微纳光学加工及应用

20144214004 孙奇

一、微纳光学结构

光是一种电磁波，是由同相相互垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动而形成的，其传播方向垂直于电场与磁场所构成的平面，电磁波能有效的传递能量和动量[1]。从低频到高频，电磁波可以分为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X射线和γ射线等，人眼可见波长在380nm至780nm之间，如图1所示。

(a)

(b)

图1. (a) 电磁波传播方式(b) 电磁波按频率分段图（图片来自网络）

传统光学只研究可见光与物质的相互作用，而现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。随着微加工技术的日臻成熟，电磁波在微纳结构中的传播，散射和吸收等性质开始逐渐被人们研究。1987年，Yabnolovich和John首次提出了光子晶体的概念[2, 3]；1998年，Ebbesen 等人发现在打了周期性亚波长纳米空洞的厚金属膜上存在着超强的光投射峰，这一发现激起了对金属周期结构中表面等离激元的研究热潮[4]。从1987年至今，各领域对光学微纳结构的研究一直在迅猛发展。

1.1光子晶体

从固体物理的概念中可以得知，当电子在周期性的势场中运动时，由于电子受到周期性势场的布拉格散射的作用形成了电子的能带结构，同时电子的能带与能带之间在一定的晶格条件下将存在带隙。在带隙能量范围内的电子其传播是被禁止的。运动的电子实际上也是一

种物质波。无论何种波动形式，只要其受到相应周期性的调制，都将有类似于电子的能带结构同样也都可能出现禁止相应频率传播的带隙。

微纳光学结构技术是指通过在材料中引入微纳光学结构，实现新型光学功能器件。1987年，Yabnolovitch和John在讨论如何抑制原子的自发辐射和光子局域的问题时，把电子的能带概念拓展到光学中，提出了光子晶体的概念。光子晶体就是规律性的三维微结构，其周期远小于波长，形成光子禁带，通过引入局部缺陷，控制光的传播与分束。同样的，固体物理晶格中的许多概念都可以类似的运用到光子晶体中，诸如倒格矢空间、布里渊区、色散关系、Bloch函数、Van Hove奇点等物理概念。由于周期性，对光子也可以定义有效质量。不过需要指出的是，光子晶体与固体晶格有相似处，也有本质的区别。如光子服从的是麦克斯韦方程，电子则服从薛定谔方程；光子是矢量波而电子是标量波；电子是自旋为1/2的费米子，而光子是自旋为1的波色子，等等。

根据空间的周期性分布的不同，光子晶体可以分为一维、二维和三维光子晶体，如图2所示。一维光子晶体的材料一般在一个方向上进行周期排列，例如传统的多层薄膜结构；二维光子晶体表现为材料在平面上进行周期性排列；三维光子晶体具有多种材料排列方式，最为经典的则为图所示的柴堆结构。

图2. 一维、二维以及三维光子晶体示意图（图片来自网络）

光在光子晶体中传播时会受到材料周期性调制而形成光子带隙，从而禁止频率落在带隙内的光在晶体中传播，因此由光子晶体做成的器件可以如愿地控制光子运动。光子晶体对光的调控作用主要体现在如下几个方面。首先，光子晶体具有光子带隙。频率落在带隙中的电磁波将禁止在晶体中传播。光子带隙有完全带隙和不完全带隙之分：完全光子带隙就是全方位光子带隙，即一定频率范围内的光波无论其偏振方向或传播方向如何都被禁止传播，如图3所示；不完全光子带隙则只能在特定方向上禁止光的传播。

图3. 三维光子晶体能带结构示意图（插图为柴堆结构的三维光子晶体扫描电镜照片[5]）

其次，光子局域是光子晶体的另一个基本特征。当向光子晶体中引入缺陷或杂质时，光子禁带中会出现缺陷态，与缺陷态频率吻合的光子会被局限在缺陷位置。Einstein在1905年提出的自发辐射对许多多物理过程和实际应用有着重要的影响。在二十世纪八十年代以前，人们一直认为自发辐射是一个随机的自然现象，是不能控制的。而今，通过引入结构缺陷，利用光子带隙中出现的态密度很高的缺陷态，就可以控制发光物质的自发辐射[6]，如图4所示为三维光子晶体缺陷态增强半导体GaInAsP自发辐射的实验结果[7]。当引入点缺陷时，光将被局限在某个特定位置，还可以形成高品质的光学微腔[8]，如图5为二维光子晶体中高品质因子微腔的实验结果[9]；当引入缺陷时，形成光子晶体波导可以从根本上实现光转弯时的高效率传输[10]，图6为二维光子晶体波导的结果[11]；若把光子晶体沿某个方向切开，由于其平移对称性的破坏，将会形成表面态，通常也叫表面缺陷。具有表面缺陷的光子晶体就会把光局限在某个平面上，由此可以制作平面波导或平面谐振腔[12]，如图7所示为三维光子晶体及其表面态的实验结果[13]。

图4. 三维光子晶体缺陷态增强半导体自发射

图5. 二维光子晶体中高品质因子微腔的设计实验

图6. 二维光子晶体波导(a)直线光子晶体波导和波导弯折的投射谱(b)曲率半径不为0的90°弯折波导的弯折效率(c)曲率半径为0的90°弯折波导的弯折效率

图7. 三维光子晶体及其表面态(a)三维光子晶体示意图及表面布里渊区(b)三维光子晶体的投影能带(c)存在表面的三维光子晶体投影能带(d)表面态的场分布

除了上述的两种性质外，光子晶体材料还有丰富的色散特性。通过光子能带的调控，我们可以控制电磁波在光子晶体中的色散性质。当光从均匀介质如射到光子晶体或者从一种光子晶体入射到另一种光子晶体中时，我们可以通过能带结构设计和研究光在通过界面时的反射和折射的行为。超棱镜、自准直和负投射等新颖的光学现象均来自光子晶体的特殊色散性质，如图8所示为光通过光子晶体时的负折射行为。

