人物专栏
刘益春
《真空科学与技术学报》主编
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期刊简介
《真空科学与技术学报》(http://cjvst.cvs.org.cn) 是由中国真空学会主办，中国科学技术协会审定的国家级自然科学技术刊物，被中国科技核心期刊目录、北大核心期刊目录、Scopus数据库收录，是中国科学引文数据库来源期刊。学报刊发真空获得、改进、检测、应用的中文及英文研究论文，涉及物理、化学、工程、材料、生物等多学科的交叉。2025年1月，学报成立第十届编委会，现任主编为东北师范大学刘益春院士。50人的编委队伍有两院院士5人，国家级领军人才30余人，真空相关企业界代表10余人，具有广泛的代表性。
紧凑型ECR-DD中子发生器二次电子抑制研究
廖晨伦;孟献才;李旭;李晨暄;谢亚红;曹小岗;徐伟;李辉;梁立振;中子发生器在工作时，D+被加速轰击至钛靶，钛靶受到高能束流轰击的同时表面会产生二次电子，加重电源负载，影响系统的稳定性。文章研究了不同电极结构对腔室温度、真空度和中子产额的影响。结果表明电极腰孔的形状会直接影响二次电子从腰孔逃逸的数量，并进一步影响腔室壁温度，导致壁吸附气体的释放，提升高压打火的频率。模拟分析了二次电子的传输路径，模拟显示靶面溅射二次电子一部分从腰孔溢出轰击在腔室壁，一部分溅射在电极内侧，少部分被反向加速轰击在陶瓷窗上，模拟结果与实物痕迹相吻合。基于该结果开展了电阻与磁场两种方式下二次电子的抑制实验，结果表明采用30-68 kΩ的电阻能较好抑制二次电子，此时能在相对较小的电流下获得更高的中子产额；使用1.3 T剩磁永磁铁在中心产生约100 Gs磁场，能实现二次电子的有效偏转，不影响中子产额的情况下电流下降约23%，实现二次电子的抑制效果。总的来说，在保证电极内部真空度的情况下，应尽量在电极壁开小孔或不开孔或采取有效的二次电子抑制措施，有助于提升中子发生器的稳定性，进而延长其使用寿命。
低能等离子体轰击对单晶硅表面性能的影响
余天翔;薛转转;武鹏远;Oleksiy Penkov;为了研究低能等离子体轰击对单晶硅表面物理性能的影响。通过控制刻蚀时间和真空腔内气体压强等因素，使用低能等离子体对单面抛光单晶硅（100）进行刻蚀。通过测量刻蚀后硅片的刻蚀深度、硅片表面粗糙度、拉曼光谱以及接触角，研究硅片表面物理性能的变化。实验结果表明，随着刻蚀时间的增加，硅片刻蚀深度基本不变，而随着刻蚀压力的增加，硅片刻蚀深度先减小后增加。当刻蚀电流为0.1 A，气体压力为2 mTorr时，硅片表面粗糙度在刻蚀时间为40 s时达到极小值。对刻蚀后硅片的拉曼光谱进行测量，发现拉曼二阶峰在总体上随刻蚀时间的增加而略微降低。分别使用氩离子和氮离子对硅片进行刻蚀，发现两者在空气中保存一段时间后水滴角均会有不同程度的增加。将刻蚀后的硅片分别置于氩气、氮气和空气环境中保存，硅片表面水滴角变化趋势几乎完全一致。证明低温等离子体轰击在较短的刻蚀时间内对硅片厚度没有明显影响，对硅片表面的粗糙度有一定的提高效果，对硅片表面的润湿性也起到了一定的减小作用，其中氩离子轰击处理的硅片更是在保存一段时间后发生了由亲水性到疏水性的转变。
RF-PECVD生长参数对石墨烯薄膜品质的影响
