高能氩离子在聚苯乙烯中的电子能量损失效应研究

高能氩离子在聚苯乙烯中的电子能量损失效应研究

一、高能氩离子在聚苯乙烯中的电子能损效应研究(论文文献综述)

苏梦磊[1](2021)在《基于CsPbBr3纳米晶的新型闪烁体制备及性能研究》文中提出闪烁材料是一种可将高能电离辐射(α,β,γ,X-ray等)转换成紫外光或可见光的能量转换发光材料,在核物理、原子能、核医学成像、工业探测、中子探测、环境监测等领域具有极其重要的作用。随着X射线成像和检测技术的快速发展,传统的闪烁体性能难以满足需求,因此探索新型闪烁体已成为急需解决的问题。近年来,卤化物钙钛矿量子点CsPbX3(X=Br,Cl,I)以其快衰减、低检测极限、颜色可调谐等优势,被认为是最具前景的新型闪烁材料,引起了研究人员的广泛关注。然而,卤化物钙钛矿量子点的稳定性较差,易受光、热等环境因素影响,严重制约了其实际应用。所以,研发具有优良稳定性、高光产、快衰减、低成本的卤化物钙钛矿量子点闪烁体具有重要的学术意义和实用价值。本文首先概述了闪烁体的基本原理及性能要求,调研和总结了近年来闪烁材料的国内外研究进展。在此基础上,以CsPbBr3纳米晶为研究对象,利用玻璃基质对纳米晶进行包覆,有效的提高了卤化物钙钛矿纳米晶的稳定性。此外,制备了聚苯乙烯和硼硅酸盐玻璃两种基质包覆的新型CsPbBr3纳米晶闪烁材料,并对其性能进行了表征。主要研究内容如下:(1)以CsPbX3(X=Br,Cl,I)量子点作为新型移波剂,将其和闪烁物质2,5-二苯基恶唑(PPO)分散在正己烷中,制成波长可调谐的(红/绿/蓝)新型有机液体闪烁体。由于CsPbBr3量子点与闪烁物质PPO之间高效的能量传递效应,提高了闪烁体在X射线照射下的辐射发光(XEL)强度。同时,为解决CsPbBr3量子点在有机溶剂中稳定性差的问题,通过热聚合法制备了聚苯乙烯封装的CsPbBr3量子点新型闪烁体,并对其闪烁性能进行了系统性的表征。(2)为解决聚合物易老化和不耐高温的缺陷,采用高温熔融法制备了硼硅酸盐玻璃封装的CsPbBr3纳米晶新型闪烁材料。研究了热处理温度和时间对材料性能的影响,测试了封装后CsPbBr3纳米晶的稳定性,并系统的表征了所制备的新型闪烁材料的闪烁性能。(3)为解决玻璃基质所吸收的部分X射线能量不能有效传递给CsPbBr3纳米晶的问题,通过在硼硅酸盐玻璃基质中引入Ce3+,制备了Ce3+掺杂硼硅酸盐玻璃封装的CsPbBr3纳米晶新型闪烁材料。发现Ce3+的引入能有效的将玻璃基质吸收的X射线能量转移给CsPbBr3纳米晶,从而提高微晶玻璃的XEL及量子效率(QE)。同时研究了Ce3+的最佳掺杂浓度,分析对比了掺杂前后闪烁材料的性能变化。

吴声豪[2](2021)在《石墨烯纳米结构的光热转换机理与界面能质传输特性及太阳能热局域化应用》文中进行了进一步梳理光热转换是一种清洁的太阳能利用技术,其中,光热蒸发是广泛涉及且非常重要的热物理过程。太阳辐射具有能流密度低和间歇性的特征,使基于体相加热的小型光热蒸发系统存在温度响应慢、能量效率低的问题。光热局域化界面蒸发(photothermal interfacial evaporation by heat localization)将能量集中在液体与空气的界面,使局部区域发生快速升温和汽化,可显着提升光热蒸发的温度响应和能量效率,在小型分布式海水淡化、蒸汽灭菌、污水净化等场景展现出应用潜力。光热局域化界面蒸发涉及光能与热能的转换、固相与液相的热传递、分子和离子的输运等,深入理解以上能质传输过程的机理是指导开发光热材料、优化光热蒸发性能和设计热局域化系统的关键。与此同时,光热材料的微小化,如纳米薄片,可能会导致其光学、热学规律偏离已有的体材料特征,产生特殊的现象,如尺寸效应和边缘效应,但现有理论还无法充分解释这些现象,因此需要开展更多的研究工作,以推进纳米光热转换和热局域化界面蒸发理论体系的发展和完善。本论文聚焦于“光热局域化界面蒸发”过程所涉及的光热学问题,以石墨烯基光热材料为主要研究对象,运用密度泛函理论和分子动力学模拟,结合实验检测和微观表征,深入研究了石墨烯光热材料的取向特征、结构尺寸、表面浸润性对光吸收、光热转换、热局域化效应、固-液界面传热以及界面吸附与流动等热质传输过程的作用机制,并着重分析以上过程在微纳尺度下的特殊规律和现象,以及结构的微小化对以上过程的影响。全文共11章,其中第3、4、5章研究了光热蒸发过程中与能量传递相关的热物理现象,如光的吸收、光热转换和界面传热;第6、7章则直接进行光热蒸发测试,讨论以上能量传输特性对光热蒸发性能的影响;第8、9章进一步研究光热蒸发系统中的界面吸附和流动现象,重点谈论在纳米尺度下的特殊现象和增强效应;第10章则基于前面章节对光热局域化效应的理解,提出一种太阳能驱动的石墨烯制备方法,并探讨石墨化机理。1)第3章研究了石墨烯的晶面取向特征和结构尺寸对其光学性质的影响。通过密度泛函理论,计算了多种石墨烯结构的光学性质,发现石墨烯具有光学各向异性,对平行其六角形晶面传播的太阳辐射的吸收能力,远强于对垂直晶面传播辐射的吸收能力,这是因为石墨烯对太阳辐射(200~2600 nm)的吸收主要取决于π-π*电子跃迁,当辐射传播方向与晶面垂直时,同一原子层内的π-π*电子跃迁被禁止,导致π-π*电子跃迁发生的概率较低;对于平行辐射而言,同一原子层内的π-π*电子跃迁被允许,使石墨烯对辐射的吸收能力显着提高;对于同是平行晶面传播的辐射,如传播方向与石墨烯的扶手型边缘正交或与锯齿型边缘正交,石墨烯的吸收性质也表现出一定的差异。另外,当结构尺寸沿辐射传播方向延长,石墨烯对太阳辐射的有效吸收率呈非线性增长,而增长率呈下降趋势。基于理论计算结果,设计并制备了晶面取向与辐射传播方向平行的垂直取向石墨烯,构筑了纳米尺寸的“光陷阱”,将对太阳辐射的有效吸收率提高到了98.5%。2)第4章研究了石墨烯的晶面取向特征和结构尺寸对光热转换特性的影响,并协同热局域化设计,加快了光热转换的温度响应。研究发现石墨烯在光照下的温度响应特性与其光吸收性质紧密关联,对入射光的有效吸收率越高,其表面的升温速度越快,稳态温度也越高,其中垂直取向石墨烯表现出比水平石墨烯膜更高的光吸收能力和更快的温度响应。另外,利用共价键将垂直取向石墨烯与具有低导热系数的石墨烯气凝胶,连接成兼具吸光和隔热功能的一体化石墨烯结构,在获得高光吸收率的同时,有效控制了热能的分配与传递,将能量集中在直接受光区域,提升了局部区域的升温速度和稳态温度,即发生了“光热局域化效应”,在标准太阳辐射强度(1 k W m-2)下,最快升温速度为54.5℃ s-1,进入稳态后,上下区域的温度差可达31.2℃。3)第5章研究了石墨烯的晶面取向特征和表面浸润性对固-液界面传热特性的影响。通过分子动力学模拟,计算了“面接触”和“边缘接触”两种石墨烯-水界面的传热性质,发现“边缘接触”界面具有更低的界面热阻,其中,热流在平行石墨烯晶面方向具有更快的传递速度,以及边缘碳原子与水分子的相互作用力较强,是“边缘强化传热”的主要原因。此外,固体与液体的润湿程度也是决定固-液界面传热系数的关键,通过引入含氧官能团,改善石墨烯的表面浸润性,可以提高液体对固体的润湿程度,增加固液有效接触面积,并加强液体分子与固体表层原子的相互作用,进而减小固-液界面热阻,加快热流在界面的传递。4)第6章研究了一体化石墨烯结构的光热局域化界面蒸发特性,并重点讨论光吸收、光热转换和固液界面传热对光热蒸发性能的影响。通过局部氧化,在一体化石墨烯结构的外表面构筑表面水流通道,获得了集吸光、隔热、输运、蒸发功能为一体的复合石墨烯结构,在光热蒸发测试中,表现出较快的蒸汽温度响应(在10 k W m-2的辐照条件下,仅耗时34 s使蒸汽温度升高到100℃),和较高的能量效率(89.4%),其中,超高的吸光能力、良好的隔热能力、充足的水流供给以及高效的固-液界面传热是实现快速温度响应和高能量效率的关键。另外,调节石墨烯的表面浸润性,控制水流输运速率,可有效调控蒸汽温度响应与能量效率,但随润湿程度的提升,两者的变化规律不同,蒸汽的温升速度和稳态温度单调下降,而能量效率则先升高后降低。5)第7章研究了石墨烯光热蒸发过程中的传质现象,重点关注水分子和离子的输运、水蒸汽的扩散以及离子的析出和再溶解规律。针对含氧官能团在光照下不稳定的问题,在垂直取向石墨烯的生长过程中进行原位氮掺杂,获得了长期稳定的表面水流通道,在长达240 h的光热海水淡化测试中表现出稳定的输水能力,在1 k W m-2的太阳辐照下,实现了1.27±0.03 kg m-2 h-1的高蒸发速率和88.6±2.1%的高能量效率。另外,水蒸汽自然扩散的路径与光的入射路径重合,会导致光散射和能量损失,通过抽气扇控制气流路径,引导水蒸汽的扩散,可以克服水蒸汽引起的光散射问题。而长时间的光热蒸发会导致蒸发区域的离子浓度上升,出现析盐现象,使吸光和传热性质恶化,但盐离子时刻发生的自扩散行为,会驱使离子通过表面水流通道自高浓度区域向低浓度区域扩散,最终完全溶解,而离子的自扩散速度与表面水流通道尺寸和水膜厚度有关。6)第8章研究了石墨烯光热蒸发过程中的界面流动问题,并着重讨论固体表面浸润性对基于毛细作用的液体吸附和输运规律的影响。成分复杂的水源,如油水混合液,会导致水的光热蒸发速率下降。在石墨烯表面修饰双功能基团(包括-CFx和-COONa),使其具备排斥油分子和吸附水分子的能力。双疏性的-CFx同时排斥油分子和水分子,但水分子的尺寸较小,能在-CFx的间隙中自由穿梭,且极性的-COONa对水分子的吸引作用较强,使水分子能够穿越-CFx层进而接触并润湿石墨烯表面;而尺寸较大的油分子被-CFx层完全阻隔。在-CFx与-COONa基团的协同作用下,石墨烯表面张力的色散分量减小,而极性分量增大,使其表现出吸引极性水分子,排斥非极性油分子的性质,能够只输运油水混合液中的水分子,实现了选择性光热蒸发,并在以含油海水为水源的海水淡化应用中,获得了超过1.251 kg m-2 h-1的光热蒸发速率和超过85.46%的能量效率。7)第9章进一步探究了液体在石墨烯微纳结构中的界面流动特性,分析了微纳通道尺寸对毛细吸附和虹吸输运过程的影响,以及光加热作用对液体性质和流动的作用机制。研究发现,在微米级多孔结构(石墨纤维)上构筑纳米级孔道(石墨烯纳米片),可以显着加快对液态油的毛细吸附过程,将毛细吸附系数提升了20.7%。一方面,特征结构的微小化以及石墨烯纳米片的超薄边缘,能显着增加固体的表面粗糙度,起到强化表面浸润性的作用。另一方面,纳米结构的引入增加了固体与液体的可接触面积,使浸润前后的表面能差扩大,提高了固体对液体的吸附能力。同时,在碳纤维表面生长石墨烯纳米片,可以加快基于虹吸效应的界面流动过程,将液态油的虹吸输运速率提高了20.1%。尽管孔道尺寸的缩小会增加固-液界面的流动阻力,但在原微米级结构上增加纳米级孔道,可以使液流通道增多,提高单位时间的流量。此外,基于光热局域化效应的光加热作用,可以显着提高固体通道及通道内液体的温度,降低液体的动力粘度,减小流动阻力,进而加快界面吸附和流动过程。8)第10章基于光热局域化效应,开发了一种太阳能驱动的石墨烯制备方法,讨论了环氧树脂材料的光致石墨化原理以及曝光时间、辐射强度、曝光次数对石墨化程度的影响。利用高能光束对环氧树脂板进行短时间(0.1~2 s)曝光,因光热转换速度(1 fs~1 ps)远快于热在体材料中的扩散速度(100 ps~10 ns),在曝光的瞬间产生光热局域化效应,使曝光区域获得超高温度(>1000℃),驱使芳香环向碳六元环转变,即石墨化。其中,延长曝光时间和提高辐射强度均有助于提高石墨化程度,但曝光时间的延长会导致热扩散严重,损伤非曝光区域;而辐射强度的提高意味着增加聚光设备的复杂性;采用合适的辐射强度和多次短曝光,也可以获得较高的石墨化程度,制备出少层石墨烯材料。