图8. 光通过光子晶体时的负折射行为（图片来自网络）

1.2金属结构的表面等离激元

金属微纳结构的表面等离激元是近年来的研究热点。通过利用其新颖的光学性能至今已发展出了巨大的应用前景，吸引了来自物理、化学、生物医学等学科的注意。如图9所示，当光从自由空间传播到金属表面时，由于金属中自由电子的集体震荡，在表面处能存在局域的电磁场，其场强在金属和自由空间两个方向都会强烈的衰减，从而使其只能在界面处进行传播，这种在金属表面传播的电磁场模式成为表面等离激元[14]。而表面等离激元与光子晶体表面态中的表面波概念相似，因此也可以将之看待为一种表面波。

图9. 表面等离激元模式的电场在界面分布的示意图和场分布沿Z空间变化的情况

当金属表面存在周期性结构时，我们可以类比光子晶体中的电磁波，表面等离激元（SPs）作为一种表面波，在周期性结构的调制下也能够形成独特的能带结构。当金属结构的周期与有效波长的一半可以比拟时，结构对SPs的散射有可能形成类似驻波形式的SPs模式，从而打开了一个禁带。通过设计一个金属的两维周期性结构，如图10所示，沿各个方向传播的SPs模式都将被这种结构散射，从而形成一个全带隙的SPs模式能带[15-17]。通过不同的金属

周期性结构的设计，人们就可以调节SPs模式能带，从而可以针对这些性质发展处新的应用。

1998年，Ebbesen等人发现在打了周期性亚波长纳米级空洞的厚金属膜上存在着超强的可见光透射峰[18]，其实验结果如图11(a)所示。2002年，他们又发现在金属纳米级孔周围制作一些周期性的波纹后，透过亚波长小孔的光波不再是沿各个方向衍射，而是沿着一个方向定向发射[19]，其结果如图11(b)所示。这两个利用表面等离激元的奇特性质来突破光学衍射极限的现象引起了人们的极大兴趣。

图10 (a)平金属SPs的色散关系，其中黑色部分代表SPs模式(b)具有周期结构的金属表面的扫描电镜照片，图中标尺为0.7μm(c)具有周期结构的金属的SPs的色散关系，具有

清晰的SPs带隙存在

图11(a)周期性亚波长小孔的光学超强透射(b)“牛眼”结构的无衍射效应定向发射现象

1.3光学微纳结构的研究进展

a.超构材料

区别于结构尺度可以和相应电磁波长比拟的光子晶体和表面等离子激元结构，超构材料对应于结构尺度远小于相应电磁波长的光学微纳结构，如图12所示[20]。由于基本单元远远小于相应尺度的电磁波长，周期性对结构的光学性质没有很大的影响。所以可以将超构材料看成一个等效的均匀介质，具有等效的介电常数和磁导率。超构材料的基本组成单元的特点除了结构尺度远远小于相应电磁波长之外，还有就是这些基本单元都对电磁波具有局域的共振特性。该基本单元将对与之结构共振频率匹配的电磁波强烈共振，而远离共振频率的电磁波不予响应。通过频率选择或者结构调控这些电磁共振，就可以调控超构材料的等效介电常数和磁导率，甚至得到负的等效介电常数和磁导率[21-22]。

超构材料中最吸引人的应用就是负折射和超透镜现象。由于超构材料具有可调的负的等效介电常数和磁导率，通过折射率和介电常数的关系可知，超构材料也就有负的折射率，这意味着电磁波在穿过正常介质和潮购材料的界面时会发生负折射，这使得平板成像成为了可能。平板折射有利于收集更多的波矢，同样由于体系的介电常数和磁导率均为-1，这个平板透镜与空气的阻抗匹配，就没有反射光存在[20-23]，这样即可得到一个突破了衍射极限且完美成像的超透镜，如图1所示。

图12 (a)超构材料典型的单元开口环结构扫描电镜照片(b)利用超构材料实现负折

射现象的实验样品结构

图13. 超透镜成像示意图

b.隐身材料和变换光学

超构材料的发现，使得我们可以自由设计材料的有效介电常数和磁导率。为了实现利用复杂超构材料在空间上对光进行更为自由的调控，Leohardt和Pendry等人发展了变换光学理论来设计排列具有不同有效介电常数和磁导率的组合超构材料，从而实现自由控制电磁波传播的目的[24-25]。变化光学设计空间等效的介电常数和磁导率，在空间排布复杂超构材料来使光线按照既定的路线传播。因此可以通过设计使用非均匀超构材料使光线绕过物理，让出射路径与在物体不存在的情况下相同，实现对物体的隐身效果，如图14(a)所示。此外，通过变换光学和超构材料，我们还可以在理论和实验上模拟很多经典物理学现象，如图14(b)所示为模拟光学黑洞。

图14 (a)通过变换光学设计隐身衣的数值计算结果(b)利用变换光学原理设计的光学黑洞

二、微纳光学结构的制备方法

2.1自主装胶体小球

相对于传统的微加工技术，例如光刻，电子束刻蚀或者扫描针尖刻蚀等，自主装微纳米小球技术具有诸多优点[26]。首先，其成本低廉，方法简单且耗时短，对于不具备微加工技术的情况，它也为快速实现结构设计提供了方便。作为一种应用广泛的微纳结构末班，自主装小球在微纳光学结构的制备上应用已久。

这种技术最先被应用于制备三维光子晶体的实验上。众所周知，天然蛋白石作为一种自然界的光子晶体，其结构就类似于三维密堆积的纳米小球，如图15所示。为了更深入的研究光子晶体的物理特性，使用天然蛋白石作为研究材料是不够的。且蛋白石本身价格不菲，人们在寻求人工蛋白石结构的过程中发展了自组装纳米小球的技术。为了得到有序的光学结构和较好的光学效应，自主装所用的胶体小球的单分散性一般不得超过8%。

