合以及探针展宽效应的修正,获得了刃口半径小于30nm的测量及评定方法。将FIB制备的微刀具应用于微光学元件及其模具的开发中,根据光学元件的加工需求进行微刀具的设计,采用FIB制备的微刀具实现了衍射微光学元件、菲涅耳反射镜、正弦调制模板等微光学元件的超精密车削加工,为微光学元件的制造开辟了新的途径。
二、用低能离子溅射剥层和高能离子背散射组合方法进行薄膜原位分析（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、用低能离子溅射剥层和高能离子背散射组合方法进行薄膜原位分析（论文提纲范文）
（1）耐等离子体刻蚀钇基复合陶瓷的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 半导体制造工艺过程 |
| 1.3 等离子体的形成以及在半导体制造中的作用 |
| 1.4 等离子刻蚀腔体内表面部件材料特点 |
| 1.4.1 石英玻璃材料 |
| 1.4.2 碳化硅材料 |
| 1.4.3 氮化铝材料 |
| 1.4.4 氧化铝材料 |
| 1.4.5 氧化钇材料 |
| 1.5 耐等离子刻蚀陶瓷材料的刻蚀机理 |
| 1.6 课题研究目标和主要研究内容 |
| 1.6.1 课题来源 |
| 1.6.2 选题意义 |
| 1.6.3 研究内容 |
| 第二章 实验步骤与性能表征方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验条件 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 制备与表征设备 |
| 2.2.3 热压与等离子刻蚀工艺参数 |
| 2.3 性能表征 |
| 2.3.1 密度测试 |
| 2.3.2 力学性能测试 |
| 2.3.3 显微结构测试 |
| 2.3.4 物相与元素分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 耐等离子体刻蚀钇基复合陶瓷的制备与表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 ZrO_2/Al_2O_3对钇基复合陶瓷密度的影响 |
| 3.3 ZrO_2/Al_2O_3对钇基复合陶瓷力学性能的影响 |
| 3.4 钇基复合陶瓷的相组成及微观结构 |
| 3.4.1 XRD物相分析 |
| 3.4.2 SEM显微结构 |
| 3.5 耐等离子体刻蚀陶瓷预处理 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 钇基复合陶瓷在Ar等离子体轰击下的刻蚀行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 溅射理论的发展及问题 |
| 4.3 钇基复合陶瓷的物理溅射机理讨论 |
| 4.4 钇锆复合陶瓷的刻蚀行为 |
| 4.4.1 刻蚀后的表面粗糙度和表面形貌对比 |
| 4.4.2 钇锆复合陶瓷的刻蚀率变化 |
| 4.4.3 刻蚀后表面的元素变化 |
| 4.4.4 钇锆复合陶瓷的刻蚀机理 |
| 4.5 钇铝复合陶瓷的刻蚀行为 |
| 4.5.1 刻蚀后的表面粗糙度和表面形貌对比 |
| 4.5.2 钇铝复合陶瓷的刻蚀率变化 |
| 4.5.3 刻蚀后表面的元素变化 |
| 4.5.4 钇铝复合陶瓷的刻蚀机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 钇基复合陶瓷在氟碳等离子体轰击下的刻蚀行为 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 钇锆复合陶瓷的刻蚀行为 |
| 5.2.1 刻蚀后的粗糙度和表面形貌对比 |
| 5.2.2 钇锆复合陶瓷的刻蚀率变化 |
| 5.2.3 刻蚀后表面的物相、元素变化 |
| 5.2.4 钇锆复合陶瓷的刻蚀机理 |
| 5.3 钇铝复合陶瓷的刻蚀行为 |
| 5.3.1 刻蚀后的表面粗糙度和表面形貌对比 |
| 5.3.2 钇铝复合陶瓷的刻蚀率变化 |
| 5.3.3 刻蚀后的表面物相、元素变化 |
| 5.3.4 钇铝复合陶瓷的刻蚀机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得与学位论文相关的成果 |
| 致谢 |
（3）Ag/Ti3AlC2复合材料制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 银基电接触材料发展现状 |
| 1.2.1 银基分合电接触材料 |