邱心宇[3](2021)在《聚碳酸酯表面有机-无机复合涂层的构筑与性能研究》文中进行了进一步梳理聚碳酸酯(PC)是包装、汽车、食品、医疗和航空航天等领域常用的透明工程塑料,具有优异的光学性能、熔融加工性、热稳定性和高的抗冲击性能,且成本低廉。但PC硬度低,不耐划痕;受紫外线照射易老化,严重影响其长期使用。在保持PC原有性能的前提下,解决这些问题的一个常用方法是在其表面制备防护或功能涂层,提高材料的综合性能。然而涂层与基体之间的热膨胀系数、表面能等物性不同,如何提高二者界面粘附力,减少涂层开裂、脱落等现象的发生,一直是涂层/基体复合材料的研究热点。本文尝试通过PC表面改性强化无机涂层与聚合物基体的界面粘附,利用多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)具有有机-无机杂化材料的特性,通过POSS在涂层与聚合物基体之间的构筑,缓解因热膨胀等因素造成的涂层开裂、脱落等问题。具体研究内容如下:1.磁控溅射在PC表面制备POSS过渡层及其抗原子氧(AO)性能研究:利用十二苯基POSS与PC极性相近的特点,采用磁控溅射法在PC表面沉积POSS过渡层,研究溅射功率、溅射时间对靶材和过渡层产生的影响,在此基础上,制备Si O2/POSS/PC样品。结果表明:在50 Sccm氩气流量、90 W功率下溅射2 h可形成致密的POSS过渡层,该过渡层与Si O2形成的复合涂层具有良好的抗AO性能。2.POSS改善Ti O2涂层和PC基体界面粘附性的研究:用Na OH溶液处理Si O2靶材表面,增强其表面粘附性,将POSS粉体均匀压制于Si O2靶材表面,制备POSS溅射靶材。采用磁控溅射法在PC表面制备Ti O2/POSS复合涂层。结果表明:沉积POSS层后,PC样品表面水接触角由80°下降到POSS/PC的27°,润湿性得到提高,有利于后续Ti O2薄膜的沉积。365 nm的紫外光照射40 h后,Ti O2/POSS/PC样品表面水接触角由64°下降到5°,表现出超亲水特性,具有自清洁功能。3.硅烷偶联剂(SCA)与等离子体强化Si O2涂层与PC基体界面粘附力的研究:利用SCA有机官能基对有机物具有反应性或相容性的特点,研究SCA改善Si O2涂层与PC基体界面粘附力的可行性,提高涂层与基体的结合强度,减缓因温度变化而引起的内应力。将Ar等离子体处理与SCA改性相结合,获得极性可控的表面改性方法。结果表明:H2O2和KH-550溶剂热对PC样品处理后,水接触角由80°下降到59°;Ar等离子体和SCA处理后,PC表面形成均匀水解层,所制备的Si O2/SCA/PC样品,涂层与基底结合牢固,80℃浸水至-5℃的温度骤变,循环5次后。涂层保持完整,没有脱落与变形,有效缓解了热胀冷缩产生的内应力。4.硅基复合涂层对PC耐环境应力开裂(ESC)性能的影响:以正硅酸乙酯(TEOS)、甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、二甲基二甲氧基硅烷(DMDMS)、氨丙基异丁基POSS和三羟基苯基POSS为起始原料,制备不同组成的硅基复合涂层。采用三点弯曲应力松弛法评价PC在乙醇溶液中的抗ESC性能。结果表明:硅基复合涂层在一定程度上改善了PC基体的耐ESC性能,在乙醇环境中的应力-松弛比纯PC明显减缓,且样品表面没有裂纹。