尽管自主装技术早已被广泛应用，但是其原理仍是个值得广泛研究的问题。由于几乎所有的胶体小球都是带电微粒，它们在自组装过程中将受到库仑力，重力、范德瓦尔斯力等的相互作用，使自主装过程的定量研究更加复杂。被广泛采用的自主装胶体小球的方法主要有沉积法[27]、提拉法[28]、旋涂法[29]和微腔毛细法[30-31]等。这里着重介绍微腔毛细法，该方法首先由华盛顿大学的夏幼南教授课题组提出[30]。他们使用聚甲基丙烯酸甲酯做了一个薄膜微槽，然后将其贴合在玻璃衬底上。这样，一个微流通道就在槽与衬底之间形成。他们接着将该通道的一头浸没在胶体小球溶液中，利用毛细张力将胶体小球吸入微通道，等完全风干之后，衬底上就形成了与槽形吻合的胶体小球晶体。利用这个方法可以制备各个形状的胶体小球晶体。此后，南京大学王振林教授课题组深化了该方法的制备过程，通过结合毛细力

与表面张力，并对小球的浓度和槽的厚度精确控制，实现了从单层到多层可调且大面积制备低维度胶体小球阵列的制备方法[31]。

图15 天然蛋白石照片呈现出光子晶体特有的多彩反射光，其颜色取决于内部周期性结构和折射率大小。图中插入的是蛋白石的切面扫描电镜照片（图片来自网络）

复旦大学的刘晓晗课题组在王振林课题组的基础上进一步发展了该方法，并制备出了具有可见光波长尺度周期的胶体小球阵列[32-34]，并通过与例如电化学沉积、PDMS转移和纳米压印等技术相结合，发展出了更多关于光学微纳结构的制备方法与应用[35-36]。如图16所示，与电化学沉积的方法相结合，通过控制电化学沉积的时间来控制金属膜的厚度，可以制备出不同形貌的金属反球腔结构。随着球腔深度变大，表面激元的模式由原来的非局域模式逐渐转变为局域模式，并且形成了较宽的吸收带。这主要由于金属腔模的作用，使激发的表面等离激元极化场限制在金属球腔内，不能以表面波的形式传播出去，这种金属结构的强吸收特性将有利于提高光电过程的光电转化效率[37]。

图16 不同形貌的金属反球腔结构的过程示意图（上）、不同形貌的金属反球腔结构的电镜照片（中）和宏观变角度反射谱（下）其中样品周期为600nm

2.2纳米压印

纳米压印是当今主流的一种平板印刷技术，它的发展使高产量制备纳米结构成为可能[38-39]。利用机械压轧原理，纳米压印能够实现比光子和电子衍射极限更高的分辨率。由于其

还具备高效稳定等诸多优点，纳米压印技术在制备光学微纳结构上的应用就更加引人瞩目，如图17所示。为了适应粗糙衬底和易于与衬底分离的要求，PDMS（Polydimethylsiloxane）硅橡胶的优异性能使其脱颖而出。PDMS不但具有柔软、高渗透性且固化温度适宜的特点，其特殊的机械韧性和化学惰性更使其能适应不同的压印过程和材料，从而被广泛使用。

图17 纳米压印过程示意图（图片来自网络）

三、实验表征手段

3.1光谱测量系统

对于光学微纳结构实验表征，最主要的就是结构光学性质的表征，其中最常用的就是对结构的光谱测量。对于周期性样品，测量样品在不同角度入射情况下得到的光谱性质，通过换算，还可以推出体系的能带结构或者带隙信息。为此实验室搭建了叫分辨光谱测量系统，如图18所示。这套光谱测量系统的角分辨能力在0.2°或者更高，能够方便的实现反射光谱测量（Θ角入射，Θ角反射）、衍射光谱测量（0度角入射，Θ角衍射）、背反射光谱测量（Θ角入射，反入射方向测量）等一系列的角分辨光谱测量方法。

图18实验室搭建的宏观角分辨光谱测量系统示意图

同时，对于一些具有微观结构样品，由于结构的分布面积较小，比如一些以生物体为模板制备的自身体积较小的样品，或者结构的工作面积较小，例如需要精确定位于相同位置的传感器样品，则需要采用微区光谱测量系统，如图19所示。

图19 微区光谱与显微角分辨光谱联用系统示意图

3.2扫描近场光学显微镜

由于光具有传播路径不相干、载频幅度宽、传输速度快等优点，相对于电子计算机，光子计算机的概念一经提出就引起了广泛的关注。几年来，微纳光学技术的发展，使高度集成光子器件成为了可能。为了进一步在这一开创新工程上迈进，我们就需要很好的观察、探测手段。而传统的光学显微镜由于衍射极限的存在已经不能胜任对微观尺度样品的观测工作。为此，科学家和工程师们在一系列探针扫描技术的基础上，开发利用光学探针的扫描近场光学显微镜。通过近场光学探测，我们可以直观地看到光场能量在微纳光学结构甚至是集成器件上的分布，以及该分布随时空或施加外场情况下的变化情况。扫描近场光学显微镜的使用也为我们在进一步研究微纳光学结构的应用上提供了真是直观地实验依据，如图20所示为近场扫描光学显微镜照片。

图20 近场扫描光学显微镜

四、微纳光学结构的应用举例：提高薄膜太阳能电池的效率

厚度小于100nm的超薄有机太阳能电池之所以在近年来吸引了较多关注，不仅在于它能够进一步减少使用的材料，降低成本，而且还符合有机分子或高聚物的诸多电学局限性，例如较慢的载流子迁移率和较短的激子扩散长度等[40-42]，然而超薄电池也导致了对太阳光吸收效率的降低，从而使光生载流子的数目减少，进一步也会使电池的光电转换效率低下[43-44]。为了克服光吸收不足的缺点，光学结构设计在超薄有机太阳能电池（OSCs）的制备中将占据主导地位。但是，应用在薄膜硅太阳能电池上的传统光学结构总体上都要远大于有机薄膜电池工作层的厚度[45-47]。由于有机薄膜不但厚度很小还必须均匀、连续的覆盖衬底表面，以往在薄膜硅电池上的光学设计显然不在适用。随着波动光学和纳米技术的发展，已有一些光学设计手段被用来提高OSCs的效率，但目前大多数关于光学设计的研究都集中在硅基太阳能电池而不是OSCs[48-49]；或只是对光学性质做了理论模拟而没有在实验中考虑器件的电学性质[50]。

