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关键词： 氢气传感器   SnO2薄膜   MEMS   PN结   传感器电路  

摘要： 氢气传感器早已广泛应用于家庭生活、医疗卫生、能源及环境检测等众多领域。而SnO2作为一种应用最为广泛的气敏材料，一直是作为研究氢气传感器的热点，SnO2材料是一种宽禁带半导体材料，它的化学、物理稳定性比较好，并且耐腐蚀性强，对于很多还原性气体的灵敏特性非常好，具有可逆性、响应及恢复时间短、可靠性高和对于低浓度气体的灵敏度高等优点。但是纯SnO2材料对于多种还原性气体敏感，所以选择性较差。本课题是在学习、研究国内外众多SnO2氢气传感器研究成果的基础上完成的。首先创新的采用MEMS技术制作硅杯，并以PN结作为传感器的结构，调制掺杂的纳米SnO2薄膜作为敏感材料，叉指铂电极作为加热源，其中纳米SnO2薄膜采用溶胶凝胶方法制备，以上均可减少纳米SnO2薄膜电阻，增加传感器的灵敏度，并对薄膜进行了表征分析，通过测试系统对传感器的掺杂种类、退火温度、工作温度进行了分析，给出了灵敏度、响应和恢复时间，最后设计传感器外围电路，以恒流源作为电源，采用AD623为传感器信号进行差分放大，ADC0804作为数/模转换器，经单片机处理后，在LCD12864液晶屏上显示。

关键词： SmCo5   电子结构   磁矩   金属掺杂   第一性原理计算  

摘要： 信息存储技术的发展要求硬盘具有更大的容量与更高的记录面密度，而硬盘实现更高记录密度的关键之一是采用更高磁晶各向异性的记录介质。以SmCo5为代表的稀土—过渡金属（R-T）合金薄膜由于具有强单轴磁晶各向异性Ku、高饱和磁化强度MS和高居里温度TC，已经成为新兴的超高密度垂直磁记录候选材料，并引起了实验上和理论上的广泛关注。 近年来，采用基于密度泛函理论的第一性原理计算磁性材料的磁晶各向异性能（MAE）受到了人们的广泛关注。本文将采用基于MedeA软件平台的赝势平面波密度泛函程序包VASP和投影缀加波（PAW）方法，通过使用LDA+U，LDA+U+SO等多种方法深入研究SmCo5的电子结构和磁性，探讨其高磁晶各向异性的起源，并在此基础上进一步研究非磁性金属Cu掺杂和磁性金属Fe掺杂对Sm（Co, M）5磁性的影响。 对SmCo5的电子结构和磁矩的计算研究表明Sm4f电子是SmCo5MAE的主要贡献。自旋轨道耦合（SOC）计算表明，Co原子的磁矩主要是由自旋磁矩提供，轨道磁矩很微弱。Sm原子自旋磁矩和轨道磁矩方向相反，使Sm的总磁矩变小。SmCo5的MAE主要来源于晶场效应和自旋轨道耦合效应。对磁性元素Fe和非磁性元素Cu掺杂对Sm（Co, M）5晶胞结构和磁矩的影响研究，我们发现两者的掺杂占位倾向以及对Sm（Co,M）5晶格结构和磁矩都有不同的影响。我们预期Cu少量掺杂（x=0-0.2）的Sm（Co1-xCux）5化合物以及Fe大量掺杂（x=0.6-0.8）的Sm（Co1-xFex）5化合物会成为硬磁体和磁记录介质的强力候选材料。

关键词： 光电池   PN结   应用  

摘要： 光电池是一种直接将光能转换成电能的光伏器件或称换能器件,也是一种将变化的光信号直接转换成相应变化的电信号的光电转换器件。本文主要介绍了光电池的主要应用电路和工作原理。