李彬博[4](2021)在《固体表面(蚀刻)离子径迹二维空间分布的模拟研究》文中研究表明从电子的发现开始,人们便开启了对于粒子辐照效应的探索。随着多年的发展,对于高能粒子尤其是重离子与固体块状材料的相互作用方面,科研人员们已经建立了多种模型来阐述其相互作用机理,并通过辐照实验获得了丰富的研究结果。这些研究结果可以用来解释材料辐照中的各种辐照效应,从而帮助人们理解材料辐照中缺陷的产生,进而为人们利用辐照效应提供了理论依据。如今固体辐照已经渗透进了各个领域,不仅可以利用粒子辐照来对材料进行改性,也可以利用辐照过的聚合物制备性质独特的核孔膜,还可以用地面的重离子加速器来研究电子器件在宇宙空间中的单粒子效应,甚至可以为人们现代农业、生物产业和医疗等方面提供新的思路和手段。然而无论是离子辐照后径迹的观察,还是核孔膜的制备,或者单粒子效应实验的实施,离子辐照的二维分布情况是这些实验需要考虑和研究的共同问题。以前需要在辐照后进行蚀刻,在电镜下观察其分布情况,如果辐照结果不能满足需求或是实验参数需要改变,则需要重新设计并再次辐照,这需要消耗很大的时间成本和经济成本。因此离子辐照在固体表面二维分布的研究具有着重要意义。本文利用蒙特卡洛式的模拟来研究固体表面离子径迹的二维空间分布。假设辐照结果可以看作二维空间内的均匀分布,可以采用随机数的方法来进行模拟。一方面可以在实验前预测可能会出现的实验结果,另一方面可以利用这些数据来研究其统计规律,为之后实验的设计提供一定的参考。在此基础上,我们通过与实验结果进行对比验证了这种方法的可靠性,同时计算了聚合物核孔膜中的有效孔隙率随着蚀刻孔径增加的变化关系,得到了通过聚合物离子辐照注量和预计蚀刻孔径来计算核孔膜有效孔隙率的经验公式。对离子辐照与固体表面离子径迹二维空间分布的均匀度做出评估,得到了固体表面二维空间分布的不均匀性与观测范围之间的关系,可以为设计相关辐照实验提供参考。最后通过固体表面离子径迹二维坐标分布的模拟,对离子径迹之间的最近邻、次近邻等参数进行了统计,并通过得到的统计数据计算了重离子核孔膜的重孔概率与核孔膜有效孔隙率之间的关系。

李红霞[5](2021)在《PEEK和PI带电粒子辐照损伤与B4C增强辐射防护》文中研究指明空间环境中存在着不同种类的带电粒子,会对材料和器件产生不同类型的辐射损伤效应,导致航天器在轨服役出现故障乃至事故。研制轻质、高效的辐射防护材料,是提升航天器外禀性防护的有效途径。聚醚醚酮(PEEK)和聚酰亚胺(PI)具有优异的力学、热学及电学等综合性能,有望成为发展新型聚合物基复合辐射防护材料的基体。深入开展带电粒子辐射效应和机理研究,并以B4C为增强组元,制备B4C/PEEK和B4C/PI聚合物基复合材料,发展轻质、高效的外禀性辐射防护技术,具有重要的科学价值和工程实际意义。本文针对PEEK和PI基体材料分别利用不同能量的电子、质子和重离子辐照,结合小角X射线散射(SAXS)、掠入射(GISAXS)和宽频介电谱仪等微观结构和性能分析方法,深入研究了基体材料的辐射效应和机理。利用SAXS技术,实时分析了拉伸变形时电子辐照前后PEEK的微观结构演化;采用GISAXS技术,研究了质子辐照PEEK晶体损伤效应;基于宽频介电谱仪测试,分析了辐照前后PI材料介电常数变化规律,成功制备了B4C/PEEK和B4C/PI两种复合材料,并对电子、质子、中子及γ射线辐射防护效果进行了评价。研究结果表明,经120keV电子辐照后,PEEK材料的拉伸强度和断裂伸长率均发生一定程度的降低。PEEK内部晶体长周期为15.95 nm,随着拉伸应变的增加晶体的长周期增加,并在拉伸形变后期呈现长周期约为82 nm的晶体。低能电子促进了晶体片晶的转动和裂解。120keV电子辐照使得PEEK材料表面的粗糙度减小,熔融温度和结晶温度向低温移动,结晶度下降,C=O基团含量减小,但没有新的化学基团生成。170keV质子辐照作用下,PEEK表层晶体结构发生的明显变化是由于部分晶区由晶态向非晶态转化,呈现晶区退化效应。经25MeV氧离子辐照后材料表面出现碳化“黑点”,而25MeV硅离子辐照后表面有硅微粒形成。经25MeV氧和硅两种离子辐照后,自由基含量均明显增加。经氧离子辐照后,在冷却结晶峰中产生了次级结晶峰,而硅离子辐照后未出现次级结晶峰。经重离子辐照后,PEEK中均没有形成新的化学基团,仅呈现C=O基团含量下降,C-O基团含量增加。PI材料经1MeV电子、3MeV质子、10MeV质子以及25MeV碳离子辐照后均产生数量较多的自由基,且自由基会发生退火效应。经25MeV碳离子辐照后,自由基含量与原始态相比呈现数量级增高。经不同种类带电粒子辐照后,PI没有产生新的化学基团,但极性基团(C-N键和C=O键)含量减少,非极性基团(C-C键)含量增加。PI材料的介电常数经辐照后降低,且随着辐照注量和测试频率的增加而下降;介电损耗在低频范围内变化不明显,但在测试频率高于104Hz后介电损耗随频率的增加而增加。PI材料的电绝缘性能经辐照后呈现下降趋势。上述结论说明PEEK和PI经带电粒子辐照后发生以电离辐射损伤为主的某种程度降解。利用Geant4模拟设计复合材料,将B4C组元添加到PEEK和PI基体中,分别利用模压成型法和原位合成法制备出不同B4C含量的B4C/PEEK和B4C/PI复合材料。B4C组元与基体结合紧密,且分布均匀没有出现团聚现象。经制备后,两种复合材料中的自由基数量均有明显增多,添加B4C组元时自由基峰位置向左移动和发生宽化。B4C/PEEK的结晶度随着B4C含量增加而下降。B4C/PEEK弯曲强度随B4C组元添加量增加而增加,而断裂伸长率减小。添加B4C组元后,两种复合材料的热稳定性和介电常数增高。B4C/PEEK复合材料的电子和质子防护性能模拟与试验结果相吻合,具有良好的质子辐射防护能力,且B4C添加量越多辐射防护性能越好;随着B4C添加量的增加,B4C/PEEK和B4C/PI复合材料的电子、中子和γ射线辐射防护性能增强;B4C添加量为30wt%时,B4C/PEEK复合材料的γ射线辐射防护性能大体上与金属铝相当。

郑博达[6](2021)在《银纳米线柔性基透明导电薄膜的制备及其相关应用》文中提出随着科学技术的进步,光电子设备朝着小型化、轻便化和可折叠化的方向发展。柔性基透明导电薄膜(TCF)不但具备与硬质基相比拟的光电性能,同时可弯折、不易碎、轻薄便于携带等特性使其成为未来发展的趋势,在工业生产中具有良好的应用前景。目前市面上应用最广泛的仍然是氧化铟锡(ITO)薄膜。然而,由于铟源稀缺价格昂贵、较高的沉积温度、尤其是其固有的易脆性,严重影响了 ITO材料在新兴柔性电子设备中的应用。近年来,新一代柔性基透明导电薄膜材料得到广泛的研究。其中,银纳米线(AgNW)凭借自身优异的光电性能、较高的机械强度、良好的可靠性以及相对较好的化学稳定性,使得银纳米线薄膜成为最具有应用前景的替代材料。本工作主要研究在柔性基底上自组装制备银纳米线透明导电薄膜以及提高导电薄膜光电性能的新方法,并在此基础上开发新型柔性薄膜光电器件。针对银纳米线在非规则基板表面沉积的技术限制,本研究发展一种静电吸附自组装成膜新方法。在柔性薄膜表面接枝聚合正电荷基团,将其浸入阴离子表面活性剂修饰的银纳米线分散液中,通过静电吸附作用自组装形成银纳米线网状薄膜。所得到的导电薄膜展现出优越的光电性能、较低表面粗糙度和超高的弯曲疲劳寿命,并且其可实现在任意基板上成膜,这极大的拓宽了银纳米线导电薄膜在柔性光电器件中的应用。银纳米线在传统多元醇法制备过程中引入的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)会大幅度增加AgNW导电网络的电阻,降低薄膜的光电性能,严重限制薄膜的应用。对此,本工作探索降低PVP影响的新方法。针对现有后处理工艺难以在成膜后移除薄膜表面不导电层的技术限制,提出一种离子束轰扫技术,通过高能氩离子束轰扫银纳米线薄膜表面,在不破坏银纳米线网状结构的前提下,可有效除去PVP,显着提高其光电性能。同时,开发出无PVP的高产、高纯净银纳米线制备的方法,利用一种导电有机聚合物制备出稳定的银纳米线水性分散液,最终通过喷涂得到的导电薄膜在无后处理时其透光率为86%,方阻为19.4 Ω/sq.,接近商用ITO薄膜的光电性能。系统的分析了制备工艺对银纳米线形貌和尺寸的影响,同时详细解释了这种导电有机聚合物与银纳米线的吸附机理及其可替代传统分散剂的原因。为了探索这种银纳米线网状结构在柔性光电器件中的应用,将这种较低结点电阻的导电薄膜作为电极组装于柔性薄膜加热器中,能在低的工作电压下快速达到高稳态温度。上述AgNW导电薄膜用于制作柔性染料敏化太阳能电池(DSSC)对电极。相对传统ITO基底,银纳米线大的比表面积可提高与催化层的接触,以获得更好的结合力。当碳催化层厚度为102.2μm以及紫外辐照1小时后,碳/AgNWs对电极的载流子转移电阻为0.2Ω·cm2,这一结果远低于文献报道中碳对电极的载流子转移电阻,且组装后柔性基DSSCs的光电转换效率达到5.9%。根据电化学阻抗谱和塔菲尔曲线可知,这种碳/银纳米线复合对电极的催化性能优于铂/ITO对电极,同时其成本低廉、工艺简单,在柔性染料敏化太阳能电池(DSSC)中具有良好的应用前景。