复旦大学的刘晓晗课题组设计了能有效提高电池光吸收效率，特别是材料吸收较弱的区域（500nm波段）和红外/近红外波段（700nm）的光栅结构，如图21所示。经过优化后的厚度为65nm的基于PFSDCNIO:PCBM的OSCs的电学效率同时也增强了。通过引入合适的光栅结构，电池的短路电流增加了23.3%，填充因子FF增加了12.1%，光电转换效率PCE 增加了33.3%。

图22所示的是金属光栅结构和PEDOT:PSS光栅复制结构的扫描电镜照片。从图中可以得知金属光栅的线宽约160nm，周期320nm，高度为40nm，光栅模板的材料和结构参数可以在光刻过程中自由调整。

图21制备PEDOT:PSS光栅结构的过程示意图

图22(a)金属光栅结构的扫描电镜照片(b)PEDOT:PSS光栅复制结构的扫描电镜照片

五、研究中存在的问题

光学微纳结构的研究至今已经进行了20多年，经过各个领域科学家的不懈努力，很多问题已经被攻克，期间也开发出了很多制备方法和应用手段。然而至今为止，光学微纳结构的制备不但成本高昂而且耗时很长。至于对可见光波段甚至更短波长响应的光学结构，微加工手段就更为有限和昂贵。上述原因必然阻碍光学微纳结构的优异性在工业上的大规模应用。

其次，目前几乎所有的光学微纳结构尺寸或结构参数，在制备过程中一经设定就无法改变，因此具有固定的光学微腔效应。而在实际的生产应用中，人们希望能够得到自由且实时调节的器件以实现更多功能。如何获得光学微纳器件结构更大的调节自由度仍是一个值得研究的问题。

此外光学微纳结构所具有的性质不应该局限在控制光的运输过程中，如何将其优点有效的运用在和民生相关的产业上，例如半导体照明，太阳能发电等产业，还需进一步研究。

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微纳加工工艺流程

高通量微流控器件的设计与加工罗春雄掩模的制作掩模的制备是光刻中的关键步骤之一，其作用是在一个平面上有选择性的阻挡紫外光的通过，从而实现光刻胶的局部曝光。掩模的图形及尺度由计算机设计完成，常用的设计软件有L-edit（目前最新版本为10.0）和AutoCAD等。带有图形结构的掩模常用介质有透明膜和玻璃板，图形结构一般由透明和不透明的区域组成。掩模有时也被称作原图或光刻版。当分辨率要求不高时，掩模可用简单的方法来制备。最常用的方法是使用高分辨率的激光照排机（3000dpi以上）将图形打印在透明胶片上，这种方法的误差一般为3-7μm，视激光照排机的精度而定。当图形的尺度为10μm量级时，此法制成的掩模可近似视为精确。使用激光照排机的优点在于设备易得，一般的出版社就有可以满足要求的机器；并且制作过程很简单，只需要一步打印。图1采用L-edit设计的模版图。通过电子束曝光的方法可以得到精度更高的掩模版，精度可达100nm甚至10nm级。这种掩模版为金属掩模，所以不论是精度、寿命还是使用时的方便程度，均要优于打印方法制成的模版。但它的缺点也十分明显：成本非常高（一块模版通常要上千元人民币），并且制作周期时间长。还有其他一些方法可以得到掩模版，如准分子激光刻蚀和光学缩小等方法，这样得到的模版精度较高，但对设备的要求都比较高。

光刻胶光刻胶是由溶解在一种或几种有机溶剂中的光敏聚合物或预聚合物的混合物组成的，它是用光刻技术将掩模上的微结构精确转移到基片的关键媒介。根据用途不同，有多种黏度、光学性质及物理化学性质不同的品种供选择。光刻胶有两种基本的类型：一种是负型光刻胶，它们在曝光时发生交联反应形成较曝光前更难溶的聚合物；另一种是正型光刻胶，它们在曝光时聚合物发生链断裂分解而变得更容易溶解。根据它们的特性，负型光刻胶显影后曝光部分被固定而非曝光部分被洗掉；正型光刻胶则是曝光的部分在显影后被洗掉，非曝光部分被固定。下面分别介绍这两种光胶： a.负光胶负光胶曝光中发生的光化学反应比正光胶相对简单。例如Minsk于1954卖给Eastman Kodak公司的专利，应用的是聚乙烯醇肉桂酸酯中的肉硅酸部分的双键对紫外线敏感，双键之一被打开后形成双游离基，这些双游离基不稳定，很快与其他游离基间相互连接，形成新的碳-碳链，并与其他线形分子交联形成更大的聚合物分子。与曝光前相比，聚合物变得更不易溶解且抗化学侵蚀性更强，因而未曝光的部分可被显影液溶解而去掉。此即为KPR（柯达光刻胶）和其他负胶的基本原理。我们实验室常用的负光胶是国产的BP系列，特点是光胶薄（1-3μm），附着力极好，分辨率高，但缺点是难去除。另一种具有代表性的光敏聚合物为SU-8。它是一种环氧型聚合物材料，因为平均一个单体分子中含有8个环氧基，因此名称中有8,其结构如图2所示。SU-8光学透明性、硬质、光敏的独特性质，在微加工材料中独树一帜。主要特点如下：高机械强度；高化学惰性；可进行高深宽比、厚膜和多层结构加工。由于它在近紫外区光透过率高，因而在厚胶上仍有很好的曝光均匀性，即使膜厚达100μm，所得到的图形边缘仍近乎垂直，深宽比可达50：1。图2 SU-8单体的典型结构。 SU-8是机理和材料完全不同的一类负光刻胶。该胶可溶于GBL（gamma-butyrolactone）溶液中。溶剂的量决定了黏度，从而也决定了可能的涂覆厚

