分子束外延技术(MBE)的原理及其制备先进材料的研究进展
分子束外延技术（MBE）的原理
及其制备先进材料的研究进展
XX
（XXXX大学材料学院，710000）
摘要：分子束外延(MBE)是50年代用真空蒸发技术制备半导体薄膜材料发展而来的,是为了满足在电子器件工艺中越来越高的要求.MBE是一个动力学过程，而不是一个热力学过程.与其它外延薄膜生长技术相比，MBE具有许多特点,如生长速率低、衬底温度较低等.在超薄层材料外延生长技术方面，MBE的问世使原子、分子数量级厚度的外延生长得以实现，开拓了能带工程这一新的半导体领域.半导体材料科学的发展对于半导体物理学和信息科学起着积极的推动作用.MBE是制备新型器件较为有用的方法，但是有其缺点.未来的发展趋势是结合其他生长技术不断改进MBE，如MBE与VPE并用、气态源分子束外延(GSMBE)、激光分子束外延（LaserMBE）等.
关键词：分子束外延；薄膜；生长技术；半导体
The principle of Molecular Beam Epitaxy (MBE) and the research progress in the preparation of
advanced materials
XX
(Department of Materials,XXX,Xian 710000)
Abstract:Molecular Beam Epitaxywas developed forthe preparation of semiconductor thin film materials by vacuumevaporationtechnique in the 50's，which aims to meet the requirements ofthe electronic devices in the process of higher and higher.MBE is a dynamic process, not a thermodynamic process.MBE has many characteristics whencomparing with other epitaxial thin film growth techniques , such as low growth rate, low substrate temperature and so on.The advent of MBE letthe thicknessof order of magnitudeof atomic, molecular of epitaxial growth be achieved in ultrathin layer epitaxial growth technique, that has opened upBand Engineering,anew field of semiconductors.The development of semiconductor materials science plays an active role in the development of semiconductor physics and information science.MBE is a more useful way to prepare new devices, but there
areshortcomings.In the future,the development trend is to continuous improving MBE with the combination of other growth techniques,such as combining MBE with VPE,Gas Source Molecular Beam Epitaxy,Laser Molecular Beam Epitaxy etc.
Key words:Molecular Beam Epitaxy;thin film;growth techniques;semiconductor
1 前言
分子束外延(MBE)是一项外延薄膜生长技术，在超高真空的条件下，通过把由热蒸发产生的原子或分子束射到被加热的清洁的衬底上而生成薄膜.这种技术的发展是为了满足在电子器件工艺中越来越高的要求，即对掺杂分布可以精确控制的趋薄层平面结构的要求.利用分子束外延技术，可以重复地生长厚度只有5埃米(?)的超薄外延层，而且外延层之间的分界面可以精确地控制生长.
分子束外延是50年代用真空蒸发技术制备半导体薄膜材料发展而来的.随着超高真空技术的发展而日趋完善，由于分子束外延技术的发展开拓了一系列崭新的超晶格器件，扩展了半导体科学的新领域，进一步说明了半导体材料的发展对半导体物理和半导体器件的影响.分子束外延的优点就是能够制备超薄层的半导体材料；外延材料表面形貌好，而且面积较大均匀性较好；可以制成不同掺杂剂或不同成份的多层结构；外延生长的温度较低，有利于提高外延层的纯度和完整性；利用各种元素的粘附系数的差别，可制成化学配比较好的化合物半导体薄膜.
2MBE原理及特点
目前最典型的MBE系统是由进样室、预处理和表面分析室、外延生长室三个部分串连而成.MBE设备的外形图及装置图分别如图1、图2所示.
图1 DCA仪器生产的M600型MBE系统
图2 分子束外延装置图
2.1MBE设备工作原理
进样室的作用是装样、取样、对衬底进行低温除气，主要用于换取样品，可同时放入多个衬底片；预备分析室可对衬底片进行除气处理，通常在这个真空室配置AES、XPS、UPS 等分析仪器；外延生长室是MBE系统中最重要的一个真空工作室，配置有分子束源、样品架、电离记、高能电子衍射仪和四极质谱仪等部件.
用一个设计独特的装入系统，在生长室中保持超高真空条件下，快速装入和更换衬底.在衬底装入系统中有一个特殊的反应室，可以利用蒸气腐蚀、氧化、溅射、引线沉积或其他方法对衬底进行预处理.
分子束外延系统有独立的生长室和分析室，这样可保证晶体薄膜生长所要求的最好
的真空条件，而且具有对分析薄膜特性所需要的有效结构.
有三个不同的真空泵系统.每一个都根据其特定的用途，使其达到最佳的工作效能.这就保证了在生长室和分析室中有最好的超真空条件.
系统的电动气动操作的活门和一个热电偶反馈可实现对入射的分子束的精确控制.
在生长室中以及在每个加热室周围的低温屏蔽可把不应有的薄膜掺杂降到最低水平.用装在生长室中的四极质谱仪和一个高能量电子衍射系统，在薄膜先长过程中对分子束流量、室中残余气体和表面晶体结构进行监视.
在分析室清洁的超高真空环境中可选择利用化学分析电子光谱探测、俄歇电子探测、扫描俄歇电子探测、次级离子质谱测定法、紫外光谱测定法和电子二次退吸等技术对己制成的
薄膜进行透彻的检定.如果选择一种微处理器进行控制可实现薄膜生长过程的自动化.
反射高能电子衍射仪（Reflection High—Energe Electron Diffraction ，RHEED）是十分重要的设备.高能电子枪发射电子束以1~3°掠射到基片表面后，经表面晶格衍射在荧光屏上产生的衍射条纹可以直接反映薄膜的结晶性和表面形貌，衍射强度随表面的粗糙度发生变化，振荡反映了薄膜的层状外延生长和外延生长的单胞层数.在分子束外延中[1]，反射式高能电子衍射仪是最常用的原位分析和监控仪器，它是原位监测外延表面分子结构和粗糙度的有效手段.利用RHEED强度振荡，可以精确地计算出单原子层的生长时间，从而很好的控制生长速度.通过RHEED图像，对于原子级平整的表面，还可以确定晶体表面的重构情况.
2.2MBE技术特点
MBE是一个动力学过程，即将入射的中性粒子（原子或分子）一个一个地堆积在衬底上进行生长，而不是一个热力学过程，所以它可以生长按照普通热平衡生长方法难以生长的薄膜.
分子束外延生长是在加热的衬底上进行，在生长过程中发生了下列表面动力学过程.
第一步，构成薄膜的原子或者分子被沉积并吸附在衬底表面.
第二步，吸附分子在表面迁移、分解.
第三步，原子被融合到衬底或者外延层的晶格中.
第四步，没有融入晶格的原子或者其它基团重新热脱附离开表面.
与其它外延薄膜生长技术相比，MBE具有许多特点，系统总结如下.
其一，生长速率低，大约1μm/h，相当于每秒生长一个单原子层，因此有利于实现精确控制厚度、结构与成分和形成陡峭异质结等，特别适于生长超晶格材料和外延薄膜材料.但是，极低的生长速率也限制了MBE的生产效率，同时考虑到昂贵的设备，使其无法进行大规模生产.
其二，衬底温度较低，因此降低了界面上热膨胀引入的晶格失配效应和衬底杂质对外延层的自掺杂扩散影响.
其三，受衬底材料的影响较大，要求外延材料与衬底材料的晶格结构和原子间距相互匹配，晶格失配率要≤7%.
其四，能独立控制各蒸发源的蒸发和喷射速度，从而能制备合金薄膜.
其五，MBE制膜并不以蒸发温度为控制参数，而以系统中的四极质谱仪、原子吸收光谱等现代仪器时时监测分子束的种类和强度，从而严格控制生长过程与生长速率.另一方面，复杂的设备也增大了生产成本.
其六，在各加热炉和衬底之间分别插有单个的活门,可以精确控制薄膜的生长过程.通过对活门动作的适当安排, 可以使各射束分别在规定的时间间隔通过或关断.
最后，单个束源炉中必须使用高纯度原料.
3 MBE工艺制备先进材料介绍
在超薄层材料外延生长技术方面，MBE的问世使原子、分子数量级厚度的外延生长得以实现，开拓了能带工程这一新的半导体领域.半导体材料科学的发展对于半导体物理学和信息科学起着积极的推动作用.它是微电子技术，光电子技术，超导电子技术及真空电子技术的基础.