袁强华;任江枫;殷桂琴;对比不同工艺参数条件下生长的石墨烯薄膜的形貌和品质，分别研究了高频功率、放电气压、气体流量比、生长时间、生长温度以及基底种类对双频放电的RF-PECVD制备的石墨烯薄膜品质影响。实验结果表明，石墨烯的缺陷程度随着高频功率的增加而降低，但是薄膜的厚度随着高频功率的增加而减小。在3 Torr及5 Torr的条件下，石墨烯薄膜存在着较多的边界状缺陷。甲烷/氩气流量比为10:30、生长时间为40 min时，能够生长出品质较好的石墨烯薄膜。生长温度对石墨烯薄膜的生长影响较大，在300℃时，镍基底表面无法生长出石墨烯薄膜，并且生长温度低于600℃时，都无法生长出品质较好的石墨烯薄膜。最后发现，相同的生长条件，在镍基底上生长的石墨烯薄膜厚度更小，但是铜基底生长的石墨烯薄膜缺陷更少，品质更好，这与薄膜在两种基底上不同的生长方式有关。
低频容性耦合Ar/O_2等离子体放电特性研究
张树人;刘相梅;王博;吕明宇;文章使用了一维流体模型对驱动频率为40 kHz的Ar/O_2放电特性进行研究，着重讨论电压、气压、极板间距等外界条件对电离率、等离子体密度、电子温度和极板处离子能量等参数的影响。结果显示低频放电中γ模式占主导，DA(driftambipolar）模式非常微弱近乎忽略不计，且外界参数的变化并没有影响放电模式；低频放电的另一个特征为离子能量较高。此外，电压的增加使得等离子体密度和O_2~+能量迅速增大，鞘层区的电子温度随着电压的增大而上升，但等离子体区电子温度是下降的。气压和极板间距的增大也会使等离子体密度和离子能量增大，而鞘层区和等离子体区的电子温度均减小。
基于NS-DSMC方法的质谱光电离源仿真研究
高世俊;黄俊;何子阳;毕海林;王旭迪;刘成园;杨玖重;许鸣皋;潘洋;<正>质谱（Mass Spectrometry，MS）技术具有灵敏度高、分析速度快、分析范围广等特点，在化学化工、材料、环境和生命科学等领域得到广泛使用~([1–4])。光电离质谱（Photoionizat
非平衡态等离子体催化CO_(2)加氢逆水煤气反应的实验研究
李森;赵悦彤;孙康宁;马婷婷;戴健男;本文采用非平衡态等离子体放电技术协同Cu基催化剂的方法，促进CO_(2)加氢逆水煤气反应低温高效地进行。实验对比分析了纯催化、纯等离子体以及二者协同作用下对CO_(2)转化性能的影响，重点考察了等离子体放电电压、气体流量、CO_(2)和H_(2)的比例、循环水温度对CO_(2)转化率、CO选择性的影响，以及不同条件下的SEI值和能量效率。结果表明，等离子体放电与催化剂协同作用效果显著，在放电电压为16kV，气体流量为20mL/min，CO_(2):H_(2)=1:3，循环水温度为80℃时，CO_(2)的转化率高达79.17%，CO选择性达到50.83%。在CO_(2):H_(2)比例为1:1、1:2以及60-90mL/min的大流量条件下能量效率较高，最高可达208.47μmol/kJ。
基于有限元分析与声学实验的夹管式真空界面阀气动噪声特性研究
