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铋纳米薄膜相干光学声子研究

利用共轴双色飞秒激光泵浦-探测技术测量了铋(Bi)纳米薄膜的相干光学声子.采用自相关技术测量得到探测光的脉宽约为45 fs,用探测光和泵浦光的互相关信号得到泵浦光经过脉冲整形以后的脉宽约为250 fs,进两测量得到Bi纳米薄膜的对称振动模频率为2.86 THz,与自发Raman光谱的结果吻合.采用指数衰减函数与互相关信号的卷积拟合延迟时间在10 ps以内的差分反射信号,确定了相干光学声子振幅衰减的特征时间约为2.6 ps,与电子衰减特征时间相近,却远小于晶格加热的特征时间,从而为进一步揭示材料内部载流子与声子的相互作用提供了依据.

关键词: 超快激光 , 相干光学声子 , 脉冲整形 , 对称振动模 , 互相关测量

分子间作用力对硬盘磁头承载力的影响

梁丽 , 王玉娟 , 陈云飞

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.01.021

当硬盘驱动器的磁头飞高降至5nm以下时,磁头与磁盘间的分子间作用力不能忽略.以皮米磁头和飞米磁头为模型,模拟了分子间作用力对飞高低于5nm的磁头总承载力的影响.模拟结果表明,分子间作用力改变了飞高低于5nm的磁头承载特性.分子间吸引力使总承载力减小,甚至出现负值,以致使磁头失去承载能力.当飞高进一步降低时,分子间斥力的作用显现出来.由于分子间引力和斥力的作用范围不同,磁头有一段失去承载能力的临界飞高区间.磁头的尺寸因子不同,临界飞高区间也有差别.

关键词: 磁头 , 分子间作用力 , 飞高

基底对硅纳米线热导率影响的分子动力学模拟

王建强 , 魏志勇 , 毕可东 , 陈敏华 , 陈云飞

工程热物理学报

采用非平衡态分子动力学模拟的方法研究了硅纳米线平放在基底上的轴向热导率,结果表明基底的存在降低了纳米线的热导率,且随着温度的升高,热导率逐渐降低.通过改变纳米线与基底之间的范德华作用力强度,研究了基底约束对硅纳米线热导率的影响,结果表明,随着作用力强度的增加,纳米线热导率逐渐减小.模拟结果还显示,基底维数的降低能够进一步减小硅纳米线的热导率.

关键词: 切向热导率 , 纳米线 , 基底 , 分子动力学

纳米通道中电渗流的分子动力学模拟

田菲 , 陈云飞

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.02.002

采用分子动力学(MD)方法,模拟了纳米通道中NaCl溶液的电渗现象.模拟结果表明,与上下两板带同性电荷相比,当纳米通道的上下壁面所带电荷电性相反时,通道中水的浓度分布大致相同,而离子浓度分布,水的速度及通道中的电势分布相差很大.具体表现在:Na+主要聚集在带负电的硅板附近,cl-主要聚集在带正电的硅板附近,通道中部出现电荷倒置现象;在通道下部的区域水的速度为负值,而在上部区域速度为正值;电势在硅板附近呈指数分布,其值在下硅板附近为正,在上硅板附近为负,在模拟区域中段,电势在通道下部区域由正值变为负值,在通道上部区域由负值变为正值.此外,模拟结果还表明:纳米通道中的速度流型随通道壁面电荷分布的改变而改变.

关键词: 电渗流 , 电荷倒置 , 剪切流 , zeta电势

采用3ω法测量多壁纳米碳管悬浮液的导热系数

葛树林 , 杨决宽 , 毕可东 , 陈敏华 , 陈云飞

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.01.016

为了减小瞬态热线法测量纳米流体导热系数时易受电磁干扰和自然对流等因素的影响,更好地探究新型换热工质的强化传热机理,研制了3ω法实验台,采用锁相放大器测得交流加热铂丝的3倍频电压响应,拟合算出待测液体的导热系数.先通过对常规液体蒸馏水、乙二醇以及酒精溶液的测量,验证了实验台的精度和可靠性.然后采用两步法合成了稳定性较高的多壁纳米碳管悬浮液,测得其各体积分数和各温度下的导热系数.实验结果表明,3ω法具有较好的电磁兼容性,测量时温升不超过0.5K,可以有效地减小对流传热和辐射传热的影响,且可以通过1ω电压来判断纳米流体的稳定性;纳米碳管悬浮液的导热系数比基液和Hamilton-Crosser预测值明显提高,并且分别随纳米碳管含量的增加和温度升高而加大.

