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钨(W)作为面向等离子体材料的最佳候选者,对热冲击载荷的响应是未来聚变装置研究中的重要问题.在热负荷作用下,钨基面向等离子体材料(W-based plasma-facing material,W-PFM)的表面会产生热损伤,包括脆性开裂和疲劳裂纹.本文提出了抑制W-PFM热损伤的新方案,即叠片结构W-PFM方案.利用电子束设备对不同厚度和热处理工艺的W箔组成的叠片结构W进行了热疲劳实验.样品施加功率密度为48 MW/m2的热脉冲,循环 5000次.随着W箔片厚度的减小,叠片结构W表面的裂纹损伤减轻.叠片结构W在循环热载荷作用后表面产生的主裂纹均近似平行于箔片厚度方向.厚度较小的W箔表面只有主裂纹,厚度较大的W箔表面除了出现主裂纹外,还会形成裂纹网络,且主裂纹宽度较大.最终选取热损伤区域的扫描电子显微镜图像,并利用计算机图片处理软件和分析软件,对表面热疲劳裂纹损伤进行了定量分析.发现相同厚度下应力态W的裂纹面积最小,裂纹数量最少,说明去应力态W的抗辐照损伤能力最强.实验结果还表明,除了微观组织的影响,叠片结构W-PFM的单轴应力状态和裂纹阻断机制也都对其热疲劳性能的提高有所贡献.

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面向等离子体材料 聚变 热疲劳 钨

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在卷绕蒸镀设备生产过程中，电子束引起的较高能二次电子会影响复合集流体的质量。较高能二次电子的发射率与电子束的入射角在一定范围内成正比，因此利用额外磁场可以使电子束轨迹发生偏置，从而减小入射角。本文依靠仿真软件及CAD建模技术对电磁偏置线圈进行了开发设计，通过参数优化，得到匹配的磁场强度以及电子偏置轨迹，成功完成电子偏置线圈的设计。同时对电磁线圈参数对偏置的影响进行了对比分析。结果表明：增加电磁线圈的电流、匝数、尺寸、数量，以及减少线圈与电子枪的距离，都能减少电子束偏置半径。通过优化这些参数可以得到预定入射角度，实现低的二次电子发射率，为将来设备的迭代升级提供设计依据。

Keyword ：

卷绕蒸镀 参数优化 电子束 偏置线圈

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修复与再制造是经先进技术修复后使废旧产品质量达到甚至超过新品的操作.本文总结了熔化类修复方法(激光、电弧、电子束增材修复方法等)和基于搅拌摩擦的固相修复方法的研究进展.对比分析了各种修复方法的可修复缺陷形式、是否可连续送料、修复后样件强度及是否产生新缺陷等问题.以轴向送料的搅拌摩擦沉积技术及侧向送料的摩擦辊压增材制造技术为代表的可连续送料固相修复技术克服了金属构件在熔化类修复过程中易造成组织粗化,产生孔隙、裂纹的技术难题,是航空航天、轨道交通等领域的高强高韧铝合金、轻质镁合金等轻质合金构件修复领域的发展趋势.最后指出可连续送料固相修复技术的研究仍处于起步阶段,开展固相缺陷修复技术的理论研究、开展不同材料的缺陷修复工艺研究及工程化应用、加快相关修复装备的建立是未来亟需研究的重点工作.

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金属缺陷修复 熔化类修复方法 伸长率 接头强度 固相修复方法

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薄膜铌酸锂波导与单模光纤在模场尺寸上存在很大差异,模场失配严重,导致两者直接耦合的效率低下。针对薄膜铌酸锂波导与超高数值孔径(ultrahigh numerical aperture,UHNA)光纤的端面耦合问题,基于时域有限差分法(finite difference time domain method,FDTD)优化设计了反向锥形端面耦合器的结构参数,仿真实现了薄膜铌酸锂矩形波导与UHNA光纤的高效耦合。利用电子束曝光、电感耦合等离子体刻蚀等工艺,制备了反向锥形耦合器,设计并建立了端面耦合测试平台,完成了反向锥形耦合器的性能测试。实验结果表明,反向锥形耦合器近场输出光斑在水平和垂直方向的模场直径分别3.3和3.6μm,水平和垂直方向的3 dB对准容差分别为3.0和3.2μm,单端插入损耗为6.24 dB/面,表明设计制作的反向锥形耦合器具有较好的耦合性能。该研究为大容量、高速率的集成光子器件与光纤之间的耦合提供了高耦合效率的光接口方案。

