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超磁致伸缩Tb-Dy-Fe单晶的开裂及粉化研究
1
作者 严清峰 张一玲 +1 位作者 李强 胡明哲 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 2000年第z2期702-705,共4页
本文介绍了冷坩埚提拉法生长Tb-Dy-Fe晶体中所观察到的开裂和粉化现象,分析了生长工艺参数、晶体尺寸、缺陷和化学作用对晶体开裂和粉化的影响,并提出了避免晶体开裂的有效措施.
关键词 tb-dy-fe单晶 温度梯度 热应力 化学作用 开裂与粉化
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单晶镍纳米切削材料去除行为与机理研究 被引量：1
2
作者 田海兰 闫少华 +1 位作者 韩涛 闫海鹏 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第1期157-165,共9页
单晶镍纳米尺度加工时的材料去除机理对实现其超精密加工尤为重要。为此,借助分子动力学仿真研究单晶镍纳米切削时的力热行为、表面/亚表面形成特征以及塑性变形机制以揭示材料去除机理。结果表明单晶镍纳米切削时,有序的镍原子在刀具... 单晶镍纳米尺度加工时的材料去除机理对实现其超精密加工尤为重要。为此,借助分子动力学仿真研究单晶镍纳米切削时的力热行为、表面/亚表面形成特征以及塑性变形机制以揭示材料去除机理。结果表明单晶镍纳米切削时,有序的镍原子在刀具挤压和剪切作用下以非晶结构的形式被去除,部分具有面心立方(face center cubic, FCC)结构的镍原子转变成密排六方(hexagonal close-packed, HCP)结构和非晶结构,主导了相变与非晶化;同时出现伯氏矢量分别为1/6<112>、1/3<100>、1/6<110>、1/3<111>以及1/2<110>的位错线。单晶镍纳米切削时的塑性变形机制为相变、非晶化和位错滑移。在切削过程中,由于几何条件与能量条件被同时满足,发生1/2<110>全位错转变为1/6<112>不全位错的位错反应。在切削力热的作用下,已加工亚表面出现了位错环、梯杆位错、棱住位错、V型位错、原子团簇和空位等缺陷结构。相比于(100)晶面和(110)晶面,沿(111)晶面切削有利于减小亚表面缺陷层深度。 展开更多
关键词 单晶镍 纳米切削 分子动力学 材料去除机理 塑性变形机制
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光伏单晶硅片冲洗过程中应力分布的研究
3
作者 李涛 吕国强 +2 位作者 李遇贤 钱益超 张杰 《材料导报》 北大核心 2025年第7期39-45,共7页
在光伏单晶硅片冲洗过程中,产生的最大应力可能导致硅片损伤,硅片上应力的分布及硅片上最大应力位置的确定对于降低硅片的损伤程度有重要意义。首先基于矩形板的Levy解模型,计算冲洗过程中不同尺寸硅片上的挠度和应力值;然后,运用ABAQU... 在光伏单晶硅片冲洗过程中,产生的最大应力可能导致硅片损伤,硅片上应力的分布及硅片上最大应力位置的确定对于降低硅片的损伤程度有重要意义。首先基于矩形板的Levy解模型,计算冲洗过程中不同尺寸硅片上的挠度和应力值;然后,运用ABAQUS有限元软件对硅片冲洗过程中产生的应力进行仿真。结果表明,运用矩形板Levy解模型计算时,特定比值下,当硅片的长宽比b/a=2、1、0.5时,最大应力值出现在自由边上(y=b)或固支边上(y=0)。当硅片宽度a固定、长度b逐渐增加时,在固支边上长宽比b/a=0.5时应力值最大,在自由边上长宽比b/a=0.9时应力值最大;当硅片的长宽比b/a=0.1~1.5时,硅片的最大应力分布在固支边上;当硅片的长宽比b/a=1.5~2时,硅片的最大应力分布在自由边上。通过最大挠度确定最大应力位置,虽然能减少大量计算,但是不够全面和准确。运用ABAQUS有限元分析得出的结果与矩形板Levy解模型计算得出的应力分布规律一致,但是应力值存在一定的误差。将矩形板Levy解模型得出的结果与莫尔理论结合,推导出硅片上冲洗压力与硅片厚度的关系公式。利用该公式,当硅片厚度确定时,能计算出硅片上承受的最大冲洗压力;当冲洗压力确定时,能得出硅片冲洗时不被破坏的最小厚度。 展开更多
