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Annealing temperature influence on the degree of inhomogeneity of the Schottky barrier in Ti/4H–sic contacts

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chinese Physics B 2014年第12期23卷 418-422页

作者：韩林超申华军刘可安王弋宇汤益丹白云许恒宇吴煜东刘新宇 Microwave Device and Ic Department Institute of Microelectronics Chinese Academy of Sciences Zhuzhou cSR Times Electric co. Ltd Zhuzhou cSR Times Electric co. Ltd

Tung＇s model was used to analyze anomalies observed in Ti/si c Schottky contacts. The degree of the inhomogeneous Schottky barrier after annealing at different temperatures is characterized by the ‘T0anomaly＇ and the difference（△Φ）between the uniformly high barrier height（Φ0B） and the effective barrier height（Φeff B）. Those two parameters of Ti Schottky contacts on 4H–si c were deduced from I–V measurements in the temperature range of 298 K–503 K. The increase in Schottky barrier（SB） height（ΦB） and decrease in the ideality factor（n） with an increase measurement temperature indicate the presence of an inhomogeneous SB. The degree of inhomogeneity of the Schottky barrier depends on the annealing temperature, and it is at its lowest for 500-°c thermal treatment. The degree of inhomogeneity of the SB could reveal effects of thermal treatments on Schottky contacts in other aspects.

关键词： Schottky contact si c inhomogeneity barrier

原位合成Ti3sic2/sic复合材料及其显微组织的观察

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原位合成Ti3SiC2/SiC复合材料及其显微组织的观察

Zr2Al4c5-sic陶瓷的SPS制备及性能研究

第十三届全国高技术陶瓷学术年会

作者：李世波翟洪祥周洋张志力北京交通大学机械与电子控制工程学院

三元化合物碳硅化钛(Tisic)集陶瓷和金属材料的优点于一身,象金属一样是优良的热电导体、易加工、对热震不敏感、高温表现塑性行为;象陶瓷一样具有抗氧化性、最重要的是在高温仍保持高强度。其优异的性能成为新材料领域的研究重点。利用... 详细信息

三元化合物碳硅化钛(Tisic)集陶瓷和金属材料的优点于一身,象金属一样是优良的热电导体、易加工、对热震不敏感、高温表现塑性行为;象陶瓷一样具有抗氧化性、最重要的是在高温仍保持高强度。其优异的性能成为新材料领域的研究重点。利用si c增强Tisic基复合材料是提高其力学性能和抗氧化性的一条主要途径,也是作为高温结构材料使用的首要条件。本文利用廉价原料si和Ti c,采用原位反应法合成了Tisic/si c复合材料。研究了不同烧结工艺参数和原料配比对形成Tisi c/si c复合材料的影响。X-射线衍射分析发现,所合成的材料中除Tisi c和si c外,还有Ti c存在。无论是改变烧结工艺参数,还是提高原始配料中的si含量,基体中总有Ti c。分析认为,Ti c是由Tisi c高温分解形成的。利用扫描电镜和透射电镜观察了材料的微观组织,发现Tisi c颗粒尺寸在10μm左右。生成的si c颗粒呈棒状和等轴状分布于Tisi c基体中。分布于Tisi c颗粒的晶界处的si c和Ti c颗粒,抑制了Tisi c的长大。另外,还发现许多纳米颗粒聚集区,主要是Tisi c以及少量的Ti c和si c共存在。Tisi c晶粒内部存在大量的位错和层错。一些包裹于Tisi c颗粒内部的Ti c或si c颗粒周围,由于热膨胀系数不同而形成放射性位错。

关键词： Ti3sic2 si c 复合材料显微组织

来源： cnki会议评论

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Zr2Al4C5-SiC陶瓷的SPS制备及性能研究

作者：李凌云哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

Zr-Al-c三元层状陶瓷具有良好的力学和抗氧化性等性能,但是其在高温条件下的抗氧化性能离应用仍有差距,因此Zr-Al-c陶瓷的使用受到了很大的限制。si c的抗氧化性能很好,将其作为第二相添加到Zr-Al-c基体中可以改善基体的抗氧化性能;此外... 详细信息

