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切向喷射式MOCVD反应器的设计与数值模拟

王国斌 , 左然 , 徐谦 , 李晖 , 于海群 ,

人工晶体学报

本文提出一种新的切向喷射式MOCVD反应器,反应气体从均匀分布于内壁的切向进口喷管喷入反应器,尾气从位于反应器中心的上方或下方出口排出.通过切向喷射,使气体发生人工可控的螺旋流,在水平方向逐渐旋转与加速,从而补偿反应物浓度从边缘进口到中心出口的沿程损失,以便获得均匀的薄膜沉积.针对新的反应器设计,结合GaN的MOCVD生长进行了三维数值模拟,确定了喷管夹角、喷管数目和反应器高度对生长区的温场、流场和浓度场的影响,优化了参数组合,并与传统的垂直喷射式反应器作了对比.此外,这款新型反应器能够摆脱复杂的托盘旋转系统.

关键词: MOCVD反应器 , 切向喷射 , 中心出口 , 螺旋流动 , 数值模拟

MOCVD水平式反应器中热泳力对沉积过程中反应前体浓度分布的影响分析及数值模拟

于海群 , 左然 , , 彭鑫鑫

人工晶体学报

在MOCVD反应器中,针对GaN生长中的TMGa分子,推导出热泳力、热泳速度以及扩散速度的计算公式.在低温区,热泳速度大于扩散速度;在高温区则相反.影响热泳力的主要因素为温度梯度和分子直径.水平式反应器内,粒子同时受到热泳速度和扩散速度的影响.在只考虑组分输运以及包括化学反应等两种情况下,通过改变反应器上壁面温度,模拟得到水平式反应器中热泳力对沉积速率以及反应物粒子浓度分布的影响.并与文献中的实验数据对比,验证了模拟结果的正确性.结果显示,由于热泳力的影响,在相同操作条件下高温区H2等小直径粒子的质量分数增大、TMGa和NH3等大分子粒子的质量分数减小.从提高生长速率的角度,需减小上下壁面温度梯度;从沉积均匀性的角度,应使到达下游的反应粒子数增多,故需增大上下壁面温度梯度.

关键词: MOCVD , 热泳力 , 温度梯度 , 生长速率 , 数值模拟

多片式热壁 MOCVD 反应器的设计与数值模拟分析

彭鑫鑫 , 左然 , 于海群 ,

人工晶体学报

本文提出一种多反应腔并联的水平热壁 MOCVD 反应器,反应器上下(左右)壁面都采用高温,减少了热泳力的排斥作用,提高了衬底上方的 TMG 浓度.由于取消了传统反应器的冷壁,减少了寄生产物的凝结,提高了反应前体的利用率和 GaN 的生长速率.可以多个反应腔并联生长,从而实现反应器的扩容.针对这种热壁式反应器,结合 GaN 的 MOCVD 生长进行了二维数值模拟,计算了不同流速、高度、长度和压力时反应器内流场、温场、浓度场分布以及生长速率,发现存在一个最佳的气体流速、反应器高度和长度条件,在此条件下,反应前体的产生与沉积达到平衡,从而有效抵消反应前体的沿程损耗,实现均匀的 GaN 生长.

关键词: MOCVD , GaN 生长 , 热壁反应器 , 数值模拟

Co~+离子注入单晶TiO_2铁磁性来源与微结构研究

钟火平 , 李公平 , 许楠楠 , 李天晶 , 龚恒风 ,

原子核物理评论

在室温下,将能量为80keV,注量分别为1×1016和1×1017ions/cm2的Co+离子注入到10mm×10mm×0.5mm的单晶TiO2样品。在氮气保护下,Co+离子注量为1×1017ions/cm2时样品在温度为900℃的条件下退火30min。利用超导量子干涉仪(SQUID)测量样品磁性,并应用X射线衍射(XRD)和扩展边X射线吸收精细结构谱(EXAFS)研究Co+离子注入后样品的微观结构。样品磁性测量结果表明:Co+离子注入后的样品具有室温铁磁性,并且其饱和磁化强度的大小与Co+离子注量及样品是否经退火处理有关。EXAFS研究表明:Co元素在Co+离子注量为1×1017ions/cm2的样品中主要以团簇形式存在;样品经退火处理后,Co团簇消失,并发现Co部分替代TiO2单晶中的Ti。Co+离子注入后,在样品中形成Co团簇与否受离子注量的影响。阐述了样品微观结构与铁磁性来源之间的关系。

关键词: 稀磁半导体 , 单晶TiO2 , 铁磁性 , 离子注入 , EXAFS

一种多喷淋头式MOCVD反应器的设计与数值模拟

于海群 , 左然 ,

人工晶体学报

提出了一种多喷淋头式MOCVD反应器.针对新型反应器,对GaN生长的MOCVD过程进行了数值模拟,模拟考虑了热辐射和化学反应,计算了反应器内流场、温场和浓度场,导流(筒)壁面的寄生沉积以及GaN生长速率,并分析了反应室几何因素对生长均匀性的影响.模拟结果显示,衬底表面大部分区域具有均匀的温场和良好的滞止流.通过对浓度场和GaN生长速率的分析,得出MMGa是薄膜生长的主要反应前体.通过对反应器高度H、导流筒与托盘间距h、导流筒半径R等参数的优化,给出了提高薄膜生长速率和均匀性的条件.