连加俤;李朋飞;陈皇凯;许静;潘威;气动噪声是真空界面阀在真空排污系统运行中面临的一个关键问题，在公共场所噪声显著影响用户体验，减少真空界面阀工作时的气动噪声尤为重要。本文围绕自主设计的夹管式真空界面阀，采用有限元分析（FEA）方法与声学实验相结合的方式，全面探究了阀门在不同开度、压强和结构条件下的噪声特性。有限元分析采用Proudman宽频噪声预测模型及ANSYS Fluent中的FW-H方程求解器实现Lighthill声类比，实验验证通过自制测试平台、噪声传感器以及LabVIEW数据采集软件完成。研究结果表明，阀门开度从20%增至100%时，涡流结构改变使噪声降低达10.4%；压强在0.035 MPa至0.065 MPa递增过程中，各频率端声压级随涡流增强而升高；阀芯水平端面距离从33 mm扩至50.5 mm，噪声降低幅度达5.1%。仿真计算与实验测试结果高度契合，有力地证明了噪声有限元分析方法的准确性与可靠性，为夹管式真空界面阀的噪声控制提供了有力的理论依据，并为类似阀门的噪声控制提供了有益的参考。
基于伴随优化和正交实验的蒸汽喷射器结构优化
方凯跃;毛维斌;操正清;张新晨;杨雪龙;作为蒸汽喷射器制冷系统（ERS）中的核心组件，蒸汽喷射器的性能对整体系统的运行效果具有重要影响，其性能的优劣直接决定了制冷效率。将伴随方法应用于喷射器领域，建立了可视化方案对喷射器进行敏感性分析，筛选出关键结构参数；通过单因素分析方法确定关键结构参数的水平范围，建立L_(9)(3~(4)) 正交表，得出最优结构参数组合；对最优结构参数组合的主喷嘴结构采用伴随优化方法进一步优化。研究表明：伴随方法能够在复杂的几何结构中快速识别出影响性能的关键区域；正交实验得到的最优结构参数组合使喷射系数（ER）值提升7.6%，伴随优化方法使ER值再次提高26.7%；主喷嘴收缩段采用分段式外凸曲线能够使流体在喷嘴区域实现更平滑的流体加速过程，减缓了能量损失，将显著提高喷射器的性能。
溅射沉积技术的发展及其现状
杨文茂,刘艳文,徐禄祥,冷永祥,黄楠论述了溅射沉积薄膜技术的发展历程及其目前的研究应用状况。二极溅射应用于薄膜制备,揭开了溅射沉积技术的序幕,磁控溅射促使溅射沉积技术进入实质的工业化应用,并通过控制磁控靶磁场的分布方式和增加磁控靶数量,进一步发展为非平衡磁控溅射、多靶闭合式非平衡磁控溅射等,拓宽了应用范围。射频、脉冲电源尤其是脉冲电源在溅射技术中的使用极大地延伸了溅射沉积技术的应用范围。
划痕法综合评定膜基结合力
瞿全炎;邱万奇;曾德长;刘正义;用划痕实验探索了综合表征膜基结合力的方法。在瑞士CSM仪器的微划痕测试仪(Micro-Scratch Tester,MST划痕仪)对真空多弧离子镀设备制备的WC-Co/TiN膜基结合力进行划痕实验,系统地介绍了如何利用MST划痕仪所测的声发射数据、摩擦力数据及光学、电子扫描划痕形貌来综合评定膜基结合力,并用WS-92划痕仪对评定结果进行验证。评定结果表明,单一的声发射图谱或摩擦力曲线不能准确判定膜基结合力的表征值临界载荷,声发射图谱、摩擦力曲线与划痕形貌综合评定临界载荷结果才可信。WS-92划痕仪测量的结果验证了MST划痕仪评定结果的准确性。
非平衡磁控溅射及其应用
董骐,范毓殿磁控溅射镀膜技术由于其显著的特点已经得到广泛的应用。但是常规磁控溅射靶表面横向磁场紧紧地束缚带电粒子，使得在镀膜区域的离子密度很低，一定程度上削弱了等离子体镀膜的优势。通过有意识地增强或削弱其中一个磁极的磁通量，使得磁控溅射靶的磁场不平衡，可以大大提高镀膜区域的等离子体密度，从而改善镀膜质量。此外还讨论该项技术目前的发展状况。
直流反应磁控溅射制备二氧化钛薄膜的光催化性研究
