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真空科学与技术学报
真空科学与技术学报

吴锦雷

月刊

1672-7126

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100022

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真空科学与技术学报/Journal Chinese Journal of Vacuum Science and TechnologyCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是全国中文核心期刊,长期被EI、CA、SA等国际蓍名检索系统收录,已全文上网。本刊通过中国图书贸易总公司代理向国外发行。目前在美国、英国、德国、荷兰及我国的香港与台湾地区均有订阅,有一定的影响力。在国内各高等院校科学院所涉及到真空科学与技术论文都大多数向本刊投稿,已成为国内外关学者发表高水平科研成果的主要载体。
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收录年代

    氧化硅水平隧穿结电子源及其应用

    朱韬远李志伟詹芳媛杨威...
    737-748页
    查看更多>>摘要:电子源是真空电子设备的核心部件,片上微型电子源是实现微型化、片上化真空电子器件的关键和基础.氧化硅水平隧穿结电子源是本课题组近几年发展的一种新型片上微型电子源,其具有发射效率高、发射电流密度大、工作电压低、能耐受粗真空和时间响应快等优点,展现出较大的应用潜力.文章将从电子发射微观过程及理论模型、阵列化集成以及在真空电子器件中的应用三个方面系统介绍氧化硅水平隧穿结电子源,并对本课题组在该方向上所做的工作进行梳理与总结.

    氧化硅水平隧穿结电子源片上微型电子源微型真空电子器件

    真空纳米二极管和三极管综述

    李兴辉冯进军
    749-758页
    查看更多>>摘要:真空纳米二极管和真空纳米三极管具有与传统真空管相似的基本功能,但却可以通过现有先进的微加工工艺线制造,以实现尺寸小、重量轻和高度集成,这使得它们在最近十年发展迅速.综述了真空纳米二极管和三极管的起源、发展历史和最新技术状态.介绍了典型的横向结构、垂直结构和环栅结构器件,并分析了各自优缺点.硅基器件对于成熟微加工工艺兼容性最好,但基于金属和一些宽带隙半导体材料,如碳化硅和氮化镓的真空纳米器件显示更好的电性能、耐温性和耐辐射性.尽管当今最发达的真空纳米二极管和三极管在大多数常规应用中仍然无法和固态集成电路抗衡,但它们正得到更多关注,并有望首先在高温或强辐射等恶劣环境实现应用.

    真空电子器件纳米二极管纳米三极管耐温性耐辐射性

    太赫兹真空器件中超深金属慢波结构的微加工技术

    姜琪李兴辉冯进军蔡军...
    759-767页
    查看更多>>摘要:太赫兹真空电子器件物理结构尺寸变化随着波长的减小而减小,对微小结构的尺寸精度与表面粗糙度要求也大大增加.随着器件频率进入到太赫兹频段,慢波结构的深度达到几十微米或者百微米量级,加工的难点主要有:材料为金属,结构超深,表面粗糙度要求达到几十纳米量级,微电铸后金属含氧量极小,结构密度大不漏气,经得起后续近千摄氏度的高温处理工艺等.文章介绍了太赫兹频段下器件慢波结构的加工方式,着重讨论利用深反应离子刻蚀(DRIE)技术和紫外-光刻、电铸(UV-LIGA)技术加工超深金属慢波结构的技术和和特点,并介绍了本实验室利用UV-LIGA加工折叠波导的研究进展.

    太赫兹真空电子器件微机电系统深反应离子刻蚀紫外-光刻、电铸慢波结构

    Spindt阴极研究进展和面临的问题

    韩攀阳姜琪冯进军李兴辉...
    768-778页
    查看更多>>摘要:基于先进的微纳加工技术制备的Spindt阴极相比于热阴极具有可以瞬时启动、工作电压低、可在常温下工作等优势.尽管Spindt阴极性能优越,但很难实现真正的实用化,归根结底在于Spindt阴极的低可靠性.近几十年来,国内外研究者致力于从结构、材料以及工艺技术方面提高Spindt阴极的场发射特性以及耐用性,除了不断提高Spindt阴极的性能以满足高功率和高频率真空电子器件的需求,也在寻找和探索其它小电流、低能量、高可靠性的应用新领域,以更好地发挥Spindt阴极的优势.文章对Spindt阴极的最新研究进展进行了综述.

    Spindt阴极微纳加工技术真空电子器件

    一维氧化锌纳米线真空隧道结的电子发射研究

    刘济洲刘海洋李振军
    779-784页
    查看更多>>摘要:纳米真空隧道结是一种重要的功能元件,(准)弹道输运机制使其具有更低的功耗和理论高达 3×108 m/s的传输速度,是实现高性能电子器件的理想选择.利用一维纳米材料制备真空隧道结对于推进器件小型化和高集成具有重要意义.文章利用性质稳定的氧化锌纳米线设计并制备了一维隧道结,研究了其在静电场和超快光激发下的电子发射现象,在超快光场的驱动下实现了六次幂的非线性光发射电流和调制,有望推动一维超快纳米真空电子器件的发展.