关键词 光伏单晶硅 矩形板Levy解 单晶硅片冲洗 应力
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手性小分子C_(12)H_(13)Cl_(3)O单晶衍射测试条件的优化
4
作者 公祥南 杨钏瑶 周小元 《分析测试学报》 北大核心 2025年第9期1959-1963,共5页
单晶X射线衍射是手性小分子晶体结构解析的核心技术与金标准,它能直接地、可视化地提供原子级分辨率的三维分子结构。基于X射线的反常散射效应,单晶X射线衍射技术能唯一确凿地测定分子的绝对构型,明确区分对映体(如R/S构型)。为优化C_(1... 单晶X射线衍射是手性小分子晶体结构解析的核心技术与金标准,它能直接地、可视化地提供原子级分辨率的三维分子结构。基于X射线的反常散射效应,单晶X射线衍射技术能唯一确凿地测定分子的绝对构型,明确区分对映体(如R/S构型)。为优化C_(12)H_(13)Cl_(3)O单晶衍射测试条件,该文通过改变数据收集策略、晶体与面探测器的距离、收集温度、单幅曝光时间和晶体尺寸5个方面来改善衍射数据质量,从而寻求适合Agilent SuperNova型单晶衍射仪在小分子手性单晶体结构测定的主要设置参数。 展开更多
关键词 X射线单晶衍射 手性小分子 测试条件 C_(12)H_(13)Cl_(3)O单晶
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金刚石纳米切削单晶GaN的刀具角度影响研究
5
作者 王永强 夏昊 +2 位作者 胡志航 张帅阳 尹韶辉 《金刚石与磨料磨具工程》 北大核心 2025年第3期352-365,共14页
为探究刀具角度对单晶氮化镓(GaN)切削诱导变形行为的影响,对金刚石纳米切削单晶GaN进行分子动力学模拟,并开展实验验证。结果表明:较大的正前角和较小的负前角可强化剪切作用,有利于切屑成形,减少原子侧向流动;而较大的负前角则会加深... 为探究刀具角度对单晶氮化镓(GaN)切削诱导变形行为的影响,对金刚石纳米切削单晶GaN进行分子动力学模拟,并开展实验验证。结果表明:较大的正前角和较小的负前角可强化剪切作用,有利于切屑成形,减少原子侧向流动;而较大的负前角则会加深亚表层损伤。通过位错提取算法(DXA)和晶体结构识别算法(IDS)结合应力应变分析发现,较大的负前角和负后角可引起应力和温度升高,促进位错形核和相变,加剧非晶化。正前角和正后角切削可缓解亚表层损伤,促进去除,更有利于获得优质低损表面。 展开更多
关键词 单晶氮化镓 金刚石刀具 纳米切削 分子动力学 刀具角度 变形
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电火花加工单晶硅微结构的表面质量及成形精度
6
作者 孙瑶 董俊逸 +1 位作者 唐本甲 李思慧 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期96-103,共8页
以电火花加工(EDM)P型单晶硅为实验对象,探究单晶硅加工表面的形貌特征及微观放电凹坑特性,揭示电火花加工单晶硅的材料去除机理,即应力蚀除作用大于熔化和气化蚀除作用.开展单晶硅微槽和微孔的加工工艺实验研究,探究电火花加工单晶硅... 以电火花加工(EDM)P型单晶硅为实验对象,探究单晶硅加工表面的形貌特征及微观放电凹坑特性,揭示电火花加工单晶硅的材料去除机理,即应力蚀除作用大于熔化和气化蚀除作用.开展单晶硅微槽和微孔的加工工艺实验研究,探究电火花加工单晶硅微结构的成形精度、尺寸偏差、截面轮廓起伏高度和表面质量,揭示主要加工参数对电火花加工单晶硅的材料去除率、表面形貌、表面粗糙度的影响规律. 展开更多