关键词： 太阳硅电池   PN结   扩散   suprem   模拟  

摘要： 进入21世纪后,能源和环境问题日益受到人们的关注,发展和利用太阳能是解决能源环境问题的重要方式。硅太阳电池依靠半导体行业的成熟工艺,得到了充分的发展,成为当今太阳电池的主流。在这种情况下,硅太阳电池工艺的优化研发,以提高光电转换效率并降低成本,成为了研究的中心。PN结是太阳电池的核心,可以说没有PN结就没有现在的太阳能电池。而扩散是形成PN结的重要手段,本论文重点研究了扩散工艺以及扩散和其他硅太阳电池工序的关系,优化了扩散工艺,提高了电池的效率和降低了生产成本。 本文介绍了太阳能电池的发展历程,并首先对于当前最主流的晶体硅太阳电池的基本工作原理及其生产制造工艺流程进行了描述,然后讲述扩散设备—扩散炉的发展和种类,据不同的扩散方法,发展出链式和管式扩散炉。管式扩散炉还包括开管扩散与闭管扩散；并介绍了磷在晶体硅中的扩散模型的发展和Yoshida、 Fair和***等人的重要贡献。 本文从理论方面,对PN结形成机制、目前生产上POC13的扩散机理和描述扩散的方程和参数进行了分析。然后,论文从理论指导实验出发,以优化生产工艺为目标,设计实验研究温度、时间、方块电阻和扩散均匀性的关系。并通过supremIV模拟和调整氧流量实验研究氧化硅膜对扩散的影响。文章主要得出以下一些结论： 1.生产扩散后硅片,方块电阻有很大的离散性。这种离散性即是管不均匀性。但对于方块电阻的平均而言,可以很好的符合由恒定源扩散方程推导方块电阻与温度、时间的关系方程相符。我们可以根据该方程设计工艺来得到需要方块电阻。这在生产上可以减少调试的时间和成本。 2.扩散后的方块电阻与电池性能的参数中的短路电流Isc和串联电阻Rs凡向关联。方块电阻增大或减小时,短路电流Isc和串联电阻Rs同时增大和减小。由此可知,方块电阻的离散性对电池效率影响很大,不管方阻偏大还是偏小,偏离最佳的工艺方阻都会导致电池效率的降低。扩散炉中硅片的间距和氧气的流量影响片均匀性。扩散炉中采用的5mm片间距不是最优,增大片间距,可以提高片均均性提高；减少氧气流量也可以提高片均匀性。 3. SupremIV模拟氧化膜对扩散影响实验和调整氧气流量实验发现,工艺中氧气流量不可过量。当减少氧气的流量时,不但扩散的效率提高,而且片均匀性也提高。片过量的氧气会在硅片表面反应生成很厚的氧化膜层,氧化膜阻碍扩散,降低扩散的速率并使片均匀性降低。

关键词： 电离能   取代基效应   分子权重平均极化效应指数(WAPEI)   对位二取代苯  

摘要： 本文以取代基电子效应加和项（∑σ_p）,取代基相互作用项（△σ~2）和分子权重平均极化效应指数（WAPEI）为参数研究1,4-二取代苯电离能中取代基效应规律,成功得到111个1,4-二取代苯电离能的相关方程,其相关系数为0.9631,标准偏差仅为0.21eV。该方法为芳香化合物电离能的研究提供了一种新的思路。

关键词： 卷烟烟气   电离能   量子化学计算   G3B3方法   密度泛函方法   定性分析  

摘要： 为了系统地评估量子化学密度泛函方法[B3LYP/6-311++G(d,p)]和组合从头算方法(G3B3)在预测电离能上的可靠性,以70种已知电离能的卷烟烟气化学组分作为验证集进行了计算和分析,并对一些未知电离能的烟气组分进行了计算;同时,运用自制的卷烟烟气采样器结合同步辐射光电离质谱技术对卷烟烟气气相化学成分进行了在线分析,测定了光电离质谱和光电离效率谱,获得了一些烟气组分电离能的实验值。结果表明,G3B3方法可以准确地计算不同类型烟气组分的电离能,精度可达0.06 eV,其计算结果较适用于卷烟烟气化学成分的定性分析。

关键词： 玻尔兹曼常量   PN结   芯片控温   单片机  

摘要： 为解决测量玻尔兹曼常量时获取PN结真实温度及温度连续变化的问题,设计了基于芯片级控温技术的玻尔兹曼常量测定仪.该仪器采用以AVR单片机为核心控制系统,集成电路CA3046为控温芯片,24064图形点阵液晶显示器作为显示单元.将加热电阻和测温传感器与PN结集成在同一芯片内组成PN组件.单片机对PN组件进行温度控制,可以实现对PN组件中PN结温度调整、恒温控制、温度测量并用液晶屏24064显示.实际应用表明,该测定仪具有升降温快、控温稳定,测量结果与国际公认值相对偏差小于2%.

关键词： 能量最低原理   高分子化学   教学   应用  

摘要： 能量最低原理是自然界最普遍的规律之一,高分子化学中的许多现象都可以用它来加以解释。本文从聚合反应方向、自由基稳定性、聚合中的重排反应等几个方面阐述了能量最低原理在高分子化学中的具体体现,对用能量最低原理来解释高分子化学反应的规律和现象进行了初步探索。实践证明,在高分子化学教学中应用能量最低原理来讲解一些问题,会起到事半功倍的效果。

关键词： 溶胶-凝胶法   N掺杂   光致发光   受主   电离能  

摘要： 以醋酸锌为前驱体、醋酸铵为掺杂源，采用溶胶—凝胶法制备出N掺杂的ZnO薄膜，研究了其表面形貌、晶体结构和变温下的光致发光光谱，探讨了N作为受主掺杂的热力学性质。结果表明，掺杂后的薄膜是六角纤锌矿结构，光谱中表现出和N相关的受主束缚激子、自由激子一受主和施主一受主对发光现象。通过理论计算得到，N作为受主的电离能大小为0．255—0．310eV，表明N是一种有效的浅受主，其能级上的电子在较小的能量下就能够电离。

关键词： 第一性原理   电子结构   磁矩   Fe16N2  

摘要： 用基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统地研究了压力对Fe16N2体系结构和磁性的影响。结果表明仅仅离N位最远的Fe Ⅲ拥有一个约为2.84μB的大磁矩,而FeⅠ和Fe Ⅱ原子没有大磁矩产生。此外,还发现从0到47 GPa,总磁矩和单胞体积随着压力的增加单调减小,然而,在48 GPa的压力作用下,伴随着单胞体积的剧减,体系总磁矩消失。