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单晶硅微构件力学特性片上测试系统

机械强度 2005年第4期27卷 456-459页

作者：苏才钧吴昊郭占社孟永钢温诗铸清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084

设计一种集成静电梳状驱动器和测试结构,专用于单晶硅微构件断裂、疲劳性能测试的片上测试系统。详细介绍测试系统的结构和工作原理。对静电梳状驱动器的驱动电压—驱动力关系、结构刚度以及谐振频率进行计算。利用MEMS(microelectromec... 详细信息

设计一种集成静电梳状驱动器和测试结构,专用于单晶硅微构件断裂、疲劳性能测试的片上测试系统。详细介绍测试系统的结构和工作原理。对静电梳状驱动器的驱动电压—驱动力关系、结构刚度以及谐振频率进行计算。利用MEMS(microelectromechanicalsystem)体硅工艺制造该测试系统,加工得到的测试系统在显微镜工作台上进行静态和动态弯曲实验,并将实验结果与ANSYS分析结果进行对比。结果表明,该测试系统性能稳定,能够实现对单晶硅微构件的弯曲断裂和疲劳测试。

关键词：微电子机械系统单晶硅片上测试静电梳状驱动器疲劳

单晶硅表面有机硅烷/Ag_2O纳米微粒复合自组装膜的制备和表征

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Chinese Journal of Chemical Physics 2003年第1期16卷 41-44页

作者：王金清杨生荣王博陈淼中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室兰州730000

利用分子自组装成膜技术 ,在单晶硅表面制备了有机硅烷 /Ag2 O纳米微粒复合膜 .应用接触角测定仪、原子力显微镜和X射线光电子能谱仪分析表征了薄膜的组成和结构 .结果表明 ,通过硅烷偶联剂 3 氨丙基三乙氧基硅烷在单晶硅基底表面的... 详细信息

利用分子自组装成膜技术 ,在单晶硅表面制备了有机硅烷 /Ag2 O纳米微粒复合膜 .应用接触角测定仪、原子力显微镜和X射线光电子能谱仪分析表征了薄膜的组成和结构 .结果表明 ,通过硅烷偶联剂 3 氨丙基三乙氧基硅烷在单晶硅基底表面的成功组装 ,获得了较为均匀的硅烷化表面 ,而Ag2 O纳米微粒可在硅烷化表面成功地进行组装。

关键词：单晶硅有机硅烷 Ag2O 纳米微粒复合自组装膜制备表征 3-氨丙基-三乙氧基硅烷氧化银分子自组装成膜

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纳米粒子与单晶硅表面碰撞的反弹机理研究

物理学报 2005年第6期54卷 2832-2837页

作者：段芳莉雒建斌温诗铸清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084

应用分子动力学方法模拟了纳米粒子与单晶硅(001)表面碰撞、反弹飞离的现象,分析了粒子的反弹行为、基体弹性形变和塑性形变的原子构型特征,以及碰撞过程的能量转化.碰撞后单晶硅表面形成半球形的小坑,小坑周围的基体原子呈非晶态.碰撞... 详细信息

应用分子动力学方法模拟了纳米粒子与单晶硅(001)表面碰撞、反弹飞离的现象,分析了粒子的反弹行为、基体弹性形变和塑性形变的原子构型特征,以及碰撞过程的能量转化.碰撞后单晶硅表面形成半球形的小坑,小坑周围的基体原子呈非晶态.碰撞过程中与颗粒相邻的基体原子立即非晶化,在非晶层外面基体以可恢复的(111)[110]滑移结构存储弹性形变能.在射入过程,基体发生压缩弹性形变;颗粒反弹时基体势能振荡下降,交替形成压缩形变构型和拉伸形变构型.射入过程中存贮的压缩弹性形变能的释放为颗粒提供了反弹、飞离的能量.