| 1.2.1.1 Ag/MeO系列电触头材料 |
| 1.2.1.2 AgNi系列电触头材料 |
| 1.2.1.3 AgW(AgWC)系列电触头材料 |
| 1.2.1.4 AgC系列电触头材料 |
| 1.2.1.5 银基分合电触头材料存在的问题及展望 |
| 1.2.2 银基滑动电接触材料 |
| 1.2.2.1 Ag/graphite自润滑电接触材料 |
| 1.2.2.2 Ag/MoS_2自润滑电接触材料 |
| 1.2.2.3 银基自润滑电接触材料存在的问题及展望 |
| 1.3 Ti_3AlC_2的结构、性能 |
| 1.3.1 Ti_3AlC_2的结构 |
| 1.3.2 Ti_3AlC_2的性能 |
| 1.3.2.1 力学性能 |
| 1.3.2.2 热性能 |
| 1.3.2.3 电性能 |
| 1.3.2.4 氧化性能 |
| 1.3.2.5 摩擦性能 |
| 1.4 MAX相颗粒增强电工材料 |
| 1.4.1 制备方法 |
| 1.4.1.1 常规粉末冶金法 |
| 1.4.1.2 放电等离子体烧结法 |
| 1.4.1.3 无压浸渍法 |
| 1.4.1.4 热压烧结法 |
| 1.4.2 力学、电学、摩擦磨损性能 |
| 1.4.3 MAX相/金属界面 |
| 1.4.3.1 界面润湿性 |
| 1.4.3.2 界面反应 |
| 1.4.3.3 界面改性 |
| 1.4.4 多相复合增强 |
| 1.5 本文的选题意义及主要研究内容 |
| 第2章 实验与测试 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 组织形貌、结构表征 |
| 2.3.1 X射线衍射 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜 |
| 2.3.3 高分辨透射电子显微镜 |
| 2.4 性能表征 |
| 2.4.1 密度 |
| 2.4.2 显微硬度 |
| 2.4.3 电导率 |
| 2.4.4 抗拉强度和延伸率 |
| 2.4.5 摩擦磨损性能 |
| 2.4.6 电接触性能 |
| 第3章 Ag/Ti_3AlC_2复合材料界面分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 实验原料及分析方法 |
| 3.2.2 实验过程 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 原料粉末形貌与结构 |
| 3.3.2 球磨混料过程中Ti_3AlC_2的结构稳定性 |
| 3.3.3 复合粉末的形貌 |
| 3.3.4 烧结温度对复合材料物相组成的影响 |
| 3.3.5 热压温度对Ti_3AlC_2/Ag界面结构及Ti_3AlC_2形态的影响 |
| 3.3.5.1 750℃热压烧结后Ti_3AlC_2/Ag界面分析 |
| 3.3.5.2 800℃热压烧结后Ti_3AlC_2/Ag界面分析 |
| 3.3.5.3 850℃热压烧结后Ti_3AlC_2与Ag界面分析 |
| 3.3.6 热压温度对复合材料性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Ag/Ti_3AlC_2复合材料塑性变形组织演化及性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.2.1 复合材料的制备 |
| 4.2.2 复合材料的热挤压 |
| 4.2.3 复合材料的冷拉拔 |
| 4.2.4 分析检测 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 复合材料塑性变形过程显微组织演化 |
| 4.3.2 塑性变形和退火对复合材料密度的影响 |
| 4.3.3 塑性变形和退火对复合材料显微硬度的影响 |
| 4.3.4 塑性变形和退火对复合材料电阻率的影响 |
| 4.3.5 塑性变形和退火对复合材料强度和延伸率的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Ag/Ti_3AlC_2复合材料摩擦磨损研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 测试过程 |
| 5.3 干摩擦实验结果与讨论 |
| 5.3.1 摩擦系数 |
| 5.3.1.1 Ag-10 vol.% Ti_3AlC_2复合材料 |
| 5.3.1.2 Ag-15 vol.% Ti_3AlC_2复合材料 |
| 5.3.1.3 Ag-20 vol.% Ti_3AlC_2复合材料 |