关键词: 3ω法 , 纳米碳管 , 导热系数 , 纳米流体

纳米尺度点接触的实验研究

王建立 , 朱建军 , 张兴 , 陈云飞

工程热物理学报

由交叉微米线构成了T形结构,并测量了Pt-Pt和Pt-Au节点的接触热阻和接触电阻。分析表明,增大接触点长度与宽度的比值,线接触模型和椭圆接触模型计算得到的接触热阻的差别逐渐减小,当比值超过20时,椭圆接触模型不再适用。测量得到的接触热阻随温度变化不明显,而接触电阻随温度升高而增大。由于存在表面绝缘层,接触热阻将远大于Wiedemann-Franz定律的预测值。考虑Kundsen数的影响以后,由接触电阻计算得到的金属接触点尺寸近似与温度无关。

关键词: 接触电阻 , 接触热阻 , T形结构 , Wiedemann-Franz定律

硅晶体热传导性能的分子动力学模拟

杨决宽 , 陈云飞 , 庄苹 , 蒋开 , 颜景平

工程热物理学报

基于硅色散关系的实验值,给出硅晶体导热系数的经典分子动力学模拟所必需的温度、导热系数的量子化修正曲线.应用平衡态分子动力学算法模拟了硅晶体在300～700 K温度区间内的导热系数,模拟结果表明,理想硅晶体的导热系数比自然硅高60%～75%,但随着温度的下降,模拟结果的准确性下降.

关键词: 导热系数 , 分子动力学 , 晶体硅

新疆喀什地区东部地下水“三氮”空间分布特征及影响因素

於嘉闻 , 周金龙 , 曾妍妍 , 贾瑞亮 , 栾风娇 , 陈云飞

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2016.11.2016040804

本文对新疆喀什地区东部地下水“三氮”空间分布特征及影响因素进行了研究．结果表明，该地区地下水“三氮”含量总体较低；NO3?N含量范围为ND（未检出）—8．02 mg·L－1、样点均值1．17 mg·L－1；NO2?N含量范围为 ND （未检出）—0．15 mg·L－1、样点均值0．006 mg·L－1；NH4?N 含量范围为 ND （未检出）—至0．28 mg·L－1、样点均值0．04 mg·L－1；仅个别监测井NO2?N和NH4?N含量超标．水平分布特征表现为：NO3?N含量总体呈南高北低，NO2?N和NH4?N含量总体呈南低北高．垂向分布特征表现为：潜水中NO3?N含量（均值3．14 mg·L－1）高于浅层承压水（均值0．50 mg·L－1）和深层承压水（均值1．28 mg·L－1），浅层承压水中NO2?N（均值0．008 mg·L－1）和NH4?N含量（均值0．05 mg·L－1）高于深层承压水（NO2?N均值0．002 mg·L－1；NH4?N均值0．02 mg·L－1）和潜水（ NO2?N均值0．001 mg·L－1；NH4?N未检出）；NO2?N和NH4?N超标点全部集中在浅层承压水中．该地区地下水“三氮”迁移和转化主要受氧化还原条件、地表水水质、包气带岩性、地下水径流条件、潜水埋深、土地利用类型和生活污染等因素的影响．

关键词: 地下水 , 硝态氮 , 亚硝态氮 , 氨氮 , 空间分布特征 , 影响因素 , 新疆喀什地区东部

半导体硅表面化学镀铜

王勇 , 张远明 , 陈云飞

电镀与涂饰 doi:10.3969/j.issn.1004-227X.2006.02.002

介绍了以次磷酸钠为还原剂、硫酸镍为再活化剂的半导体N型硅表面化学镀铜工艺及其前处理.探讨了镀液中铜盐含量、还原剂含量、pH及温度对沉积速率的影响.确定了化学镀铜最佳工艺条件:0.15 mol/L CuSO4 · 5H2O,0.03 mol/L NiSO4 · 6H2O ,0.75 mol/L NaH2PO2 · H2O ,0.08 mol/L Na3C6H5O7 · H2O,0.5 mol/L H3BO3 ,<0.2 mg/L硫脲,60～65 ℃,pH 12.0～12.5.采用扫描电镜及能谱仪分别对镀覆30 min及40 min制得的2种镀层表面形貌及成分进行了分析与比较.结果表明,镀覆30 min镀层组织较为致密,而镀覆40 min的镀层组织较粗糙;随镀覆时间的延长,镀层中铜含量明显提高.该镀层接触电阻基本能满足微制冷器的要求.

关键词: 半导体 , N 型硅 , 化学镀铜 , 再活化剂 , 沉积速率 , 表面形貌 , 接触电阻