汤铖[7](2020)在《利用蒽分子探针研究纳秒激光驱动冲击波特性》文中进行了进一步梳理冲击波特性研究是冲击波物理的重要基础,在冲击波与物质相互作用中发挥重要作用。本论文旨在利用蒽分子的拉曼和荧光光谱建立纳秒激光驱动冲击波传播过程中压力、温度和能量的非接触式探测方法,并探索这些方法的物理机制。为观测激光驱动冲击波在样品中的传播过程,本文建立了冲击加载下的时间分辨拉曼光谱探测系统。利用改进的压力分布公式分析冲击波作用下蒽分子的时间分辨拉曼光谱,得到冲击波加载和卸载过程中样品层的压力分布,以及冲击波上升沿空间宽度、峰值压力和速度等参量,从而对冲击波在样品中的传播过程给出更清晰描述。注意到冲击压缩拉曼振动模的相对强度与冲击波速度成正比,基于新建立冲击波加载物理模型后本文对原有计算公式修正,修正后的计算结果与其他方法吻合较好。为研究冲击波与物质作用过程的另一重要物理量温度,本文对蒽分子的荧光光谱的压力和温度响应规律展开细致研究,在此基础上对冲击压缩作用下材料的温度进行讨论。蒽分子荧光光谱随激发波长的变化规律表明当激发光波长接近于蒽分子准分子发射光谱中心波长时,蒽分子更容易形成范德华二聚体产生无结构宽谱带的准分子荧光发射。样品加压后也观测到准分子荧光光谱,其来源是压力诱导的范德华二聚体。高压下的蒽分子准分子荧光光谱随激发光波长的变化规律进一步证实特定的激发光波长能促使范德华二聚体形成,与压力诱导的效果类似。静高压条件下蒽分子荧光发光机理的研究为蒽分子荧光特征物理量作为冲击压缩材料中的温度探针奠定了基础。为找到能测温的荧光参数,实验观测了300 K-500 K范围内蒽分子晶体的稳态荧光光谱,发现荧光光谱中主要特征峰的强度都随着温度的升高而增强。对强度比取对数后发现其与温度的倒数呈现线性相关,意味着荧光强度比可用于标定温度。通过灵敏度和随机不确定性分析,证明了2-0跃迁与1-1跃迁的强度比具有最好的温度传感性能,可以用于冲击材料中的温度探针。不同跃迁成分的荧光寿命随温度的变化规律证明了2-0辐射跃迁来源于次激发的三重态,而1-1辐射跃迁来源于直接激发的单重态,其相应强度比随温度线性变化特性就来源激发态之间的热驱动系统间交叉跃迁。基于这些结果,冲击波在样品层完全传播时平均温度可以探测,因此得到了样品层平均温度随冲击注入能量的变化规律。冲击能量转移到分子内振动模这一过程是冲击诱导化学反应中决定反应速率的核心步骤。本文通过理论分析提出在传统多声子泵浦过程之外,还存在一种速率更快的能量转移通道,即冲击能量直接流入分子内的振动模。由于冲击波对分子内振动模的直接调制作用,使得分子振动模被相干激发,因此该能量转移通道命名为相干转移通道。角分辨拉曼散射实验发现在相位匹配角附近相对强度比和拉曼峰线宽都呈现明显的峰值,说明冲击波在分子晶体中能激发相干光学声子,即存在冲击能量的相干转移通道。本文利用蒽分子作为探针研究了纳秒激光驱动冲击波在冲击材料中压力、温度和能量的非接触式探测方法。通过对时间分辨拉曼光谱的分析得到了冲击加载和卸载全过程样品层中的压力分布,以及冲击波的峰值压力和传播速度;基于对蒽分子荧光光谱的研究,提出利用荧光光谱强度比测量冲击压缩下材料温度的新方法;通过角分辨拉曼散射实验证明冲击能量可以通过相干转移通道流入分子。本文研究不仅提供了对激光驱动冲击波特性的新认识,还为冲击波与物质相互作用,尤其是冲击诱导的化学反应提供理论和实验依据。

黄家龙[8](2019)在《电子束驱动低温等离子体源的动理学模拟研究》文中指出随着半导体器件的尺寸趋于纳米量级,原子层刻蚀工艺已经成为微电子工业进一步发展的必要技术手段。对于原子层刻蚀工艺,用于刻蚀的能量粒子必须满足三个基本要求:能量低、能量分布集中以及通量便于调控,这对于低温等离子体(Low Temperature Plasma,LTP)源提出了极为严峻的挑战。传统的LTP源如射频容性耦合等离子体(Capacitively Coupled Plasma,CCP)电子温度高,易于损伤基片,目前还难以满足原子层刻蚀的要求。对比之下,电子束驱动的LTP源能够输送大通量的低能离子至基片表面,非常适合应用于原子层刻蚀。因此,研究电子束驱动的LTP源对发展原子层刻蚀工艺具有重要意义。本论文采用改进的隐式PIC/MCC(Particle-In-Cell/Monte Carlo Collision)动理学方法,研究了纯电子束驱动的LTP、电子束驱动的射频CCP、电子束和直流驱动源联合驱动的LTP三种电子束驱动的LTP源。电子束驱动的LTP源的物理特性随着等离子体放电运行参数的演变规律目前尚未完全清楚,因此本论文重点研究了电子束的电流、电子束的能量和放电的工作气压对电子束驱动的LTP源的等离子体密度、电子能量分布、离子通量和离子能量分布等的调制,期望为电子束驱动的LTP源应用于原子层刻蚀工艺提供理论上的参考。本论文主要的研究内容和结果如下:1.研究了电子束的电流、电子束的能量和放电的工作气压对纯电子束驱动的LTP放电特性的调制。结果表明:(I)纯电子束驱动的LTP的等离子体均匀性良好,等离子体密度至少为10166 m-3量级;电子能量分布函数(Electron Energy Distribution Function,EEDF)为携带高能尾的类Druyvesteyn分布,低能(?(27)1eV)电子浓度极高;离子通量可以达到10266 m-2s-1量级;轰击电极的低能(?(27)5eV)离子比例在99%以上。(II)增大电子束电流或电子束能量,等离子体密度和电子温度单调上升。(III)增大工作气压,电子的加热模式由α模式主导转换为类γ模式主导。(IV)增大电子束电流,EEDF趋于Druyvesteyn分布;减小电子束能量,EEDF趋于麦克斯韦分布;增大工作气压,EEDF趋于双麦克斯韦分布。(V)减小电子束电流或电子束能量,离子能量分布变紧凑,超低能量(?(27)0.5eV)的离子占比进一步增加,表明了调制离子的能量分布是可行的。调节电子束的电流或放电的工作气压,离子通量可以发生量级以上的变化,对应的离子能量仅变化数倍,表明了电子束的电流和放电的工作气压对于离子通量的调制更为灵敏。2.研究了从射频源对面电极注入电子束对射频CCP的调制。结果表明:注入电子束能够对射频CCP的等离子体密度和电子温度进行分离调制。其中,等离子体密度提高了数倍,增长至接近1017 m-3的量级,电子温度却从3 eV附近降至1 eV以下。我们发现:(I)注入电子束对射频CCP的电子能量概率函数具有控制作用且使其往低能端移动。(II)注入电子束使射频CCP极板处的电子通量和离子通量显着提高。其中,电子通量增大了一个数量级,离子通量增大了5倍,能量小于1 eV的电子通量占总通量的时间-平均百分比增大了8倍。这些低能电子有效改善了射频CCP对于原子层刻蚀工艺的适用性。3.研究了电子束与直流源联合驱动的LTP源的放电特性。结果表明:电子束与直流源联合驱动的LTP放电的等离子体均匀性良好,其离子具有能量低、通量大和便于调控等优点,非常适用于原子层刻蚀。我们发现:(I)对于电子束从阴极注入的放电模式,提高电子束的能量,等离子体密度、电子温度、电子通量和离子通量均单调下降;增大电子束的电流,等离子体密度、电子温度、电子通量和离子通量均单调增加。(II)对于电子束从接地电极注入的放电模式,等离子体密度、电子温度、电子通量和离子通量均随注入电子束能量的增大先增加后下降。当注入电子束的能量小于等离子体的总约束势能时,碰撞截面是影响有效电离的主要因素,此时等离子体密度、电子温度、电子通量和离子通量随着电子束能量的增大而增大。当注入电子束的能量大于等离子体约束势能时,有效参与电离碰撞的电子数成为影响有效电离的主要因素,此时等离子体密度、电子温度、电子通量和离子通量随着电子束能量的增大而减小。

