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飞秒激光辐照双层金属薄膜损伤阈值的理论分析 预览
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作者 齐莹 《惠州学院学报》 2019年第3期85-89,共5页
利用双温模型计算了飞秒脉冲激光辐照金属薄膜的热传递过程,金属薄膜为单层金膜和金/铜组成的双层金属薄膜。计算结果发现,在同样激光能量密度下,两种薄膜在表面处的电子温度的衰减是不同的,双层结构下表面处的电子温度衰减得更快,同时... 利用双温模型计算了飞秒脉冲激光辐照金属薄膜的热传递过程,金属薄膜为单层金膜和金/铜组成的双层金属薄膜。计算结果发现,在同样激光能量密度下,两种薄膜在表面处的电子温度的衰减是不同的,双层结构下表面处的电子温度衰减得更快,同时双层薄膜表面处的晶格温度也低于单层金属表面处的晶格温度。这是因为底层金属铜有更大的电子晶格耦合系数,电子能更快地把能量转移给晶格,使得表面处吸收的激光能量快速向内部扩散,缩减了表面处的能量累积,从而提高顶层金属表面的损伤阈值。 展开更多
关键词 飞秒激光 双层金属 损伤阈值 电子温度 晶格温度
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硅在脉冲激光作用下温度积累效应的数值模拟 预览 被引量:1
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作者 孙鹏 李沫 +2 位作者 杨庆鑫 汤戈 张健 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2018年第1期158-163,共6页
采用单温模型,利用有限元方法对硅在纳秒脉冲激光作用下的温度积累效应进行了数值模拟。给出了单脉冲、多脉冲作用下,硅表面附近的非平衡载流子浓度、自由载流子吸收系数和晶格温度随时间的变化规律。结果表明,自由载流子浓度的积累是... 采用单温模型,利用有限元方法对硅在纳秒脉冲激光作用下的温度积累效应进行了数值模拟。给出了单脉冲、多脉冲作用下,硅表面附近的非平衡载流子浓度、自由载流子吸收系数和晶格温度随时间的变化规律。结果表明,自由载流子浓度的积累是温度积累的主要来源。对于多脉冲作用情况,脉冲间隔越短,脉宽越窄,温度积累效应越明显,最终形成的瞬时晶格最高温和温升值越大,越容易对材料造成损伤。 展开更多
关键词 激光脉冲 温度积累效应 晶格温度 重复频率 损伤阈值 脉宽
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飞秒激光加热双层金属薄膜的理论研究 被引量:4
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作者 陈安民 何喜明 +1 位作者 费德厚 金明星 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第5期248-253,共6页
通过双温模型研究了飞秒激光照射单层银薄膜和银/金、银/铜双层金属薄膜时的热行为,计算获得了相应电子温度和晶格温度随着时间和空间的分布。计算结果表明,双层金属结构能改变顶层银的晶格温度,进而改变其损伤阈值。选择具有更大... 通过双温模型研究了飞秒激光照射单层银薄膜和银/金、银/铜双层金属薄膜时的热行为,计算获得了相应电子温度和晶格温度随着时间和空间的分布。计算结果表明,双层金属结构能改变顶层银的晶格温度,进而改变其损伤阈值。选择具有更大电子晶格耦合系数的铬作为银的底层薄膜时,顶层银的损伤阈值得到进一步提高。这对采用银薄膜制作可见光范围内飞秒激光的反射镜具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 激光技术 飞秒激光 双层金属 电子温度 晶格温度 损伤阈值
飞秒激光烧蚀血管支架材料的数值模拟 预览
4
作者 王雷雷 郑洋洋 +3 位作者 霍扬 刘建英 李春霞 卢洋 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期226-230,共5页
为了研究飞秒脉冲激光烧蚀血管支架材料的特性,利用考虑了电子之间热传导项的双温模型,采用有限差分法,对飞秒激光烧蚀NiTi合金的温度场分布进行数值模拟,计算得到了电子温度和晶格温度随时间和烧蚀深度的变化规律,进一步讨论了不同激... 为了研究飞秒脉冲激光烧蚀血管支架材料的特性,利用考虑了电子之间热传导项的双温模型,采用有限差分法,对飞秒激光烧蚀NiTi合金的温度场分布进行数值模拟,计算得到了电子温度和晶格温度随时间和烧蚀深度的变化规律,进一步讨论了不同激光能量密度、不同激光脉宽、不同延迟时间对电子和晶格的温度场影响。发现血管支架材料在飞秒激光的作用下,先是电子吸收能量温度快速升高,再通过电声耦合作用将能量传递给晶格,最后两者的温度达到一个平衡状态;激光能量密度主要影响电子的峰值温度和电子与晶格的平衡温度;脉冲宽度主要影响电子的峰值温度和达到峰值温度所用的时间;电子温度随着延迟时间的增加先升高后降低,晶格温度随着延迟时间的增加不断上升。这些理论分析对实际飞秒激光加工血管支架有重要的指导意义。 展开更多
关键词 飞秒激光 镍钛合金 血管支架 双温方程 电子温度 晶格温度