| 5.3.2 磨损率 |
| 5.3.2.1 速度和负载对磨损率的影响 |
| 5.3.2.2 Ti_3AlC_2体积分数对复合材料磨损率的影响 |
| 5.3.3 复合材料磨损表面形貌与成分分析 |
| 5.3.4 磨屑形貌与成分 |
| 5.4 载流摩擦实验结果与讨论 |
| 5.4.1 摩擦系数 |
| 5.4.2 磨损率 |
| 5.4.3 复合材料载流摩擦磨损表面形貌 |
| 5.4.4 载流摩擦磨损磨屑形貌 |
| 5.4.5 载流摩擦磨损磨屑物相组成 |
| 5.4.6 载流摩擦磨损机制分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 Ag/Ti_3AlC_2触头电接触性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验条件 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 电接触物理现象 |
| 6.3.1.1 接触电阻 |
| 6.3.1.2 燃弧特性 |
| 6.3.1.3 熔焊力 |
| 6.3.2 触头材料转移与损耗 |
| 6.3.3 触头电弧侵蚀形貌 |
| 6.3.3.1 触头表面形貌 |
| 6.3.3.2 触头纵截面形貌 |
| 6.3.4 Ag/Ti_3AlC_2触头的双重材料转移机制及控制 |
| 6.3.4.1 气体电弧作用下材料蒸发与沉积 |
| 6.3.4.2 液相转移材料的凝固分层 |
| 6.3.5 Ag/Ti_3AlC_2触头抗电弧侵蚀机理 |
| 6.4 与商用触头材料性能对比 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文、获奖情况及发明专利 |
| 致谢 |
（4）复杂混合粒子束在氘化锆靶膜中的沉积行为及辐照损伤研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 真空弧离子源——复杂混合粒子束的产生 |
| 1.1.1 真空弧放电及真空弧离子源 |
| 1.1.2 真空弧离子源的国内外研究现状 |
| 1.1.3 含氘真空弧离子源结构及束流特点 |
| 1.2 金属氘化物的物理特性 |
| 1.2.1 金属氘化物源片 |
| 1.2.2 金属氘化物靶膜 |
| 1.3 离子束与含氘靶膜的相互作用 |
| 1.2.1 离子束在靶物质中的沉积行为 |
| 1.2.2 离子束对靶物质的辐照损伤 |
| 1.2.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本论文工作研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方案和技术路线 |
| 1.4.3. 创新点 |
| 第2章 实验材料、设备和实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 金属材料 |
| 2.1.2 气体 |
| 2.1.3 单晶基片 |
| 2.2 磁控溅射镀膜机及氘化锆薄膜制备 |
| 2.3 高温吸氢平台及氘化钛源片制备 |
| 2.4 离子注入和原子沉积设备 |
| 2.4.1 金属Ti离子注入实验 |
| 2.4.2 氘离子注入实验 |
| 2.4.3 中子发生器平台——金属钛蒸汽沉积实验 |
| 2.5 材料性能表征方法 |
| 2.5.1 显微观测方法 |
| 2.5.2 XRD |
| 2.5.3 二次离子质谱 |
| 2.5.4 离子束分析方法 |
| 2.5.5 基于可变能量慢正电子束的多普勒展宽谱测量 |
| 2.5.6 氘氘中子产额测试 |
| 第3章 束流沉积的热效应研究 |
| 3.1 束流沉积热效应模拟及建模 |
| 3.2 脉冲氘离子注入氘化锆薄膜的温度-应力场研究 |
| 3.2.1 不同束斑直径下束流与靶作用的表面温度场和应力场分布 |
| 3.2.2 不同脉冲宽度下束流与靶作用的表面温度场和应力场分布 |
| 3.2.3 不同离子流强下束流与靶作用的表面温度场和应力场分布 |
| 3.3 脉冲钛离子注入氘化锆薄膜的温度-应力场研究 |
| 3.3.1 不同束斑直径下束流与靶作用的表面温度场和应力场分布 |
| 3.3.2 不同脉冲宽度下束流与靶作用的表面温度场和应力场分布 |
| 3.3.3 不同离子流强下束流与靶作用的表面温度场和应力场分布 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 金属离子对氘化锆薄膜的辐照损伤研究 |
| 4.1 金属钛离子注入氘化锆薄膜的表面形貌 |
