Growth of c-oriented ZnO films on (001) SMO3 substrates by MOCVD

The growth direction of ZnO thin films grown by metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) is modulated by pretreatment of (001) SMO3 (STO) substrates. ZnO films show a-oriented smooth surface with epitaxial relationship of < 001 > ZnO//< 110 > STO on as-received SfO, and c-axis columnar growth with < 010 > ZnO//< 110 > STO on etched STO, respectively. The orientation alteration of ZnO films is supposed to be caused by the change of STO surface polarity. In addition, the c-ZnO films exhibit an enhanced photoluminescence (PL) intensity due to the improved crystal quality, while the blueshift of PL peak is attributed to the smaller tensile strain. These results show that high quality c-ZnO, which is essential for electronic and optoelectronic device applications, can be grown on (001) SfO by MOCVD. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Heteroepitaxial gold (111) rings on mica substrates

Two-dimensionally arranged gold rings were prepared by depositing a polymeric membrane bearing a dense array of uniform pores onto a mica substrate, filling the pores with a solution of a gold precursor, evaporation of the solvent and calcinations. The epitaxy of gold rings is confirmed by x-ray diffraction measurements, and the epitaxial relationship between gold rings and the mica was found to be Au(111)[1-10]parallel to mica(001)[010]. The polar and azimuthal angular spreads are 0.3 degrees and 1 degrees, respectively, which is at least equal to or better than the quality of the corresponding epitaxial gold-film on mica. (c) 2005 American Institute of Physics.

6H-SiC高场输运特性的多粒子蒙特卡罗研究

采用非抛物性能带模型，对6H-SiC高场电子输运特性进行了多粒子蒙特卡罗(Ensemble Monte Carlo)研究．研究表明：温度为296 K时，电子横向漂移速度在电场为2．0×104 V／cm处偏离线性区，5．O×10~5V／cm处达到饱和．由EMC方法得到的电子横向饱和漂移速度为1．95×10~7cm／s，纵向为6．0×10~6cm／s，各向异性较为显著．当电场小于1．0×10~6 V／cm时，碰撞电离效应对高场电子漂移速度影响较小．另一方面，高场下电子平均能量的各向异性非常明显．电场大于2．O×10~5V／cm时，极化光学声子散射对电子横向能量驰豫时间影响较大．当电场一定时，c轴方向的电子碰撞电离率随着温度的上升而增大．对非稳态高场输运特性的分析表明：阶跃电场强度为1．0×10~6 V／cm时，电子横向瞬态速度峰值接近3．O×10~7cm／s，反应时间仅为百分之几皮秒量级．