王亚婷[9](2019)在《缺陷TiO2和WO3光催化剂的结构设计及其光解水性能研究》文中指出光催化技术是解决环境污染和能源不足问题的潜在解决方案,然而其应用却受限于过低的太阳能转化效率。设计特定形貌提高光吸收率,理性引入氧空位等缺陷改善电子传输效率,以提高太阳能转化效率,是本研究论文的重点研究方向,具有重要的社会意义和研究价值。本论文首先通过氢化处理法设计了缺陷中空笼状TiO2空心球。氢化处理使空心球壳上原位生成笼状孔和表面无定形层,笼状中空结构加强了光的多重反射过程,引入缺陷促使带隙窄化,两者均可有效增强TiO2紫外和可见光区域的吸收;而高浓度的氧空位以及氢化处理的无定形层则可以提高电荷产生、迁移和分离的效率。得益于独特的结构和大量的缺陷,中空笼状TiO2空心球的产氢速率比TiO2实心颗粒高约12倍,比未经过氢化处理的TiO2空心球高出约9倍。其次,通过调整WO3热处理过程中氢气浓度来定量调控表面和体相氧空位的数量和分布,揭示氧空位对光催化分解水产氧反应的作用机制。研究结果表明,表面和体相氧空位对WO3的光催化活性均具有促进作用,但作用途径不同:体相氧空位主要通过缩小带隙而促进可见光吸收;表面氧空位则主要通过降低价带顶的位置以提高电荷分离效率。与光吸收效率相比,电荷分离效率在WO3光催化过程中更为关键。因此,表面氧空位对提高WO3的光催化活性具有更加显着的作用。在上述研究基础上,合成了具有三维有序大孔结构的缺陷WO3光子晶体。调节三维有序大孔结构的孔径,将光子禁带红边与WO3本征吸收边进行匹配,利用光子晶体的慢光效应有效增强光吸收过程;通过氢氮混合气热处理引入大量表面氧空位,加速载流子产生迁移和分离。与缺陷WO3纳米颗粒相比,缺陷三维有序大孔WO3样品具有更高的产氧速率。根据本研究的相关结果,设计特定形貌和理性引入缺陷可有效提高光催化体系的光吸收和电荷分离效率。期望该策略可为设计其他光催化剂提供参考。

刘杰[10](2017)在《低电压有机场效应晶体管及其在互补电路和存储器中的应用》文中进行了进一步梳理随着人类对可穿戴设备需求的日益增加,电子产品逐渐向可柔性化、轻质化、可设计化的方向发展,已成为当今信息技术领域的重要发展方向。有机场效应晶体管相比于传统无机场效应晶体管,具有成本低、质量轻、超薄、适用于大面积柔性制备等优点,可满足器件功能和柔性化的双重要求,已成功应用在柔性逻辑电路、存储器、传感器等电子功能器件及系统中。然而,目前的有机场效应晶体管工作电压过高,导致能耗增高以及集成度降低,不利于其在柔性可穿戴设备中的应用,同时,纳米浮栅型存储器存储结构中金属纳米结构易扩散会降低编程/擦除操作的可靠性,且贵金属成本较高。本文围绕有机场效应晶体管器件中存在的上述问题,引入低成本、工艺简单的碳纳米材料,构筑新型碳纳米材料/绝缘聚合物复合介质层结构及绝缘层/碳纳米材料/绝缘聚合物复合存储体系,成功实现了高性能低电压有机场效应晶体管和逻辑互补电路,以及高可靠性低电压纳米浮栅型存储器件。首先,本文介绍了一种方法简单、低成本的方法构筑新型介电层以实现低电压有机场效应晶体管。采用磁控溅射法制备的碳纳米颗粒修饰低介电常数绝缘聚合物代替传统氧化硅作为栅介质层,构筑了碳纳米颗粒/绝缘聚合物复合介电层结构,其有效电容值高、漏电流低,有效地降低了有机场效应晶体管的工作电压。基于此介质层及并五苯半导体层,制备得到高性能低电压P型有机场效应晶体管器件:操作电压<2V、迁移率>0.4cm2V-1s-1、电流开关比>106、阈值电压<1 V,并且该器件在60000秒偏压应力测试下电流几乎保持恒定。对其他碳材料(如氧化石墨烯、碳点等)用作该复合介质层的可能性进行探索,揭示了碳材料在复合介质层中的角色,获得了该复合介质层能够制备低电压器件的机理,为探索其他适用于低电压有机场效应晶体管的栅介质层带来一定的理论指导。其次,制备出高性能低电压N型有机场效应晶体管器件,并与P型晶体管集成,设计优化得到了高性能低电压互补电路。基于碳纳米颗粒/绝缘聚合物复合介电层结构,采用P型并五苯及N型PTCDI-C13H27半导体层,实现了高性能P型及N型低电压场效应晶体管器件,通过优化电路设计,获得了高性能低电压有机互补反相器电路:操作电压<3 V、增益>600、低静态功耗、高循环稳定性。此外,可基于该复合介质层结构实现高性能低电压柔性反相器电路,操作电压低于3V,增益大于300,并在一定循环次数内体现出高循环稳定性。再次,针对传统金属纳米浮栅存在的易扩散及成本高等问题,利用碳纳米颗粒由于其具有类石墨烯成分和含氧基团的特点使得其具备作为有机浮栅型非易失存储器纳米浮栅的潜力,提出了采用碳纳米材料(溅射法制备的碳纳米颗粒)替代金属纳米结构以实现新型非易失存储器的方案,成功解决了金属浮栅的易扩散及成本高等问题,获得了高性能有机浮栅型非易失性存储器:存储窗口>40 V、迁移率>0.4 cm2V-1s-1、开关电流状态比>105,并且在10000秒和1000次重复擦写测试中体现出很高的存储状态保持性和稳定性。此外,基于此设计制备了低电压碳基有机非易失性存储器件,采用聚合物介质层代替传统二氧化硅介质层,以碳纳米颗粒为纳米浮栅,获得了高性能低电压碳基有机浮栅型非易失存储器件。

二、高能氩离子在聚苯乙烯中的电子能损效应研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、高能氩离子在聚苯乙烯中的电子能损效应研究(论文提纲范文)

(1)基于CsPbBr3纳米晶的新型闪烁体制备及性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 闪烁体简介
        1.2.1 闪烁体的定义
        1.2.2 闪烁体的发光原理
        1.2.3 闪烁体的性能参数
        1.2.4 闪烁体的应用
    1.3 本论文的研究背景、目的及思路、内容
        1.3.1 研究背景
        1.3.2 研究目的及思路
        1.3.3 研究内容
第二章 样品制备与测试方法
    2.1 实验原料
    2.2 实验仪器
    2.3 表征与测试方法
        2.3.1 密度测定
        2.3.2 热稳定性测试
        2.3.3 物相分析
        2.3.4 紫外-可见吸收/透过光谱测试
        2.3.5 荧光光谱测试
        2.3.6 荧光寿命测试
        2.3.7 量子效率测试
        2.3.8 透射电子显微镜测试
        2.3.9 X射线辐照发射光谱测试
第三章 聚苯乙烯封装的量子点新型闪烁体的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 样品制备
        3.2.1 聚合物闪烁体各组分的选择
        3.2.2 聚合物闪烁体的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 第一闪烁物质浓度选择
        3.3.2 不同种类的移波剂对比
        3.3.3 荧光寿命
        3.3.4 X射线辐照发射光谱(XEL)
        3.3.5 固化后样品性能分析
    3.4 本章小结
第四章 硼硅酸盐玻璃封装的纳米晶新型闪烁体的制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 样品制备
        4.2.1 玻璃基质设计
        4.2.2 制备工艺
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 热处理温度选择
        4.3.2 微晶原料掺杂浓度分析
        4.3.3 微晶结构尺寸分析
        4.3.4 光谱分析
        4.3.5 荧光寿命及X射线辐照发射光谱分析
        4.3.6 稳定性分析
    4.4 本章小结
第五章 铈掺杂硼硅酸盐玻璃封装的纳米晶新型闪烁体制备及性能研究
    5.1 引言
    5.2 样品制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 Ce~(3+)最佳掺杂浓度选择
        5.3.2 光谱分析
        5.3.3 Ce~(3+)离子的存在形态
        5.3.4 荧光寿命及量子效率
        5.3.5 抗辐射性能分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录2 攻读硕士学位期间申请的专利
附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目
致谢