| 4.2 金属钛离子注入氘化锆薄膜的元素成分变化规律 |
| 4.3 金属钛离子注入氘化锆薄膜的微观缺陷变化规律 |
| 4.4 金属钛离子注入氘化锆薄膜后的氘氘核反应中子产额测试 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 大剂量氘离子注入氘化锆靶膜的沉积、扩散行为及辐照损伤研究 |
| 5.1 大剂量氘离子注入氘化锆靶膜的表面形貌和物相变化 |
| 5.2 大剂量氘离子注入氘化锆薄膜的元素成分变化规律 |
| 5.3 大剂量氘离子注入氘化锆薄膜的微观缺陷变化规律 |
| 5.4 大剂量氘离子注入氘化锆薄膜后的氘氘核反应中子产额测试 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 金属蒸汽沉积氘化锆靶膜表面对中子产额和波动性影响的研究 |
| 6.1 金属原子沉积氘化锆薄膜的表面形貌变化 |
| 6.2 金属原子沉积氘化锆薄膜的元素成分变化规律 |
| 6.3 金属钛蒸汽沉积氘化锆薄膜后的氘氘核反应中子产额测试 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）氘氦在C、W及C-W混合材料中的共沉积滞留行为（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 磁约束受控核聚变 |
| 1.2 边界等离子体与器壁材料相互作用 |
| 1.2.1 边界等离子体与偏滤器相互作用 |
| 1.2.2 边界等离子体与主腔体壁相互作用 |
| 1.2.3 等离子体与器壁相互作用的物理和化学过程 |
| 1.3 器壁材料的选择 |
| 1.4 氢同位素滞留研究进展 |
| 1.4.1 氢同位素在碳材料中的滞留 |
| 1.4.2 氢同位素在钨材料中的滞留 |
| 1.4.3 氢同位素在碳钨混合材料中的滞留 |
| 1.5 本论文的工作与创新点 |
| 第二章 薄膜样品的制备和表征手段 |
| 2.1 样品制备的方法 |
| 2.1.1 射频磁控溅射镀膜介绍 |
| 2.2 样品制备的条件 |
| 2.2.1 含氦碳氘薄膜制备 |
| 2.2.2 含氦钨氘薄膜制备 |
| 2.2.3 含氦氘-碳钨薄膜制备 |
| 2.3 样品表征 |
| 2.3.1 离子束分析(IBA(RBS,ERD)) |
| 2.3.2 拉曼光谱分析 |
| 2.3.3 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.3.4 扫描电子显微镜(SEM) |
| 第三章 D、He在C材料的共沉积滞留 |
| 3.1 D、He在共沉积C膜(He a-C：D)中的捕获 |
| 3.2 温度对D、He在共沉积C膜(He a-C：D)滞留的影响 |
| 3.3 含D、He的C膜(He a-C：D)的晶体结构和表面形貌 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 D、He在W材料的共沉积滞留 |
| 4.1 D在He-WD_x薄膜中的滞留 |
| 4.2 He-WD,薄膜的表面形貌和晶体结构 |
| 4.2.1 He-WD_x薄膜的表面形貌 |
| 4.2.2 He-WD_x薄膜的晶体结构 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 D、He在C-W材料的共沉积滞留 |
| 5.1 D在C-W共沉积层的滞留 |
| 5.1.1 D在C-W沉积层中的滞留的离子束分析 |
| 5.1.2 含D的C-W沉积层的晶体结构和表面形貌分析 |
| 5.1.3 小结 |
| 5.2 D、He在C-W共沉积层的滞留 |
| 5.2.1 D、He在C-W沉积层中的滞留的离子束分析 |
| 5.2.2 含D、He的C-W沉积层的晶体结构和表面形貌分析 |
| 5.2.3 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.1.1 D、He在C材料中的共沉积滞留 |
| 6.1.2 D、He在W材料中的共沉积滞留 |
| 6.1.3 D、He在C-W混合材料中的共沉积滞留 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻博期间发表的学术论文 |
（6）离子注入制备石墨烯（论文提纲范文）
| 本论文创新点 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 专业术语缩写 |
| 引言 |
| 第一章 石墨烯概论 |
| 1.1 碳同素异形体的发展 |