作业及答案

2.诚信公司20 x9年10月发生部分经济业务如下: (1) 10月2日，将款项交存银行，开出银行汇票一张，金额为 40000元，由采购员王强携往沈阳以办理材料采购事宜。 (2) 10月5日，因临时材料采购的需要，将款项50000元汇往上海交通银行上海分行，并开立采购专户，材料采购员李民同日前往上海。 (3) 10月9日，为方便行政管理部门办理事务，办理信用卡一张，金额为12000元。 (4) 10月13日，采购员王强材料采购任务完成回到企业，将有关材料采购凭证交到会计部门。材料采购凭证注明，材料价款为31000元，应交增值税为5270元。 (5) 10月14日，会计入员到银行取回银行汇票余款划回通知，银行汇票余款已存入企业结算户。 (6) 10月17日，因采购材料需要，委托银行开出信用证，款项金额为150000元。 (7) 10月20日，材料采购员李民材料采购任务完成回到本市，当日将采购材料的有关凭证交到会计部门，本次采购的材料价款为40000元，应交增值税为6800元。 (8) 10月22日，企业接到银行的收款通知，上海交通银行上海分行采购专户的余款已转回结算户。 (9) 10月25日，行政管理部门小王用信用卡购买办公用品，支付款项3200元。 (10) 10月28日，为购买股票，企业将款项200000元存入海通证券公司。要求:根据上述经济业务编制会计分录。（1）借：其他货币资金——银行汇票40 000 贷：银行存款40 000 （2）借：其他货币资金——外埠存款50 000 贷：银行存款50 000 （3）借：其他货币资金——信用卡12 000 贷：银行存款12 000 （4）借：材料采购31 000 应交税费——应交增值税（进项税额） 5 270 贷：其他货币资金——银行汇票36 270 （5）借：银行存款 3 730 贷：其他货币资金——银行汇票 3 730 （6）借：其他货币资金——信用证150 000 贷：银行存款150 000 （7）借：材料采购40 000 应交税费——应交增值税（进项税额） 6 800 贷：其他货币资金——外埠存款46 800 （8）借：银行存款 3 200 贷：其他货币资金——外埠存款 3 200 （9）借：管理费用 3 200 贷：其他货币资金——信用卡 3 200 （10）借：其他货币资金——存出投资款200 000 贷：银行存款200 000 3．3.星海公司20 x9年6月30日银行存款日记账的余额为41 100 元，同日转来的银行对

微纳光子学

微纳光子学主要研究在微纳尺度下光与物质相互作用的规律及其光的产生、传输、调控、探测和传感等方面的应用。微纳光子学亚波长器件能有效提高光子集成度，有望像电子芯片一样把光子器件集成到尺寸很小的单一光芯片上。纳米表面等离子体学是一新兴微纳光子学领域，主要研究金属纳米结构中光与物质的相互作用。它具有尺寸小，速度快和克服传统衍射极限等特点，有望实现电子学和光子学在纳米尺度上的完美联姻，将为新一代的光电技术开创新的平台。金属-介质-金属F-P腔是最基本的纳米等离子体波导结构，具有良好的局域场增强和共振滤波特性，是制作纳米滤波器、波分复用器、光开关、激光器等微纳光器件的基础。但由于纳米等离子体结构中金属腔的固有损耗和能量反射，F-P腔在波分复用器应用中透射效率往往较低，这给实际应用带来不利。最近，科研人员提出了一种提高表面等离子体F-P腔波分复用器透射效率的双腔逆向干涉相消法。该方法能有效避免腔的能量反射，使入射光能完全从通道端口出射，极大增强了透射效率。此设计方法还能有效的抑制噪声光的反馈。同时，科研人员利用耦合模方法验证了这种设计方法的可行性。这种波分复用器相比目前报道的基于F-P单腔共振滤波的波分复用器的透射效率提高了50%以上。相关的成果于2011年6月20日发表在Optics Express上，论文题目为：Enhancement of transmission efficiency of nanoplasmonic wavelength demultiplexer based on channel drop filters and reflection nanocavities。 “新兴光器件及集成技术专题报告会”上发布《纳米光子学对光子技术更新换代的重要作用》精彩演讲。报告摘要;从上世纪70年代开始，光子学进入微光子学阶段，经过40年的研究，现在已经比较成熟。以半导体激光器为重点的研究已经逐渐转向对激光控制问题的研究和激光应用的研究。同时，光子技术已经进入光电子技术阶段，其特点是研究开发以电控光、光电混合的器件和系统。光电子技术已经逐步占领了电子技术原有的阵地。它的应用领域已经扩大到人类社会生活的各方面，如光通信与光网，平板显示、半导体照明、光盘存储、数码相机等。光电子产业迅速发展壮大起来。在经济发达国家，光电子产业的总产值已经可以与电子产业相比，甚至超过电子产业。近十年来，国际学术界开始大力发展纳光子学及其技术，使光电子技术与纳米技术相结合，对现有光电子技术进行升级改造。与国际上科技发达的国家相比，目前我国微纳光子学的研究还不算落后，这从我国在微纳光子学领域发表的论文数量和投稿的杂志级别就可看出。但是我国的光子学研究论文大部分是理论方面的，大多数是跟踪国外的。由于国内缺乏先进的科学实验平台，特别是缺乏制备微纳光子学材料和器件的工艺条件，实验方面的论文比较少（除了少数与国外合作研究的论文），创新的思想无法得到实验验证。微光子学方面的情况尚且如此，在纳光子学方面，由于对仪器、设备、工艺和技术的要求更高，与国外的差距正在加大。在光电子技术方面，由于国际经济的全球化和我国的改革开放形势，吸引跨国公司将制造、加工基地向我国转移。21世纪初光电子企业的大公司纷纷落户我国。而且大量资金投向我国沿海经济发达地区（如广东、上海和京津地区），建立起一大批中外合资或独资企业。但是这些外国企业或技术人员，控制着产业的高端技术，对我国实行技术垄断，使我国的光电子技术至今还处于“下游”，成为外向加工企业。大多数光电子企业采用这样的生产模式：购买国外的芯片进行器件封装，或者购买国外的器件进行系统组装。目前我国光电子企业严重缺乏核心技术和自主知识产权，无法抵御国际经济危机，面临着很大的风险。为了加快我国的微纳光子学与相关光子技术的发展，我国应该集中投入一部分资金，凝聚一批高水平研究人才，在某些光电子企业集中的地区，依托光子学研究有实力的单位，采用先进的管理模式，建设我

