氩气辅助激发大气压微波冷等离子体射流的研究

微波同轴谐振器已被广泛用作大气压等离子体射流的发生装置,其产生的等离子体射流已用于生物医学、材料表面处理等众多领域,大气压条件下微波放电等离子体源的功率阈值是影响其能否广泛应用的关键问题。文中设计的微波等离子体射流源工作频率2.6 GHz,回波损耗13.99 dB,工作气体为Ar气,大气压条件下产生紫色的丝状射流,击穿功率41.1 dBm(12.9 W),维持功率仅20 dBm(0.1 W)。结合实验观察和ANSYS Fluent流体力学仿真方法探究了等离子体射流长度与气体体积流量、输入功率的关系,发现层流状态下射流长度随气体体积流量增大而伸长,湍流状态下则反之,但不同气体体积流量下射流长度均随着输入功率单调增大。同时,实验发现关断Ar气后等离子体并未熄灭,而是诱发了同轴尖端附近位置的空气等离子体维持状态。在此基础上提出以Ar气或He气为先导气体,将其电离击穿后辅助激发难电离气体产生冷等离子体射流,在不需要提供高微波功率条件下实现了CO₂、N₂、O₂等冷等离子体射流。     

声表面波ZnO薄膜紫外探测器的响应机制研究

通过射频磁控溅射法在以128°Y-X LiNbO3为压电衬底的声表面波(SAW)小波器件上沉积了一层ZnO薄膜作为紫外光敏感膜,利用网络分析仪对所制备探测器的紫外光响应特性进行了测试。实验结果表明,在波长365nm、光强210μW/cm2的紫外光照射下,探测器的频移量最大可达到37kHz,且具有良好的可重复性。探测器的紫外光响应过程和暗场恢复过程均包含了一个快过程和一个慢过程,前者决定于ZnO薄膜表面氧气分子的吸附与解吸附过程,而后者则决定于外界氧气分子与ZnO内部本征缺陷间的慢交换过程。最后,结合声电效应和半导体光电导效应分析给出了探测器紫外光响应过程和暗场恢复过程的理论公式。该文对基于ZnO薄膜的高灵敏度SAW紫外探测器响应机制的揭示,为其瞬态特性的改善和实用化提供了思路。     

氧化锌纳米结构的电化学控制制备及其光致发光性能

利用电化学沉积法, 通过调节电解液浓度、时间、温度等因素, 在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上制备了形貌不同的氧化锌(ZnO)纳米薄膜. 通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、光致发光谱等测试手段对不同形貌的ZnO纳米薄膜进行了表征和研究. 研究表明, 在高于阈值电压的情况下氧化锌薄膜迅速生成, 微观形貌主要受电解质溶液的浓度影响, 随着电解质浓度的升高可分别获得胞芽状、棒状、片层状结构, 结合晶体生长理论探讨了不同形貌ZnO薄膜的成因. 室温光致发光谱显示片状的ZnO纳米薄膜在近带边有较强的宽化激发峰, 而可见区的发光峰受到明显抑制, 这一结构有望应用于光电器件、传感器等领域.     

ZnO纳米器件在紫外线强度监测报警中的应用

采用水热方法,在光刻好的叉指电极间实现了ZnO纳米线的生长,制备出金属-半导体-金属（MSM）ZnO纳米线紫外探测器件,对其在暗场、紫外光下的I-V特性以及开关响应特性进行了测试。以S3C6410微处理器为核心,使用嵌入式Linux操作系统平台、Qt creator应用开发环境,设计了一种基于该探测器件的紫外线强度监测报警系统,实现了在实验室、环境污染监测等方面的紫外线强度实时监测和声光报警功能,该系统具有成本低、精度高、响应迅速的优点。     

基于介电非线性机制的微带电路无源互调效应研究

微带电路无源互调产生机制尚无定论并且缺乏可靠的理论预测方法,本文基于等效受控源模型,建立了基于介电非线性机制的微带线无源互调的解析计算模型,同时,通过对比测试聚四氟乙烯玻纤布介质微带线和空气介质微带线的三阶互调规律验证了介质非线性是微带电路无源互调的一种主要非线性来源,并提取了非线性参数.实验结果显示聚四氟乙烯玻纤布介质微带线比空气介质微带线的传输互调高了约20dB,反射互调高了约15dB,表明介质非线性是聚四氟乙烯玻纤布介质微带线互调的主要来源.同时,根据本文建立的微带线互调计算解析模型,提取聚四氟乙烯玻纤布介质基板的三阶非线性相对介电常数.本文研究方法可以进一步用于其它微带电路无源互调规律计算研究.     