(2)石墨烯纳米结构的光热转换机理与界面能质传输特性及太阳能热局域化应用(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
术语符号清单
第1章 绪论
    1.1 太阳能光热蒸发及分布式应用
    1.2 光热局域化界面蒸发研究进展
    1.3 固-液界面传热及影响因素
    1.4 石墨烯的性质及结构特征
    1.5 研究内容及课题来源
第2章 研究方法与实验设备
    2.1 材料制备步骤
    2.2 数值模拟计算
    2.3 材料表征技术
    2.4 光热局域化实验测试
第3章 石墨烯的结构取向对其光学性质的影响机制
    3.1 石墨化结构的光学各向异性及原理
    3.2 石墨烯取向特征与光学性质的关联
    3.3 石墨烯光陷阱结构的构筑与优化
第4章 石墨烯微纳结构的光热转换与热局域化效应
    4.1 垂直取向石墨烯的光热转换
    4.2 热局域化结构的构筑与表征
    4.3 光热局域化的能量集中效应
第5章 石墨烯微纳结构的固液界面传热与强化机理
    5.1 取向特征与固-液界面传热的关联
    5.2 纳米取向结构强化固-液界面传热
    5.3 表面润湿性对固-液界面传热的影响
第6章 光热局域化界面蒸发的快速响应与能效调控
    6.1 表面水流通道的构筑与实验说明
    6.2 光热局域化界面蒸发过程机理
    6.3 表面润湿特性与能流密度的匹配
    6.4 石墨烯材料的放大制备与蒸汽灭菌
第7章 光热界面蒸发的传质过程优化及海水淡化应用
    7.1 氮掺杂石墨烯的形貌结构与性质
    7.2 表面水流通道的验证与效用分析
    7.3 基于光热局域化效应的海水淡化
    7.4 引导蒸汽扩散降低光路能量耗散
    7.5 积盐自清洗及离子输运机理分析
第8章 石墨烯的选择性光热界面蒸发及污水净化应用
    8.1 海水的油类污染削弱光热蒸发性能
    8.2 双功能基团修饰制备亲水疏油石墨烯
    8.3 亲水疏油石墨烯的选择性输运与机理
    8.4 基于光热局域化效应的含油污水净化
第9章 微纳结构与光热效应协同增强界面流动及应用
    9.1 石墨烯微纳结构的毛细吸附与强化机理
    9.2 石墨烯微纳结构的虹吸输运与强化机理
    9.3 光热局域化加速流体吸附与界面流动
第10章 基于高分子光致石墨化效应的石墨烯制备方法
    10.1 有机高分子的光致石墨化过程
    10.2 曝光时间对树脂石墨化的影响
    10.3 辐射强度对树脂石墨化的影响
    10.4 重复超短曝光制备少层石墨烯
第11章 全文总结及展望
    11.1 研究总结
    11.2 研究创新点
    11.3 不足与展望
致谢
作者简历
参考文献

(3)聚碳酸酯表面有机-无机复合涂层的构筑与性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 聚碳酸酯表面涂层沉积方法
        1.2.1 湿化学涂料
        1.2.2 物理气相沉积
    1.3 PVD工艺在聚合物基底上沉积薄膜的问题与挑战
    1.4 薄膜的作用
        1.4.1 增强材料硬度
        1.4.2 增加导电性
        1.4.3 减反涂层
        1.4.4 多功能涂层
    1.5 选题依据及研究内容
2 实验原料与表征手段
    2.1 实验试剂及设备
        2.1.1 主要实验试剂
        2.1.2 主要实验设备
    2.2 表征技术
        2.2.1 透光率测试
        2.2.2 接触角测试
        2.2.3 表面形貌
        2.2.4 分子结构
3 磁控溅射在PC表面制备POSS过渡层及其抗原子氧(AO)性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 PC表面预处理
        3.2.2 POSS靶材的制备和射频磁控溅射制备POSS/SiO_2复合涂层
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 溅射功率对POSS过渡层和靶材的影响
        3.3.2 溅射时间对POSS过渡层的影响
        3.3.3 SiO_2和POSS/SiO_2复合涂层性能比较
        3.3.4 原子氧侵蚀测试
    3.4 小结
4 POSS改善TiO_2涂层和PC基体界面粘附性的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 PC表面预处理
        4.2.2 靶材的制备
        4.2.3 射频磁控溅射制备TiO_2/POSS复合涂层
        4.2.4 紫外光照射实验
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 TiO_2薄膜性能研究
        4.3.2 靶材分析
        4.3.3 POSS过渡层分析
        4.3.4 氩气流量对复合薄膜的影响
        4.3.5 溅射功率对复合薄膜的影响
        4.3.6 复合涂层和纯TiO_2涂层性能比较
        4.3.7 复合薄膜紫外光照射实验
    4.4 小结
5 硅烷偶联剂(SCA)与等离子体强化SiO_2涂层与PC基体界面粘附力的研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 PC表面处理
        5.2.2 溶胶-凝胶法制备SiO_2薄膜
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 过氧化氢处理对PC基材性能的影响
        5.3.2 SCA处理分析
        5.3.3 SCA处理效果评价
        5.3.4 氩等离子体处理PC
    5.4 小结
6 硅基复合涂层对PC耐环境应力开裂(ESC)性能的影响
    6.1 引言
    6.2 实验
        6.2.1 PC表面处理
        6.2.2 溶胶的制备
        6.2.3 ESC测试
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 两种镀膜方法后PC表面的形貌和透光率的变化
        6.3.2 样品在乙醇环境下的应力松弛行为
        6.3.3 表面裂纹形貌
    6.4 小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
攻读硕士学位期间完成的学术论文
攻读硕士学位期间参与项目

(4)固体表面(蚀刻)离子径迹二维空间分布的模拟研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 固体辐照与离子径迹
        1.1.1 入射粒子与材料的相互作用
        1.1.2 辐照缺陷与辐照损伤
        1.1.3 离子径迹的形成
        1.1.4 聚合物离子径迹的研究方法
    1.2 研究现状与选题意义
        1.2.1 聚合物离子辐照的研究
        1.2.2 核孔膜研究的进展
        1.2.3 单粒子效应实验
        1.2.4 其他方面
    1.3 本文研究内容
第2章 原理与方法
    2.1 本论文采用的模拟方法
        2.1.1 蒙特卡洛方法
        2.1.2 可靠性验证
    2.2 小角X射线散射
        2.2.1 SAXS基本原理
        2.2.2 SAXS实验优点
第3章 核孔膜的孔隙率
    3.1 研究背景
    3.2 孔隙率的计算
    3.3 孔隙率的模拟方法
    3.4 孔隙率的模拟结果及讨论
第4章 固体表面辐照的均匀度与重孔现象
    4.1 研究背景
    4.2 均匀度的计算
    4.3 均匀度的模拟方法
    4.4 均匀度的模拟及结果分析
    4.5 利用最近邻距离计算重孔概率的计算方法
    4.6 多重孔的模拟方法
    4.7 多重孔的模拟结果及分析
第5章 小角X射线散射实验
    5.1 实验背景及研究目的
    5.2 实验设计
    5.3 样品制备
    5.4 实验过程
    5.5 实验结果及分析
第6章 总结与展望
    6.1 主要结论
    6.2 研究展望
附录A 在本论文中使用的代码
参考文献
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
致谢