| 1.2 石墨烯的简介 |
| 1.2.1 石墨烯的发现 |
| 1.2.2 石墨烯晶体结构 |
| 1.2.3 石墨烯的性质 |
| 1.2.3.1 电学性质 |
| 1.2.3.2 量子霍尔效应 |
| 1.2.3.3 机械性能 |
| 1.2.3.4 光学性能 |
| 1.2.3.5 热学性能 |
| 1.2.4 石墨烯的表征方法 |
| 1.2.4.1 拉曼光谱 |
| 1.2.4.2 光学显微镜 |
| 1.2.4.3 扫描探针显微镜 |
| 1.2.4.4 电子显微镜技术 |
| 1.2.5 石墨烯的应用 |
| 1.2.5.1 场效应管 |
| 1.2.5.2 光电器件 |
| 1.2.5.3 传感器 |
| 第二章 离子注入及石墨烯制备方法 |
| 2.1 离子注入技术发展 |
| 2.2 离子与固体相互作用 |
| 2.2.1 阻止本领 |
| 2.2.2 粒子射程和射程分布 |
| 2.2.3 SRIM程序模拟射程分布 |
| 2.2.4 原子位移和辐照损伤 |
| 2.2.5 沟道效应 |
| 2.3 离子注入 |
| 2.3.1 等离子体浸没离子注入(PⅢ) |
| 2.3.2 离子束混合 |
| 2.3.3 团簇离子注入 |
| 2.3.3.1 团簇离子的形成 |
| 2.3.3.2 团簇离子辐照的非线性损伤效应 |
| 2.4 半导体器件制备中的应用 |
| 2.4.1 半导体掺杂 |
| 2.4.1.1 超浅结 |
| 2.4.1.2 团簇离子束表面清洗和平滑 |
| 2.4.2 高能离子注入 |
| 2.4.3 制备高级CMOS器件与IC |
| 2.5 在器件生产中离子注入问题 |
| 2.5.1 空间电荷效应 |
| 2.5.2 能量污染 |
| 2.5.3 离子束阴影效应 |
| 2.6 离子注入制备石墨烯 |
| 2.6.1 外延生长——热解SiC |
| 2.6.2 化学气相沉积 |
| 2.6.3 氧化还原法 |
| 2.6.4 自下而上有机合成法 |
| 2.6.5 离子注入法 |
| 第三章 团簇离子注入制备石墨烯 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验细节 |
| 3.3 实验结果分析 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 离子注入在SiO_2/Si上直接形成石墨烯 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验细节 |
| 4.3 实验结果分析 |
| 4.4 结论 |
| 第五章 离子注入SiC降低石墨化温度 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验细节 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.4 结论 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要研究成果 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（7）辐照损伤材料的实验模拟研究：含氦薄膜制备及MAX相材料离子辐照行为（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 第一章 综述 |
| §1.1 论文研究背景及意义 |
| §1.1.1 金属储氚材料及中子管靶材的氦行为研究现状 |
| §1.1.2 金属材料中的氦行为基础 |
| §1.1.3 材料中的引氦方法及相关研究 |
| §1.1.4 聚变堆材料的研究 |
| §1.1.5 聚变堆结构材料的辐照模拟技术 |
| §1.2 本文的工作和研究亮点 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验表征方法 |
| §2.1 离子束分析方法(IBA) |
| §2.1.1 卢瑟福背散射分析(RBS) |
| §2.1.2 弹性反冲探测(ERD) |
| §2.2 氦的热脱附谱(TDS) |
| §2.3 X射线衍射(XRD) |
| §2.3.1 XRD原理介绍 |
| §2.3.2 同步辐射XRD掠入射衍射实验简介 |
| §2.4 正电子湮灭技术(PAT) |
| §2.5 扫描电子显微镜(SEM) |
| §2.6 原子力显微镜(AFM) |
| §2.7 透射电子显微镜(TEM) |
| 参考文献 |
| 第三章 ECR等离子体辅助磁控溅射制备含氦薄膜 |
| §3.1 磁控溅射技术介绍 |