关键词：纳米粒子单晶硅表面碰撞分子动力学模拟

单晶硅自由磨料线锯切片过程中的流体动压效应

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润滑与密封 2006年第10期31卷 81-83页

作者：桑波葛培琪候志坚高玉飞山东大学机械工程学院山东济南250061

基于流体动压理论,研究了单晶硅自由磨料线锯切片过程中的流体动压效应。通过自柔顺系数来体现锯丝各节点受径向力作用下所产生位移的差异,并以此建立了油膜厚度方程。运用有限差分法求解二维Reynolds方程,得到了流体动压力及膜厚的分... 详细信息

基于流体动压理论,研究了单晶硅自由磨料线锯切片过程中的流体动压效应。通过自柔顺系数来体现锯丝各节点受径向力作用下所产生位移的差异,并以此建立了油膜厚度方程。运用有限差分法求解二维Reynolds方程,得到了流体动压力及膜厚的分布曲线。分析讨论了工况参数对最小油膜厚度的影响,表明最小油膜厚度随着走丝速度及研磨液粘度的增加而增加,随着锯丝转角的增加而减小。

关键词：单晶硅自由磨料线锯自柔顺系数流体动压效应

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单晶硅脆塑转变临界厚度的原位实验

工程科学学报 2019年第3期41卷 343-349页

作者：刘冰徐宗伟李蕊何忠杜天津商业大学机械工程学院天津300134 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

为提高单晶硅纳米切削表面质量的同时,不影响加工效率,以扫描电子显微镜高分辨在线观测技术为手段,在真空环境下开展了单晶硅原位纳米切削实验研究.首先,利用聚焦离子束对单晶硅材料进行样品制备,并对金刚石刀具进行纳米级刃口的可控修... 详细信息

为提高单晶硅纳米切削表面质量的同时,不影响加工效率,以扫描电子显微镜高分辨在线观测技术为手段,在真空环境下开展了单晶硅原位纳米切削实验研究.首先,利用聚焦离子束对单晶硅材料进行样品制备,并对金刚石刀具进行纳米级刃口的可控修锐.然后,利用扫描电子显微镜实时观察裂纹的萌生与扩展,分析了单晶硅纳米切削脆性去除行为.最后,分别采用刃口半径为40、50和60 nm的金刚石刀具研究了晶体取向和刃口半径对单晶硅脆塑转变临界厚度的影响.实验结果表明:在所研究的晶体取向范围内,在(111)晶面上沿[111]晶向进行切削时,单晶硅最容易以塑性模式被去除,脆塑转变临界厚度约为80 nm.此外,刀具刃口半径越小,单晶硅在纳米切削过程中越容易发生脆性断裂,当刀具刃口半径为40 nm时,脆塑转变临界厚度约为40 nm.然而刀具刃口半径减小的同时,已加工表面质量有所提高,即刀具越锋利越容易获得表面质量高的塑性表面.

关键词：单晶硅脆塑转变在线观测晶体取向刃口半径

强流脉冲电子束作用下单晶硅表层缺陷与结构变化

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无机材料学报 2010年第12期25卷 1313-1317页

作者：王雪涛关庆丰顾倩倩彭冬晋李艳陈波江苏大学材料学院镇江212013 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室长春130033

为了研究超快变形诱发的非金属材料的微观结构状态,利用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对单晶硅进行了辐照处理,并用透射电镜对电子束诱发的表层微观结构进行了分析.实验结果表明,HCPEB辐照后单晶Si表层形成了丰富的缺陷结构,互相平行的螺... 详细信息

为了研究超快变形诱发的非金属材料的微观结构状态,利用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对单晶硅进行了辐照处理,并用透射电镜对电子束诱发的表层微观结构进行了分析.实验结果表明,HCPEB辐照后单晶Si表层形成了丰富的缺陷结构,互相平行的螺位错和外禀层错是辐照后最为典型的缺陷结构;同时HCPEB辐照还诱发了密度很高的包括位错圈和SFT在内空位簇缺陷,幅值极大和应变速率极高的表面应力导致的{111}面整体位移可能是大量空位簇缺陷形成的根本原因.此外,HCPEB处理可在单晶Si表面形成纳米和非晶混合结构.