(5)PEEK和PI带电粒子辐照损伤与B4C增强辐射防护(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 PEEK和PI航天器应用现状与动向
    1.3 PEEK和PI辐射效应研究进展
        1.3.1 空间带电粒子特点
        1.3.2 PEEK辐射效应
        1.3.3 PI辐射效应
    1.4 聚合物基辐射防护复合材料发展现状
    1.5 相关研究存在的问题
    1.6 研究目的和主要研究内容
第2章 试验材料和测试方法
    2.1 试验材料体系
    2.2 辐照试验源及辐照条件选择
        2.2.1 带电粒子辐照试验源选择
        2.2.2 辐照试验条件
    2.3 带电粒子辐射效应模拟计算方法
        2.3.1 SRIM程序模拟计算
        2.3.2 Geant4程序模拟计算
    2.4 微观结构与性能测试方法
        2.4.1 微观结构测试方法
        2.4.2 辐射防护特性测试方法
        2.4.3 性能测试方法
第3章 PEEK不同带电粒子辐射效应及损伤机理
    3.1 PEEK低能电子辐射损伤行为
        3.1.1 低能电子辐射损伤能力分析
        3.1.2 微观结构损伤特征
        3.1.3 低能电子辐照PEEK原位拉伸行为
        3.1.4 低能电子辐照PEEK微观结构演化机理
    3.2 PEEK低能质子辐照损伤行为
        3.2.1 低能质子辐射损伤能力分析
        3.2.2 表面形貌损伤特征
        3.2.3 低能质子辐照PEEK损伤分析
    3.3 PEEK重离子辐射损伤行为
        3.3.1 重离子辐射损伤能力分析
        3.3.2 微观结构损伤特征
        3.3.3 重离子辐照对PEEK损伤分析
    3.4 PEEK不同类型带电粒子辐射损伤讨论
    3.5 本章小结
第4章 PI带电粒子辐射损伤及介电极化机理
    4.1 带电粒子辐射损伤能力分析
    4.2 不同类型带电粒子辐照PI介电极化特征
        4.2.1 介电常数
        4.2.2 介电损耗
        4.2.3 绝缘电阻
    4.3 不同类型带电粒子辐照PI损伤行为
        4.3.1 自由基演化
        4.3.2 基团结构特征
        4.3.3 化学组分分析
        4.3.4 力学性能退化
    4.4 不同类型带电粒子辐射损伤机制
    4.5 本章小结
第5章 B_4C/PEEK和B_4C/PI辐射防护复合材料制备及表征
    5.1 辐射防护复合材料模拟计算与设计
        5.1.1 不同类型材料防护效果计算与基体选择
        5.1.2 复合材料防护效果计算与增强组元选择
        5.1.3 B_4C/PEEK和B_4C/PI防护效果计算
    5.2 B_4C/PEEK和B_4C/PI复合材料制备
        5.2.1 B_4C/PEEK复合材料制备
        5.2.2 B_4C/PI复合材料制备
    5.3 B_4C/PEEK和B_4C/PI复合材料微观结构特征
        5.3.1 组织形貌分析
        5.3.2 自由基演化
        5.3.3 物相分析
    5.4 B_4C/PEEK和B_4C/PI材料性能特征
        5.4.1 热学性能
        5.4.2 力学性能
        5.4.3 介电性能
    5.5 不同粒子辐射防护效果分析
        5.5.1 电子辐射防护效果
        5.5.2 质子辐射防护效果
        5.5.3 中子辐射防护效果
        5.5.4 γ射线辐射防护效果
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间取得创新性成果
致谢
个人简历

(6)银纳米线柔性基透明导电薄膜的制备及其相关应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 透明导电薄膜简介
        1.2.1 透明导电薄膜的发展历程
        1.2.2 透明导电薄膜的质量评估
    1.3 柔性基透明导电薄膜分类
        1.3.1 导电聚合物
        1.3.2 碳纳米材料
        1.3.3 金属薄膜
        1.3.4 金属纳米线
    1.4 柔性基透明导电薄膜的制备方法
        1.4.1 丝网印刷法
        1.4.2 旋涂法
        1.4.3 喷涂法
        1.4.4 迈耶刮棒涂布法
        1.4.5 转移法
        1.4.6 喷墨打印法
        1.4.7 提拉法
    1.5 柔性基透明导电薄膜的应用
    1.6 本论文的主要研究内容及意义
第2章 静电吸附法制备银纳米线导电薄膜
    2.1 引言
    2.2 实验
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验方法
        2.2.3 表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 银纳米线的微观形貌
        2.3.2 PET薄膜与银纳米线的表面改性
        2.3.3 银纳米线网状结构的表面形貌
        2.3.4 银纳米线网状结构的性能
    2.4 本章小结
第3章 离子束轰扫法处理AgNWs导电薄膜
    3.1 引言
    3.2 实验
        3.2.1 实验方法
        3.2.2 表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 导电薄膜后处理前后的形貌变化
        3.3.2 导电薄膜光电性能的变化
        3.3.3 工艺参数对导电薄膜的影响
    3.4 本章小结
第4章 AgNWs透明导电薄膜在薄膜加热器中的应用
    4.1 引言
    4.2 实验
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 银纳米线的形貌与结构
        4.3.2 银纳米线导电薄膜的形貌与性能
        4.3.3 银纳米线基薄膜加热器的制备与表征
    4.4 本章小结
第5章 AgNWs导电薄膜在染料敏化太阳能电池中的应用
    5.1 引言
    5.2 实验
        5.2.1 实验材料
        5.2.2 实验方法
        5.2.3 表征
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 碳对电极的表面形貌
        5.3.2 碳对电极的表面分析
        5.3.3 碳对电极的电化学分析
        5.3.4 染料敏化太阳能电池光伏性能的比较
    5.4 本章小结
第6章 全文总结
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

(7)利用蒽分子探针研究纳秒激光驱动冲击波特性(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的和意义
    1.2 冲击波技术及相关理论研究概况
        1.2.1 冲击波实验技术概况
        1.2.2 激光加载冲击波技术的发展
        1.2.3 冲击波产生原理
        1.2.4 冲击波理论研究概况
    1.3 蒽分子光谱研究概况
        1.3.1 蒽分子拉曼光谱研究概况
        1.3.2 蒽分子荧光光谱研究概况
        1.3.3 冲击加载下蒽分子光谱研究概况
    1.4 待解决研究问题
    1.5 本文研究计划
第2章 蒽分子中纳秒激光驱动冲击波压力特性研究
    2.1 引言
    2.2 纳秒激光驱动冲击波的产生和特点
    2.3 冲击加载下拉曼光谱探测系统
    2.4 冲击波加载和卸载过程压力分布研究
        2.4.1 静高压下蒽分子拉曼光谱
        2.4.2 峰位拟合法的改进研究
        2.4.3 冲击波加载和卸载过程样品层压力分布
    2.5 冲击波传播速度计算
        2.5.1 常用冲击波速度测量方法
        2.5.2 峰位拟合法
        2.5.3 拉曼强度比测速法
    2.6 本章小结
第3章 静高压下蒽分子的荧光光谱研究
    3.1 引言
    3.2 常压下激发条件对蒽分子荧光光谱的影响
        3.2.1 激发光功率对蒽分子荧光光谱的影响
        3.2.2 激发光波长对蒽分子荧光光谱的影响
    3.3 静高压条件下蒽分子的荧光光谱
        3.3.1 静高压技术
        3.3.2 高压下荧光光谱探测系统
        3.3.3 蒽分子荧光光谱随压力变化规律
    3.4 高压下激发条件对蒽分子荧光光谱的影响
        3.4.1 激发光功率对蒽分子荧光光谱的影响
        3.4.2 激发光波长对蒽分子荧光光谱的影响
    3.5 本章小结
第4章 蒽分子中纳秒激光驱动冲击波温度特性研究
    4.1 引言
    4.2 温度对蒽分子荧光光谱的影响研究
        4.2.1 变温荧光光谱探测系统
        4.2.2 蒽分子荧光光谱随温度变化规律
    4.3 基于强度比的荧光测温机制
        4.3.1 热驱动激发态跃迁模型
        4.3.2 理论模型的实验基础
    4.4 荧光测温方法性能评估
    4.5 冲击压缩材料测温
    4.6 本章小结
第5章 蒽分子中冲击波能量转移通道研究
    5.1 引言
    5.2 传统冲击能量转移通道
    5.3 冲击能量相干转移通道的理论模型
    5.4 相干转移通道观测实验设计
        5.4.1 实验探测的理论基础
        5.4.2 角分辨拉曼光谱探测系统
    5.5 相干转移通道实验证据
        5.5.1 相对强度比
        5.5.2 拉曼线宽
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历

(8)电子束驱动低温等离子体源的动理学模拟研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 低温等离子体与微电子工业
    1.2 原子层刻蚀的关键问题及其解决方法
    1.3 电子束驱动的低温等离子体源的研究进展
    1.4 本文研究的主要内容与拟解决的问题
2 PIC/MCC模型
    2.1 概述
    2.2 显格式PIC算法
    2.3 隐格式PIC算法
    2.4 MCC模型
    2.5 收敛测试
    2.6 本章小结
3 电子束驱动纯氩气等离子体放电特性的模拟
    3.1 引言
    3.2 模型与参数
    3.3 电子束的电流大小对氩气放电特性的调制
    3.4 电子束的能量大小对氩气放电特性的调制
    3.5 等离子体气压大小对氩气放电特性的调制
    3.6 离子通量和极板表面的离子能量分布函数
    3.7 本章小结
4 电子束注入对射频容性耦合等离子体的调制
    4.1 引言
    4.2 模型与参数
    4.3 调制等离子体密度与电子温度
    4.4 调制电子的能量分布
    4.5 调制电子通量和离子通量
    4.6 本章小结
5 电子束与直流源联合驱动氩气放电特性的模拟
    5.1 引言
    5.2 模型与参数
    5.3 电子束从阴极驱动氩气放电
    5.4 电子束从接地极驱动氩气放电
    5.5 从阴极/接地极驱动放电的对比
    5.6 本章小结
6 全文总结与工作展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 下一步工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的主要论文