3.1MBE工艺制备GaNAs基超晶格太阳能电池
理论计算表明[2]，对于GaInP/ GaAs/ Ge 三结电池来说，当在GaAs 电池与Ge 电池之间再增加一个带隙在1 eV左右的子电池将会进一步提高多结太阳能电池的效率.而且，随着电池结数的增加，结电池的短路电流密度相应减小，对材料质量的要求随之减弱.因此，尽管提升GaInAs材料的质量很困难，但是由于四元合金Ga1-x In x N y As1 - y带隙可调控至1 eV 且能与GaAs 或Ge 衬底实现晶格匹配(当x≈3y)，仍然成为研究多结太阳能电池的热门材料.2011 年4 月，美国solar junction 公司报道了在947 个太阳下，转换效率高达44% 的以1 eV 带隙GaInNAs为子电池的高效三结GaInP/GaAs/GaInNAs电池，为当时世界上效率最高的聚光光伏电池.接着该公司与英国IQE 公司合作，在大尺寸衬底上制备的GaInNAs基多结太阳电池转换效率可达44. 1%，前景非常可观.
然而，众多研究发现，In和N 共存于GaInNAs中会导致成分起伏和应变，并导致In 团簇的产生以及与N元素有关的本征点缺陷等，这些问题的存在使得高质量的GaInNAs 基电池很难得到.一种解决方法是利用In和N空间分离的GaNAs/ InGaAs超晶格或多量子阱替代四元合金GaInNAs材料，这就必须借助于MBE设备技术.
科技大学的科研团队进行了如下实验：外延生长使用Veeco公司生产的Gen20A全固态MBE系统.GaN0. 03As0. 97/In0. 09 Ga0. 91 As超晶格的生长都是在半绝缘GaAs衬底的(001)面上进行的，Si和Be分别作为GaAs 的n 型和p 型掺杂源.生长之前，需在生长室对GaAs 衬底进行高温( ~ 600 ℃)脱氧处理10 min；然后，将GaAs衬底温度从600 ℃降为580 ℃，生长300 nm厚度的GaAs 缓冲层以获得更好的外延生长表面；最后，将生长温度降至480℃，进行GaNAs/InGaAs超晶格的生长和后续电池中10周期数的GaNAs/ InGaAs超晶格有源区的生长.GaNAs/InGaAs超晶格中阱层和垒层厚度相同，总厚度为0. 2μm.在总厚度不变的条件下，周期厚度在6 ~30 nm之间变化.在RTP-1300退火炉中对样品进行了不同温度和时间的热处理，PL测量是由633 nmAr+激光器作为激发源完成的.生长结束后，按照标准Ⅲ-Ⅴ太阳电池制备技术进行器件制备.正电极和背电极分别采用Ti/Pt/Au 和AuGe/Ni/ Au金属做欧姆接触.电池面积为2. 5 mm×2.5 mm，没有镀减反膜，没有刻蚀GaAs接触层.外延材料的结构表征使用高分辨XRD测量，器件的电学测试由Keithkey2440 太阳模拟器(AM1. 5G)完成，电池的聚光特性利用连续太阳模拟器在1 ~110个太阳下进行测量.
周期厚度为20nm时，所制备的超晶格电池的短路电流密度达到10.23mA/cm2，大大高于一些已报道的GaInNAs电池.
3.2MBE工艺制备高发光性能InN
光通讯波段的高性能硅基光电子器件的制备不仅是光通信技术发展的需要[3]，也是实现硅基光电集成的需要.虽然硅材料的制备和应用技术已经非常成熟，但由于硅材料是间接带隙半导体，其发光效率较低，因此通过在硅衬底上异质外延高发光性能的Ⅲ-V族半导体材料的方法来获得所需的光性能是一个很好的选择.在所有氮化物半导体中，InN具有最高的饱和电子漂移速度、最小的电子有效质量及最高的电子迁移率，并且InN材料特性受温度的影响非常小，这些独特的优势使其在电子器件及光电子器件方面有巨大的应用潜力.自从2001~02年实验证明InN室温下的禁带宽度约为0.6~0.7eV而不是以前认定的1.9eV以来[4]，InN的研究成为国际上氮化物研究的重要方向.0.7eV左右的禁带宽度对应的发光波长刚好位于石英光纤的通讯窗口，使其特别适合于制备用于红外通信的高性能LEDs及LDs.因此，在Si衬底上外延制备高质量的InN材料非常有利于其在光电集成技术中的应用.
虽然硅基InN材料在性能和应用方面有种种优势，但是目前研究进展并不顺利.一方面，六方InN材料沿a轴方向与Si(111)衬底仍存在约8％的晶格失配，外延过程中会引入大量的缺陷；另一方面，InN材料具有较低的分解温度和较高的氮平衡蒸气压从而导致高质量的InN材料很难制备.
利用MBE技术通过低温外延InN或高温外延AlN作为缓冲层是提高InN材料质量的有效途径.但是，在外延的初始阶段，Si衬底都不可避免地会与活性N原子反应生成无定形的Si x N y材料，从而导致在Si衬底上外延的InN或AlN材料质量下降.因此，在外延前对si衬底进行预处理以抑制Si x N y的形成非常必要.本文采用MBE方法在外延低温InN缓冲层前，通过在Si衬底上沉积不同厚度的In插入层再进行InN材料的外延生长，研究了不同厚度的In 插入层对InN晶体质量及光学特性的影响.
为此，大学的研究团队设计了如下实验方案：InN材料的外延采用德国CREATEC公司的RF-MBE系统进行(本底真空度为3 x108Pa).活性氮由5N高纯氮气经纯化器、射频离化后提供，铟束流采用束源炉加热6N高纯铟提供.在Si(111)衬底上外延制备了一组InN样品，编号为A、B、C、D.首先，分别使用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗衬底5 min.烘干后的衬底导入生长室中900℃热处理1 h，然后沉积厚度分别为0，0.1，0.5，l nm的In插入层，在400℃下生长30 nm厚的InN缓冲层，最后提高温度至475℃生长170 nm厚的InN外延层.对外延制备的InN样品分别采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、吸收光谱以及x射线光电子能谱(XPS)等进行测试分析.
实验结论表明：样品C的c轴晶格常数为0.5702nm，与c的理论值(0.5703nm)最为接近，表明样品中应力得到了有效的释放；在没有In插入层的样品中，Si衬底表面会与活性N原子反应形成无定形的Si x N y材料，从而降低后续外延InN材料的晶体质量.0.5nm
厚的In插入层较为合适，能够有效地抑制衬底表面Si x N y材料的形成；在Si衬底上预沉积合适厚度的In插入层有助于提高外延InN样品的晶体质量及光学特性.
图3制备InN样品的XRD谱
3.3 MBE工艺制备拓扑绝缘体薄膜微器件
近年来，拓扑绝缘体因其独特的电子结构和性质成为凝聚态物理研究的热点领域[5].三维拓扑绝缘体具有绝缘型的体能带和受时间反演对称性保护的金属型表面态，这种表面态在动量空间具有狄拉克型的色散关系，并且在狄拉克点之外的地方是自旋非简并的，这种独特的拓扑表面态有可能导致多种新奇的量子现象，如表面量子霍尔效应、激子凝聚现象、量子反常霍尔效应等.
三维拓扑绝缘体己经在很多材料中被预言或发现，其中Bi2Se3家族的化合物(Bi2Se3，Bi2Te3和Sb2Te3)因为其简单的表面态结构、较大的体能隙、较易制备等优点成为目前研究最多的一类三维拓扑绝缘体材料.
拓扑绝缘体很多独特的输运性质需要在微米尺度甚至亚微米尺度的结构中才能观测到.因此，必须将其加工成微器件.但是，传统的制备工艺一般需要对其进行紫外光刻或电子束刻蚀，这样就可能显著改变载流子浓度和迁移率，从而影响各种量子效应的观测.
为了避免传统制备工艺的缺陷，中科院物理研究所的科研团队借助MBE设计了新工艺: 将STO衬底利用紫外光预先刻蚀出一个具有Hall bar器件形状、高度为几十纳米的凸平台.用这些凸平台为模板，利用MBE直接生长出具有Hall bar形状的拓扑绝缘体（Bi x Sb1-x）2Te3薄膜.
