- 张华丽;张飞虎;
结合扫描隧道显微镜(STM)成像实验和第一性原理原子级模拟计算的方法已经成为材料界面表征的重要手段。超高真空条件下的STM可用于直接观察单原子等微观结构,但其成像原理还未被理解清楚。STM扫描测得的试件表面原子级图像并不直接反映材料原子的形态,实际上是表面形貌和表面电子态局域密度的综合结果。为了解释STM成像,采用第一性原理Siesta方法,研究了Si(001)面STM成像过程的电子结构,对表面粒子的原子轨道和相应的电荷密度进行计算。讨论了等高模式下扫描高度对局域电子云密度分布的影响,并分析了STM针尖几何形状对模拟结果的影响。研究表明,材料表面原子的电子云密度分布可以用来解释STM成像精度和扫描高度对比的变化。
2012年12期 v.49;No.427 781-785页 [查看摘要][在线阅读][下载 477K] [下载次数：220 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 王志萍;吴寿煜;张秀梅;王利光;
运用将含时密度泛函理论(TDDFT)和分子动力学相结合的方法,研究了C3分子线的光吸收谱以及它在强激光场中的电子和离子响应。计算结果表明,C3分子线光吸收谱可以分为两个区域,其中既包含独立的峰,又包含连续分布的峰。对C3分子线在激光场中的研究表明,在激光强度、极化方向及脉冲长度相同的情况下,当激光频率远低于共振频率时,分子的电离发生较晚而且电离较弱,分子沿激光极化方向的偶极矩与激光脉冲波包很相近,分子激发处于线性响应区;当激光频率处于共振频率范围时,C3分子线的电离增强,而且偶极矩的激发与激光脉冲波包完全不同,与分子的电离密切相关。
2012年12期 v.49;No.427 786-789+811页 [查看摘要][在线阅读][下载 498K] [下载次数：102 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]
- 宋小鹏;薛晨阳;张国军;刘林仙;
针对MEMS仿生矢量水听器灵敏度和频带相互制约,不能同时满足宽频带高灵敏度测量的问题,在单个MEMS矢量水听器的基础上,设计了由四个单元构成的2×2单片集成微敏感结构阵列,实现了水听器的高灵敏度和宽频带。通过理论分析和ANSYS仿真分析,确定阵列微结构的尺寸,采用硅微机械加工工艺完成了阵列微结构的加工,最后在水声一级计量站对封装好的水听器进行了灵敏度和指向性校准测试。测试结果表明:该阵列式仿生矢量水听器未加前置放大时灵敏度达到-189 dB,频响范围20～5 000 Hz,具有良好的"8"字型指向性。
2012年12期 v.49;No.427 790-795页 [查看摘要][在线阅读][下载 488K] [下载次数：238 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 许高斌;韩成成;陈兴;
设计了一种Z轴完全差分电容式加速度传感器,交错梳齿、两组对称可动梳齿通过挠性梁连接在固定衬底上,对称布局使结构稳定并解决了X和Y轴向对Z轴向加速度检测的耦合干扰。对传感器在敏感方向加速度作用下的偏转特性进行分析,给出了相关理论模型并对其求解。对传感器在非敏感方向加速度作用下的扭转变形进行分析,计算该扭转对Z轴检测产生的干扰与结构之间的关系。通过结构的优化设计,使传感器在设计的量程范围内达到最佳检测效果。利用ANSYS进行模拟分析,得到该传感器的灵敏度为0.31 fF/g,验证了本设计分析的合理性、可行性和精确性。
2012年12期 v.49;No.427 796-801页 [查看摘要][在线阅读][下载 476K] [下载次数：255 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 刘加凯;齐杏林;
非硅MEMS惯性开关具有体积小、成本低、可批量生产以及强度和导电性能较好的优点,但其可靠性问题制约了其应用领域。通过开展非硅MEMS惯性开关的可靠性实验(包括温度循环实验和随机振动实验),找出其主要失效模式为分层。通过对失效部位进行分析,并利用有限元方法分析器件上的应力分布,研究了相应的失效机理。研究结果表明:引发惯性开关分层失效的主要原因是层间产生疲劳效应,温度循环应力会使惯性开关各层间由于热膨胀系数失配而产生疲劳,而振动应力则直接加载在惯性开关上而使其产生疲劳;惯性开关中铬层与铜层之间最易发生失效,而分析表明该层间界面处热应力最大;经历温度循环实验和振动实验的惯性开关相较只经历一种实验的样本更容易失效,进一步说明了温度循环应力会使开关层间发生疲劳,而振动应力则会引起应力集中而加速分层失效。