六联苯超薄膜与弱取向外延生长

有机半导体薄膜的形态结构对器件性能具有非常重要的影响，近年来高质量有机半导体薄膜的制备成为有机半导体薄膜器件研究的核心内容之一。弱取向外延生长能够获得类单晶迁移率的高质量有机半导体薄膜。而制备出高取向、大尺寸、低缺陷、连续的高质量外延生长基底是获得类单晶外延薄膜的前提条件，这样就需要深入了解它们的生长行为、生长机理及薄膜相态特性。因此，高质量外延基底生长和弱取向外延生长行为及机理的研究就具有十分重要的理论价值和实用价值，是选择和扩展弱取向外延生长材料体系的基础。由此，本论文中工作主要分为两部分，第一部分工作是对外延基底六联苯超薄膜生长的研究：一方面生长出大尺寸、高取向、连续的超薄膜为弱取向外延生长提供高质量的外延基底，另一方面丰富和发展了有机半导体薄膜生长理论。第二部分工作是对酞菁化合物在六联苯超薄膜上弱取向外延生长行为和机理的研究，为弱取向外延材料体系的选择与扩展提供实验依据和理论指导。 首先，研究了六联苯超薄膜生长行为。研究结果表明：(1) 六联苯超薄膜在高温(＞60 oC)和低温(≤60 oC)的二氧化硅(SiO2)基底上生长具有不同的生长机理：高温时薄膜生长符合扩散受限凝聚生长(DLA)机理，低温时薄膜生长是由低有序薄膜经过亚稳分解后重组向团状岛转变。(2) 六联苯超薄膜的生长行为和相结构表明单层和双层薄膜是两种不同的相态：单层薄膜是高取向的具有液晶特性的薄膜相态，双层薄膜是长程有序的近似体相β-phase结构的结晶相。(3) 通过优化基底温度和生长参数，可以制备出高取向、大尺寸、连续的六联苯超薄膜，即可以为酞菁化合物的弱取向外延生长提供高质量的外延基底。 然后，以平面型自由酞菁(H2Pc)及酞菁锌(ZnPc)和非平面型酞菁氧钒(VOPc)为例，深入研究了酞菁化合物在六联苯超薄膜上的弱取向外延生长行为及机理。研究结果表明：(1) 弱取向外延生长的酞菁分子在六联苯超薄膜上立着生长，p-p共轭的方向平行于基底，同时酞菁分子在薄膜平面内具有规则的取向织构。这种高取向的酞菁化合物薄膜有利于载流子在薄膜平面内的传输，其迁移率达到了相应的单晶水平。(2) 由于六联苯双层及单层薄膜结构和相态的差别，平面型酞菁化合物表现出不同的外延生长行为：在六联苯双层薄膜上生长的酞菁化合物薄膜在薄膜平面内只有一种取向，对应于有公度外延生长(Commensurate Epitaxy)；在六联苯单层薄膜上生长的酞菁化合物薄膜在薄膜平面内有三种取向，同时兼具有公度外延生长和无公度外延生长(Incommensurate Epitaxy)。但非平面型VOPc由于分子排列方式及三斜晶体结构的本质，在六联苯单层及双层薄膜上都只表现出无公度外延生长。(3) 六联苯(001)晶面上突起的氢原子所形成的[110]、[1-10]和[010]沟道对酞菁分子具有强烈的预取向作用，从而形成取向的单分子柱晶核。然后在晶格匹配效应和基底沟道效应下，分别形成有公度外延生长和无公度外延生长。即晶格匹配关系和基底沟道效应为寻找弱取向外延生长有机半导体材料体系提供了理论指导依据。