关键词 单晶硅 电火花加工 微槽 微孔 表面形貌 成形精度
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单晶SiC微纳力学性能测试与材料去除机制的研究进展
7
作者 敬谦 柴鹏 +1 位作者 耿宝龙 曹国立 《机械工程材料》 北大核心 2025年第7期8-15,共8页
单晶SiC是第三代半导体的核心材料,广泛应用于微/纳机电系统、传感器和柔性电子器件的组件制备。单晶SiC的微纳力学性能与宏观尺度下不同,表现出显著的尺寸效应,而且其硬度高、脆性强,导致微纳加工效率低、成本高、质量差。研究单晶SiC... 单晶SiC是第三代半导体的核心材料,广泛应用于微/纳机电系统、传感器和柔性电子器件的组件制备。单晶SiC的微纳力学性能与宏观尺度下不同,表现出显著的尺寸效应,而且其硬度高、脆性强,导致微纳加工效率低、成本高、质量差。研究单晶SiC的微纳力学性能与材料去除机制是实现高效、高精度微纳加工,进而提高器件功能性和可靠性的关键。总结了微纳力学性能测试方法,归纳了微纳加工材料去除机制类型,综述了试验与模拟研究微纳加工材料去除机制的研究进展,提出了单晶SiC微纳加工领域存在的问题,并对未来发展方向进行展望。 展开更多
关键词 微纳加工 脆塑转变 材料去除 力学行为 分子动力学 单晶SiC
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航空发动机用镍基单晶高温合金涡轮叶片服役后的显微组织损伤 被引量：1
8
作者 冷玉潇 曹铁山 +2 位作者 陈家万 程从前 赵杰 《机械工程材料》 北大核心 2025年第2期34-42,共9页
在服役一定时间的航空发动机用镍基单晶高温合金高压涡轮叶片不同叶片高度(叶根,49%叶高,60%叶高,85%叶高)的横截面上取样进行显微组织观察和硬度测试,以榫头部位显微组织为基准研究了叶片不同区域(叶片前缘、叶盆、尾缘、叶背)的显微... 在服役一定时间的航空发动机用镍基单晶高温合金高压涡轮叶片不同叶片高度(叶根,49%叶高,60%叶高,85%叶高)的横截面上取样进行显微组织观察和硬度测试,以榫头部位显微组织为基准研究了叶片不同区域(叶片前缘、叶盆、尾缘、叶背)的显微组织损伤及其与硬度变化的关系。结果表明:叶片相同高度处的前缘和尾缘区域由于承受更高的温度和应力,组织损伤程度较叶背和叶盆区域更显著。49%和60%叶高处前缘和尾缘区域的显微组织损伤最为严重,尤其是在尾缘区域,γ'相的退化现象显著,表现为面积分数明显降低、颗粒边角出现钝化以及部分γ'相发生回溶。49%和60%叶高处尾缘区域的硬度明显低于叶背和叶盆区域。γ'相的回溶和颗粒粗化会使硬度下降,而在较低温度区域或较低应力条件下,γ'相颗粒相对稳定,回溶和粗化现象较少,硬度较高。 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 涡轮叶片 服役损伤 组织退化 硬度降低
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卤化物钙钛矿半导体单晶及核辐射探测器研究进展 被引量：1
9
作者 马文君 张国栋 +3 位作者 孙雪 刘宏杰 刘嘉欣 陶绪堂 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第7期1091-1099,共9页