关键词：强流脉冲电子束单晶硅结构缺陷空位簇

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单晶硅上电沉积Ni-W-P合金薄膜

化工冶金 1997年第4期18卷 308-311页

作者：李爱昌张国庆张允什南开大学新能源材料化学研究所

在单晶硅上电沉积制备出了具有不同组成和结构的Ｎｉ－Ｗ－Ｐ合金薄膜；研究了镀液组成、温度、ｐＨ值和电流密度等因素对镀层组成的影响；用Ｘ射线衍射法分析了薄膜的结构结果表明，提高温度有利于钨的沉积，降低ｐＨ值有利于高磷薄... 详细信息

在单晶硅上电沉积制备出了具有不同组成和结构的Ｎｉ－Ｗ－Ｐ合金薄膜；研究了镀液组成、温度、ｐＨ值和电流密度等因素对镀层组成的影响；用Ｘ射线衍射法分析了薄膜的结构结果表明，提高温度有利于钨的沉积，降低ｐＨ值有利于高磷薄膜的形成；随着合金中钨、磷含量的增加，晶粒尺寸逐渐减小。

关键词：单晶硅非晶电沉积镍钨磷合金薄膜

532 nm皮秒脉冲激光对单晶硅的损伤特性研究

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中国光学 2022年第2期15卷 242-250页

作者：王佳敏季艳慧梁志勇陈飞郑长彬中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室吉林长春130033 中国科学院大学北京100049 北京跟踪与通信技术研究所北京100094

随着光电对抗和超短脉冲激光技术的发展,研究超短脉冲激光与单晶硅相互作用具有非常重要的理论和实际意义。为了进一步明确532 nm皮秒脉冲激光对单晶硅的损伤机理,本文开展了532 nm皮秒脉冲激光辐照单晶硅的损伤效应实验研究,测定了损... 详细信息

随着光电对抗和超短脉冲激光技术的发展,研究超短脉冲激光与单晶硅相互作用具有非常重要的理论和实际意义。为了进一步明确532 nm皮秒脉冲激光对单晶硅的损伤机理,本文开展了532 nm皮秒脉冲激光辐照单晶硅的损伤效应实验研究,测定了损伤阈值,明确了损伤机理,探讨了低通量下的脉冲累积效应。首先,利用波长为532 nm、脉冲宽度为30 ps的激光器和金相显微镜,基于1-on-1的激光损伤测试方法,测定了单晶硅的零损伤概率阈值为0.52 J/cm^(2);其次,研究了皮秒激光辐照单晶硅在不同激光能量密度下的损伤形貌,发现532 nm皮秒脉冲激光对单晶硅的损伤表现为热影响损伤和等离子体冲击损伤,随着激光能量密度的增大,按主要的损伤机制可将损伤程度分为:热影响(0.52~3 J/cm^(2))、热烧蚀(3~50 J/cm^(2))和等离子烧蚀(>50 J/cm^(2)),且不同情况下,损伤面积随激光能量密度分别对应不同的增长规律;最后,研究了低通量下多脉冲的累积效应,发现在0.52 J/cm^(2)的激光能量密度下,连续辐照16个脉冲时表面形成热影响区,验证了多脉冲的累积效应可以降低单晶硅的激光损伤阈值。

关键词：皮秒脉冲激光单晶硅损伤阈值累积效应损伤特性

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组合激光辐照单晶硅的热作用数值分析

红外与激光工程 2018年第11期47卷 84-91页

作者：张明鑫聂劲松孙可韩敏国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037

利用有限元法对组合激光辐照单晶硅的温度及应力场进行了数值分析,在组合激光与连续激光平均功率密度相同的前提条件下比较了组合激光和连续激光分别作用于单晶硅的损伤效果。计算结果表明,组合激光与连续激光相比更有利于实现对单晶硅... 详细信息

利用有限元法对组合激光辐照单晶硅的温度及应力场进行了数值分析,在组合激光与连续激光平均功率密度相同的前提条件下比较了组合激光和连续激光分别作用于单晶硅的损伤效果。计算结果表明,组合激光与连续激光相比更有利于实现对单晶硅的热损伤;组合激光作用下单晶硅内部的Von Mises应力、轴向应力和环向应力比在连续激光作用下要大,组合激光对单晶硅的损伤比连续激光更强。

关键词：组合激光激光损伤数值分析单晶硅