关键词: 多喷淋头 , MOCVD , 反应器设计 , GaN生长 , 数值模拟

电子束辐照浓香型白酒催效果的研究

张苗苗 , 陆栋 , 曹国珍 , 刘敬 , 金文杰 , 王菊芳 , 李文建

原子核物理评论 doi:10.11804/NuclPhysRev.31.02.218

以能量为1.5 MeV/u,剂量分别为500,750,1000,1250,1500 Gy的电子束对1,2,4,6,8年等5种年份浓香型白酒进行辐照处理;扫描各酒样200~400 nm波段的紫外光谱,根据紫外光谱图的差异,计算了280~300 nm波段的光谱曲线相似度,分析光谱曲线变化规律。结果表明,对于前4种白酒,对照样与辐照样光谱曲线相似度值越小,催效果越好;白酒存放时间越久,酒体风格转向老熟所需剂量越小,越容易达到最佳催效果;对于8年白酒,辐照剂量超过750 Gy后,白酒体系动态平衡被打破,各单体物质增加,出现返生现象。因此,电子束辐照技术对低年份浓香型白酒催效果显著,是一种先进、高效的催方法。

关键词: 白酒 , 电子束 , 紫外可见光谱 , 光谱曲线相似度 , 效果

内蒙古赤峰家杖子金矿床矿物学特征及成因

霍亮 , 李碧乐 , 黄勇 , 王力

黄金 doi:10.3969/j.issn.1001-1277.2007.10.002

通过光片鉴定和电子探针分析,总结了内蒙古赤峰家杖子金矿床的矿石矿物组成,结构构造,划分了成矿期次.研究表明:矿床中矿石成分较复杂,硫化物种类多,有少量硫盐矿物出现;富硫贫砷毒砂、贫砷富硫黄铁矿、贫锌富铁的闪锌矿(与标准分子式相比),含杂质多的银锑黝铜矿和方铅矿与金关系密切;多金属硫化物阶段是该矿床的主要成矿阶段,其中第二世代富硫贫砷毒砂是家杖子金矿的最主要载金矿物,其次是方铅矿.结合流体包裹体测试和研究,确定该矿床为受大型角砾岩筒构造控制的低硫化型浅成低温热液矿床,该矿床深部有很大的找矿潜力.

关键词: 矿石矿物特征 , 矿床成因 , 家杖子金矿床

ZrTiNiCuBe块体非晶合金剪切带内温与断裂温

潘念侨 , 杜忠华 , 朱正旺 , 雷晓云 , 徐立志

中国有色金属学报

在室温环境下(25℃)对某ZrTiNiCuBe块体非晶合金材料进行不同应变率条件下的静态与动态压缩实验。并采用扫描电镜技术(SEM)对试样断口、侧面等进行表征,对比静、动态条件下的应力?应变曲线形貌的差异。结果表明:静态压缩时为剪切断裂,微观形貌上出现脉状花样与剪切带;剪切带诱发裂纹的形成,裂纹随着剪切带扩展。动态压缩时为脆性解理断裂,断面粗糙且发现大量熔滴;断口处出现解理台阶,塑性阶段出现明显的锯齿流变现象。从能量守恒定律出发,利用变形过程中弹性应变能的变化规律推测剪切变形区域内温的变化规律,温的变化规律揭示锯齿流变与试样的断裂机制。

关键词: 块体非晶合金 , 锯齿流变 , 绝热温 , 弹性应变能

热线理论计算线材精轧机组的温

赵德文 , 白雪峰 , 王晓文 , 刘相华 , 王国栋

钢铁

基于热线理论提出计算高速线材轧制温的新方法.由于线材精轧轧制速度快,散热条件差,可认为轧制过程是绝热的,线材轧制外功几乎全部转换为热.线材温的热量全部来自于变形区内的速度不连续线所做的剪切功率,称此速度不连续线为热量分布线(热线).道次温升为变形区内全部热线温的总和,在假定道次变形中椭圆长轴或短轴不变条件下推导出高速线材精轧机组温计算公式.对φ6.5 mm线材精轧进行了实际温计算与测量,结果表明:计算的理论温略低于实际测量温,线材精轧入口温度越低,出口累计温越大.

关键词: 热线 , 速度不连续线 , 剪切功率 , , 高速线材轧制

热线理论计算线材精轧机组的温

赵德文 , 白雪峰 , 王晓文 , 刘相华 , 王国栋

钢铁

基于热线理论提出计算高速线材轧制温的新方法。由于线材精轧轧制速度快,散热条件差,可认为轧制过程是绝热的,线材轧制外功几乎全部转换为热。线材温的热量全部来自于变形区内的速度不连续线所做的剪切功率,称此速度不连续线为热量分布线(热线)。道次温升为变形区内全部热线温的总和,在假定道次变形中椭圆长轴或短轴不变条件下推导出高速线材精轧机组温计算公式。对6.5 mm线材精轧进行了实际温计算与测量,结果表明:计算的理论温略低于实际测量温,线材精轧入口温度越低,出口累计温越大。

关键词: 热线;速度不连续线;剪切功率;温;高速线材轧制

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