微纳结构光学及应用

王楠 1032011322017 光学工程微纳光学结构及应用摘要：微纳光学结构技术是指通过在材料中引入微纳光学结构，实现新型光学功能器件。其中表面等离子体光学、人工负折射率材料、隐身结构，都是通过引入微纳结构控制光的衍射和传播，从而实现新的光学性能。从这个角度来讲，微纳光学结构的设计和制造是微纳光学发展的共性关键技术问题，微纳光学是新型光电子产业的重要发展方向。关键字：微纳光学；纳米制造；微纳光学产业； Abstract：Micro-nano optical structure technology refers to through the introduction of micro-nano optical structure in the material, implement new optical functional devices. The surface plasmon optics, artificial negative refractive index materials, stealth structure, through the introduction of micro-nano structure control of light diffraction and transmission, so as to realize the new optical performance. From this perspective, micro-nano optical structure design and manufacture is the universal key technical problems in the development of micro-nano optics, micro-nano optics is a new important development direction of optoelectronic industry. Key words : micro-nano optics; nanofabrication; micro-nano optical industry 1微纳光学技术的多种应用 1）加工新型光栅借助于大规模集成电路工艺技术，可以加工出新型的光栅。光栅是个实用性很强的基本光学器件，在23ARTICLE | 论文激光与光电子学进展2009.10光谱仪、光通信波分复用器件、激光聚变工程、光谱分析等领域中大量使用。传统的表面光栅不论是机械刻画光栅，还是全息光栅，其表面的光栅结构是很薄的。明胶或光折变体全息光栅的光栅厚度较厚，由于制造工艺的一致性、温度稳定性和长期稳定性问题，在实际应用时仍然有限制。 2）制作深刻蚀亚波长光栅采用激光全息、光刻工艺和半导体干法刻蚀工艺可以加工出深刻蚀亚波长光栅。

作业习题及答案

第一章税收筹划基础参考答案： 1. 税收筹划是指在纳税行为发生之前，在不违反法律、法规的前提下，通过对纳税主体的经营活动或投资行为等涉税事项做出事先安排，以达到少缴税和递延缴纳税收的一系列谋划活动。纳税人伪造、变造、隐匿、擅自销毁账簿、记账凭证，或者在账簿上多列支出或者不列、少列收入，或者经税务机关通知申报而拒不申报或者进行虚假的纳税申报，不缴或者少缴应纳税款的，是偷税。 2. （1）（答题要点）第一，不违法性第二，事先性第三，风险性（2）纳税人伪造、变造、隐匿、擅自销毁账簿、记账凭证，或者在账簿上多列支出或者不列、少列收入，或者经税务机关通知申报而拒不申报或者进行虚假的纳税申报，不缴或者少缴应纳税款的，是偷税。对纳税人偷税的，由税务机关追缴其不缴或者少缴的税款、滞纳金，并处不缴或者少缴的税款百分之五十以上五倍以下的罚款；构成犯罪的，依法追究刑事责任。扣缴义务人采取前款所列手段，不缴或者少缴已扣、已收税款，由税务机关追缴其不缴或者少缴的税款、滞纳金，并处不缴或者少缴的税款百分之五十以上五倍以下的罚款；构成犯罪的，依法追究刑事责任。偷税数额占应纳税额的百分之十以上并且偷税数额在一万元以上的，或者因偷税被税务机关给予二次行政处罚又偷税的，处三年以下有期徒刑或者拘役，并处偷税数额五倍以下的罚金；偷税数额占应纳税额的百分之三十以上并且偷税数额在十万元以上的，处三年以上七年以下有期徒刑，并处偷税数额五倍以下的罚金。扣缴义务人采取前款所列手段，不缴或者少缴已扣、已收税款，数额占应缴税额的百分之十以上并且数额在一万元以上的，依照前款规定处罚。对多次犯有前两款规定的违法行为未经处罚的，按照累计数额计算。对于企业事业单位犯有以上罪行的，判处罚金，并对负有直接责任的主管人员和其他直接责任人员，处三年以下有期徒刑或者拘役。（3）纳税人欠缴应纳税款，采取转移或者隐匿财产的手段，妨碍税务机关追缴欠缴的税款的，由税务机关追缴欠缴的税款、滞纳金，并处欠缴税款百分之五十以上五倍以下的罚款；构成犯罪的，依法追究刑事责任。欠缴税款数额较大的纳税人在处分其不动产或者大额资产之前，应当向税务机关报告。欠缴税款的纳税人因怠于行使到期债权，或者放弃到期债权，或者无偿转让财产，或者以明显不合理的低价转让财产而受让人知道该情形，对国家税收造成损害的，税务机关可以依照合同法第七十三条、第七十四条的规定行使代位权、撤销权。税务机关依照前款规定行使代位权、撤销权的，不免除欠缴税款的纳税人尚未履行的纳税义务和应承担的法律责任。1欠缴税款数额较大，是指欠缴税款5万元以上。欠缴税款的纳税人或者其法定代表人在出境前未按照规定结清应纳税款、滞纳金或者提供纳税担保的，税务机关