Zr-Al-c三元层状陶瓷具有良好的力学和抗氧化性等性能,但是其在高温条件下的抗氧化性能离应用仍有差距,因此Zr-Al-c陶瓷的使用受到了很大的限制。si c的抗氧化性能很好,将其作为第二相添加到Zr-Al-c基体中可以改善基体的抗氧化性能;此外,si c的强度及硬度也很高,对Zr-Al-c基体的力学性能也有较大改善。因此,制备Zr2Al4c5-si c复合材料并对其抗氧化性能和力学性能进行研究具有重要意义。本文以Zr c、Al、炭黑为原材料,通过无压烧结制得Zr2Al4c5,再往Zr2Al4c5基体中添加不同体积分数的si c通过放电等离子烧结(SPS)制得了Zr2Al4c5-si c复合材料。研究了不同组分材料的微观形貌及相组成,测试了不同组分材料的力学性能,采用水淬-残余强度法衡量材料的抗热震性能,分析了热震试样的断口形貌;对试样引入预制压痕,研究了氧化温度对材料裂纹自弥合性能的影响,对氧化后试样的微观形貌及相组成进行了表征;研究了材料的恒温静态氧化性能,通过试样的单位面积增重及试样的氧化层厚度与氧化时间的关系来衡量材料的抗氧化性能,观察了不同氧化条件下试样的表面形貌及断口形貌。复合材料的主相是Zr2Al4c5与si c,同时存在Zr c及其它Zr-Al-c化合物等杂质,si c抑制了基体晶粒的尺寸,提高了材料的致密度和力学性能。随热震温差的增加,各个组分材料的残余弯曲强度先是呈下降趋势,最后趋于不变;在同一热震温差下,材料的残余弯曲强度保持率随si c含量增加而增加。材料的临界热震温差随si c含量的增加而升高。试样氧化层由氧化产物Zr O2、Al2O3和Zr si O4、3Al2O3.2si O2组成,这些氧化产物对裂纹起到填充作用,有利于材料强度的恢复,但是氧化层与材料基体之间的热应力则不利于材料强度的恢复,在不同的氧化温度区间内,起主导作用的因素不同,材料强度的变化规律也不同。试样单位面积增重和氧化层厚度与氧化时间的关系均遵循kp·tn形式的抛物线规律。添加10vol%si c的Zr2Al4c5-si c复合材料的抗氧化性能最好,si c含量继续提高,材料抗氧化性能反而会有所下降。

关键词： Zr2Al4c5 si c SPS烧结裂纹自弥合静态氧化

一维纳米结构的磷酸银复合光催化材料的制备及性能研究

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一维纳米结构的磷酸银复合光催化材料的制备及性能研究

作者：李双浙江理工大学

学位级别：硕士

光催化分解水作为能源环境研究领域的最前沿,其绿色无污染,循环可持续,一直被认为是解决环境污染和能源危机的有效途径之一。然而,现阶段光催化分解水依旧面临着光利用率低,回收困难,材料选择限制和成本高难以商业化应用等问题。所以,... 详细信息