图4MBE制备拓扑绝缘体原理示意图
4 MBE工艺的发展趋势
分子束外延法是制备新型器件较为有用的方法，但是有其缺点，例如VA族元素的交叉污染、蒸气压极低或极高的物质均难进行正常的分子束外延.于是人们结合其他生长技术不断改进MBE.
MBE与VPE并用:就是在分子束外延时难挥发或易挥发的元素的分子源用化合物来代替.在淀积过程中有化学反应产生，此时生长速度可以大大增加.
MBE与离子束并用:把某些分子离子化，则离子束可以加速和偏转，并可进行扫描，同时也可以增加吸着系数，有利于掺杂过程.
气态源分子束外延(GSMBE):也称化学束外延(CBE），外延过程中能精确地控制气体，兼有MBE和MOCVD两项技术的优点.信息工程材料国家重点实验室的研究团队采用气态源分子束外延技术在InP(100)衬底上生长了InAsP/InGaAsP应变补偿量子阱为有源层和InP/InGaAsP分布布拉格反射镜(DBR)为上、下腔镜的垂直腔面发射激光器(VCSEL)结构.通过湿法刻蚀和聚酰亚胺隔离工艺制作出了1．3μmVCSEL，器件在室温下可连续单模激射，阈值电流约为4mA[6].
LaserMBE（激光分子束外延）:是80年代末发展起来的一种新型固态薄膜沉积技术，我国也于90年代中期研制出了自己的L-MBE.它集普通脉冲激光沉积（Pulsed Laser Deposition，PLD）和传统分子束外延的优点于一体.激光光分子束外延基本过程是，将一束强脉冲紫外激光束聚焦，通过石英窗口进入生长室入射到靶上，使靶面局部瞬间加热蒸发，随之产生含有靶材成份的等离子体羽辉，羽辉中的物质到达与靶相对的衬底表面淀积成膜，并以原子层或原胞层的精度实时控制膜层外延生长.交替改换靶材，重复上述过程，则可在同一衬底上周期性的淀积多膜层或超晶格.中科院物理研究所和凝聚态物理国家实验室采用激光分子束外延技术[7]，成功地在Si衬底上外延生长TiN薄膜，XRD，AFM和霍尔效应测量结果均表明，我们在Si衬底上外延生长出高质量的TiN薄膜.进一步在TiN/Si衬底上外延生长SrTiO，薄膜，证明在Si上外延的TiN薄膜不仅具有很好的热稳定性，而且可以作为缓
分子束外延
分子束外延（英文名称；Molecular Beam Epitaxy） 1、定义：分子束外延是一种新的晶体生长技术，简记为MBE。其 方法是将半导体衬底放置在超高真空腔体中，和将需要生长的单晶物质按元素的不同分别放在喷射炉中（也在腔体内）。由分别加热到相应温度形成蒸汽，经小孔准直后形成分子束或原 子束直接喷射到上述衬底上，同时控制分子束对衬底的扫描， 就可以生长出极薄的（可薄至单原子层水平）单晶体和几种物质交替的超晶格结构。 2、研究对象：分子束外延主要研究的是不同结构或不同材料的晶 体和超晶格的生长。 3、MBE的一般结构： 目前最典型的MBE系统是由进样室、预备分析室、和外延生长室串连而成。 进样室：进样室用于换取样品，是整个设备和外界联系的通道，也可同时放入多个衬底片。 预备分析室：对衬底片进行除气处理，对样品进行表面成分、电子结构和杂质污染等分析。通常在这个真空室配置AES、SIMIS、XPS、UPS等分析仪器。 外延生长室：是MBE系统中最重要的一个真空工作室，用于样品的分子束外延生长。配置有分子束源、样品架、电离记、高能电子衍射仪和四极质谱仪等部件。
监测分子束流有以下几种： ●（1）石英晶体常用于监测束流，束流屏蔽和冷却适当，可得满 意结果。但噪音影响稳定性。几个 m后，石英晶体便失去了线性。调换频繁，主系统经常充气，这不利于工作。 ●（2）小型离子表，测分子束流压，而不是测分子束流通量。由 于系统部件上的淀积而使其偏离标准。 ●（3）低能电子束，横穿分子束，利用所探测物种的电子激发荧 光。原子被激发并很快衰退到基态产生UV荧光，光学聚焦后荧光密度正比于束流密度。可做硅源的反馈控制。不足之处：切断电子束，大部分红外荧光和背景辐射也会使信噪比恶化到不稳定的程度。它只测原子类，不能测分子类物质。 生长室结构：
优秀钳工先进事迹材料_0(最新版)
优秀钳工先进事迹材料_0 优秀钳工先进事迹材料 方文墨在机床前站定，随手拿起一个半成品零件，顺着打磨头缓缓移动，嘶啦啦溅落一片金黄色碎屑。 他举起零件仔细端详，转身来到机器上继续打磨十几分钟后，4个外形毫无差别的零件整齐码放在工作台上，加工公差为0.003毫米。这个精度仅相当于头发丝的二十五分之一，连自动化程度很高的数控机床加工都达不到这个精度。 作为中航工业集团沈阳飞机制造厂的一名80后钳工，方文墨创造了一个用他名字命名的加工精度文墨精度。方文墨用自己的双手打磨出航空零件的精度，更用一名航空蓝领青年的志向与毅力，打磨着自己的人生精度。 毛头小伙矢志钳工梦 年仅28岁的方文墨是沈飞最年轻的高级技师。7年前，沈飞工会副主席付野就认准了方文墨是块难得的好料。 一天，方文墨一阵风似的跑来，几乎是撞进了付野的办公室。没有寒暄，这个冒冒失失的小伙子开门见山提出要求：付主席，我想参加沈阳市第七届职工职业技能竞赛，请工会考虑。 付野一看，真是个毛头小伙儿：1米88的个头，200来斤的体重，一头乱蓬蓬的自来卷，大黑框眼镜后，一双不大的眼睛充满渴望与期待。 付野沉默着。哗地一声，小伙子拉开随身背的大书包，里面全是各类钳工专业书籍、技校获奖证书。付野被这个年轻人的执著打动了。就这样，技校毕业刚两年、连内部技能比赛都没参加过的方文墨，被代表沈飞参加比赛。 4个月后，方文墨把一本红色证书放在付野面前：沈阳市第七届职工职业技能竞赛第四名。 好小子，真有你的！听到付野的鼓励，方文墨一脸灿烂。 之后的方文墨没让付野失望。寄托着长辈舞文弄墨期望的方文墨，却一头钻进钳工世界，一锉一磨地打造自己的梦想。他相继获得钳工、装配钳工和机修钳工3个高级技师证书，25岁当上高级技师，26岁
手性超材料研究进展
手性超材料研究进展 钟柯松 2111409023 物理 1. 引言 超材料是有特殊电磁性质的人造结构性材料，其中一个典型的性质就是负折射率。第一种负折射率材料1两个部分组成：一个是连续的金属线，它来实现负介电常数2，另一个是开环谐振器，来实现负的磁导率3。在同时实现复介电常数和负磁导率的时候，负折射率就是实现了。后来，人们大多数以这个原则4-5来设计负折射率材料。虽然负磁导率在微波段很容易实现，但是在光频区域却极其困难7,8。与此同时，Pendry9，Tretyakov10,11和Monzon12等人从理论上提出了另一种利用手性实现负折射率的途径。而手性材料层作为完美透镜也从理论上实现了9-13。在这些报告中，Pendry提出了一种3D螺旋线结构来实现负折射率的手性超材料9。Tretyakov等人则在理论上研究了在手性和偶极粒子手性复合材料中得到负折射率的可能性11。理论表明，负折射率是可以在以3D螺旋对称为晶格的金属球超材料中可以得到14。同时也表明，周期上的手性散射是3D和各向同性负折射率的原因15。实际上，Bose曾经在1898年利用螺旋结构研究了平面偏振电磁波的旋转16。Lindman也是研究微波段人造手性介质的先驱17。最近，Zhang等人在实验上实现了一个3D手性超材料在THz波段的负折射率18。Wang等人则在微波段同时实现了3D手性超材料的负折射率和巨大的光学活性和圆二色性19,20。但是，这些提到的3D手性超材料都很难构建。同时，平面手型超材料显示了光学活性也被报道了21-24。这里需要指出的是，平面手性结构是正真的3D手性结构是不同的。Arnaut和Davis第一次把平面手性结构引入到了电磁波的研究中25,26。一个结构如果被定义为手性结构，那么它应该是在任何平面是没有镜面对称的，然而，一个平面结构被认为是手性的，则它是不能和它在该平面上的镜像重叠的，除非它不在这个平面上。