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飞秒激光多脉冲烧蚀镍钛合金的数值模拟 预览 被引量:2
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作者 张彦斐 王雷雷 宫金良 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期7-12,共6页
用数值模拟与实验测试相结合的方法,研究了温度对"smile"的影响.利用有限元方法分别模拟计算了半导体激光器芯片键合及工作过程中激光器芯片中的热应力,模拟中假设激光器芯片的弯曲仅由热应力引起;计算结果表明,激光器芯片有源区的热... 用数值模拟与实验测试相结合的方法,研究了温度对"smile"的影响.利用有限元方法分别模拟计算了半导体激光器芯片键合及工作过程中激光器芯片中的热应力,模拟中假设激光器芯片的弯曲仅由热应力引起;计算结果表明,激光器芯片有源区的热应力随工作温度的升高而减小,由热应力导致的芯片的弯曲随温度升高而减小.实验结果表明,对于具有相同芯片、同一封装形式、同批次的器件,"smile"随温度的升高有增大或减小的趋势,这与封装前裸芯片的弯曲形态及封装热应力的综合作用有关;若封装前裸芯片为相对平直的或凸的,则封装后激光器的"smile"将随温度升高而减小;若封装前裸芯片为凹的,封装后的激光器芯片仍为凹的,则"smile"随温度升高而增大. 展开更多
关键词 激光技术 飞秒激光 数值模拟 镍钛合金 电子温度 晶格温度
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Research and optimization of the ESD response characteristic in a ps-LDMOS transistor
6
作者 王昊 刘斯扬 +1 位作者 孙伟锋 黄婷婷 《半导体学报:英文版》 EI CAS CSCD 2014年第1期70-73,共4页
The ESD response characteristic in a p-type symmetric lateral DMOS(ps-LDMOS) has been investigated. The experimental results show that the ps-LDMOS has weak ESD robustness due to an absence of the"snapback" ... The ESD response characteristic in a p-type symmetric lateral DMOS(ps-LDMOS) has been investigated. The experimental results show that the ps-LDMOS has weak ESD robustness due to an absence of the"snapback" characteristic. In addition, the location of the hot spot changes little for the special device. The method for reducing the lattice temperature of the hot spot can be used to enhance the ESD capacity of the ps-LDMOS,thereby, a novel and easily-achievable ps-LDMOS structure with a p-type lightly doped drain(p-LDD) has been proposed. The special region p-LDD lowers the electric field at the edge of the poly gate, making the whole distribution of the surface electric field more uniform. Therefore, the ESD robustness is improved two times and no obvious change of other electric parameters is introduced. 展开更多
关键词 LDMOS晶体管 响应特性 ESD 优化 MOS结构 位置变化 放电容量 晶格温度
Thermal analysis of intense femtosecond laser ablation of aluminum
7
作者 胡浩丰 吉扬 +5 位作者 胡阳 丁晓雁 刘贤文 郭静慧 王晓雷 翟宏琛 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2011年第4期323-327,共5页