光催化分解水作为能源环境研究领域的最前沿,其绿色无污染,循环可持续,一直被认为是解决环境污染和能源危机的有效途径之一。然而,现阶段光催化分解水依旧面临着光利用率低,回收困难,材料选择限制和成本高难以商业化应用等问题。所以,探索光利用率高,材料简单易回收且成本低的光催化剂一直是当前研究领域的重点及难点!本文从光催化分解水所面临的几个问题出发,制备了由AgPO与TiO、ceO、sic和Pt这几种材料复合的AgPO/ceO/TiO、AgPO/Pt/ceO/TiO和AgPO/Pt/sic复合光催化剂,并对其微观结构,光催化分解水及光催化降解方面的性能,光催化机理进行了实验表征和讨论。相关实验结果如下:(1)首先通过水热和退火的方法制备出分级ceO/TiO纳米线,并于其表面依次沉积Ag+和PO43-离子,制备出分级AgPO/ceO/TiO纳米线光催化剂。通过XRD、SEM、TEM以及XPS等实验表征,我们确定了这种分级纳米线结构,其中ceO分支表面均匀负载着颗粒尺寸在2 nm的AgPO纳米颗粒。在不加牺牲剂的光催化分解水性能测试中,三体系AgPO/ceO/TiO复合催化剂表现出一定地析氧性能,但无法析出氢气。通过光电化学测试和荧光光谱测试,结果表明该光催化剂具备非常优异的光生载流子的分离传输性能,说明催化剂中ceO、TiO和AgPO之间形成了非常强大的相互协同作用。通过能带分析,我们认为这是由于ceO和TiO构建的type-II型异质结构与AgPO之间形成的新型Zscheme异质结构造成的,其中type-Ⅱ型异质结构ceO/TiO间的协同作用不仅可以快速转移光生载流子,抑制光复合,还对与AgPO形成新型Z-scheme异质结构具有协同增强作用,进一步增强光生载流子的分离传输并抑制光解水的可逆反应,从而促使三体系催化剂在不加牺牲剂情况下,光催化分解水析氧的产生。(2)基于实验第一部分的研究内容,本文通过水热和原位沉淀方法于type-Ⅱ型分级ceO/Ti O纳米线表面依次负载Pt和AgPO纳米颗粒,制备出AgPO/Pt/ceO/TiO四体系纳米复合材料,并通过光催化降解实验研究纳米Pt颗粒对type-Ⅱ型三体系Z-scheme异质结构AgPO/ceO/TiO的影响及其可能原因。通过XRD、SEM、TEM和EDS等实验表征手段,我们确定了这一四体系分级纳米线的微观结构,其中2 nm大小的Pt和AgPO纳米颗粒均匀分布在分级ceO/TiO纳米线表面。在光催化降解实验中,四体系AgPO/Pt/ceO/TiO光催化剂表现出对新型Z-scheme异质结构AgPO/ceO/TiO更加优异的光催化降解能力,而且在光电化学测试和荧光光谱实验中,其表现出相对于AgPO/ceO/TiO异常优异的电子传输转移能力并有效抑制了光生电子空穴的复合。对于这一现象,我们认为这可能是由于Pt的负载在AgPO与ceO/TiO之间起到了电子传输媒介,加速光生载流子分离传输的作用,增强了AgPO/ceO/TiO复合催化剂原本的Zscheme异质结构的相互协同作用能力,从而提高了其光催化性能。(3)依次用水热和原位沉淀的方法,在sic纳米线表面负载Pt和AgPO纳米颗粒,制备AgPO/Pt/sic纳米线复合光催化剂。通过XRD、SEM、TEM和XPS实验表征,说明该纳米线复合材料的微观结构是以sic为主干,表面均匀负载着2 nm大小的Pt和AgPO纳米颗粒。在可见光催化分解水实验中,加入牺牲剂的状况下,AgPO/Pt/sic表现出优异的析氧能力;而不加入牺牲剂时,该催化剂同样表现出析氧能力,却并无氢气产出。光电化学测试和荧光寿命测试表明AgPO/Pt/sic复合催化剂具有很强的光生载流子传输分离能力,说明该催化剂内部AgPO,Pt和sic NWs三者之间存在强大的相互协同作用。我们认为该复合催化剂催化机理为Pt作为光生载流子传输媒介与AgPO和sic结合形成Z-scheme异质结构,促使AgPO导带电子通过Pt纳米颗粒向sic价带快速传输转移,并与sic价带空穴复合,从而提高AgPO的稳定性,而AgPO价带空穴则与水反应,分解水产生氧气。

关键词：光催化分解水 Z-scheme Type-II Ag3PO4 ce O2 Ti O2 si c Pt

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复合钎料钎焊sic与Nb的工艺和机理研究

复合钎料钎焊SiC与Nb的工艺和机理研究

作者：陈哲哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

针对si c陶瓷钎焊过程中母材与金属基钎料显著的物理性质差异会引发较大的残余应力问题,本文从调节钎缝热膨胀系数的角度出发,配制了可实现原位合成Ti B晶须与Ti c颗粒的Ag cu Ti/B4c复合钎料,并将其应用到si c/si c与si c/Nb的连接体系... 详细信息

针对si c陶瓷钎焊过程中母材与金属基钎料显著的物理性质差异会引发较大的残余应力问题,本文从调节钎缝热膨胀系数的角度出发,配制了可实现原位合成Ti B晶须与Ti c颗粒的Ag cu Ti/B4c复合钎料,并将其应用到si c/si c与si c/Nb的连接体系中,提升了相应的钎焊接头的可靠性。通过试验结果与理论分析得到了复合钎料钎焊si c陶瓷接头的强化机制与形成机理。在si c/si c体系中,分别利用含B4c质量分数为0%,1%,1.5%,2%四种成分的Ag cu Ti复合钎料对si c/si c实现钎焊连接。研究了工艺参数对si c/si c接头组织与力学性能的影响,分析了接头的断裂位置与裂纹扩展路径,建立了工艺、接头组织与力学性能的联系。一定范围内提升钎焊温度、延长保温时间均有利于钎缝原位合成Ti B与Ti c反应的充分进行,从而缓解接头物理性质的错配,缓解残余应力,提升接头强度。此时对应的si c/si c弯曲试件断裂路径与钎缝呈45°夹角,断裂主要发生在两侧的陶瓷母材上。而参数过高会导致界面反应过于剧烈,从而恶化接头性能,此时接头主要断裂在反应层上。在相同钎焊条件下,含1.5wt.%B4c成分的复合钎料对应接头性能最佳,优化工艺参数为950℃,保温10min时,接头平均强度达到140MPa,比纯Ag cu Ti钎料能达到的最高接头强度高出52%。利用复合钎料对si c/Nb母材体系实现了可靠的钎焊连接。由钎焊工艺对接头组织与性能影响的研究可知,Nb侧界面为固溶体组织,故塑韧性较好。接头质量主要由si c侧界面反应与钎缝中心区反应共同决定。当si c侧形成良好冶金结合,同时钎缝中原位合成大量弥散的Ti B与Ti c时,接头剪切强度最高可达98MPa,对应的工艺参数为890℃,保温10min。利用纯Ag cu Ti钎料与不同成分的复合钎料钎焊si c/Nb,相同工艺参数下最佳成分复合钎料对应接头强度比纯金属钎料对应强度提高了近60%。纯金属钎料与含1wt.%B4c复合钎料对应钎缝热膨胀系数较大,试件在高水平残余应力作用下以圆弧形路径完全断裂于陶瓷母材;含1.5wt.%B4c钎料对应钎缝热膨胀系数显著降低,同时钎缝还保持较好的塑性,此时接头呈复合式断裂,裂纹由si c扩展至钎缝,钎缝的塑性变形与晶须颗粒的联合作用会阻碍裂纹扩展;含2wt.%B4c成分的钎料虽然对应钎缝的热膨胀系数很低,但钎缝的弹性模量显著提高,且塑性变差不利于应力释放,最终接头在界面处断裂。