实际上，一个平面手性结构还是和镜像镜面对称的。在垂直入射的情况下，在光传播方向上镜面对称的结构是没有光学活性的27。除非在这个结构上增加衬底来打破传播方向上的镜面对称，这样光学活性就能得到了22-24。然而，手性在这些结构是非常微弱的。后来，Rogacheva等人进一步地提出了双层的手性结构，展现出了很强的光学活性28。这个两层的花环状的平面金属层相互平面扭和在两个平面中，它们也不像3D手性原胞一样连接在一起18-20，二是通过电磁场来相互耦合。它的光学活性强到了整个结构都显示出了负折射率。在这个开创性的工作下，一些不同的双层手性结构，从微波段到近红外波段被相继的提出。如双层花环结构29,30，双层十字线结构31,32，金属切线对33，卍字结构34，四个‘U’型结构35-37，互补性手性结构38等等。另外，多层的平面手性结构也被提了出来29,39。它表明，在构建体手性超材料时，邻近原胞之间的耦合效应也应该考虑在内。由于存在这个耦合效应，体手性超材料和单原胞手性超材料的性质存在差异39。当手性超材料在负折射率带中工作是，品质因素（FOM）来评估它的损耗级别40。FOM被定义为折射率实部和虚部比值的绝对值。在一个波长对应的介质中波振幅衰竭为exp（-2π/FOM)。为了得到高的FOM，一种复合的手性超材料在最近提了出来41。另外，可调节的手性超材料也有报道42。 基于传输和反射参数的有效折射率的提取是一种在表征设计的超材料是的方便有用的手段43-47。随着手性超材料研究的进展，负折射率用其他提取方法中也得到了18,29,48,49。Zhao 等人总结了这些提取方法，简练出了几个简单的公式，这在手性超材料的研究中是非常有用的50。非互易式传输在信息处理中起到了至关重要的作用，点偶极子就是一个典型的例子，它在电
材料先进加工技术
1. 快速凝固 快速凝固技术的发展，把液态成型加工推进到远离平衡的状态，极大地推动了非晶、细晶、微晶等非平衡新材料的发展。传统的快速凝固追求高的冷却速度而限于低维材料的制备，非晶丝材、箔材的制备。近年来快速凝固技术主要在两个方面得到发展：①利用喷射成型、超高压、深过冷，结合适当的成分设计，发展体材料直接成型的快速凝固技术；②在近快速凝固条件下，制备具有特殊取向和组织结构的新材料。目前快速凝固技术被广泛地用于非晶或超细组织的线材、带材和体材料的制备与成型。 2. 半固态成型 半固态成型是利用凝固组织控制的技术.20世纪70年代初期，美国麻省理工学院的Flemings 教授等首先提出了半固态加工技术，打破了传统的枝晶凝固式，开辟了强制均匀凝固的先河。半固态成型包括半固态流变成型和半固态触变成形两类：前者是将制备的半固态浆料直接成型，如压铸成型（称为半固态流变压铸）；后者是对制备好的半固态坯料进行重新加热，使其达到半熔融状态，然后进行成型，如挤压成型（称为半固态触变挤压） 3. 无模成型 为了解决复杂形状或深壳件产品冲压、拉深成型设备规模大、模具成本高、生产工艺复杂、灵活度低等缺点，满足社会发展对产品多样性（多品种、小规模）的需求，20世纪80年代以来，柔性加工技术的开发受到工业发达国家的重视。典型的无模成型技术有增量成型、无摸拉拔、无模多点成型、激光冲击成型等。 4.超塑性成型技术 超塑性成型加工技术具有成型压力低、产品尺寸与形状精度高等特点，近年来发展方向主要包括两个方面：一是大型结构件、复杂结构件、精密薄壁件的超塑性成型，如铝合金汽车覆盖件、大型球罐结构、飞机舱门，与盥洗盆等；二是难加工材料的精确成形加工，如钛合金、镁合金、高温合金结构件的成形加工等。 5. 金属粉末材料成型加工 粉末材料的成型加工是一种典型的近终形、短流程制备加工技术，可以实现材料设计、制备预成型一体化；可自由组装材料结构从而精确调控材料性能；既可用于制备陶瓷、金属材料，也可制备各种复合材料。它是近20年来材料先进制备与成型加工技术的热点与主要发展方向之一。自1990年以来，世界粉末冶金年销售量增加了近2倍。2003年北美铁基粉末。相关的模具、工艺设备和最终零件产品的销售额已达到91亿美元，其中粉末冶金零件的销售为64亿美元。美国企业生产的粉末冶金产品占全球市场的一半以上。可以预见，在较长一段时间内，粉末冶金工业仍将保持较高的增长速率。粉末材料成型加工技术的研究重点包括粉末注射成型胶态成型、温压成型及微波、等离子辅助低温强化烧结等。 6. 陶瓷胶态成型 20世纪80年代中期，为了避免在注射成型工艺中使用大量的有机体所造成的脱脂排胶困难以及引发环境问题，传统的注浆成型因其几乎不需要添加有机物、工艺成本低、易于操作制等特点而再度受到重视，但由于其胚体密度低、强度差等原因，他并不适合制备高性能的陶瓷材料。进入90年代之后，围绕着提高陶瓷胚体均匀性和解决陶瓷材料可靠性的问题，开发了多种原位凝固成型工艺，凝胶注模成型工艺、温度诱导絮凝成形、胶态振动注模成形、直接凝固注模成形等相继出现，受到严重重视。原位凝固成形工艺被认为是提高胚体的均匀性，进而提高陶瓷材料可靠性的唯一途径，得到了迅速的发展，已逐步获得实际应用。 7. 激光快速成型 激光快速成形技术，是20实际90年代中期由现代材料技术、激光技术和快速原型制造术相结合的近终形快速制备新技术。采用该技术的成形件完全致密且具有细小均匀的内部组
钳工班班长个人先进事迹-先进事迹材料
钳工班班长个人先进事迹-先进事迹材料 第一篇：钳工班班长个人先进事迹 xxx是平庄铁路运输段机务队钳工班班长，他为人质朴，工作勤奋，热心钳工制作工作，不求名利。同时还负责全段火车零配件及铁道配件的加工制作工作。几年来xx带领他的班组较好地完成了段里、队里下达的各项任务，并且在安全上未出现过任何事故。好的成绩源于不懈地努力。 2014年春运期间，正值平庄铁路运输段大干一季度，抢运工作达到高峰，然而装煤站煤吊减速器破碎，蒸汽机车装煤停滞。接到通知后，xx和其他几名工友迅速来到煤吊前了解情况，煤吊减速器在10米高的煤吊大梁上，维修工作十分困难，十分危险。xx凭着丰富的工作经验，首先观察地貌，查找不安全因素，排除隐患之后，攀上10米高的煤吊吊臂，开始高空作业。 减速器重100多公斤，xx把破碎的减速器小心地拆开，再借助轨道吊车把减速器卸下来。回到车间自己重新加工零件，重新组装。凭着高超的技艺，精湛的手艺，减速器终于在吊车的牵引下徐徐升空，重新上岗，经过多次试验，刚修复的减速器完全达到技术要求。 2014年夏天，省道改造工程在平庄北环开始施工，平庄通往赤峰方向的道路被封，改道绕行卧佛寺、太平地，再通往赤峰。因此平庄铁路运输段太平地道口车流量与日俱增。为了保证人民生命财产的安全，减少路外事故的发生，段决定把太平地道口由原来无人看守的道口改建为有人看守道口。 增设有人看守道口，xx的任务是在十天之内制作、安装道口栏杆。任务十分紧迫，xx带领他的工友开始车螺杆、焊栏杆、组滑轮……车间里整天都是喧嚣的机器声。道口栏杆制作出来了，为了给夜间过往道口的行人车辆更好的警示作用，xx又在栏杆上安装了交替闪烁的彩灯。几天后，11米长的黑黄相间的钢铁栏杆横跨太平地道口。xx和他的工友出地完成了任务，为道口安全画上了圆满的句号。 2014年秋季，为了让全线50多公里的铁路扣件不再丢失，xx一直都在制作铁道鱼尾板、连接拉杆等扣件的防盗螺母，一制作就是3000多个，这时段里的摇臂钻出了故障，不能转动，要返厂修理。为了不耽误防盗螺母的制作，又不耽误摇臂钻的使用，只好挤时间自己修了。11月12日星期六xx带着他的徒弟(南机厂工人技师)来到车间，开始拆卸、修理摇臂钻，经过反复处理，摇臂钻恢复了使用。而xx却不计个人报酬，不惜个人时间。 作为班长，xx总是严格要求自己——要求别人做到的事，自己首先做到;要求别人不做的事，自己首先不做。在急、难、险、重任务面前，他总是以大局为重，出色地做好各项工作。就是这样，沉默少语、不爱张扬的xx在自己的工作岗位上一直默默地奉献着。第二篇：钳工班先进个人工作总结 钳工班先进个人报告 时光荏苒，岁月流逝，又是一年辞旧迎新之际，回顾2014年的工作历程，我感慨颇多。我们钳工班在公司领导的帮助下，在涂部长的带领下也取得了喜人的成绩。 作为一个基层班组的带头人，我深深明白自己责任的重大，我们钳工班的维修面广，危险系数大，为了把住安全关，我们始终把安全工作放在各项工作的首位，坚持以人为本，对上级的各项要求抓细、抓实，逢会必讲安全，全班组员工都能对各自岗位的安全操作规程做到熟