辐射交联共混体系性能和形态控制

控制聚合物的形态，就可以合理地控制聚合物的性能。形态控制这种方法在非辐射界中应用的例子很多，最有代表性的是动态硫化和反应增容技术。在此基础上，辐射加工领域的研究者迅速发展了辐射相态固化和辐射反应增容技术，并且也取得很好的结果。但是，我们发现对于结晶型聚合物共混体系的辐射交联，特别是连续相交联的控制，这些方法都存在一定的不足之处。所以，我们提出“辐射交联”的方法来控制共混体系连续相和分散相的形态。利用这种方法，通过控制辐射条件，可以得到共混体系中连续相交联，分散相几乎不交联的形态；同时得到比较好的力学性能和结晶性能。这种形态控制的方法不但补充了形态控制理论，而且会对今后的共混体系辐射加工提供理论依据和指导。由于尼龙类聚合物的辐射交联是下个世纪辐射行业的发展主要方向，所以我们选择的体系是连续相为辐射交联型聚合物PAl010，分散相为辐射稳定型聚合物HIPS。而尼龙共混体系的辐射交联，尤其是PAlOlO共混体系，至今鲜有报导。本文通过研究共混体系聚合物的力学性能、凝胶动力学、热学性能和不同方法得到的形态来阐述聚合物共混体系的形态、辐射交联、结晶和性能之间的关系。得到的结果如下：(1)HIPS是一种辐射交联型聚合物。由于体系比较复杂，所以利用Charlesby-Pinner公式处理HIPS的凝胶含量和辐射剂量的关系并不符合线性，但是利用张-孙-钱公式进行处理，得到了比较好的线性关系。随着辐射剂量的增加，体系的凝胶含量出现先增加，略有降低的趋势。随着辐射剂量的增加，弹性模量保持增加的趋势；断裂能和断裂伸长率下降；而拉伸强度出现先增加、后降低的趋势，当辐射剂量为0.80Mgy的时侯，拉伸强度达到最大值。从液氮断裂SEM电镜分析，基质上的圆形鼓包是具有增韧能力橡胶或HIPS中的接枝共聚物。随着辐射剂量的增加，这种鼓包逐渐减少，体系失去了增韧的能力。拉伸断面SEM照片表现为，随着辐射剂量的增加，断裂面上出现了未辐照HIPS基质中没有出现的圆形鼓包，我们认为是橡胶相交联所致。随着辐射剂量的进一步加大，交联密度的增加，体系的圆形鼓包消失。(2)PAlOlO和HIPS的共混体系辐射交联后，随着辐射剂量的增加，拉伸强度、断裂伸长率和断裂能同时出现了最大值，但是进一步增加辐射剂量，迅速下降。另外共混体系辐射交联后，随辐射剂量的增加，弹性模量出现先增加、后出现平台、然后继续增加的现象。(3)利用DSC非等温结晶现象分析，发现随着辐射剂量的增加，共混体系的结晶温度有下降的趋势，说明辐射对结晶能力的限制。而且我们发现辐射诱导结晶现象的出现，而且辐射诱导结晶达到最大的时候的辐射剂量为0.34MGy，此时恰好是力学性能最优的时候。(4)聚合物各种性能的体现和聚合物的形态是密不可分的。我们先后利用TEM，脆断样品SEM和拉伸样品SEM来对PAl010／HIPS共混体系进行了形态学上的研究。脆断形态发现，随着辐射剂量的增加，凝胶反应在共混体系的基质PAl010相和两相界面处比较明显。进一步增加辐射剂量发现，在分散相表面上的凝胶物质增加；利用TEM发现共混体系中分散相HIPS中橡胶粒子随着辐射增加，出现粒子尺寸减小的趋势，而且在0.34MGy时候，橡胶粒子尺寸比较小，而且分布很好，此时体系的力学性能也比较好；拉伸形态分析发现随着辐射剂量的增加，断面出现了明显的韧脆转变。(5)共混体系非等温结晶现象和纯PA1O1O的有些相似。随着辐射的增加，结晶温度和熔融温度都随之下降。讨论半晶型聚合物的熔融双峰现象很多，本实验得到的现象比较符合熔融重组(The melting recrystallization)的观点。辐射诱导结晶现象的出现，促进了力学性能的提高。辐射对于结晶表面的损伤，通过WAXD可以看出，而且我们发现在010面的衍射峰的强度在辐射剂量为0.34MGy的时候要比未辐照体系的衍射峰强，但是在辐射剂量为0.85MGy的时候，衍射峰的强度比未辐照的时候低。等温结晶的现象，说明利用Avrami公式可以处理共混体系的辐射交联。在在相同温度下，辐射剂量大的体系的结晶速率比辐射剂量小的低，说明结晶困难。相同辐射剂量下，不同结晶温度得到的n值不同，变化幅度从2.4～2.9。通过Hoffman-Weeks公式我们得到未辐照体系的平衡熔点是202.21 ℃。辐射剂量为0.34MGy的时候，平衡熔点为193.3 ℃。当辐射剂量为0.85MGy的时候，平衡熔点为185.79 ℃。