卤化物钙钛矿晶体具有平均原子序数高、载流子迁移率寿命积(μτ)大、易大面积制备、材料体系丰富等优点,已成为一类极具应用前景的新型核辐射探测材料。本文综述了国内外钙钛矿半导体单晶的生长方法及辐射探测器的研究进展。大尺寸高... 卤化物钙钛矿晶体具有平均原子序数高、载流子迁移率寿命积(μτ)大、易大面积制备、材料体系丰富等优点,已成为一类极具应用前景的新型核辐射探测材料。本文综述了国内外钙钛矿半导体单晶的生长方法及辐射探测器的研究进展。大尺寸高质量单晶的可控生长是制备高性能探测器的关键,通过革新晶体生长技术,结合阴阳离子协同掺杂、添加剂辅助工程策略可以显著提升晶体的尺寸和电学性能;钙钛矿半导体单晶在光子计数X射线成像和γ射线能谱分辨中展现出钙钛矿薄膜无法比拟的优势,然而,在进一步提升晶体的本征质量、抑制离子迁移引发的器件稳定性问题,以及优化晶体与像素芯片键合工艺等环节仍面临诸多挑战。未来研究亟需深化晶体结构与性能关系的探索,优化生长工艺参数,创新探测器构型,从而推动卤化物钙钛矿晶体在核辐射探测领域的产业化进程。 展开更多
关键词 卤化物钙钛矿 半导体单晶 X射线探测 γ射线探测 晶体生长 核辐射探测器
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两种镍基单晶高温合金组织演变和再结晶行为 被引量：1
10
作者 徐福泽 蔺永诚 +5 位作者 马德新 何道广 赵运兴 李侣 程博文 邓阳丕 《材料工程》 北大核心 2025年第1期110-120,共11页
以单晶高温合金CMSX-4和DD5为研究对象,设计并制备了一种含5级平台的单晶试板铸件,选取晶体取向基本相同的铸件研究其在经1300℃/2 h和1310℃/4 h两种固溶热处理后的再结晶行为。结果表明:CMSX-4比DD5具有更强的再结晶倾向。经1300℃固... 以单晶高温合金CMSX-4和DD5为研究对象,设计并制备了一种含5级平台的单晶试板铸件,选取晶体取向基本相同的铸件研究其在经1300℃/2 h和1310℃/4 h两种固溶热处理后的再结晶行为。结果表明:CMSX-4比DD5具有更强的再结晶倾向。经1300℃固溶热处理后,CMSX-4单晶试板在第2~5级平台下端转角处均出现了再结晶现象,且随着固溶热处理温度的升高,再结晶的面积越大。而DD5单晶试板经1300℃固溶热处理后并未出现再结晶现象,当固溶温度升至1310℃时,仅在第4级外侧平台发现了较小面积的再结晶。铸态和固溶热处理态的CMSX-4合金显微缩孔和共晶组织含量均大于DD5合金。更高含量的共晶组织和显微缩孔为CMSX-4铸件提供了更多的再结晶形核位置和数量,而高于γ′相溶解温度的固溶热处理减弱了粗大γ′相对再结晶长大的钉扎阻碍作用,高熔点的碳化物以及残余共晶成为阻碍再结晶长大的重要影响因素。此外,高含量的Co元素降低了CMSX-4合金的层错能,使其表现出更高的再结晶倾向。 展开更多
关键词 单晶高温合金 CMSX-4 DD5 再结晶 塑性应变
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3~4英寸Fe掺高阻β-Ga_(2)O_(3)单晶的制备及其性能研究 被引量：1
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作者 霍晓青 张胜男 +3 位作者 周金杰 王英民 程红娟 孙启升 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第3期407-413,I0003,共8页
超宽禁带半导体β-Ga_(2)O_(3)单晶以优异的耐高压性能和低成本的潜力,引起了研究者的广泛关注。本文采用导模法生长出了3~4英寸(1英寸=2.54 cm)Fe掺β-Ga_(2)O_(3)单晶,长度最大可达270 mm,一块晶坯可以获得多块大尺寸氧化镓单晶,有效... 超宽禁带半导体β-Ga_(2)O_(3)单晶以优异的耐高压性能和低成本的潜力,引起了研究者的广泛关注。本文采用导模法生长出了3~4英寸(1英寸=2.54 cm)Fe掺β-Ga_(2)O_(3)单晶,长度最大可达270 mm,一块晶坯可以获得多块大尺寸氧化镓单晶,有效降低了晶体生长成本。对生长晶体的电学、光学和高分辨X射线衍射半峰全宽等性能参数进行了测试分析,数据表明晶片电学、光学和XRD半峰全宽一致性佳,晶体质量优异。对系列Fe掺杂β-Ga_(2)O_(3)单晶进行了性能研究,分析了Fe元素对β-Ga_(2)O_(3)单晶质量、带隙、晶格振动的影响。研究发现,不同Fe掺杂β-Ga_(2)O_(3)单晶的结晶质量佳,Fe元素可使β-Ga_(2)O_(3)单晶的带隙变宽,同时Fe掺杂使β-Ga_(2)O_(3)单晶产生了轻微的拉伸应力。本文研究为衬底外延和器件验证提供数据支撑。 展开更多