| §3.2 ECR等离子体辅助磁控溅射系统介绍 |
| §3.3 传统磁控溅射制备含氦钛膜的性质分析 |
| §3.4 ECR等离子体辅助磁控溅射制备含氦钛膜的性质分析 |
| §3.5 ECR辅助磁控溅射系统的改进 |
| §3.6 改进的ECR辅助磁控溅射法模拟氚时效行为 |
| §3.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 MAX相材料带电粒子辐照行为的研究 |
| §4.1 粒子辐照效应介绍 |
| §4.1.1 带电粒子在固体内的慢化 |
| §4.1.2 辐照引起的缺陷 |
| §4.1.3 离位原子损伤机理 |
| §4.1.4 离位峰、热峰效应 |
| §4.1.5 辐照损伤DPA的计算 |
| §4.1.6 中子和重离子的损伤随深度分布特征 |
| §4.2 Ti_3SiC_2 MAX相材料介绍 |
| §4.2.1 几种聚变堆结构材料特性 |
| §4.2.2 MAX相材料结构与特性 |
| §4.2.3 块体MAX相材料的几种常见制备方法 |
| §4.3 碘离子辐照Ti_3SiC_2MAX相材料的研究 |
| §4.3.1 Ti_3SiC_2样品的制备 |
| §4.3.2 高能碘离子辐照Ti_3SiC_2样品的实验参数 |
| §4.3.3 高能碘离子辐照Ti_3SiC_2样品的掠入射XRD分析 |
| §4.3.4 高能碘离子辐照Ti_3SiC_2样品的慢正电子湮灭分析 |
| §4.3.5 高能碘离子辐照Ti_3SiC_2样品的AFM,SEM、EDX分析 |
| §4.3.6 高能碘离子辐照Ti_3SiC_2样品的退火效应 |
| §4.4 自离子(Ti,Si,C)辐照MAX相材料的研究 |
| §4.4.1 Ti离子辐照MAX相材料Ti_3SiC_2的研究 |
| §4.4.2 Si离子辐照MAX相材料Ti_3SiC_2的研究 |
| §4.4.3 C离子辐照MAX相材料Ti_3SiC_2的研究 |
| §4.4.4 Si离子辐照TiAlC_2和Ti_3AlC_2的PAS分析 |
| §4.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 含氦MAX相材料的研究 |
| §5.1 MAX相材料的氦离子注入研究 |
| §5.1.1 氦离子注入的GIXRD表征 |
| §5.1.2 氦离子注入的PAS表征 |
| §5.2 He、Si离子的协同辐照研究 |
| §5.2.1 He、Si离子的协同辐照的GIXRD表征 |
| §5.2.2 He、Si离子的协同辐照的PAS表征 |
| §5.3 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结和展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）GIC-4117串列加速器系统及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 第一章 串列加速器系统 |
| 1.1 加速器系统总体布局 |
| 1.2 加速器各子系统介绍 |
| 高压系统 |
| 真空系统 |
| 冷却系统 |
| 束流测量系统 |
| 离子源 |
| 聚焦系统 |
| 质量分析系统 |
| 扫描系统 |
| 1.3 串列加速器加速管 |
| 加速管拆卸 |
| 加速管安装 |
| 1.4 多功能离子束分析装置与核探测技术 |
| 第二章 离子注入与离子束分析 |
| 2.1 离子束与固体相互作用 |
| 2.2 离子注入 |
| 2.3 卢瑟福背散射分析 |
| RBS技术发展史 |
| RBS基本原理 |
| RBS实验技术 |
| RBS分析软件 |
| 2.4 粒子激发X射线荧光分析 |
| PIXE基本原理 |
| PIXE实验技术 |
| PIXE分析软件 |
| 2.5 弹性反冲分析和核反应分析 |
| 弹性反冲分析 |
| 核反应分析 |
| 2.6 沟道技术 |
| 第三章 离子束技术在功能材料中的应用 |
| 3.1 Co注入GaN薄膜研究 |
| 实验条件 |
| 结果和讨论 |
| 3.2 Fe注入SiGe薄膜研究 |
| 实验条件 |
| 结果和讨论 |
| 3.3 Mn注入CdTe研究 |
| 第四章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| Abbreviations |
| 攻读博士学位期间发表文章 |
| 致谢 |
（9）离子和气相原子，表面碰撞的电荷转移过程及能损的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 离子-表面和离子-原子碰撞的基本概念 |