主链热致液晶高分子的高有序液晶性研究

主链热致液晶聚芳醚酮，同时引入含联苯介晶基元和含取代侧基的破坏结晶基元，具有丰富的液晶相结构，是目前发现的少数几种具有高有序液晶性的聚合物之一。本论文利用热分析（DSC）、红外光谱（FTIR）、广角X－射线衍射（WAXD）、偏光显微镜（PLM）、电子显微镜（TEM）、电子衍射（ED）和原子力显微镜（AFM）等实验手段对主链热致液晶聚芳醚酮进行了结构和形态表征，研究了高有序液晶性及其在相变中作用。这不但对全面了解和认识液晶高分子的复杂相变过程有重要理论意义，同时对改善这类材料的性能和拓宽其应用范围有重要的实际意义。首先确定了主链热致液晶聚芳醚酮的高有序液晶相。DSC结果指出该共聚物呈现两个热力学一级相转变，即结晶相向液晶相和液晶相向各向同性相的转变。WAXD结果表明，该共聚物在液晶相温区形成高有序近晶结晶相结构，即同时呈现高有序液晶相和结晶的衍射特征，由低角度衍射峰确定液晶相具有多个亚层结构，由高角度衍射峰确定结晶相为正交晶系。通过ED、WAXD方法，确定所得的高有序近晶结晶相为垂直的正交相SC_E相。TEM、PLM观察到的单矢畴结构和镶嵌织构等也证明了高有序液晶相的存在。高有序液晶相的形成和发展过程对其后降温过程中的结晶相变有重要影响。从各向同性溶体慢降温时(≤10 ℃/min)，在液晶温区生成了较完整的高有序液晶相，其后直接转化成稳定的晶型I结构；从各向同性溶体快降温时(≥20 /min)，在液晶温区生成不完整的小尺寸高有序液晶相并成为另一种亚稳晶相（晶型II）的成核剂，而晶型II的生长速率很快，最终导致大量亚稳晶型II的生成。亚稳晶型II在较高温度下热处理可转化为稳定的晶型I。对于常规聚芳醚酮，可通过拉伸诱导和溶剂诱导晶型II的产生，而本文为首次发现液晶聚芳醚酮可通过控制降温速率诱导晶型II的产生。研究了液晶聚芳醚酮的共聚组成和侧基的空间位阻效应对液晶性的影响。当聚合物中侧基摩尔分类小于30％和大于80％时，样品不具有液晶性。仅当共聚物的侧基摩尔分数在30％－80％时，样品呈现液晶性，熔融相转变温度随共聚组成不同基本保持不变，这种变化规律与常规聚芳醚酮无规共聚物的呈“V”字形变化有显著的不同。不同侧基共聚物的液晶稳定性从小到大的次序为氯侧基PAEK<甲氧基 PAEK<叔丁基 PAEK≤苯侧基 PAEK<三氟甲基苯PAEK，说明空间位阻效应比分子极性效应对液晶稳定性的影响大，其符合Flory-Onsager空间位阻效应是决定液晶稳定性因素的观点，而否定了Maier-Sauper分子极性效应是决定液晶稳定性因素的观点。