关键词 β-Ga_(2)O_(3)单晶 电阻率 透过率 RAMAN光谱 XRD半峰全宽
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离子束抛光对单晶硅表面质量影响的分子动力学模拟研究
12
作者 赵仕燕 郭海林 +6 位作者 黄思玲 张旭 夏超翔 王大森 聂凤明 裴宁 李晓静 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第6期113-121,共9页
离子束抛光作为一种超精密加工技术,被应用于材料表面抛光的精抛阶段,而其原子量级的去除效果使得它的加工过程与加工效果难以直接观察,因此为了能够从微观尺度研究离子束抛光的加工效果以及加工参数对材料表面粗糙度与表面损伤的影响,... 离子束抛光作为一种超精密加工技术,被应用于材料表面抛光的精抛阶段,而其原子量级的去除效果使得它的加工过程与加工效果难以直接观察,因此为了能够从微观尺度研究离子束抛光的加工效果以及加工参数对材料表面粗糙度与表面损伤的影响,提出使用分子动力学模拟的方法研究离子束抛光过程,通过对氩离子轰击单晶硅的仿真模拟,分析加工参数对单晶硅表面粗糙度与晶格损伤的影响规律,指导实际的加工工艺设计.研究发现,在不同加工角度下,离子剂量对于表面粗糙度的影响规律不同,低角度(0°~40°)低剂量以及高角度(>50°)高剂量的加工有助于达到较低的表面粗糙度;随着加工角度的增加,离子束对晶体表面造成的损伤逐渐减少,当加工角度大于40°时能够大幅度减少晶格损伤.模拟结果显示在实际的离子束抛光过程中,为了得到高质量的表面,应该采取高角度高剂量的加工方式以达到既降低材料表面粗糙度又减小对材料表面晶格产生损伤的目的. 展开更多
关键词 离子束抛光 表面质量 分子动力学 单晶硅 加工角度
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超声振动辅助旋切式电解磨削加工镍基高温单晶合金小孔实验研究 被引量：1
13
作者 陈海升 岳晓明 +2 位作者 张建华 齐世伟 陈永雷 《电加工与模具》 北大核心 2025年第2期73-78,86,共7页
镍基高温单晶合金具有优良的高温性能,广泛用于制造航空发动机和燃气轮机的耐高温零件。采用电火花电解复合加工技术在镍基高温单晶合金上加工小孔存在加工表面质量差、孔径精度低等问题。为此,提出一种超声振动辅助旋切式电解磨削加工... 镍基高温单晶合金具有优良的高温性能,广泛用于制造航空发动机和燃气轮机的耐高温零件。采用电火花电解复合加工技术在镍基高温单晶合金上加工小孔存在加工表面质量差、孔径精度低等问题。为此,提出一种超声振动辅助旋切式电解磨削加工技术,研究了超声振动、磨削和电解等工艺参数对孔壁表面质量和孔径精度的影响。结果表明,经工艺参数优化可得到表面粗糙度≤Ra0.3μm、入口直径为808.596 mm、出口直径为800.082 mm、孔锥度约为0.122°的小孔,实现了镍基高温单晶合金小孔的高品质、高精度加工。 展开更多
关键词 超声振动辅助加工 旋切式电解磨削 镍基高温单晶合金 加工表面质量
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基于PSO-BP单晶金刚石刀具刃磨方向多信息融合在线识别
14
作者 冯雪雯 赵彬 +2 位作者 马海涛 吴佳玉 吉日嘎兰图 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第7期2784-2791,共8页