This paper numerically simulates the process of ablation of an aluminum target by an intense femtosecond laser with a fluence of 40 J/cm 2 based on the two-temperature equation,and obtains the evolution of the free el... This paper numerically simulates the process of ablation of an aluminum target by an intense femtosecond laser with a fluence of 40 J/cm 2 based on the two-temperature equation,and obtains the evolution of the free electron temperature and lattice temperature over a large temporal and depth range,for the first time. By investigating the temporal evolution curves of the free electron temperature and lattice temperature at three representative depths of 0,100 nm and 500 nm,it reveals different characteristics and mechanisms of the free electron temperature evolution at different depths. The results show that,in the intense femtosecond laser ablation of aluminum,the material ablation is mainly induced by the thermal conduction of free electrons,instead of the direct absorption of the laser energy; in addition,the thermal conduction of free electrons and the coupling effect between electrons and lattice will induce the temperature of free electrons deep inside the target to experience a process from increase to decrease and finally to increase again. 展开更多
关键词 激光烧蚀 飞秒激光 铝靶 热分析 自由电子 电子温度 晶格温度 时间演变
超短脉冲激光烧蚀金属靶热分布的数值解与解析解
8
作者 陈安民 高勋 +3 位作者 姜远飞 丁大军 刘航 金明星 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期683-687,共5页
研究了超短脉冲激光烧蚀靶材的整个过程,对描述超短脉烧蚀过程热行为的双温度方程进行了分析简化,得出了超快激光烧蚀金属材料的解析解.以铜靶材为例,对双温度模型的数值解与解析解做了对比分析,得到了靶材温度随时问和深度的变化... 研究了超短脉冲激光烧蚀靶材的整个过程,对描述超短脉烧蚀过程热行为的双温度方程进行了分析简化,得出了超快激光烧蚀金属材料的解析解.以铜靶材为例,对双温度模型的数值解与解析解做了对比分析,得到了靶材温度随时问和深度的变化规律,结果显示解析解的计算结果比较好的符合了数值解的计算结果. 展开更多
关键词 激光烧蚀 双温模型 电子温度 晶格温度
STEADY-STATE SOLUTIONS FOR A ONE-DIMENSIONAL NONISENTROPIC HYDRODYNAMIC MODEL WITH NON-CONSTANT LATTICE TEMPERATURE 预览
9
作者 黎野平 《数学物理学报:B辑英文版》 SCIE CSCD 2008年第3期 479-488,共10页
为有非经常的格子温度的半导体设备的一个一个维的静止 nonisentropic 水动力学模型被学习。这个模型为电子密度,电子电流密度和电子温度由方程组成,在与合适的边界条件补充的围住的间隔结合了静电的潜力的泊松方程。有积极粒子密度... 为有非经常的格子温度的半导体设备的一个一个维的静止 nonisentropic 水动力学模型被学习。这个模型为电子密度,电子电流密度和电子温度由方程组成,在与合适的边界条件补充的围住的间隔结合了静电的潜力的泊松方程。有积极粒子密度和积极温度的一个强壮的亚声的不变的答案的存在和唯一被建立。证明基于定点参数, Stampacchia 截断方法,和基本精力估计。 展开更多
关键词 一维非等熵水力模型 稳态解 半导体 晶格温度 数学物理方法
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NMOS器件ESD特性模拟 预览
10
作者 郑若成 孙锋 吴金 《电子与封装》 2008年第3期 18-21,共4页