(9)缺陷TiO2和WO3光催化剂的结构设计及其光解水性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 研究背景
    1.1 世界与我国能源发展现状
    1.2 清洁能源的开发与利用
    1.3 太阳能转换
    1.4 光催化技术及基本原理
第2章 文献综述
    2.1 二氧化钛半导体
    2.2 三氧化钨半导体
    2.3 半导体催化剂的改性方法
        2.3.1 多元结构
        2.3.2 形貌设计
        2.3.3 缺陷修饰
    2.4 中空结构
        2.4.1 中空结构的制备方法
        2.4.2 中空结构提高光捕获能力
        2.4.3 中空结构抑制电子空穴复合
        2.4.4 中空结构空间分离氧化还原反应
    2.5 缺陷修饰
        2.5.1 缺陷修饰引入方法
        2.5.2 缺陷调节半导体电子结构
        2.5.3 缺陷调节表面性质
        2.5.4 缺陷调节载流子传输
    2.6 论文主要研究内容
第3章 缺陷中空笼状TiO_2球用于光催化分解水制氢
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂与气体
        3.2.2 碳球模板的制备
        3.2.3 中空二氧化钛球的制备
        3.2.4 缺陷中空笼状二氧化钛球的制备
        3.2.5 缺陷二氧化钛实心球的制备
        3.2.6 表征方法
        3.2.7 光催化产氢反应活性测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 结构性质和物理性质
        3.3.2 光吸收能力
        3.3.3 缺陷分析
        3.3.4 光催化活性
    3.4 本章小结
第4章 理性控制WO_3中表面/体相缺陷用于光催化分解水制氧
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂与气体
        4.2.2 三氧化钨的制备
        4.2.3 热处理温度和时间的调节
        4.2.4 不同处理气氛下三氧化钨的热处理
        4.2.5 光催化产氧反应活性测试
        4.2.6 表征方法
        4.2.7 光电性质测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 结构性质和物理性质
        4.3.2 表面缺陷
        4.3.3 体相缺陷
        4.3.4 光吸收能力
        4.3.5 载流子分离效率
        4.3.6 光催化活性
        4.3.7 光电性能
        4.3.8 讨论
    4.4 本章小结
第5章 缺陷三维有序大孔WO_3用于光催化分解水制氧
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 试剂与气体
        5.2.2 聚苯乙烯胶晶模板的制备
        5.2.3 三维有序大孔三氧化钨的制备
        5.2.4 氢氮混合气热处理
        5.2.5 表征方法
        5.2.6 光催化产氧反应活性测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 结构调控
        5.3.2 物理性质与缺陷
        5.3.3 光吸收能力
        5.3.4 载流子分离效率
        5.3.5 光催化活性
    5.4 本章小结
第6章 结论、创新点与展望
    6.1 结论
    6.2 本工作创新点
    6.3 展望
参考文献
发表论文及参加科研情况
致谢

(10)低电压有机场效应晶体管及其在互补电路和存储器中的应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 有机场效应晶体管概述
        1.1.1 有机场效应晶体管的背景介绍
        1.1.2 有机场效应晶体管的基本结构
        1.1.3 有机场效应晶体管的工作原理
        1.1.4 有机场效应晶体管的性能参数
    1.2 有机场效应晶体管的制备方法
        1.2.1 热蒸发法制备有机场效应晶体管
        1.2.2 溶液处理法制备有机场效应晶体管
    1.3 有机场效应晶体管的前景
    1.4 有机场效应晶体管的应用
        1.4.1 有机非易失存储器
        1.4.1.1 有机非易失存储器的结构
        1.4.1.2 有机非易失存储器的工作原理
        1.4.1.3 有机非易失存储器的主要性能参数
        1.4.1.4 有机非易失存储器的制备方法
        1.4.1.5 有机非易失存储器的应用前景
        1.4.2 有机互补反相器
        1.4.2.1 有机互补反相器的结构
        1.4.2.2 有机互补反相器的工作原理
        1.4.2.3 有机互补反相器的主要性能参数
        1.4.1.4 有机互补反相器的制备方法
        1.4.2.5 有机互补反相器的应用前景
    1.5 本论文的研究意义和主要工作概括
        1.5.1 本论文的研究意义
        1.5.2 本论文的主要工作概括
    1.6 本章小结
    本章参考文献
第2章 实验仪器及材料
    2.1 实验仪器介绍
        2.1.1 真空蒸镀仪
        2.1.2 真空溅射镀膜仪
        2.1.3 低温探针台
        2.1.4 半导体参数分析仪
        2.1.5 原子力显微镜
        2.1.6 固定角光谱椭偏仪
        2.1.7 X射线光电子能谱仪
        2.1.8 X射线衍射仪
        2.1.9 拉曼光谱仪
    2.2 实验材料
    2.3 实验过程
        2.3.1 硅片与柔性衬底的清洗
        2.3.2 碳纳米颗粒,氧化石墨烯薄膜制备
        2.3.3 介电层的制备
        2.3.4 有机半导体薄膜的制备
        2.3.5 金属电极的制备
    2.4 有机场效应晶体管,存储器,反相器的电学性能测量
    2.5 本章小结
第3章 基于复合介电层的低电压场效应晶体管研究
    3.1 研究背景
    3.2 碳纳米颗粒聚合物低电压有机场效应晶体管
        3.2.1 引言
        3.2.2 碳纳米颗粒的合成及表征
        3.2.3 介电层的合成及表征
        3.2.4 有机场效应晶体管的结构以及半导体层表征
        3.2.5 有机场效应晶体管的电学性能表征
        3.2.5.1 P型器件电学性能的表征
        3.2.5.2 方法普适性的验证
        3.2.5.3 N型器件的电学性能表征
        3.2.5.4 柔性器件的电学性能表征
        3.2.6 本节小结
    3.3 氧化石墨烯制备低电压有机场效应晶体管
        3.3.1 引言
        3.3.2 氧化石墨烯修饰的聚苯乙烯薄膜的制备
        3.3.3 有机场效应晶体管的结构以及半导体层表征
        3.3.4 有机场效应晶体管的电学性能表征
        3.2.4.1 P型器件的电学性能表征
        3.2.4.2 方法普适性的验证
        3.2.4.3 N型器件的电学性能表征
        3.3.5 本节小结
    3.4 本章结论
    本章参考文献
第4章 低电压场效应晶体管在互补电路中的应用
    4.1 研究背景
    4.2 碳纳米颗粒和介电层的合成与表征
        4.2.1 碳纳米颗粒的合成与表征
        4.2.2 介电层的合成与表征
    4.3 反相器的制备及半导体薄膜的合成与表征
        4.3.1 反相器的制备
        4.3.2 半导体层的表征
    4.4 反相器电学性能测试
    4.5 柔性反相器器件
        4.5.1 柔性反相器的制备
        4.5.2 介电层和半导体层的表征
        4.5.3 反相器的电学性能测试
    4.6 本章小结
    本章参考文献
第5章 低电压场效应晶体管在存储器中的应用
    5.1 研究背景
    5.2 碳纳米颗粒的合成与表征
    5.3 隧穿绝缘层的合成与表征
    5.4 有机纳米浮栅非易失存储器的制备
    5.5 有机纳米浮栅型非易失存储器电学性能表征
        5.5.1 P型器件的电学性能表征
        5.5.2 N型器件的电学性能表征
        5.5.3 低电压器件制备与电学性能表征
    5.6 本章小结
    本章参考文献
第6章 全文总结
攻读博士学位期间本人发表的论文
致谢

四、高能氩离子在聚苯乙烯中的电子能损效应研究(论文参考文献)

  • [1]基于CsPbBr3纳米晶的新型闪烁体制备及性能研究[D]. 苏梦磊. 南京邮电大学, 2021
  • [2]石墨烯纳米结构的光热转换机理与界面能质传输特性及太阳能热局域化应用[D]. 吴声豪. 浙江大学, 2021
  • [3]聚碳酸酯表面有机-无机复合涂层的构筑与性能研究[D]. 邱心宇. 烟台大学, 2021(09)
  • [4]固体表面(蚀刻)离子径迹二维空间分布的模拟研究[D]. 李彬博. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2021(01)
  • [5]PEEK和PI带电粒子辐照损伤与B4C增强辐射防护[D]. 李红霞. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
  • [6]银纳米线柔性基透明导电薄膜的制备及其相关应用[D]. 郑博达. 中国科学技术大学, 2021(09)
  • [7]利用蒽分子探针研究纳秒激光驱动冲击波特性[D]. 汤铖. 哈尔滨工业大学, 2020
  • [8]电子束驱动低温等离子体源的动理学模拟研究[D]. 黄家龙. 华中科技大学, 2019(03)
  • [9]缺陷TiO2和WO3光催化剂的结构设计及其光解水性能研究[D]. 王亚婷. 天津大学, 2019(06)
  • [10]低电压有机场效应晶体管及其在互补电路和存储器中的应用[D]. 刘杰. 苏州大学, 2017(01)

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高能氩离子在聚苯乙烯中的电子能量损失效应研究
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