为了提高单晶金刚石刀具刃磨方向在线识别精度,以及解决刃磨监测中单一传感器采集信息有限的问题,提出一种基于多信息融合与粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法优化反向传播(back propagation, BP)神经网络的单晶金刚石... 为了提高单晶金刚石刀具刃磨方向在线识别精度,以及解决刃磨监测中单一传感器采集信息有限的问题,提出一种基于多信息融合与粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法优化反向传播(back propagation, BP)神经网络的单晶金刚石刀具刃磨方向在线识别方法。通过采集刃磨过程中的振动信号和声发射(acoustic emission, AE)信号,采用小波包分解法分析刀具振动信号,得出与刀具刃磨方向强相关的特征频段,采用参数分析法来分析声发射信号,得出特征参数。将振动信号特征频段能量值和声发射信号特征参数作为识别刀具刃磨方向的特征参量。将特征参量作为BP神经网络模型输入进行融合,在线识别刀具刃磨方向。针对BP神经网络的容易陷入局部最小值的缺点,利用PSO算法优化神经网络权值和阈值,有效解决陷入局部最小值的问题。实验结果表明,经PSO-BP与多信息融合对单晶金刚石刀具刃磨方向在线识别准确率得到了有效提高,达到85%的准确率,为单晶金刚石刀具刃磨方向在线识别提供了一种新方法。 展开更多
关键词 单晶金刚石刀具 刃磨方向 多信息融合 在线识别 PSO-BP
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时效处理温度对一种第四代镍基单晶高温合金组织 与持久性能的影响
15
作者 李远 赵云松 +5 位作者 郭媛媛 张剑 杨振宇 郑帅 刘晨光 唐定中 《中国材料进展》 北大核心 2025年第6期561-567,共7页
为探究一次时效温度对一种第四代镍基单晶高温合金显微组织和高温持久性能的影响,使用高分辨率场发射扫描电镜和金相显微镜对合金热处理前后显微组织、高温持久断口形貌和断后剖面显微组织进行观察。结果表明:固溶处理可以使(γ+γ′)... 为探究一次时效温度对一种第四代镍基单晶高温合金显微组织和高温持久性能的影响,使用高分辨率场发射扫描电镜和金相显微镜对合金热处理前后显微组织、高温持久断口形貌和断后剖面显微组织进行观察。结果表明:固溶处理可以使(γ+γ′)共晶组织基本消除,合金元素的偏析程度明显减轻。一次时效处理改变γ′相尺寸与形貌,一次时效温度升高使枝晶干γ′相尺寸增加、立方度降低,γ基体通道宽度增加。随着一次时效温度升高,合金在1120℃/137 MPa条件下的持久寿命降低。合金持久性能与γ′相形貌尺寸、体积分数及γ基体通道宽度密切相关。尺寸合适且立方度高的γ′相对位错有较强阻碍作用,且位错在γ基体通道内滑移所需的Orowan应力与基体通道宽度呈反比。通过综合对比评估,确定了该合金最佳一次时效温度为1140℃。 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 时效处理 显微组织 高温持久性能 断口形貌
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热屏影响下直拉法单晶硅生长能耗及传热路径研究
16
作者 祁超 李登辇 +3 位作者 李早阳 杨垚 钟泽琪 刘立军 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第6期949-959,共11页