液晶聚芳醚酮具有非常丰富的液晶相态结构，包括低有序液晶相特征的纹影织构、扇形织构、焦锥织构；高有序液晶相特征的镶嵌织构、近晶相球晶织构、单矢畴结构；剪切力场诱导的指纹织构；非剪切作用下结晶诱导的单晶状条带结构；以及薄膜样品从溶体冷却结晶得到的单晶体和从非晶态冷结晶得到的球晶。单矢畴结构是有单一分子取向的有序微区，它是液晶高分子存在高有序液晶相一个有力的证据。研究表明液晶聚芳醚酮的单矢畴结构是由初始的多天畴结构经热处理转化而成的，具有正交晶系和分子链垂取向的特征。指纹织构是在液晶相与各向同性相转变温区受到机械剪切作用时形成的且非连续地分散在镶嵌织构中。研究表明指纹织构为正交晶体结构，整个指纹织构区域的分子链均垂直于膜平面，晶体的a轴和b轴的取向也基本一致。在主链热致液晶高分子中这种剪切诱导的指纹织构还是首次发现并被报道。单晶状条带结构是液晶聚芳醚桐熔体膜在高有序液晶相转化温区等温处理生成的。TEM结果指出条带呈明暗相间的周期性排列，其宽度约20nm；ED结果指出条带区域具有正交晶系的单晶状取向结构；条带的延伸方向为晶体的b轴方向；AFM结果指出条带结构的薄膜表面是凸凹起伏的。通过电子衍射、明场、暗场和样品倾转技术证明，这种结晶诱导的单晶状条带结构的成因来自于分子链的取向不同。条带结构在AFM高度图中的凸起部分（TEM明场像的暗区）分子链垂直于膜平面，而凹下部分（TEM明场像的亮区）分子链向b轴倾斜，最大倾角±20°。需要指出的是文献报道的条带结构，无论是剪切的和非剪切（结晶诱导或固化诱导）的条带结构，其分子链均平行于膜平面，而我们得到的条带结构的分子取向与其有显著的不同。这种单晶状条带结构的生成，除湿度和时间等影响因素外，膜厚度是决定性因素，只有当膜厚略大于分子链长度时，方导致结晶诱导的单昌状条带结构的形成，过剩的自由体积能以这种起伏的条 结构的方式得以释放。该聚合物在生成单晶状条带结构的同时，还形成大量的均相附生结晶形态，绝大多数附生结晶接触面为(100)_Ⅰ/(210)_Ⅱ和(010)_Ⅰ/(210)_Ⅱ，分别对应结晶b轴的夹角为32°和122°。液晶聚芳醚酮薄膜样品，从熔体冷却结晶得到了单晶体，从非晶态冷结晶得到了球晶。平放（flat-on）的单晶有规则的外形，从[001]方向的电子衍射图，可确定单晶区域为正交晶系，分子链（c轴方向）垂直于膜平面。AFM观察指出，单晶体表面平整度达分子水平，并成功地获得了分子晶格分辨像，测得的晶胞参数（a和b）与电子衍射结果基本一致，分子链端位于晶体表面，这意味着该聚合物的分子量分布很均匀。该分子晶格分辨像被《Macromolecular Rapid Communications》选作封面。