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钳工班班长个人先进事迹_事迹材料 钳工班班长个人先进事迹 XX是平庄铁路运输段机务队钳工班班长，他为人质朴，工作勤奋，热心钳工制作工作，不求名利。同时还负责全段火车零配件及铁道配件加工制作工作。几年来XX带领他班组较好地完成了段里、队里下达各项任务，并且在安全上未出现过任何事故。好成绩源于不懈地努力。 2010年春运期间，正值平庄铁路运输段大干一季度，抢运工作达到高峰，然而装煤站煤吊减速器破碎，蒸汽机车装煤停滞。接到通知后，XX和其他几名工友迅速来到煤吊前了解情况，煤吊减速器在10米高煤吊大梁上，维修工作十分困难，十分危险。XX凭着丰富工作经验，首先观察地貌，查找不安全因素，排除隐患之后，攀上10米高煤吊吊臂，开始高空作业。 减速器重100多公斤，XX把破碎减速器小心地拆开，再借助轨道吊车把减速器卸下来。回到车间自己重新加工零件，重新组装。凭着高超技艺，精湛手艺，减速器终于在吊车牵引下徐徐升空，重新上岗，经过多次试验，刚修复减速器完全达到技术要求。 2010年夏天，省道改造工程在平庄北环开始施工，平庄通往赤峰方向道路被封，改道绕行卧佛寺、太平地，再通往赤峰。因此平庄铁路运输段太平地道口车流量与日俱增。为了保证人民生命财产安全，减少路外事故发生，段决定把太平地道口由原来无人看守道口改建为有人看守道口。 增设有人看守道口，XX任务是在十天之内制作、安装道口栏杆。任务十分紧迫，XX 带领他工友开始车螺杆、焊栏杆、组滑轮……车间里整天都是喧嚣机器声。道口栏杆制作出来了，为了给夜间过往道口行人车辆更好警示作用，XX又在栏杆上安装了交替闪烁彩灯。几天后，11米长黑黄相间钢铁栏杆横跨太平地道口。XX和他工友出地完成了任务，为道口安全画上了圆满句号。 2011年秋季，为了让全线50多公里铁路扣件不再丢失，XX一直都在制作铁道鱼尾板、连接拉杆等扣件防盗螺母，一制作就是3000多个，这时段里摇臂钻出了故障，不能转动，要返厂修理。为了不耽误防盗螺母制作，又不耽误摇臂钻使用，只好挤时间自己修了。11月12日星期六XX带着他徒弟（南机厂工人技师）来到车间，开始拆卸、修理摇臂钻，经过反复处理，摇臂钻恢复了使用。而XX却不计个人报酬，不惜个人时间。 作为班长，XX总是严格要求自己——要求别人做到事，自己首先做到；要求别人不做事，自己首先不做。在急、难、险、重任务面前，他总是以大局为重，出色地做好各项工作。就是这样，沉默少语、不爱张扬XX在自己工作岗位上一直默默地奉献着。职业道德劳动模范事迹材料 ××同志是善通公司一名××快客驾驶员，在二十多年驾驶生涯里，不断努力学习车辆驾驶技能、车辆维护和保养、交通法律法规等知识。严格遵守公司各项规章制度和
第一章 工程材料与制造技术简论
第一章工程材料与制造技术简论 本章教学学时：2 本章内容主要是为了拓宽学生的知识面，所涉及内容十分丰富。从横向看，内容包括工程材料、材料成型、机械加工、计算机技术、自动化技术、工业管理等系列知识；从纵向看，内容则包括了材料与制造技术的发展历程和相关学科发展对制造技术的积极渗透。可以说本章是工科低年级同学进入本课程学习，也是进入专业学习的起点。建议同学在学习中能跳出本课程，站在技术和社会发展的高度，理解该课程的基础地位和重要性。 本章教学方式：课堂讲课及学生自学 主要内容： 一、工程材料发展简述 世界各国对材料传统的分类：金属材料、无机非金属材料（陶瓷）、有机高分子材料和复合材料四大类。 这四类工程材料不同历史阶段所具有的相对重要性急发债趋势见图1-1。 图1-1 工程材料发展历史虽时间推移的相对重要性示意图（时间是非线性的） （一）金属材料的发展史 （二）金属材料的发展现状及趋势 1．高纯材料以超高纯铁为例，在高纯状态，纯铁不仅有优异的软磁性能，良
好的耐腐蚀性能，残余电阻率高，而且以高纯铁为基础进行合金研制，预计在高真空容器、极低温材料、核反应堆材料等方面的应用将十分引人注目。 2．高强度及超高强度金属材料超高强度是当代材料科学家为减轻重量、节省资源而追求的设计目标，这在航空、航天、原子能、深海潜艇等领域有极大的需求。提高材料强度，严格讲，一是指提高抵抗塑性变形的能力，二是提高材料抵抗破坏的能力。提高抵抗塑性变形的能力通常叫强化，提高材料抵抗破坏的能力叫韧化，两者同时提高，则称强韧化。通常典型超高强材料包括超高强度钢、高强度铝合金、高强度钛合金等。 3．超易切削钢和超高易切削钢金属材料通常要求机械加工，据统计,切削加工费用大约占总成本的75%。若改成超高易切削钢，实验表明刀具寿命可提高30倍，因此零件成本会大幅度下降，甚至可减少一半。其社会效益和经济效益极其显著。 4．硬质合金与金属陶瓷金属陶瓷最早是为耐磨材料而设计，它是金属材料与陶瓷的复合材料。 5．高温合金与难熔合金 很大程度上 6．纤维增强金属基复合材料该类复合材料的比强度极高，其强度σ c 。目前可供选择的纤维较多，如硼纤维，碳纤维、碳化硅纤取决于增强体纤维强度σ f 维、玻璃纤维、氧化铝纤维等。纤维的选择原则是：比重小，弹性模量E大，强度σ f 高。金属复合材料的发展目标是：制备出各种比强度、比弹性模量高的材料。 7．共晶合金定向凝固材料该材料属新型复合材料，是共晶合金在特殊工艺条件下制备出来的复合材料，其性能特点是在超高温情况下呈现更高强度。它是通过温度梯度定向凝固，使共晶各相在本身的相上连续长大而成的复合材料，这种复合也叫原生复合。共晶合金定向凝固材料可广泛用于涡轮叶片等耐热材料，也可以用于偏光材料。 8．快速冷凝金属非晶及微晶材料快速冷凝技术是本世纪下半叶以来材料制备技术中的重大突破，由此产生了一系列非平衡态的金属合金。快速冷凝可以导致非晶和微晶材料。 典型非晶和微晶金属材料： （1）金属玻璃；（2）金属微晶材料 9．有序金属间化合物金属间化合物是新一代高温结构材料，这类化合物与正常价化合物之间的区别在于，金属间化合物的晶体结构中，其构成元素的原子以整数比构成化合物，不是按照化学价的概念，而是按照金属键或部分共价键结合，由于原子在晶体中作长程有序排列，因而也称有序金属间化合物。 10．纳米金属材料纳米金属是泛指颗粒径小于100纳米(nm)的金属材料，大于100纳米的金属颗粒称为粉末,小于2纳米的金属颗粒则称为原子簇，纳米金属颗粒具有一些明显不同于块状金属和一般粉末金属的属性。
优秀钳工先进事迹材料
优秀钳工先进事迹材料 张晓斌，安康水电厂钳工班班长。近20年来，他凭着对钳工专业的痴迷和执着，勤学苦练、不断总结，十年磨一剑，练就了高超的钳工技术，在“秦川杯”陕西省国有企业职工技能大赛钳工专业组获得第五名的好成绩及“陕西省技术能手”荣誉称号。参加本次钳工比赛共有来自全省23个国有企业代表队的62名参赛选手，张晓斌在众多强手中脱颖而出，大家由衷佩服他的精湛技术，都想知道他的成材秘诀，他诚恳地说：我是真的热爱钳工这一行。 一、热爱钳工技能在主动学习中走向精湛 张晓斌初次接触钳工专业是在西安电力技校的实习工厂里，那时，他还是一