NMOS管I-V曲线在ESD(electrostatic discharges)脉冲电流作用下呈现出反转特性。其维持电压VH、维持电流IH、触发电压VB、触发电流IB以及二次击穿电流等参数将会影响NMOS管器件的抗ESD能力。文章通过采用SILVACO软件,对1.0μm工艺... NMOS管I-V曲线在ESD(electrostatic discharges)脉冲电流作用下呈现出反转特性。其维持电压VH、维持电流IH、触发电压VB、触发电流IB以及二次击穿电流等参数将会影响NMOS管器件的抗ESD能力。文章通过采用SILVACO软件,对1.0μm工艺不同沟长和工艺条件的NMOS管静电放电时的峰值电场、晶格温度以及VH进行了模拟和分析。模拟发现,在ESD触发时,增加ESD注入工艺将使结峰值场强增强,VH减小、VB减小,晶格温度降低;器件沟长和触发电压VB具有明显正相关特性,但对VH基本无影响。最后分析认为NMOS管ESD失效主要表现为高电流引起的热失效,而电场击穿引起的介质失效是次要的。 展开更多
关键词 峰值场强 触发电压VB 维持电压VH 晶格温度 二次击穿电流
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LDMOS的局部电热效应分析 预览 被引量:2
11
作者 李梅芝 韦光萍 陈星弼 《半导体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期 1823-1828,共6页
分析了LDMOS(lateral DMOS)在一次雪崩击穿后的局部电热效应.提出并证明了等温分析和电热分析分别得到的LDMOS的触发点是不同的;分析了局部晶格温度在空间上的分布特点;并提出晶格温度弛豫时间会影响漏极电压弛豫时间.从而证明LD... 分析了LDMOS(lateral DMOS)在一次雪崩击穿后的局部电热效应.提出并证明了等温分析和电热分析分别得到的LDMOS的触发点是不同的;分析了局部晶格温度在空间上的分布特点;并提出晶格温度弛豫时间会影响漏极电压弛豫时间.从而证明LDMOS工作于ESD(electro—static discharge)保护的大电流区时,电热分析比等温分析的模拟结果与实验结果符合得更好. 展开更多
关键词 等温 电热 触发点 ESD 晶格温度
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功率AlGaAs/GaAs HBT自加热频率特性 预览
12
作者 王源 张义门 张玉明 《计算物理》 CSCD 北大核心 2003年第5期 467-470,共4页
提出了一种功率AlGaAs/GaAsHBT的自加热温度模型,讨论了在大电流条件下,器件晶格温度升高和基区扩展效应对HBT器件频率特性的影响,并对器件的晶格温度、截止频率和最高振荡频率在自加热条件下的变化分别进行了计算和模拟.
关键词 功率AlGaAs/GaAsHBT 自加热 温度模型 频率特性 异质结双极性晶体管 晶格温度 截止频率 最高振荡频率
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飞秒激光脉冲烧蚀涡轮叶片材料的仿真和实验 预览
13
作者 崔波 宫金良 王志文 《电子器件》 CAS 北大核心 2019年第2期291-295,共5页
为研究飞秒激光脉冲对涡轮叶片材料的冲击打孔特性,使用双脉冲改写方程的激光光源项,并对涡轮叶片材料进行数值模拟,得到了镍基高温合金在飞秒激光双脉冲冲击打孔下的晶格和电子温度。通过对比单脉冲的模拟结果发现:双脉冲烧蚀情况下,... 为研究飞秒激光脉冲对涡轮叶片材料的冲击打孔特性,使用双脉冲改写方程的激光光源项,并对涡轮叶片材料进行数值模拟,得到了镍基高温合金在飞秒激光双脉冲冲击打孔下的晶格和电子温度。通过对比单脉冲的模拟结果发现:双脉冲烧蚀情况下,材料电子和晶格出现2个峰值温度,且电子和晶格的平衡温度相比单脉冲提高345k,平衡时间延长了5ps,使用美国RayCorp生产的飞秒脉冲激光器,对镍基高温合金材料在不同的激光参数下:激光脉冲宽度、激光能量、激光频率、脉冲间隔对材料的烧蚀进行双脉冲打孔,得到孔的形貌特征,并与单脉冲打孔对比发现双脉冲打孔的质量和效率优于单脉冲。 展开更多
关键词 飞秒激光 高温合金 电子、晶格温度 冲击打孔
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飞秒激光加工SiC模型参数优化设计研究 预览
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作者 李晓宇 孙会来 +1 位作者 赵方方 聂晓菊 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期948-952,共5页
开展飞秒激光与SiC相互作用机理研究,探索飞秒激光加工SiC材料的作用机理与激光功率密度阈值、脉冲宽度、频率、重叠率等参数的相互影响,这其中增加了在激光脉冲宽度范围内由于多种因素的影响,导致自由电子密度减少的因素;考虑了飞秒激... 开展飞秒激光与SiC相互作用机理研究,探索飞秒激光加工SiC材料的作用机理与激光功率密度阈值、脉冲宽度、频率、重叠率等参数的相互影响,这其中增加了在激光脉冲宽度范围内由于多种因素的影响,导致自由电子密度减少的因素;考虑了飞秒激光光束在被加工材料传输过程中由于被加工材料表面反射而造成的损失量,以及由于激光束电离后光电子与晶格发生碰撞而“反射、散射”造成的能量损失,从而对现有作用机理进行理论模型优化,通过比较研究和实验验证自由电子密度,为飞秒加工过程中激光与材料相互作用研究提供分析和参考。 展开更多
关键词 飞秒激光 SIC 自由电子密度 电子晶格温度
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