2012年12期 v.49;No.427 802-806页 [查看摘要][在线阅读][下载 417K] [下载次数：188 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ]
- 吴继荣;李晓琦;安宏;
利用同种磁性液体表面张力智能测试仪在不同边界条件下对磁性液体的表面张力系数进行了测试,实验结果表明,磁性液体的表面张力系数与磁场强度及其饱和磁化强度成正比。利用不同的仪器、在相同边界条件下对同种磁性液体表面张力系数测试的结果表明,智能仪器能够准确获取磁性液体液膜断前、断后的电压值,减小依靠人眼盲读电压值产生的误差,测试精度比传统仪器提高了4.14%。
2012年12期 v.49;No.427 807-811页 [查看摘要][在线阅读][下载 508K] [下载次数：182 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 吴鹏;潘江涌;周再发;
对低能电子在光刻胶和衬底中的复杂散射过程进行分析和物理建模,采用Monte Carlo方法进行模拟研究。利用Browning拟合公式来解决Mott弹性散射截面计算速度慢的问题,采用D.C.Joy和S.Luo修正的Bethe能量损耗公式计算低能电子在固体中的能量损耗。通过跟踪电子的散射轨迹、计算电子的能量沉积密度、结合显影阈值模型,模拟出了电子束光刻的三维显影轮廓图。据此研究了入射电子束能量、剂量、光刻胶厚度、衬底材料、衬底和光刻胶形貌等不同条件下电子束曝光邻近效应的影响。此外,还将具有高斯分布特征的低能电子束入射产生的沉积能量密度进行移动处理,模拟一个以"T"字型为代表的较为复杂图形的电子束曝光过程,通过三维显影轮廓模拟图比较直观地显示了邻近效应的影响,并演示了采用电子束曝光剂量补偿的方法实现邻近效应校正的效果。
2012年12期 v.49;No.427 812-819+828页 [查看摘要][在线阅读][下载 631K] [下载次数：232 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 田巧伟;檀柏梅;高宝红;黄妍妍;刘楠;苏伟东;
硅片CMP工艺会引入表面缺陷和沾污,通常采用NaOH和KOH作为腐蚀溶液,利用微腐蚀法将硅片表面的损伤污染层剥离,以免导致IC制备过程中产生二次缺陷,但会不可避免地引入金属离子。制备了一种用螯合剂和表面活性剂复配的新型清洗液,利用螯合剂对硅片表面损伤层进行微腐蚀,同时采用表面活性剂去除硅片表面吸附的微粒。经台阶仪和原子力显微镜检测,该清洗液能有效去除硅片表面损伤层和颗粒,同时螯合剂本身不含金属离子,并且对金属离子有螯合作用,可有效避免传统腐蚀液中金属离子带来的二次污染。
2012年12期 v.49;No.427 820-823页 [查看摘要][在线阅读][下载 311K] [下载次数：249 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 唐海林;罗剑波;张莉;谭刚;
应用离子注入工艺可制备获得线性电流大、窗口死层薄的硅pin辐射探测器。首先简要介绍了离子注入工艺形成pn结的原理,重点根据技术要求进行了离子注入工艺设计和计算,分别得到了注入能量为40 keV和注入剂量为4×1014/cm2的两个重要控制参数。同时分析了在离子注入工艺中存在的影响因素和相应处理方法,对生产具有良好的指导作用。采用所设计的工艺参数制备获得的硅pin辐射探测器各项技术指标均满足要求,验证了离子注入工艺设计与参数控制的有效性。
2012年12期 v.49;No.427 824-828页 [查看摘要][在线阅读][下载 299K] [下载次数：323 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 杨飞;檀柏梅;高宝红;苏伟东;田巧伟;刘楠;
针对目前清洗技术存在的问题进行了详细分析,研究了微电子材料表面污染物的来源及其危害,并介绍了表面活性剂在颗粒去除方面的作用。研究了化学机械抛光(CMP)后Cu布线片表面的颗粒吸附状态,分析了铜片表面颗粒的吸附机理。采用非离子表面活性剂润湿擦洗方法,使Cu表面的颗粒处于易清洗的物理吸附状态。利用金相显微镜和原子力显微镜(AFM)在清洗前后进行对比分析,实验采用聚乙烯醇(PVA)刷子分别对铜片和铜布线片进行清洗,发现非离子界面活性剂能够有效去除化学机械抛光后表面吸附的杂质,达到了较好的清洗效果。
2012年12期 v.49;No.427 829-832页 [查看摘要][在线阅读][下载 427K] [下载次数：216 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：1 ]