单晶硅是太阳能电池的主要原材料,其生长成本直接影响电池的制造成本。因此,降低单晶硅生长能耗对光伏产业的降本增效至关重要。本文建立了直拉单晶硅生长的全局3D数值模型,考虑了单晶炉中加热器、电极等非旋转对称结构,能够更精确地模... 单晶硅是太阳能电池的主要原材料,其生长成本直接影响电池的制造成本。因此,降低单晶硅生长能耗对光伏产业的降本增效至关重要。本文建立了直拉单晶硅生长的全局3D数值模型,考虑了单晶炉中加热器、电极等非旋转对称结构,能够更精确地模拟单晶炉内的流动和传热过程。基于所建立的数值模型,研究了热屏冷、热侧发射率对单晶炉内能耗分配及辐射、对流和导热传热路径的影响规律。结果表明,冷、热侧发射率的降低均可取得明显的降耗效果,且降低冷侧发射率能够更加显著地降低能耗。在辐射传热方面,随着热屏冷、热侧发射率的降低,石墨坩埚和热屏热侧的吸热,以及硅熔体和热屏冷侧的放热均不断减小;随着热侧发射率的降低,顶保温的吸热出现了一定的增加。在对流传热方面,随着热屏冷侧发射率的降低,水冷屏吸热及热屏冷侧放热均不断增大,与冷侧相比,热侧发射率对对流传热的影响则相对较小。在导热传热方面,随着热屏冷热侧发射率的降低,热屏热侧到冷侧、石墨坩埚到石英坩埚,以及石英坩埚到硅熔体的导热均不断减小。本文研究结果可以为工业直拉单晶炉的精细化、深度化降耗提供重要的参考。 展开更多
关键词 热屏 能耗 传热路径 直拉单晶硅 数值模拟
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4英寸高质量GaN单晶衬底制备
17
作者 齐占国 王守志 +11 位作者 李秋波 王忠新 邵慧慧 刘磊 王国栋 孙德福 于汇东 蒋铠泽 张爽 陈秀芳 徐现刚 张雷 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第4期717-720,共4页
本研究结合多孔衬底技术和应力调控策略,成功突破异质外延GaN单晶生长中的位错延伸与应力控制难题,制备出直径4英寸(1英寸=2.54 cm)的高质量GaN单晶。经切割、倒角、研磨及化学机械抛光等加工后,获得厚度500μm的无损伤、超光滑4英寸自... 本研究结合多孔衬底技术和应力调控策略,成功突破异质外延GaN单晶生长中的位错延伸与应力控制难题,制备出直径4英寸(1英寸=2.54 cm)的高质量GaN单晶。经切割、倒角、研磨及化学机械抛光等加工后,获得厚度500μm的无损伤、超光滑4英寸自支撑GaN单晶衬底。该衬底兼具优异的结晶质量与出色的力学稳定性,表面无裂纹,应力分布均匀;阴极荧光光谱(CL)表征位错密度为9.6×10^(5)cm^(-2),高分辨X射线衍射(HRXRD)(002)面摇摆曲线半峰全宽低至57.91″;原子力显微镜(AFM)测得表面粗糙度Ra<0.2 nm,呈现原子级平整表面。制备的衬底开盒即用,能够满足蓝绿激光器及电力电子器件的需求。 展开更多
关键词 GaN单晶衬底 4英寸 氢化物气相外延 晶体生长 晶体加工
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聚乙烯醇对单晶硅精抛的影响
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作者 王雪洁 王辰伟 +4 位作者 罗翀 周建伟 陈志博 杨啸 刘德正 《润滑与密封》 北大核心 2025年第4期144-150,共7页
针对单晶硅精抛后存在沾污等缺陷,目前采用的高分子聚合物添加剂存在泡沫多或是大幅度影响去除速率等问题,选取高分子聚合物聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)作为抛光液添加剂。在SiO_(2)磨料质量分数为0.5%且抛光液pH为10.5的条件下,... 针对单晶硅精抛后存在沾污等缺陷,目前采用的高分子聚合物添加剂存在泡沫多或是大幅度影响去除速率等问题,选取高分子聚合物聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)作为抛光液添加剂。在SiO_(2)磨料质量分数为0.5%且抛光液pH为10.5的条件下,研究不同质量分数的PVA对单晶硅(Si)精抛的影响,并通过拉曼光谱、XPS分析PVA的吸附方式及其作用机制。大颗粒粒度仪、接触角测量仪以及AFM和SEM分析结果表明,单晶硅精抛光液中加入PVA可以提高抛光液的润湿性,降低硅表面的颗粒沾污,提高抛光后的表面质量;拉曼光谱、XPS表征结果表明,抛光液中加入PVA会生成更多的Si-OH,保护了Si表面,减少了Si表面的颗粒数量,改善了硅表面的表面质量;在单晶硅精抛光液中加入PVA,可以满足集成电路单晶硅CMP精抛的去除速率的要求,并且能够大幅降低硅表面的颗粒沾污;当PVA质量分数为0.15%时,单晶硅精抛的去除速率为210 nm/min且抛光后的表面颗粒数量下降95%以上,具有较好的表面质量(Sq=0.326 nm)。 展开更多