| 第一部分:离子-表面相互作用 |
| 1.1 两体碰撞模型 |
| 1.2 沟道效应 |
| 1.3 离子-表面相互作用的电荷交换过程 |
| 1.3.1 jellium模型 |
| 1.3.2 像电荷相互作用 |
| 1.3.3 共振跃迁 |
| 1.3.4 Auger跃迁 |
| 1.4 轨迹计算模型 |
| 1.5 离子的阻止本领 |
| 第二部分:离子-原子碰撞 |
| 1.6 Bohr-Lindhardt模型 |
| 文献 |
| 第二章 实验仪器和技术 |
| 第一部分:Orsay的实验仪器 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 超高真空系统 |
| 2.3 离子源 |
| 2.4 主靶室和准备室 |
| 2.4.1 溅射离子枪 |
| 2.4.2 蒸发器 |
| 2.4.3 操纵杆和样品架 |
| 2.4.4 飞行时间装置 |
| 2.4.5 直接反冲TOF谱仪(DR-TOFS) |
| 2.4.6 静电能量分析器 |
| 2.5 扫描隧道显微镜谱仪 |
| 2.6 样品的准备 |
| 第二部分:兰州的实验仪器 |
| 2.7 概述 |
| 2.8 探测反冲离子 |
| 2.9 探测散射离子 |
| 2.10 数据获取 |
| 文献 |
| 实验结果和讨论 |
| 第一部分:离子-表面相互作用 |
| 第三章 H~+和He~+离子在Au表面散射的表面沟道和能损研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 H~+和He~+离子在Au(111)表面的散射 |
| 3.2.1 H~+在Au(111)表面散射的离子份额 |
| 3.2.2 He~+和H~=离子的能损 |
| 3.3 H~+离子在Au(110)表面的散射 |
| 3.3.1 H~+在Au(110)表面散射的离子份额 |
| 3.3.2 H~+离子的能损 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 结论 |
| 文献 |
| 第四章 F~-离子在(1×2)-Au(110)表面散射的表面沟道和能损研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 F~-在Au(110)表面的散射 |
| 4.2.1 F~-在Au(110)表面散射的离子份额 |
| 4.2.2 F~-离子的能损 |
| 4.3 讨论 |
| 4.3.1 能损的计算 |
| 4.3.2 Z_1依赖的能损 |
| 4.4 结论 |
| 文献 |
| 第五章 Li~+离子在Au(110)表面和Ag/Au(111)表面散射的电荷转移过程 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Li~+离子份额与入射能量,出射角以及方位角的关系 |
| 5.3 表征在Au(111)基底生长的Ag超薄膜 |
| 5.3.1 STM图像 |
| 5.3.2 Li~+离子在Ag/Au(111)上的中性化 |
| 5.4 讨论 |
| 5.4.1 Li~+在Au(110)表面的中性化 |
| 5.4.2 Li~+离子在Ag/Au(111)表面的中性化 |
| 5.5 结论 |
| 文献 |
| 第二部分:离子-原子碰撞 |
| 第六章 MeV C~(q+)离子与Ar碰撞的电荷转移过程研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验 |
| 6.2.1 靶的多电离伴随着入射离子单电子丢失 |
| 6.2.2 靶的多电离伴随着入射离子单电子俘获 |
| 6.3 结论 |
| 文献 |
| 第七章 电荷交换截面的理论估算研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 理论模型 |
| 7.2.1 扩展的过垒模型(Ⅰ) |
| 7.2.2 扩展的过垒模型(Ⅱ) |
| 7.3 结论 |
| 文献 |
| 总结 |
| 博士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（10）基于聚焦离子束技术的微刀具制造方法及关键技术的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 微细切削加工的需求及意义 |
| 1.2 微细切削刀具的制备方法及研究进展 |
| 1.2.1 微细切削刀具的基本特征 |
| 1.2.2 微细切削刀具的制备方法 |