集成电路工艺认识实习报告

集成电路工艺认识实习报告 1.专题一MEMS（微机电系统）工艺认识 1.1 重庆大学微系统研究中心概况重庆微光机电工程技术研究中心依托于重庆大学，主要合作单位有中国电子科技集团公司第二十四研究所等。中心主要从事MEMS设计、研发及加工关键技术研究、产业化转化和人才培养。中心建立了面向西南地区的“MEMS器件及系统设计开发联合开放实验室，拥有国际先进的MEMS和CMOS电路设计及模拟软件，MEMS传感器及微型分析仪器的组装和测试设备。 1.2主要研究成果真空微电子压力传感器、集成真空微电子触觉传感器、射频微机械无源元件、硅微低电压生化分析系统、折衍混合集成微小型光谱分析仪器、全集成硅微二维加速度传感器、集成硅微机械光压力传感器、硅微加速度阵列传感器、硅微力平衡电容式加速度传感器、反射式混合集成微型光谱分析系统、微型振动式发电机系统、真空微电子加速度传感器 1.3微系统中心主要设备简介 1.3.1. 反应离子刻蚀机 1.3.2双面光刻机 1.3.3. 键合机 1.3.4. 探针台

1.3.5. 等离子去胶机 1.3.6. 旋转冲洗甩干机 1.3.7. 氧化／扩散炉 1.3.8. 低压化学气相淀积系统 1.3.9. 台阶仪 1.3.10. 光学三维形貌测试仪 1.3.11. 膜厚测试仪 1.3.1 2. 感应耦合等离子体（ICP）刻蚀机

1.3.13. 箱式真空镀膜机 1.3.14. 槽式兆声清洗机 1.3.15.射频等离子体系统 1.4MEMS的主要特点体积小，重量轻，材料省，能耗低；完整的MEMS一般是由微动力源、微致动器、微传感器组成，智能化程度高，集成度高；MEMS整体惯性小，固有频率高，响应快，易于信号实时处理；由于采用光刻、LIGA等新工艺，易于批量生产，成本低；MEMS可以达到人手难于达到的小空间和人类不能进入的高温，放射等恶劣环境，靠MEMS的自律能力和对微机械群的遥控，可以完成宏观机械难于完成的任务。 1.5MEMS器件的应用 1.5.1 工业自动控制领域应用MEMS器件对“温度、压力、流量”三大参数的检测与控制，目前普遍采用有微压力、微流量和微测温器件 1.5.2生物医学领域微型血压计、神经系统检测、细胞组织探针和生物医学检测，并证实MEMS器件具有再生某些神经细胞组织的功能。

微纳光学加工及应用

微纳光学加工及应用孙奇一、微纳光学结构光是一种电磁波，是由同相相互垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动而形成的，其传播方向垂直于电场与磁场所构成的平面，电磁波能有效的传递能量和动量[1]。从低频到高频，电磁波可以分为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X射线和γ射线等，人眼可见波长在380nm至780nm之间，如图1所示。 (a ) (b ) 图1. (a) 电磁波传播方式 (b) 电磁波按频率分段图（图片来自网络）传统光学只研究可见光与物质的相互作用，而现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。随着微加工技术的日臻成熟，电磁波在微纳结构中的传播，散射和吸收等性质开始逐渐被人们研究。1987年，Yabnolovich和John 首次提出了光子晶

体的概念[2, 3]；1998年，Ebbesen等人发现在打了周期性亚波长纳米空洞的厚金属膜上存在着超强的光投射峰，这一发现激起了对金属周期结构中表面等离激元的研究热潮[4]。从1987年至今，各领域对光学微纳结构的研究一直在迅猛发展。1.1光子晶体从固体物理的概念中可以得知，当电子在周期性的势场中运动时，由于电子受到周期性势场的布拉格散射的作用形成了电子的能带结构，同时电子的能带与能带之间在一定的晶格条件下将存在带隙。在带隙能量范围内的电子其传播是被禁止的。运动的电子实际上也是一种物质波。无论何种波动形式，只要其受到相应周期性的调制，都将有类似于电子的能带结构同样也都可能出现禁止相应频率传播的带隙。微纳光学结构技术是指通过在材料中引入微纳光学结构，实现新型光学功能器件。1987年，Yabnolovitch和 John在讨论如何抑制原子的自发辐射和光子局域的问题时，把电子的能带概念拓展到光学中，提出了光子晶体的概念。光子晶体就是规律性的三维微结构，其周期远小于波长，形成光子禁带，通过引入局部缺陷，控制光的传播与分束。同样的，固体物理晶格中的许多概念都可以类似的运用到光子晶体中，诸如倒格矢空间、布里渊区、色散关系、Bloch函数、Van Hove奇点等物理概念。由于周期性，对光子也可以定义有效质量。不过需要指出的是，光子晶体与固体晶格有相似处，也有本质的区别。如光子服从的是麦克斯韦方程，电子则服从薛定谔方程；光子是矢量波而电子是标量波；电子是自旋为1/2的费米子，而光子是自旋为1的波色子，等等。根据空间的周期性分布的不同，光子晶体可以分为一维、二维和三维光子晶体，如图2所示。一维光子晶体的材料一般在一个方向上进行周期排列，例如传统的多层薄膜结构；二维光子晶体表现为材料在平面上进行周期性排列；三维光子