Keyword ：

光波导 端面耦合 反向锥形耦合器 超高数值孔径光纤 薄膜铌酸锂 时域有限差分法

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目的 阴极荧光（CL）成像是一种以电子束为激发源的高分辨荧光成像技术，但生物材料对电子束的敏感性限制了CL技术在生命科学中的广泛应用。为了研究和发展CL技术在生物样品中的应用，本文旨在通过探究电子辐照引起碳基材料的结构损伤、有机基团的降解及荧光猝灭等问题，深入理解电子源对有机荧光团的激发特性。方法 本研究应用扫描电镜（SEM）和阴极荧光谱仪系统（SEM-CL），研究电子源对有机荧光团及荧光探针标记细胞的激发特性，观测了有机物的CL信号的发射特性、强度衰减、成像方式及特点。结果 实验结果显示，在低能量（2.5～5 keV）和低束流（～10 pA）电子辐照下，有机荧光微珠发射出较强的荧光，CL像分辨率达到～30 nm。荧光微珠经过12 min辐照，信号强度衰减了25%,CL像仍保持了可接受的发光强度和足够的信噪比。此外，还获得了从细胞表面到内部一定深度内，荧光标记的亚细胞结构信息。结论 在SEM-CL系统中，可以同时获得由电子束激发产生的电子像和CL像，实现阴极荧光与电子显微镜关联（CCLEM）成像。本实验的研究结果为CCLEM技术应用于生物结构研究提供了数据及技术支持。

Keyword ：

扫描电镜 亚细胞结构 有机荧光团 阴极荧光

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电化学及光化学液体环境透射电子显微镜技术由于能够对固-液相界面进行直接实时动态观测,近年来在能源催化机理研究领域的机理研究得到了应用。首先,对液体环境透射电子显微镜中引入电信号和光信号的平台设计方案进行了归纳总结;其次,对这项技术在电催化产氢、二氧化碳还原以及光催化产氢这几类典型的能源催化体系中的应用进行了分类介绍和成果总结;最后,针对这项技术的局限性进行了分析,提出了解决方案并在此基础上对其未来的发展方向进行了展望。电化学及光化学液体环境透射电子显微镜技术在为各类催化反应的机理研究提供有力的技术支持的同时,其分辨率问题以及电子束与材料的相互作用等方面所带来的假象应当引起研究人员的重视。

Keyword ：

光催化 电催化 原位 能源材料 液体环境 透射电子显微镜

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本发明公开了一种面向原子及近原子尺度功能结构器件的制造方法。本发明的一种制造方法，顺序包括电子束光刻、原子层沉积、电铸、模具脱模、金属薄膜腐蚀、纳米压印、聚合物功能器件的脱模步骤；本发明的另一种制造方法，顺序包括光刻、原子层沉积、选择性刻蚀、除胶、硅刻蚀、侧墙刻蚀、原子层沉积、电铸、模具脱模、腐蚀、纳米压印、聚合物功能器件的脱模步骤。本发明结合电子束光刻对纳米级结构的极限加工能力、原子层沉积技术的原子级厚度可控沉积与电铸技术原子顺序电沉积的优势，通过多种微纳制造技术的叠加，突破现存半导体加工技术的极限，在纳米结构的基础上实现更小尺度结构的精准制造，也就是面向原子及近原子尺度功能结构器件的制造。

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本发明一种纳米介孔金薄膜负载铜氧化物团簇材料的制备方法以及在制乙醇中的应用。本发明采用电子束蒸发技术先在ITO衬底上沉积Au/Ag双层薄膜，经过诱导去湿和脱合金过程制备得到纳米介孔金薄膜。然后通过循环液相化学镀铜法将铜填充到纳米介孔结构中，形成纳米介孔金薄膜负载铜氧化物团簇材料。本发明通过简单快速、安全可控的循环液相化学镀铜法合成纳米介孔金薄膜负载铜氧化物团簇材料，增大材料的比表面积提高催化活性，借助金的等离激元效应效应降低二氧化碳还原的活化能垒，大大促进对多碳产物的反应活性，此项发明将为设计构筑稳定高效的电催化析氧活性材料提供直接的科学依据和技术手段。

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采用离子辅助电子束蒸发方法,通过改变制备Al2O3增透膜时基底的温度,在边发射半导体激光器前腔面上分别制备了张应力和压应力增透膜。比较了张应力、压应力两种不同增透膜对半导体激光器性能的影响。结果表明:在10A注入电流下,当半导体激光器的增透膜为张应力状态时,输出功率为8.11W;当半导体激光器的增透膜为压应力状态时,输出功率为7.74W。可见,在半导体激光器前腔面制备张应力增透膜有效地提高了半导体激光器的斜率效率。

Keyword ：

斜率效率 薄膜应力 半导体激光器

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Cs_2AgBiBr_6是一种新型的无机无铅双钙钛矿材料,具备环境友好、高稳定性等特点,并在光伏、光电等领域具有良好的应用前景。透射电子显微镜作为一种常用的材料表征手段,能够直观地分析材料的微观结构及其演变规律。然而Cs_2AgBiBr_6在利用透射电子显微镜进行表征时,极易受到电子束辐照破坏,且其降解机制尚不明确。本文研究了单晶Cs_2AgBiBr_6在透射电子显微镜下受电子束辐照后的影响,通过高分辨像和选区电子衍射分析其结构演变。分析结果表明:单晶Cs_2AgBiBr_6表面因辐照分解效应导致原子丢失的同时,最先发生微小的晶格调整,生成初始的降解产物之一为Cs3Bi2Br9相;在持续的电子...

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无机钙钛矿太阳能电池材料 辐照损伤 透射电镜 Cs_2AgBiBr_6

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