    电子隧穿器件一维纳米隧道结超快光激发氧化锌纳米线

    基于内场发射原理的无载流子注入型量子点发光器件光电研究

    谢彪吴朝兴郭太良
    785-790页
    查看更多>>摘要:工作于无载流子注入工作模式下的量子点电致发光器件因其简单的结构而受到关注.由于没有外部载流子参与电致发光,揭示该器件稳定工作时所需载流子的来源对于理解器件工作机理、优化器件结构具有重要价值.文章研究了多层量子点薄膜在无载流子注入工作模式下的光电特性,实验结果表明:发光强度会随着交流驱动电压的幅度的增加迅速增加到一个最大值,然后逐渐降低;同样地,发光强度会随着交流驱动频率的增加而增加,然后逐渐降低.此外,在不同电压和频率下该发光谱具有完全相同的中心波长和半峰宽.结合量子点之间存在的绝缘有机配体环境,提出了基于内场发射原理的多层量子点无载流子注入发光模型.该研究有望为获得先进量子点发光技术提供参考.

    电致发光量子点能量势垒无载流子注入

    钐钴永磁漂移管出气及质谱分析

    关玉慧王鹏程刘顺明刘佳明...
    791-796页
    查看更多>>摘要:文章系统地阐述了同步气路法测量材料出气率的实验原理,首先实验测得钐钴永磁铁室温下不同时刻的出气率并给出及其拟合曲线,可预测更长时间钐钴所对应的出气率.其次,实验测得钐钴永磁铁漂移管样机的整体出气量,并与钐钴样品总出气量进行比对,分析夹气是导致漂移管样机出气量下降缓慢的主要原因,并提出改进方案.然后,对比不同状态下的残余气体成分,分析结果对于后续漂移管的加工提供改进思路.最后,计算了钐钴永磁漂移管应用于DTL1#物理腔引起的压强变化,为钐钴永磁漂移管的应用提供数据支持.

    同步气路法钐钴出气率漂移管出气量残余气体分析钐钴永磁漂移管应用

    不锈钢管道的比放气率研究

    范永山杜畅通张化一郑曙昕...
    797-804页
    查看更多>>摘要:不锈钢管道的比放气率是超高真空系统设计的关键参数,降低比放气率是提高真空度的有效方法之一.在西安200 MeV质子应用装置(XiPAF)的重离子升级工程中,重离子同步环真空管道内要求达到超高真空度(10-10 Pa量级),要求不锈钢管道的比放气率不超过 1.5×10-13 Pa·m3/(s·cm2).文章通过研究降低不锈钢管道比放气率的方法,得到一套不锈钢管道处理方案,使得不锈钢管道的比放气率不大于此数值.降低比放气率的方案包括三个关键问题,即不锈钢材料的选取、真空炉高温烘烤方案选择和加热带烘烤方案选择.论文设计了实验方案,定制加工了四根相同尺寸的不锈钢实验管道,304和 316L两种材料各两根,四根管道分为两组分别进行真空炉500℃和950℃烘烤,每根管道做四次加热带烘烤实验,烘烤温度依次设定为 150℃、200℃、250℃和 300℃,并测量每根管道最终的比放气率.为测量不锈钢实验管道的比放气率,搭建了一套比放气率测试平台.测量结果表明,加工厂家提供的 304和 316L两种不锈钢材料的初始管道比放气率的大小与材料种类无特定规律;实验中真空炉或者加热带的烘烤均能使比放气率降低 1~2个数量级;管道依次进行真空炉 950℃烘烤和加热带 300℃烘烤之后,比放气率可以达到5×10-14 Pa·m3/(s·cm2)以下,满足XiPAF重离子升级工程要求.

    比放气率超高真空不锈钢管道烘烤温度

    真空旁路开关灭弧室绝缘仿真及不确定性分析

    刘晓明李国铮陈海史红菲...
    805-810页
    查看更多>>摘要:真空旁路开关在直流系统中作为重要的保护器件长期工作在分闸状态下.针对真空旁路开关绝缘可靠性问题,文章以 3.6 kV/2500 A真空旁路开关灭弧室为研究对象,采用有限元分析手段,建立三维电场物理数学模型,分析其在标准雷电冲击耐受峰值电压作用下的电场分布情况;并引入表面电场宏观增强因子,对电场集中区域的场域分布均匀程度进行定量分析.此外,采用混沌多项式展开法,对灭弧室触头电极中心开槽圆角半径进行不确定性分析,以确保其绝缘性能和加工制备的可靠性.

    旁路开关绝缘性能混沌多项式展开法不确定性分析

    基于神经网络的涡轮分子泵性能预测

    匡永麟王晓冬宁久鑫孙坤...
    811-818页
    查看更多>>摘要:涡轮分子泵作为维持洁净高真空环境的关键设备,广泛应用于半导体制造、空间模拟等诸多领域.然而,准确高效预测涡轮分子泵性能一直是亟待解决的难题,现有方法往往因模型缺乏通用性和计算效率不足而难以令人满意.文章聚焦于开发一种基于神经网络模型的涡轮分子泵抽气性能预测方法,旨在攻克上述挑战.提出了一种神经网络模型,该模型能够有效学习和模拟涡轮分子泵的复杂动态行为.模型训练数据涵盖数值模拟结果和实验测试数据,使其具备良好的泛化能力和预测精度.通过数值模拟和实验测试的双重验证,证明了神经网络模型能够准确预测涡轮分子泵抽气性能,并且根据实验测试结果综合分析了影响其抽气能力的诸多因素.结果表明,该模型可作为在分子流态下涡轮分子泵结构设计和性能评估的工具,能助力优化涡轮分子泵设计,进而提升其抽气效率和适用性.

    涡轮分子泵神经网络数值计算性能预测