环戊二烯基轻稀土氯化物的合成及其稳定性的研究

I LnCl_3-LiCl-THF配合物的研究深入地研究了氯化稀土和氯化锂于四氢呋喃溶液中，以不同的摩尔比，在不同条件下的反应。实验结果表明，反应速度随着稀土元素原子半径的减小，LiCl/LnCl_3摩尔比的增大，以及四氢呋喃用量的增加而加快。通过紫外质谱元素分析和X-射线单晶结构分析等证明，随着不同的LiCl/LnCl_3摩尔比和结晶条件的不同，可以得到不同组成的LnCl_3-LiCl-TNF配合物。对(LaCl)(THF)_2(μ_2-Cl)_4[Li(THF)_2]_2和(LaCl)DME(μ_3-Cl)(μ_2-Cl)_5(La·DME)Li(THF)_2晶体的结构分析表明，前者为单斜晶系，P21/C空间群。a=10.542(4), b=32.236(4), c=11.182(6)A °; β=113.50(3) °, V=3484.97 A °~3. Z=4, R=0.0471；后者为三斜晶系，PT空间群，晶胞参数是：a=11.123(3), b=16.564(5), c=8.653(3)A °;α=95.16(3), β=95.63(3), γ=74.71(3) °;V=1527.0A °~3。Z=2，R=0.0303。实验结果还表明，μ_2-和μ_3-氯桥键是LnCl_3-LiCl-THF类配合物中最基本、最重要的配位键，这种键是通过多重键的方式起着稳定分子结构的作用。当进行与有机配体的交换反应时，由于它们的特殊稳定性，能起到阻止轻稀土有机配合物歧化反应的作用。II环戊二烯基轻镧系氯化物的合成及其稳定性的研究对(G_5H_5)_3Ln·THF和LnCl_3·3LiCl-THF (Ln=La, Nd)溶液反应的研究表明，由于μ_2-氯桥键的作用，轻稀土环戊二烯基化合物中环戊二烯基的再分配反应，在0℃或室温下都能迅速进行。通过两者不同的摩尔比反应，经元素分析、红外光谱、~1H NMR和质谱鉴定，方便地合成了C_5H_5 LnCl_2·2LiCl·5THF和(C_5H_5)_2LnCl.LiCl·nTHF (Ln=La, Nd)等配合物。这一结果表明(C_5H_5)_2LnCl.LiCl·nTHF配合物不仅能稳定地存在于THF溶液中，而且能在一定条件下析出结晶。对(C_5H_5)_2LaCl.LiCl·4THF的晶体结构测定表明，该晶体属于正交晶系，Pc2m空间群。a=12.306(4), b=23.056(6), c=26.701(11)A°; V=7575.81A°~3;而(C_5H_5)_2LaCl·LiCl(DME)_2THF晶体则属于六方晶系，a=12.967(4), b=12.967(4), c=24.108(10)A°;V=3510 A°~3。通过(G_5H_5)_3Ln·THF与LnCl_3·3THF (Ln=La, Nd)的反应进一步研究了轻稀土环戊二烯基氯化物的稳定性。经元素分析，红外光谱和晶体结构分析表明合成了[(η~5-C_5H_5)_4La_3Cl_5·3THF]_2·9THF和(C_5H_5)_2 NdCl·THF配合物，前者属于三斜晶系，P1空间群。a=11.690(3), b=11.750(5), c=18.433(6)A°; α=98.75(3), β=95.62(3), γ=118.92(2)°; V=2147.06 A°~3. Z=1, R=0.099。对环戊二烯基轻稀土氯化物的稳定性进行了较详细地讨论。结果表明，THF的用量和化合物的溶解度是影响产物组成的决定因素。当THF的量不足以溶解所生成的产物时，就会歧化成溶解度最大((C_5H_5)_3Ln·THF)和最小(LnCl_3·nTHF)的两种组分。反之，环戊二烯基轻稀土化合物(Ln=La, Nd)中环戊二烯基的再分配反应就能顺利进行。经元素分析和结构测定，在((C_5H_5)_3Nd·THF)和NdCl_3·LiCl-THF溶液的反应体系中，偶然分离得到了[(η~5-C_5H_5)_4Nd_4(μ_4-o)(μ_2-Cl)_8] [Li(DMP)_2THF]_2这一不合常规的化合物，其晶体属于正交晶系，Pna2,空间群a=19.010(7), b=23.231(6), c=14.180(4); V=6261.91 A°~3。Z=4, R=0.054。说明在一定条件下,μ-氧桥键也起到了稳定分子结构的作用。推测了各类环戊二烯基轻稀土氯化物在THF中的合成反应机理,在LiCl存在的反应体系中Ln cl cl Li桥键能与环戊二烯基发生交换反应;在(C_5H_5)_3Ln·THF和LnCl_3·3THF的反应体系中,首先存在着LnCl_3分子之间的互相作用，因而易于形成双核或多核配合物。这类配合物以晶体形式析出时，易于发生结构上的变化，即化合物的结晶形态与溶液中的形态不一定相同。探索了环戊二烯基烯丙基稀土化合物新的合成方法。找到了真空加热脱水制备氯化稀土的最佳条件，其产物纯度在97%以上。通过加入Co_3O_4/Wo_3催化助燃剂的方法，提高了测定稀土有机化合物中碳含量的准确性。

