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气体分析仪可靠性提升的关键技术和设计研究
韩琰;熊兵;袁翠平;郭琦;潘颖;针对气体分析仪在复杂应用场景下对可靠性、稳定性及检测性能的高要求，本文以全国产化设计的大质量数（1～1000amu）四极质谱计为核心，研制了用于气体成分分析的气体分析仪。为提升仪器综合性能，从宽变压精准进样方法、射频电源优化、质谱扫描模式改进等关键环节开展设计。实现常压的气体样品精确进样，解决测试质量歧视问题，提高了混合气体分辨能力。性能测试结果表明，仪器稳定性测试结果为2.98%，重复性测试结果为2.15%，均优于5%。对惰性气体的检测极限优于2ppm，对多组分混合气体（含ppm 级与百分比级组分）具有良好的分辨能力与重复性能。该设计有效提升了气体分析仪的可靠性、稳定性与检测准确性，可为环境监测、工业控制、科学研究等领域的复杂气体分析提供技术支撑。
双温区独立供氧LPCVD法生长氧化镓薄膜
隋轶;梁红伟;张赫之;张振中;β-Ga2O3作为一种新兴的超宽禁带半导体材料，因其具有高击穿电场、优异的化学稳定性及热稳定性，在高压功率器件和深紫外光电器件等领域展现出广阔的应用前景。本研究采用碳热还原低压化学气相沉积法，在蓝宝石衬底上成功制备了具有单一(-201)晶面取向的高质量β-Ga2O3薄膜。生长系统采用双温区管式炉结构，通过分离镓源区与衬底生长区、独立供氧至衬底区域，实现了对不同温区参数的独立调控。该设计有效抑制了气相寄生反应，增强了工艺调控的自由度，从而显著提升了薄膜生长的可控性。系统研究了衬底温度和反应压强对薄膜结晶质量、表面形貌及光电性能的影响，在此基础上优化并建立了可重复的高质量β- Ga2O3薄膜生长工艺，为低成本制备氧化镓薄膜提供了一种可行途径。
静态膨胀法真空标准及其关键技术研究进展
张瑞芳;成永军;孙雯君;赵澜;董猛;冯天佑;陈联;静态膨胀法真空标准作为各个国家真空度量值溯源的最高标准，因其原理简单、不确定度小等优势得到广泛使用。随着各领域在科学技术深入发展过程中的瓶颈凸显，对于真空校准溯源能力的要求不断提高，各个国家持续地开展着针对静态膨胀法真空标准及关键技术的实验研究，通过不断更新迭代提高真空计量能力。文章阐述了德国、英国、中国、日本等十多个国家在静态膨胀法真空标准及其关键技术的最新研究进展，并对未来静态膨胀法真空标准发展方向进行了展望。
溅射功率对氮化钼薄膜结构及电催化析氢性能的影响
张旭东;蒋爱华;肖剑荣;利用磁控溅射沉积系统成功制备Mo2N薄膜，研究溅射功率对Mo2N薄膜微观形貌、晶体结构和电催化析氢性能的影响。结果发现，当溅射功率为200 W时，Mo2N薄膜呈现出较为粗糙的表面形貌，晶粒沿(111)晶面优先生长，光学带隙为1.09 eV，在1.0 mol/L KOH的碱性介质中，过电位和塔菲尔斜率分别低至169 mV和146 mV·dec-1；在0.5 mol/L H2SO4的酸性介质中，过电位和塔菲尔斜率分别为187 mV和151 mV·dec-1。进一步分析表明，适中的溅射功率有助于薄膜形成高缺陷密度的微观结构，这些缺陷提供了额外的活性位点，(111)晶面对Mo2N薄膜电子结构具有显著调控作用，使Mo原子的d带中心移动至适中位置，优化活性位点处H*的吸附和解吸，有效提升电催化析氢性能。该研究结果为制备高效、稳定的非贵金属电催化剂提供了新的思路。
沉积时间对射频磁控溅射制备DLC膜结构与性能的影响
康健东;王俊儒;曹亚南;吕相银;陈宗胜;李志刚;时家明;王亚辉;常亚婧;刘丽萍;张金花;针对车载热成像系统红外窗口在红外增透与耐腐蚀性能的应用兼容需求，本文采用射频磁控溅射在硅基上制备不同沉积时间（1、2、3、4 h）的DLC薄膜。通过SEM、拉曼和XPS对薄膜的形貌、化学键合表征，结合3–5 μm波段透过率测试与24 h中性盐雾试验，研究沉积时间对DLC薄膜红外透过性能与耐盐雾腐蚀性能的影响规律。结果表明，随沉积时间增加，薄膜厚度逐渐增加，sp/sp3比值由1.31升至1.62，表明石墨化趋势增强，同时膜基界面缺陷由无到有并逐步加剧。而3–5 μm波段平均透过提升率呈先升后降趋势，由1 h的26.36%提高至2 h的29.86%，由厚度匹配带来的干涉增透效应。随后下降至4 h的7.86%，透过性能衰减主要源于界面缺陷诱发的散射增强与石墨化加剧导致的吸收上升的协同作用。24 h盐雾试验表明，仅1 h样品无起皮/脱膜现象，其余样品的起皮/脱膜现象则是因为sp3含量下降导致结构稳定性降低以及界面缺陷协同作用。本研究为车载红外窗口DLC镀层工艺优化提供了实验数据支撑。