董昊,张永熙,杨锡良,沈杰陈,华仙,蒋益明,顾元壮,章壮健在磁控溅射器中用钛板作阴极 ,采用直流反应磁控溅射在玻璃基板上制备二氧化钛薄膜 ,溅射气体为氧、氩混合气体 ,O2 与Ar比例为 1∶2 ,溅射总气压范围为 0 5～ 6 65Pa ,溅射时基板温度范围为 1 0 0～ 40 0℃ ,薄膜厚度范围为 1 4 0～ 1 1 0 0nm。XRD结果显示薄膜具有纯锐钛矿结构或锐钛矿和金红石的混合结构。在高的基板温度和适宜的溅射总气压下制备的薄膜以及厚度较厚的薄膜在紫外光照射后 ,有较好的光催化性
电磁超材料研究进展及应用现状
郭阳;杜硕;胡莎;李策;杨盛炎;顾长志;利用电磁波传递能量和信息一直是备受人们关注和重视的研究课题，因为它在通讯、能源、环境、医药等多应用领域中都扮演重要的角色。近年来，随着微纳米制造技术的进步，超材料的出现为解决传统电磁技术的瓶颈问题（如光路体积大、结构复杂、功能单一等问题）提供了新思路和新机会。得益于超强的电磁场调控能力，这些材料不仅能够实现传统光学元件的诸多功能，而且还能实现很多自然界不存在的、奇异的电磁响应和特性。本文将结合作者近年来的研究工作，对超材料的研究进展和发展趋势进行综述，主要思路是根据调控的电磁波自由度对超材料进行分类和阐述。最后作者还将介绍基于相变材料的主动调控超材料。
原子层沉积技术的发展现状及应用前景
魏呵呵;何刚;邓彬;李文东;李太申;随着微电子行业的发展,集成度不断提高、器件尺寸持续减小,使得许多传统微电子材料和科技面临巨大挑战,然而原子层沉积(ALD)技术作为一种优异的镀膜技术,因其沉淀的薄膜纯度高、均匀性及保行性好,还能十分精确地控制薄膜的厚度与成分,仍然备受关注并被广泛应用于半导体、光学、光电子、太阳能等诸多领域。本文简要介绍了ALD技术的原理、沉积周期、特征、优势、化学吸附自限制ALD技术和顺次反应自限制ALD技术及ALD本身作为一种技术的发展状况(T-ALD,PEALD和EC-ALD等);重点叙述了ALD技术在半导体领域(高k材料、IC互连技术等)、光学薄膜方面、纳米材料方面、催化剂的应用和新成果。最后,对ALD未来的发展应用前景进行了展望。
溅射沉积技术的发展及其现状
杨文茂,刘艳文,徐禄祥,冷永祥,黄楠论述了溅射沉积薄膜技术的发展历程及其目前的研究应用状况。二极溅射应用于薄膜制备,揭开了溅射沉积技术的序幕,磁控溅射促使溅射沉积技术进入实质的工业化应用,并通过控制磁控靶磁场的分布方式和增加磁控靶数量,进一步发展为非平衡磁控溅射、多靶闭合式非平衡磁控溅射等,拓宽了应用范围。射频、脉冲电源尤其是脉冲电源在溅射技术中的使用极大地延伸了溅射沉积技术的应用范围。
刀具涂层的研究进展及最新制备技术
王铁钢;张姣姣;阎兵;刀具涂层是机械加工行业实现高效率、高精度、高柔性和绿色制造的有效途径,其优异的综合性能不仅可延长刀具的使用寿命,而且能大幅度提升机械加工效率和零件的表面加工质量,尤其针对钛合金、高温合金等难加工材料的切削,极大降低了加工成本。文章概述了刀具涂层的特点、类别及刀具涂层材料的应用,总结了化学气相沉积技术、物理气相沉积技术、物理化学气相沉积技术的原理及优缺点。阐述了刀具涂层的发展历程,即从常用涂层到纳米复合涂层、功能梯度涂层等新型涂层,并对新型刀具涂层和最新制备技术的发展做了简单的分析与介绍。