刚性链高分子聚芳醚酮的聚集态结构的高分辨电子显微像研究

本论文文献综述部分主要阐述了刚性链高分子聚集态结构研究中出现的两种纤维片晶形态结构。一种是伸展链平直伸展纤维片晶形态，另一种是伸展链孪晶纤维片晶形态。本论文中我们主要以高分辨电子显微象为手段对典型的刚性链高分子聚芳醚酮的聚集态结构进行了研究。在光学显微镜下观察发现聚芳醚酮球晶由呈扁形经块状的片晶组成。通过电子显微镜的明场象，暗场象与选区电子衍射的对应分析，确定了这些呈扁形块状的片晶实际上是由许多呈纤维状片晶近于平行排列组成的片晶束。片晶束具有各向异性的特点，在球晶生长方向[100]片晶束平直伸展，在与球晶生长的方向垂直的两个正交方向上片晶束形态截然不同，一个方向的[010]尺寸很小，另一方向[001]尺寸很大且存在一定尺寸大小的扭曲起伏。通过聚芳醚酮单片晶纤维截面的高分辨电子显微象的观察，发现聚芳醚酮单片晶虽然呈直平伸展纤维形态，但是在分子链链轴方向发生了轻微的扭曲起伏。对聚芳醚酮的晶体结构和局部结构的高分辨电子显微象分析证明其分子在它的晶体中是以伸展链构象存在的，但在局部区域还存在镜面对称和旋转对称二种构象，这两种构象诱发的次级片晶与原片晶之间存在56°和112°的固定取向差。另外，还通过对两块聚向差为20°的片晶晶界的高分辨象分析，发现当两块片晶间聚向差偏离了0°，56°和112°的片晶晶界或以扁形非晶区域或以位错墙形式存在。为了合理解释聚芳醚酮聚集态结构中存在的以上特点，我们以高分辨电子显微象的分析结果为依据提出了刃位错和混合位错支化片晶的机理。这个机理指出聚芳醚酮片晶易于在（010）晶面上发生支化，而不易于在（001）晶面上发生支化，支化的片晶与原片晶间取向比较接近，从而说明了片晶束形态的出现和呈现各向异性的原因。这个机理还指出，刃位错支化的片晶在[010]方向与原片晶聚向一致，而混合位错支化的片晶与原片晶间在[010]方向存在取向差，从而说明了片晶束形态起伏扭曲产生的原因。

1．55μm低温生长GaAs谐振腔增强型探测器

利用低温（200℃）生长的GaAs材料作为吸收层制备了GaAs基1．55μm谐振腔增强型（RCE）光电探测器，对其光电特性进行了分析、研究．无光照0偏压下探测器暗电流为8．0×10^12A；光电流谱峰值波长1563nm；响应谱线半宽4nm，具有良好的波长选择性．

MBE生长的高质量AlGaAs/InGaAs双δ掺杂PHEMT结构的材料

用MBE方法制备的PHEMT微结构材料，其2DEG浓度随材料结构的不同在2.0-4.0×10~(12)cm~(-2)之间，室温霍耳迁移率在5000-6500cm~2·V~(-1)·s~(-1)之间。制备的PHEMT器件，栅长为0.7μm的器件的直流特性：I_(dss)～280mA/mm,I_(max)～520-580mA/mm,g_m～320-400mS/mm,BV_(DS)>15V(I_(DS)=1mA/mm),BV_(GS)>10V,微波特性：P_0～600-900mW/mm,G～6-10dB,η_(add)～40-60%;栅长为0.4μm的器件的直流特性:I_(max)～800mA/mm,g_m>400mS/mm。

GSMBE 生长掺杂 Si 及GeSi/Si合金及其电学性质研究

用气态源分子束外延法对Si及GeSi/Si合金进行了N、P型掺杂研究，结果表明，杂质在外延层中的掺入行为取决于生长过程中乙硅烷与相关掺杂气体的竞争吸附与脱附过程，所获得的N型及P型载流子浓度范围分别为1.5×10~(16)～4.0×10~(19)cm~(-3)及1.0×10~(17)～2.0×10~(19)cm~(-3),基于对n型Si外延材料中迁移率与杂质浓度、温度的关系，用Klaassen模型对实验结果进行拟合，分析了不同散射机制，特别是少数载流子电离散射对迁移率的影响。此外，样品的二次离子谱及扩展电阻分析表明，N、P型杂质浓度纵向分布较为均匀，无明显的偏析现象。