压降法漏率计算及密封槽参数对气密性的影响
金豫朦;安祥波;余伦;高七一;徐伟;钱静;气密性作为密封腔体的一项重要指标，直接决定了内部精密设备的服役性能与可靠性。为保证O形圈密封效果好、能长期有效地工作，需进一步优化密封槽的结构及工艺。通过检漏过程的误差控制、优化漏率计算方法以降低测试偏差，提出的漏率计算方法既考虑了保压期间的变化过程，也兼顾了检漏灵敏度对测量值的影响。通过压降检漏法检测了不同密封槽参数下箱体的总漏率，分析了密封槽深度、宽度、加工方式、表面处理方式对气密性的影响，为密封槽的结构设计及加工工艺提供了工程指导。结果表明，槽深对漏率的影响较大，根据硬度对应的压缩率设计槽深气密性更好；槽宽对漏率的影响较小，可以选用查表或槽宽系数计算这样简单的设计方式；用车削加工密封槽的漏率略低于双刀等距铣削加工，且明显优于单刀铣削加工；粗糙度低于1.6 μm时，抛光处理对漏率的影响不大；但发黑处理会使漏率增高，故发黑时应注意保护密封槽底面或发黑后再对密封槽精加工。
表面缺陷钝化实现高效稳定的钙钛矿量子点发光二极管
白宇婷;杨尊先;郭太良;钙钛矿量子点(Perovskite quantum dots，PeQDs)由于其优异的光电性能在发光二极管(Light-emitting diode，LED)器件中受到越来越多的关注。然而，在涉区极性溶剂的纯化过程中，配体从量子点表面脱离往往会诱发晶体缺陷，降低发光性能。本文通过一种基于配体分子N-PS的双位点量子点表面缺陷钝化策略，来稳定动态表面。N-PS通过(CH2)2N(CH3)+和SO3-官能团的牢固锚定，大大减少量子点的表面缺陷，相应的量子点发光二极管(Quantum dot light-emitting diode，QLED)的电致发光性能得到了很大的改善，外量子效率(External quantum efficiency，EQE)提高到 10.07%，导通电压降低至2.5 V。这些量子点发光二极管表现出优异的光电性能，为调节钙钛矿量子点的表面化学性质以实现高性能LED或其他光电器件的表面配体设计标准提供了新的见解。
全固态薄膜微电池的研究进展
邓人铭;王星辉;随着物联网时代的来临，越来越多的智能微/纳米电子器件均需要自主供电以连接到互联网，由此引起了人们对于可与集成电路兼容制造的微型电源的迫切需求。利用各种薄膜沉积技术制备的全固态薄膜微电池（All-Solid-State Thin-Film microbatteries，ASSTFBs）可以在芯片上以任意形状集成并可有效利用器件中的剩余空间，因此这类微型电源被认为是能够支持物联网微型电子设备供电的理想电源。然而，与已经商业化应用的传统锂/锂离子电池相比，ASSTFBs的发展仍尚未成熟，迫切需要从其结构构建、高性能电极材料的选取以及电池的制备工艺等方面进行改性以提高其性能。因此，文章综述了ASSTFBs的最新研究进展，重点阐述了锂磷氧氮薄膜固态电解质、常见正负极材料的特点及最新改性策略，最后讨论和展望了构建更高性能ASSTFBs的未来发展趋势。
基于电子电流和气泡模具效应研究氧化钛纳米管的生长过程
王家豪;李鹏泽;张少瑜;宋晔;朱绪飞;多孔阳极氧化物的形成机理至今存在很大争议，传统的“场致助溶”不能合理解释电流-时间曲线的物理意义。文章基于电子电流理论和氧气气泡模具对比研究了低气压（10kPa）和常压下（101kPa）的钛的阳极氧化过程，用FESEM表征了氧化钛纳米管的表面和断面形貌，分析了低气压和常压下电流-时间曲线的差异的本质原因。结果表明，低气压加速了钛阳极氧化过程中氧气的析出，导致了电子电流的增加；氧气析出加速后气泡模具的体积膨胀效应减弱，从而导致了氧化钛纳米管内径变小，孔密度更大。
W波段带状注速调管降压收集极的设计与模拟
成奎;孙少奇;闫博治;赵鼎;带状电子注具有能够携带更大的电流、易于匹配平面高频电路、热交换面积大等特点，因此，研制带状注器件是实现毫米波段高频高功率输出的一条重要途径。为进一步提升带状注速调管的整体效率，需要引入降压收集极对完成互作用后的电子剩余能量进行回收，同时也有助于减少收集极的散热量。目前对于降压收集极技术的研究主要集中于圆形电子注。本文针对W波段带状注速调管的降压收集极回收效率展开研究，通过分析废弃电子注的能量与速度分布，先设计单级降压收集极验证基础可行性，再逐步优化级数与结构。将完成互作用后的一组典型带状电子注分布作为输入条件，计算结果表明：在无电子返流情况下，单级降压收集极回收效率可达53.5%，三级降压收集极在结构优化后回收效率可达68.0%，EIK的总效率从12.5%提升到28.8%。