名学生。当他看到图纸上一条条错综复杂的线条，通过自己的双手变成一个立体的零件时，打心眼里爱上了这个专业。 “喜欢它，我就愿意下功夫钻研它！”他说。张晓斌毕业后分配到安康水电厂修配分场钳工班，看到机组检修工作中很多零配件没有成品，需要钳工根据现场实际快速加工完成，他就暗下决心一定要做一名技术精湛的钳工技师。他拜技术全面的老师傅李铁安为师，白天，来到车间主动加工一些零部件，仔细琢磨和实践书籍和师父教授的技术要领；待机床等其他工种作业时，他在旁边仔细观看学习；工作较轻时，他拿起焊枪，在焊花飞溅中反复操作。晚上，回到家里放弃休息时间，他经常通宵达旦的钻研《钳工》、《机械原理》、《夹具设计》等理论知识。通过日积月累，他终于掌握了钳、车、铣、刨、焊、磨等技术，成为了机械加工制造方面的通才。 钳工练习是一个非常辛苦的过程，但是他把学习中的苦和累当作考验意志和锻
炼自己的最好方式，在车间操作过程中，他的手一次次的被磨破，缠上胶布继续进行，身上一次次的汗如泉涌，他用毛巾一擦接着练。遇到技术难关了，认真查找资料，和师傅深入探讨，反复的描图、操作、修改，从不放过任何疑问，总要攻克所有难题。近年来，张晓斌多次被选拔参加国公司钳工技术比武等竞赛活动，他把每次比赛都当作技术进步的阶梯，仔细观察记录优秀选手的技术特点和细节，赛后缠住冠军们请教技术要领、工作心得，回到工作岗位后继续琢磨、苦练。正是凭着这种主动钻研、锲而不舍的学习精神，张晓斌终于练就了一身过硬的本领。 二、热爱工作勇挑重担不退缩 “干就干好！”这是张晓斌的的座右铭。干钳工近20年来，他坚持把每天的工作都当作一本精彩的书去精研细读，把每一个工件、每一次检修都当作艺术品去精雕细琢，使自己加工的每一个零部件都成为“免检产品”。工作中遇到的技术
颠覆未来作战的前沿技术——超材料
超材料是通过在材料关键物理尺寸上的结构有序设计，突破某些表观自然规律的限制，获得超出自然界原有普通物理特性的超常材料的技术。超材料是一个具有重要军事应用价值和广泛应用前景的前沿技术领域，将对未来武器装备发展和作战产生革命性影响。 新型材料颠覆传统理论 尽管超材料的概念出现在2000年前后，但其源头可以追溯到更早。
1967年，苏联科学家维克托·韦谢拉戈提出，如果有一种材料同时具有负的介电常数和负的磁导率，电场矢量、磁场矢量以及波矢之间的关系将不再遵循作为经典电磁学基础的“右手定则”，而呈现出与之相反的“负折射率关系”。 这种物质将颠覆光学世界，使光波看起来如同倒流一般，并且在许多方面表现出有违常理的行为，例如光的负折射、“逆行光波”、反常多普勒效应等。这种设想在当时一经提出，就被科学界认为是“天方夜谭”。 随着传统材料设计思想的局限性日渐暴露，显著提高材料综合性能的难度越来越大，材料高性能化对稀缺资源的依赖程度越来越高，
发展超越常规材料性能极限的材料设计新思路，成为新材料研发的重要任务。 ● 2000年，首个关于负折射率材料的报告问世； ● 2001年，美国加州大学圣迭戈分校的科研人员首次制备出在微波波段同时具有负介电常数和负磁导率的超材料； ● 2002年，美国麻省理工学院研究人员从理论上证实了负折射率材料存在的合理性； ●2003年，由于超材料的研究在世界范围内取得了多项研究成果，被美国《科学》杂志评为当年全球十项重大科技进展之一。 此后，超材料研究在世界范围内取得了多项成果，维克托·韦谢拉戈的众多预测都得到了实验验证。 现有的超材料主要包括：负折射率材料、光子晶体、超磁材料、频率选择表面等。与常规材料相比，超材料主要有3个特征： 一是具有新奇人工结构； 二是具有超常规的物理性质； 三是采用逆向设计思路，能“按需定制”。 负折射率材料具有介电常数与磁导率同时为负值的电磁特性，电磁波在该介质中传播时，电场强度、磁场强度与传播矢量三者遵循负
铁路先进个人事迹材料【精选】
铁路先进个人事迹材料【精选】
铁路先进个人事迹材料【精选】 充分发挥作为一名党员的先锋模范作用，在铁路工作上默默地奉献自己，接下来是小编为大家收集的铁路先进个人事迹材料，供大家参考，希望可以帮助到大家。 铁路先进个人事迹材料范文 9月同志奉命从精心经营扭转了艰难局面的邵怀34标调往工期紧、工程量大的铁路，他没一句怨言，未洗征尘即赶赴皖西，经过半年来的努力，取得了骄人的成绩。担任项目经理以来，率先垂范、克已奉公、业务精熟，充分发挥作为一名党员的先锋模范作用，并取得了令人瞩目的成绩，多次受到业主称赞和嘉奖，被集团公司评为、先进个人，获公司最佳项目经理称号，多次被评为公司优秀共产党员、先进生产工作者。 铁路i标第一经理部工程管段全长，亿的工程，工期只有短短的一年时间，设计标准高、工期压力大，又是一个难打的硬仗。铁路第一项目部全体员工在同志的带领下，克服人员少、任务重、起步难、点线长，仅用10多天，在局工指管段率先完成安摊建点任务，仅仅两个月时间，他就创造了中铁四局铁路上三个第一第一个建成拌和站、第一个路基试验段施工、第一个成型铁路第一桩。建点至今，已完成桩基根、墩身145个、土石方200万立方米、涵洞78座，
累计完成产值亿元，多次得到了业主、集团公司、局指、公司网各级领导的赞扬。 责任成本是反映项目管理的一项综合指标，为强化成本管理，他采取了以下措施：1、加强物资机械管理，成立了以物资、财务、试验等相关人员参加的物资采购小组。对材料供应商的信誉、质量、价格进行评估和分析，做到择优选材。机械使用上实行单车结算，避免浪费，注重日常的保养和维修，确保机械的出勤率和完好率;2、加强外协队伍的管理，对进度快、重信誉、质量好的队伍进行奖励，对完不成工期计划的队伍予以处罚，形成了外协队之间比进度、比质量的良好风气;3、严格施工技术规范，强化技术培训和技术创新，鼓励qc技术攻关，通过优化施工组网织以降低成本;4、加大力度压缩非生产性开支，鼓励节能降耗。 做为项目经理，认真遵守党的决议和国家的法律法规及方针政策，以《中铁四局项目经理部领导干部廉洁勤政十二条》为行动指南，多次拒收外协队及供应商的请客送礼，成立了以自已为组长的创双优及党风廉政建设领导小组。把创双优活动与保先教育结合起来，建立健全项目部党风廉政建设责任制，把党风廉政建设和反腐败工作与施工生产紧密结合起来，做到施工生产同部署，同落实，同检查，为施工生产创造了良好的环境，同时与各施工队签订了廉政协议，与各职工签订了廉政承诺书，在他的带领下，项目部形成了
超材料.doc
超材料——过去十年中人类最重大的十项科技突破之一 狭义上超材料即指电磁超材料,电磁超材料具有超越自然界材料电磁响应极限的特性,能够实现对电磁波传播的人为设计、任意控制。目前该材料被应用在定向辐射高性能天线、电磁隐身、空间通信、探测技术和新型太赫兹波段功能器件等方面。 看好电磁超材料在军工、通信和智能结构等方面的应用前景 电磁超材料在军工领域的应用比较广泛,目前已应用的超材料产品包括超材料智能蒙皮、超材料雷达天线、吸波材料、电子对抗雷达、超材料通讯天线、无人机雷达、声学隐身技术等。 通信领域电磁超材料最具应用前景的就是无线Wi-fi网络,目前光启已进入该领域。 电磁超材料在智能结构中的应用主要有两类:地面行进装备用智能结构和可穿戴式超材料智能结构。智能结构用电磁超材料的市场前景非常广阔 A股超材料主题相关上市公司主要包括:国民技术(300077)、龙生股份(002625)、鹏博士(600804)和鹏欣资源(600490)等,建议重点关注国民技术、鹏博士和鹏欣资源。 超材料 “Metamaterial”是21世纪物理学领域出现的一个新的学术词汇，近年来经常出现在各类科学文献。拉丁语“meta-”，可以表达“超出…、亚…、另类”等含义。对于 metamaterial一词，目前尚未有一个严格的、权威的定义，各种不同的文献上给出的定义也各不相同。