关键词 单晶硅 化学机械抛光 颗粒沾污 表面质量 去除速率
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β-Ga_(2)O_(3)的变形机理以及单晶衬底的机械加工技术研究进展
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作者 杨冉 金竹 +3 位作者 马可可 夏宁 张辉 杨德仁 《中国材料进展》 北大核心 2025年第2期199-208,共10页
β-Ga_(2)O_(3)是超宽禁带半导体的代表性材料之一,在电子器件、深紫外光电子器件等方面有广泛的应用前景。β-Ga_(2)O_(3)的力学性能在生长、衬底片加工以及器件制备过程中都有重要的影响。综述了β-Ga_(2)O_(3)低温和高温的变形机理,... β-Ga_(2)O_(3)是超宽禁带半导体的代表性材料之一,在电子器件、深紫外光电子器件等方面有广泛的应用前景。β-Ga_(2)O_(3)的力学性能在生长、衬底片加工以及器件制备过程中都有重要的影响。综述了β-Ga_(2)O_(3)低温和高温的变形机理,包括主导塑性变形的位错的滑移系和解理断裂机制的总结分析,旨在全面认识β-Ga_(2)O_(3)的变形行为和机理,为其制备、加工和应用过程中遇到的变形相关问题给出指导;针对β-Ga_(2)O_(3)衬底片的加工过程,对切割、研磨和抛光过程中涉及到的变形机理和工艺探索进行了详细介绍,讨论了加工过程中主要存在的问题以及解决问题的方向。 展开更多
关键词 氧化镓单晶 力学性能 变形机理 机械加工
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新型含Ru单晶高温合金的拉伸性能及变形机理
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作者 刘震 王志成 +4 位作者 曾强 秦海龙 谢锦丽 江亮 张华 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第3期891-902,共12页
研究了一种新型含Ru高代次单晶高温合金(DD476)室温至1200℃的拉伸性能,并对拉伸断口及其附近的微观组织演变进行分析。结果表明:该合金经过完全热处理后的γ'相趋于立方状,枝晶干与枝晶间γ'相尺寸分别为225和330 nm,且元素偏... 研究了一种新型含Ru高代次单晶高温合金(DD476)室温至1200℃的拉伸性能,并对拉伸断口及其附近的微观组织演变进行分析。结果表明:该合金经过完全热处理后的γ'相趋于立方状,枝晶干与枝晶间γ'相尺寸分别为225和330 nm,且元素偏析得到大幅改善,仅Re和W仍存在部分偏析;随变形温度的升高,屈服强度、极限抗拉强度先升高后降低,而伸长率和断面收缩率表现出相反的现象,拉伸断口特征由类解理断裂趋转变为以韧窝为主的韧性断裂。室温拉伸时,合金的滑移系开动较少,呈单系滑移状态。拉伸温度升高到760和980℃时,更多滑移系被激活而产生交滑移。随着拉伸温度的升高,断口附近位错由绕过γ'相逐渐转变为切过γ'相,而且在980℃变形时开始产生γ'相筏化,温度升高致使位错促进γ'相筏化。当温度达到1200℃时,位错基本消失,同时γ基体通道内析出细小的二次γ'相。 展开更多
关键词 单晶高温合金 显微组织 拉伸性能 断口形貌 位错
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