微带线无源互调的传输矩阵理论方法

均匀微带线是微带电路的基本结构,建立微带线PIM解析模型具有重要意义。本文基于受控源等效,在微带线的集总电路等效模型中,将微带线中的分布式寄生非线性PIM源建模为二次受控电流源或电压源,从而得到微带线PIM电压和电流关系的传输矩阵表达式,建立了寄生非线性机制的微带线PIM解析计算模型;并通过对比不同长度的镀镍微带线与不同浓度掺磷工艺镀镍微带线的传输互调与反射互调规律,验证本文提出的PIM传输矩阵方法的合理性。通过该模型提取了镍镀层在0.71 GHz时的三阶相对磁导率非线性系数为1×10^-10 m²/A²。本文方法为进一步建立其他复杂结构微带电路PIM模型提供了新思路。     

“新工科”理念下微电子实践教学改革探索

“新工科”体现学科交叉,注重培养学生的创新意识与综合能力,对实践教学体系提出了一系列新要求。微电子专业作为典型的“新工科”专业,实践教学的重要性尤为突出。本文针对我校微电子专业实践教学存在的问题,结合“新工科”创新理念要求,从实践教学体系、管理模式、考核评价制度,以及校企合作等方面提出了相应的改革措施,通过建立校企合作协同育人机制,促进产学研深度融合,构建基于学习产出的教学评价体系,推动“新工科”微电子专业人才培养多元化发展,为“新工科”背景下的微电子专业实践教学改革及人才培养提供有益参考。     

同轴阻抗变换器低气压放电研究

低气压放电效应是由微波电离击穿引起的气体放电现象,是限制大功率微波部件功率容量的关键可靠性问题之一。以同轴结构微波部件为研究对象,对S波段同轴阻抗变换器进行了低气压放电实验研究。实验结果表明:同轴阻抗变换器的低气压放电行为近似符合帕邢曲线。基于考虑扩散、电离、吸附的气体放电理论,建立了同轴传输线结构微波电离击穿功率阈值的计算模型。模型计算结果表明:气体温度升高会导致微波电离击穿阈值曲线向低气压区域平移;局部场增强效应会降低同轴阻抗变换器的低气压放电功率阈值。     

ZnO纳米墙薄膜的低温水热制备及其性能研究

利用控制水解浸涂法在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上制备籽晶层,进而通过低温水热法和热处理获得了独特的氧化锌(ZnO)纳米墙薄膜结构。通过X射线衍射谱(XRD)、扫描电镜(SEM)、光电子能谱(EDS)、红外光谱(FTIR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和光致发光谱(PL)等对薄膜的形貌、组成和结构进行了分析表征。研究表明,ZnO纳米墙由20～100 nm厚的片层交织而成,在热处理前薄膜的组成为混合的ZnO、醋酸锌(ZnAc)和羟基醋酸锌(Zn-LHS),经500°C热处理脱除CO2、H2O等小分子后基本完全转变为ZnO,而原有层状交织纳米墙结构保留下来。室温PL谱显示薄膜在383 nm处有较强烈的紫外激发峰。结合晶体生长理论探讨了ZnO纳米墙薄膜的生长机制。     

基于小波支持向量回归的电力系统负荷预测

根据混沌动力系统的相空间延迟坐标重构理论,基于支持向量回归强大的非线性映射能力和小波核函数的局部分析和特征提取能力,提出一种基于小渡支持向量回归的电力系统负荷预测模型,并采用最小二秉方法来训练该预测模型,利用该模型对嵌入维数与模型预测性能的关系进行探讨.仿真结果表明,该预测模型能精确地预测电力系统负荷,而且在电力系统负荷的最佳嵌入维数未知时也能取得比较好的预测效果.