但一般文献中都认为metamaterial是“具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料”。 迄今发展出的“超材料”包括：“左手材料”、光子晶体、“超磁性材料”等。“左手材料”是一类在一定的频段下同时具有负的磁导率和负的介电常数的材料系统(对电磁波的传播形成负的折射率)。近一两年来“左手材料”引起了学术界的广泛关注，曾被美国《科学》杂志评为2003年的"年度十大科学突破"之一。 1原理 超材料的应用与原有的材料制备有很大的区别，以往是自然界有什么材料，就能制造出什么物品，而超材料完全是逆向设计，根据针对电磁波的具体应用需求，制造出具有相应功能的材料。 2特征 metamaterial重要的三个重要特征： （1）metamaterial通常是具有新奇人工结构的复合材料； （2）metamaterial具有超常的物理性质（往往是自然界的材料中所不具备的）； （3）metamaterial性质往往不主要决定与构成材料的本征性质，而决定于其中的人工结构。 3隐形功能 具有讽刺意味的是，超材料曾被认为是不可能存在的，因为它违反了光学定律。然而，2006年，北卡罗来纳州的杜克大学（Duke University）和伦敦帝国理工学院（Imperial College）的研究者成功挑战传统概念，使用超材料让一个物体在微波射线下隐形。尽管仍有许多难关需要克服，但我们有史以来头一次拥有了能使普通物体隐形的方案（五角大楼的国防高级研究计划署[The Pentagon’s Defense Advanced Research Project Agency，DARPA]资助了这一研究）。
分子束外延技术(MBE)的原理及其制备先进材料的研究进展
分子束外延技术（MBE）的原理 及其制备先进材料的研究进展 XX （XXXX大学材料学院，西安710000） 摘要：分子束外延(MBE)是50年代用真空蒸发技术制备半导体薄膜材料发展而来的,是为了满足在电子器件工艺中越来越高的要求.MBE是一个动力学过程，而不是一个热力学过程.与其它外延薄膜生长技术相比，MBE具有许多特点,如生长速率低、衬底温度较低等.在超薄层材料外延生长技术方面，MBE的问世使原子、分子数量级厚度的外延生长得以实现，开拓了能带工程这一新的半导体领域.半导体材料科学的发展对于半导体物理学和信息科学起着积极的推动作用.MBE是制备新型器件较为有用的方法，但是有其缺点.未来的发展趋势是结合其他生长技术不断改进MBE，如MBE与VPE并用、气态源分子束外延(GSMBE)、激光分子束外延（LaserMBE）等. 关键词：分子束外延；薄膜；生长技术；半导体 The principle of Molecular Beam Epitaxy (MBE) and the research progress in the preparation of advanced materials XX (Department of Materials,XXX,Xian 710000) Abstract:Molecular Beam Epitaxywas developed forthe preparation of semiconductor thin film materials by vacuumevaporationtechnique in the 50's，which aims to meet the requirements ofthe electronic devices in the process of higher and higher.MBE is a dynamic process, not a thermodynamic process.MBE has many characteristics whencomparing with other epitaxial thin film growth techniques , such as low growth rate, low substrate temperature and so on.The advent of MBE letthe thicknessof order of magnitudeof atomic, molecular of epitaxial growth be achieved in ultrathin layer epitaxial growth technique, that has opened upBand Engineering,anew field of semiconductors.The development of semiconductor materials science plays an active role in the development of semiconductor physics and information science.MBE is a more useful way to prepare new devices, but there areshortcomings.In the future,the development trend is to continuous improving MBE with the combination of other growth techniques,such as combining MBE with VPE,Gas Source Molecular Beam Epitaxy,Laser Molecular Beam Epitaxy etc. Key words:Molecular Beam Epitaxy;thin film;growth techniques;semiconductor
先进材料制备技术复习资料.doc
我们每一天都要求逬步 材料学院研究生会 学术部 2010年11月一、材料制备加工
1、定义：材料制备技术是指材料的合成与加工，使材料经过制备过稈后获得的新材料在化学成份、元素分布或组织结构上与原材料有显著的不同。 2、作用：可以通过材料制备技术控制现有的内部纽?织，如宏观微观结构、原子排列、元素分布、能量状态等，来控制现有材料的性能，特别是新的制备技术的出现，如快速冷凝技术可极大的提高凝固速率、改善金属的纟R织；复合材料制备技术的出现还克服了材料在备自性能上的缺点实现优势互补。此外，通过一些新的制备技术还能获得一些新的组织结构，得到一些新的材料，如高速冷却下可以得到金属非晶材料；不同的制备技术控制不同的实验条件还可以得到新的相，从而改善原有材料的性能。 3、意义材料制备时新材料的获取和应用的关键，也是对材料进行加工、成形和应用的品质保证，现已成为材料研究和材料加工领域引人注目的技术热点。其地位和作用已经超出了技术经济的范畴，而与幣个人类社会有密不可分的关系。高新技术的发展，资源能源的有效利用，通信技术的进步，工业产品的质量，环境的保护都与材料的制备密切相关。先进制备与成形加T 技术的发展对于新材料的研制、丿卫川和产业化具有决定性的作川，其的岀现与应用加速了新材料的研究开发、生产应用进程、促讲如微电了和生物医用材料等新兴产业的形成。促进了现代航空航天、交通运输、能源保护等高新技术发展。现有结构材料向高性能化、复合化、结构功能一体化发展，尤其需要先进制备与成形技术的支撑，可使材料生产过程更加高效、节能、清洁。 4、应用：材料制备、合成与成形在材料科学研究屮占有核心支柱地位，主要用于纳米材料、薄膜材料、金属复合材料、高温柱状合金、单晶合金、非晶合金、亚晶合金以及磁性材料等的制备。 二、快速凝固 1、快速礙固技术：一般指以大于10'k/s级的冷却速度或以数米每秒的固液界血前进速度使液相凝固成固相的过程。 