关键词：复合钎料原位反应残余应力 si c Nb

Ni-sic传感器低触发蔡氏混沌电路机制研究

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Ni-SiC传感器低触发蔡氏混沌电路机制研究

作者：龚安西安科技大学

学位级别：硕士

sic是一种新型气敏材料,它对气体具有优良的吸附特性,在气敏元件的研发领域具有非常高的研究价值。本文基于密度泛函理论模拟计算了cO气体在sic表面和Ni掺杂sic表面的吸附性能和特征。分别从吸附系统空间结构变化、吸附能、态密度、密... 详细信息

sic是一种新型气敏材料,它对气体具有优良的吸附特性,在气敏元件的研发领域具有非常高的研究价值。本文基于密度泛函理论模拟计算了cO气体在sic表面和Ni掺杂sic表面的吸附性能和特征。分别从吸附系统空间结构变化、吸附能、态密度、密立根电荷布居及电荷密度差等几个方面,对比分析了cO在其表面不同吸附位置的吸附特征。结果表明对于cO在sic（001）表面吸附,桥位是一个敏感的吸附位置;而对于cO在Ni掺杂sic（001）表面吸附,fcc位是比较敏感的位置。并发现Ni掺杂明显提高了sic（001）表面的活性,提高了气体吸附的概率。相关的结论将用于指导cO气体在sic材料表面吸附实验的实施,同时对sic瓦斯传感器的研发具有科学的理论指导价值。在传感器电路设计中,引入了蔡氏混沌电路以提高气敏传感器的灵敏度。利用蔡氏电路对电路的初始条件极端敏感的特性,来检测低浓度的瓦斯气体。通过改变电路中敏感电阻的阻值获得电路产生不同的混沌相轨图,进而关联瓦斯气体的浓度和成分。出于对电路灵敏度的更高要求,在蔡氏电路的基础上,对其进行了新的改进,使得电路的灵敏度有了质的改善,而且电路的性能也得到了提升。此外,对比了模拟和数字两种方式实现了蔡氏混沌电路的优缺点,提出了采用数字方式实现电路设计的可行性。在低浓度瓦斯传感器设计电路的基础上,基于嵌入式平台设计了它的外围电路,包括声光报警电路、LcD显示电路、实时监控电路等。使得瓦斯传感器具有智能化的设计和比较完善的功能。同时大大提高了电路的集成度,方便后期产品的升级和集成。为客户带来极大地便利,可以广泛的应用到生产和生活中,尤其是运用的矿井煤矿开采方面,使得煤矿的开采环境变得更加安全。

关键词： si c 瓦斯传感器蔡氏混沌电路低浓度气体高灵敏度

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sic纳米结构场发射阴极研究进展

宁波工程学院学报 2021年第2期33卷 23-28页

作者：祝震宇孙梓瀚王霖宁波工程学院材料与化学工程学院浙江宁波315211

基于目前的研究现状,简述了场发射性能的影响因素和评价标准,系统论述了优化si c纳米结构场发射阴极的方法及研究进展。其中具有高长径比的针尖状si c纳米结构,通过掺杂、表面修饰、空间分布和复合结构等处理后可进一步增强其场发射性能。

关键词： si c 纳米结构场发射