| 1.2.3 微细切削刀具制备技术的研究进展 |
| 1.3 聚焦离子束技术在微加工领域的研究进展 |
| 1.3.1 聚焦离子束技术概述 |
| 1.3.2 聚焦离子束技术在微加工领域的研究进展 |
| 1.4 选题背景及本论文的主要工作 |
| 第二章 聚焦离子束加工技术的基础研究 |
| 2.1 聚焦离子束系统 |
| 2.1.1 聚焦离子束系统的分类 |
| 2.1.2 聚焦离子束系统的组成 |
| 2.2 聚焦离子束加工原理 |
| 2.3 离子溅射机理及模拟结果 |
| 2.3.1 离子溅射的机理 |
| 2.3.2 离子溅射的模拟方法 |
| 2.3.3 离子溅射额产额的影响因素 |
| 2.4 聚焦离子束的平滑铣削 |
| 2.4.1 聚焦离子束的扫描方式 |
| 2.4.2 影响离子束强度分布的因素 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于FIB 的微刀具制备及其加工性能的分析 |
| 3.1 FIB 制备微刀具的系统平台设计 |
| 3.2 基于FIB 铣削技术的微型车刀的制备 |
| 3.2.1 刀坯的选择 |
| 3.2.2 锋锐刃口的形成 |
| 3.2.3 制备微刀具的加工流程 |
| 3.3 微刀具用于超精密加工中的性能分析 |
| 3.3.1 单点金刚石车削技术 |
| 3.3.2 微刀具的超精密加工研究 |
| 3.4 基于FIB 铣削技术的微铣刀的制备 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 微刀具刃口半径的测量 |
| 4.1 刀具刃口半径的测量方法 |
| 4.2 基于AFM 扫描的微刀具刃口半径的测量 |
| 4.2.1 基于AFM 测量微刀具刃口半径的原理 |
| 4.2.2 探针形状和展宽效应的影响研究 |
| 4.2.3 基于聚焦离子束的硅探针修整 |
| 4.2.4 基于AFM 测量微刀具的刃口轮廓 |
| 4.2.5 刃口半径的计算评定 |
| 4.3 基于SEM 观测方法的微刀具刃口半径测量 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于FIB 制备的微刀具在微光学元件加工中的应用 |
| 5.1 微光学元件及其加工技术 |
| 5.1.1 微光学元件及其应用 |
| 5.1.2 微光学元件的加工技术 |
| 5.2 菲涅耳光学元件的设计及其加工 |
| 5.2.1 菲涅耳光学元件的设计 |
| 5.2.2 用于加工菲涅耳元件的微刀具设计 |
| 5.2.3 基于FIB 技术的半球形微刀具的制备 |
| 5.2.4 金刚石车削实现菲涅耳反射镜的加工 |
| 5.3 衍射微光学元件的设计及其加工 |
| 5.3.1 衍射光学元件的位相函数描述 |
| 5.3.2 衍射光学元件的设计实例 |
| 5.3.3 用于加工衍射微光学元件的微刀具的制备 |
| 5.3.4 金刚石车削实现衍射微光学元件的加工 |
| 5.4 微刀具应用于正弦调制模板的加工 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结及展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、用低能离子溅射剥层和高能离子背散射组合方法进行薄膜原位分析（论文参考文献）
- [1]耐等离子体刻蚀钇基复合陶瓷的制备及其性能研究[D]. 谭毅成. 广东工业大学, 2021(08)
- [2]高性能多功能介质二次电子发射特性研究平台[J]. 何鋆,杨晶,苗光辉,张娜,崔万照. 强激光与粒子束, 2020(03)
- [3]Ag/Ti3AlC2复合材料制备与性能研究[D]. 刘满门. 东北大学, 2019
- [4]复杂混合粒子束在氘化锆靶膜中的沉积行为及辐照损伤研究[D]. 王韬. 中国科学技术大学, 2018(11)
- [5]氘氦在C、W及C-W混合材料中的共沉积滞留行为[D]. 唐兴华. 复旦大学, 2014(01)
- [6]离子注入制备石墨烯[D]. 张瑞. 武汉大学, 2014(06)
- [7]辐照损伤材料的实验模拟研究：含氦薄膜制备及MAX相材料离子辐照行为[D]. 张磊. 复旦大学, 2011(12)
- [8]GIC-4117串列加速器系统及应用研究[D]. 何俊. 武汉大学, 2011(04)
- [9]离子和气相原子，表面碰撞的电荷转移过程及能损的研究[D]. 陈林. 兰州大学, 2009(10)
- [10]基于聚焦离子束技术的微刀具制造方法及关键技术的研究[D]. 张少婧. 天津大学, 2009(12)