2、基本原理：根据材料设计的要求，选择适当反应剂（气相、液相或粉末固相），在 适当的温度下，通过元索Z间或元素与化合物Z间的化学反应，在金属基体内原位生成一种或N种高便度、高弹性模量的增强相，从而达到增强金属基体目的。 3、快速凝固工艺可以粗分为三类：①用高速气流打击金属液流，或在离心力的作用下，使Z 雾化变成十分细小的液滴，最示凝固成粉末。②把金属液喷到极冷板或转动的锐轮上，凝I舌I 成很薄的金属箔或丝材。③用激光或电了束熔化极薄一层金属表层，熬块金属基体起到|j 身冷却剂的作用，也能获得很高冷速。 4、获得快冷的三个途径：①在凝固前施加一个足够大的过冷，使凝固过稈放出的潜热能够消散在正在凝固的熔体屮②施加一?个很高的冷却速度，用高速排热造成很大的过冷度③在连续凝固时施加一个很高的固液界瓯前进速度。 方法有：雾化法，液态急冷法,束流表层急冷法,电流体动力法，电火花剥蚀法 5、快冷材料特点：快速凝固为亚稳创造了条件，一是成分亚稳，如过饱和固溶体，二是结构亚稳，如非晶和准晶。三是形态亚稳，如微晶，纳米晶，成分调幅带和弥散相。快冷工艺可得到如下效果①扩大业稳固溶度②发现新的亚稳相③生成微晶、纳米晶、准品和非晶。④减小偏析。 6、快冷对性能的影响：①提高强度，快冷使晶粒细化，对提高性能有益。②提高犁性③ 提高耐磨性，快速凝固后金属的硕度往往大幅度提高。④提高耐蚀性，快冷材料成分均匀, 组织细化，必然能改善耐蚀性。⑤提高磁性能⑥提高催化剂效率。 虽然快速定向凝固技术能获得小偏析共至无偏析的超细化的组织等，具有广阔的应用前景，但仍有一些问题要解决。 第一，激光超高温度梯度定向凝固技术存在的问题是：从熔池底部到顶部短距离定向凝
铸锻钳工先进事迹材料
铸锻钳工先进事迹材料 第一篇：铸锻钳工先进事迹材料 你存在我深深的脑海里 －－铸锻钳工先进事迹材料 他，微胖的体型，嘴角上方挂着标准的八字胡，貌似来自我脑海深处的某个地方，这个人就是--夏景德。时光如同沙漏，一点点的从指甲溜走，但在我心里抹不去的是师傅伟岸的背影。他是中件车间一名普通的钳工，他每天工作都不是固定，那里有需要哪里就有他的身影。每天你只能看到他不停忙碌的身影，也许，只是一转眼的功夫，这个任务已经完成，当你在举目四望再次寻找他的身影时，已经是寻他不到了，当你好不容易找到他，他手中新的任务已经又快完成，即将进入下一个地方去忙碌。有一次，我禁不住问他每天都这么忙碌的工作，是不是感觉很累，他笑笑回答：忙起来的时候，时间过得很快，身体也不会感觉到疲惫了，停下来才发现自己到处已经酸疼。这些年来，每天都是这样过来的，感觉很充实。再说了，公司付给咱们薪酬，就是让咱们为企业贡献自己的一份力量的，要是拿公司的钱而不给企业干活，自己的心灵怎么能会获得安宁。 周围的师傅们经常给我说，他工作很厉害，能干很多别人干不了的活，跟他会学到很多东西。看他动手，起初感觉很简单，每次我跃跃欲试，他总是在旁边提醒我注意安全后，把手中正在操作的工具递给我，但当拿起工具进行操作时，我才发现自己错了，在他手中看似简单的东西，到了我的手上就感觉变得无比的复杂。每当这个时候，他总是耐心的告诉我操作的要领，不断的示范给我，并详细的给我讲解所涉及到的各类知识。 他还告诉我，钳工不是干的越快越好，要有自己的理解和想法，做事情才能达到事半功倍的效果，这样才能消耗最小的资源，取得最大的效益。他十几年如一日的辛苦工作不仅仅是对
超材料技术发展
[转载]西苑沙龙第一次会议——超材料技术发展战略研讨会召开 2013年5月8日，第一次西苑沙龙会议在北京西苑饭店召开。此次会议的主题为“超材料技术发展战略”。超材料是新材料技术发展的热点方向，备受科技界和产业界的关注。来自863计划新材料技术领域主题专家、科技界和工业部门等的14位专家参加了会议。 会议邀请了863计划新材料领域新型功能与智能材料专家组召集人周少雄教授，做了题为“超材料技术发展战略思考”的主题报告，并邀请深圳光启研究院刘若鹏院长等4位专家就工业级超材料技术的创建与发展、超材料在微波光波等领域应用、超材料与自然材料的融合等方面问题做了专题报告。与会专家就超材料概念、应用前景、面临的挑战、技术路线、发展重点等展开了热烈的讨论和争论，各抒己见，并就我国超材料技术发展战略与对策提出宝贵的意见和建议。 附： “西苑沙龙”是科技部高技术研究发展中心为了推动国家科技计划相关领域发展战略研究，举办的以西苑饭店为场地的系列科技发展战略和学术研讨沙龙活动。沙龙重点围绕高技术、基础研究及其学科交叉领域的发展前沿与趋势、重大应用和产业发展需求方面的重大问题，探讨科技前沿、讨论最新突破性进展，展望未来发展趋势。沙龙鼓励与会者本着“客观、求实，融合、创新”的原则，以客观求实的态度，发表自己的学术观点；鼓励和引导多学科交叉融合，激励创新思想。 德国研制出“隐热”衣让热“弯曲”传导 利用特殊的超介质材料让光线、声音绕过物体传播，能达到隐形、隐身的效果。据物理学家组织网5月9日（北京时间）报道，最近，德国卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）研究人员成功演示了超材料同样也能影响热的传导。他们的“隐热”衣能让热力“弯曲”似的、绕过中央的隐藏区而传导。相关论文发表在最近的《物理评论快报》上。 这种“隐热”衣是用铜和硅制造的一个盘子，盘子虽能导热但其中心的圆形区域却不会受热力影响。“这两种材料必须排列得十分巧妙。”论文第一作者、KIT的罗伯特·斯奇特尼解释说，铜是热的良导体，而所用的硅材料叫做PDMS，是一种不良导体。“我们给一个薄铜盘制作了多重环形花纹的硅结构，使它能从多个方向，以不同的速度来传导热量，这样绕过一个隐藏目标所需的时间就能互相弥补。” 如果给一个简单的金属盘的左边加热，热量会一致地向右传导，盘子的温度从左到右会呈下降趋势。如果用这种铜硅超介质材料来做这个实验，也会表现出类似现象，但却只在盘子外圈呈现温度从左到右的下降，没有热量能穿透到内部，在内圈没有任何被加热的迹象。
激光分子束外延系统LMBE
激光分子束外延系统（LMBE） 1主要技术参数与要求 (1) 主腔体： 1. 腔体材料采用优质304不锈钢，全金属密封连接，腔体直径16英寸 （圆柱形设计）； 2. 观察窗采取保护措施（加装含铅玻璃）以防止辐射，腔体预留仪器升 级窗口； 3. 真空系统采用德国普发分子泵（Hipace700），分子泵需配有数据接 口以实现软件控制，抽速为650L/s，并配合使用爱德华涡旋式干泵（dry pump，减少返油污染），抽速5.4 m3/hr，本底极限真空度优于5×10-9mbar （烘烤后）。分子泵与腔体之间采用软连接（配有Damper），以减小分子泵震动对RHEED的影响。 4. 主腔体配备两套不同的真空计，一套组合pirani/Bayard-Alpert（真空 计类型）真空计，量程5×10-10 mbar 到1 bar，用于测量真空度； ★5. 另外配置一套精确的Baratron（真空计类型）真空计，量程10-4到 1 mbar，专门用于精确控制生长时的工艺压力。 (2) 快速进样室： 1. 进样室配备单独的分子泵（普发Hipace80），可软件控制，抽速为 70L/s，配前级隔膜泵，本底真空优于5×10-5 mbar； 2. 能够通过磁力杆方便地传递样品以及靶材，与主腔体之间采用 DN100CF插板阀隔离； 2. 配备Pirani/capacitive（真空计类型）真空计，量程5×10-5 mbar 到 1bar； 3. 进样室配有观察窗； (3) 加热系统： 1. 电阻式加热器，最高加热温度900°C，温度稳定性 1°C，容纳样品尺 寸1英寸，对于1英寸的加热区域温度均匀性为3%； ★2．加热器为插拔式设计，即整个加热器（包括加热丝）可通过磁力杆