GaAs/GaAlAs中红外量子阱探测器和双色量子阱红外探测器

报道GaAs/GaAlAs中红外(3～5μm)量子阱探测器和双色量子阱红外探测器的制备和性能。GaAs/GaAlAs中红外量子阱探测器是光伏型,探测峰值波长为5.3μm,85K下的500K黑体探测率为3.0×10~9cm·Hz~(1/2)/W,峰值探测率达到5×10~(11)cm·Hz~(1/2)/W,阻抗为50MΩ。GaAs/GaAlAs双色量子阱红外探测器是偏压控制型的两端器件,在零偏压下该探测器仅在3～5μm波段有响应,响应峰值波长为5.3μm,85K温度下550K黑体探测率为3.0×10~9cm·Hz~(1/2)/W,当偏压为2V时,该探测器的响应切换到8～12μm波段,峰值响应波长为9.0μm,85K温度下的黑体探测率为1.0×10~9cm·Hz~(1/2)/W。

Thrust generation and wake structure of wiggling hydrofoil

Marine animals and micro-machines often use wiggling motion to generate thrust. The wiggling motion can be modeled by a progressive wave where its wavelength describes the flexibility of wiggling animals. In the present study, an immersed boundary method is used to simulate the flows around the wiggling hydrofoil NACA 65-010 at low Reynolds numbers. One can find from the numerical simulations that the thrust generation is largely determined by the wavelength. The thrust coefficients decrease with the increasing wavelength while the propulsive efficiency reaches a maximum at a certain wavelength due to the viscous effects. The thrust generation is associated with two different flow patterns in the wake: the well-known reversed Karman vortex streets and the vortex dipoles. Both are jet-type flows where the thrust coefficients associated with the reversed Karman vortex streets are larger than the ones associated with the vortex diploes.

柱型旋流器内单相流场压降的实验研究

对新型油水分离器关键装置柱型旋流器进行了性能实验研究,得到了压降,压降比与进口流量和溢流比之间的关系.结果表明,柱型旋流器内压降随着流量的增大而增大,呈抛物线型增长;压降比与溢流比之间呈线性关系.给出了计算旋流器压降的经验关系式.这些结果对柱型旋流器的设计运行和操作控制有着重要的指导作用,目前已用于南海平台油水分离器的现场实验

宇航器件单粒子翻转效应的地面模拟研究

太空中存在着高能离子的辐射环境，卫星飞行时，很容易受到太阳宇宙射线、银河宇宙射线和辐射带的辐射，这些辐射会引起卫星中半导体器件的单粒子效应和总剂量积累效应，这些效应已成为当前卫星防护的主要考虑因素。 本文论述了单粒子效应研究的重要意义、国际上研究现状以及我国开展这方面研究的紧迫性和必要性。介绍了单粒子效应中翻转和锁定现象的基本概念及常用研究手段，中高能重离子与材料相互作用机理以及半导体材料中的电荷收集过程。 本工作利用兰州重离子加速器产生的132MeV16O6+离子辐照8086微处理器，研究了该器件的翻转截面与能损关系、每一个寄存器的翻转情况及翻转数目与存贮内容相关性等。 研究表明，在相同辐照条件下，该器件的每一个寄存器的翻转情况，仍存在着很大的差异，这是由于寄存器在器件上的版面布局造成；单粒子翻转饱和截面为1.0×10-4cm2，翻转阈值小于5MeV-cm2/mg，与国外报道的数据相比，取得了较一致的结果；当器件逻辑状态分别处于低、高两种不同电压状态下，两者翻转数目之比为0.14，分析并提出了翻转数目之比与存贮内容相关性现象是由于半导体器件中的载流子（电子和空穴）迁移率的不同，引起“0→1”和“1→0”两种翻转的电荷脉冲幅度的不同，最终造成两种翻转数目不同。 总之，我们利用兰州重离子加速器开展单粒子效应研究工作，掌握了该器件抗单粒子翻转的特性，取得了令人满意地结果，能够为国内宇航器件单粒子效应的地面评估提供有效和可靠的测试手段，促进和推动利用这一设备开展单粒子效应研究，为今后进一步研究，奠定了良好的物质基础。