自动化仪表作业及答案参考

第一章：作业： 1.DDZ与QDZ 得信号传输标准，DCS与FCS得名词解释 2.某压力表刻度0～１0０ｋPa，在5０kPa处测量值为49、5kPａ，求在５0kPa 处仪表示值得绝对误差、示值相对误差与示值引用误差？ 3.某台测温仪表得测温范围为—100~70０℃，校验该表时测得全量程内最大绝对误差为+５℃,试确定该仪表得精度等级。 4.某台测压仪表得测压范围为0～8ＭPa.根据工艺要求，测压示值得误差不允许超过±0、０5 ＭPa，问应如何选择仪表得精度等级才能满足以上要求? 5.某待测电流约为100mA，现有0、5级量程为0～400ｍA与1、５级量程为0~10０mA得两个电流表,问用哪一个电流表测量比较好？ 6.某DDＺ－Ⅲ型温度变送器测量范围就是300-70０℃，当温度由４00℃变化到 60０℃时,变送器得输出如何变化？ 7.差压变送器得量程为0~１00 KＰa,现负迁移50%，仪表得量程与测量范围分别为? 答案: 1、 QDZ信号标准:2０kPa~100ｋPa DCS：集散控制系统FCS:现场总线控制系统 2、 3、

4、 5、解:用0、５级量程为0~400ｍA电流表测100mA时,最大相对误差：用1、5级量程为０～１00mA得电流表测１00mA时，最大相对误差：说明选择合理得量程，即使用1、5级表也可以比０、5级表准确。 6、8mA ~16mA 7、仪表得量程为10０Kpａ仪表得测量范围为-５０～５０Kｐa 第二章: 作业:课后2，4,5，６，7，８，９,1１，1９，20 ２－2用热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？其冷端温度补偿得方法有哪几种？ 2-5由K 分度号热电偶(包括补偿导线）、冷端温度补偿器与配Ｋ分度号得动圈仪表组成一个温度检测系统,测量显示7８2℃,此时室温为３2℃,后来发现所用得冷端补偿器型号为S，与K分度号热电偶不配套，则实际温度？ 2-6用K型热电偶测某设备得温度,测得得热电势为20mV,冷端（室温）为2５C，求设备得温度?如果改用E型热电偶来测温,在相同得条件下，E热电偶测得得热电势为多少?

物联网技术培训总结

物联网技术培训总结文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）

微纳光学与SPR技术

微纳光学与SPR技术 SC12009006 王启蒙摘要：表面等离子体共振（Surface plasmon resonance，SPR），又称表面等离子体子共振，表面等离激元共振，是一种物理光学现象，有关仪器和应用技术已经成为物理学、化学和生物学研究的重要工具。 1 SPR简介 SPR是一种物理光学现象。当一束平面单色偏振光在一定的角度范围内照射到镀在玻璃表面的金属银或金的薄膜上发生全反射时，当入射光的波向量与金属膜内表面电子（称为等离子体）的振荡频率相匹配时，光线既被耦和进入金属膜，引起电子发生共振，即表面等离子体共振。在金属中，价电子为整个晶体所共有，形成所谓费米电子气。价电子可在晶体中移动，而金属离子则被束缚于晶格位置上，但总的电子密度和离子密度是相同的，从整体来说金属是电中性的。人们把这种情况形象地称为“金属离子浸没于电子的海洋中”。这种情况和气体放电中的等离子体相似，因此可以把金属看作是一种电荷密度很高的低温（室温）等离子体，而气体放电中的等离子体是一种高温等离子体，电荷密度比金属中的低。此时光线提供的能量导致金属膜表面电子发生共振，电子吸收该能量使被反射光的强度达到最小，这种最小化发生时的入射光角度称为SPR角。SPR角是随金属表面的折射率的变化而变化，这一变化又和金属表面结合的生物分子的质量成正比。[1]

五十年代，为了解快速电子穿过金属箔时的能量损失，人们进行了大量的实验和理论工作。Pine和Bohm认为，其中能量损失的部分原因是激发了金属箔中电子的等离子体振动（Plasma oscillation），又称为等离子体子（plasmon）。Ritchie从理论上探讨了无限大纯净金属箔中由于等离子体振动而导致的电子能量损失，同时也考虑了有限大金属箔的情况，指出：不仅等离子体内部存在角频率为ωp的等离子体振动，而且在等离子体和真空的界面，还存在表面等离子体振动（Surface plasma oscillation）。Powell和Swan 用高能电子发射法测定了金属铝的特征电子能量损失，其实验结果可用Ritchie的理论来解释。[2]Stern和Ferrell将表面等离子体振动的量子称为表面等离子体子（Surface plasmon），研究了金属表面有覆盖物时的表面等离子体振动，发现金属表面很薄的氧化物层也会引起这种振动的明显改变。他们还预言：由于表面等离子体振动对表面涂层的敏感，那么通过选择合适的涂层，表面特征能量损失的值会在一定范围内发生变化。除电子以外，用电磁波，如光波，也能激发表面等离子体振动。二十世纪初，Wood 首次描述了衍射光栅的反常衍射现象，这实际上就是由于光波激发了表面等离子体振动所致。[3]六十年代晚期，Kretschmann 和Otto采用棱镜耦合的全内反射方法，实现了用光波激发表面等离子体振动，为SPR技术的应用起了巨大的推动作用。他们的实验方法简单而巧妙，仍然是目前SPR装置上应用最为广泛的技术。

作业及答案

一、（20分）考察教育对工资收入的影响，模型设定如下： 201234()Log wage educ exper exper female u βββββ=+++++ 其中，wage 表示工资（美元/小时），educ 表示教育（年），exper 表示工龄（年），female 为虚拟变量（如果是女士，female=1；如果是男士，female=0）。回归结果如下（括号内的数字表示t 统计量）。 2()0.390.080.040.00070.34Log wage educ exper exper female e =++--+ (3.8) (12.1) (8.1) (-6.4) (-9.8) N=526，R 2=0.40 请回答如下问题：（括号内的数字为回归系数对应的t 统计量，显著水平α=0.05）（1）解释educ 估计量0.08的经济含义？（4分）（2）工龄达到多少时，工资收入最高？（4分）（3）其它变量相同时，男女之间的工资差异是多少？（4分）（4）写出White 异方差检验的辅助回归方程（没有交叉项）？如果检验统计量为NR 2=14.7，存在明显的异方差吗？（8分）二、（10分）考虑以下用来解释月度啤酒消费量的线性模型： beer =β0+β1inc+β2price+β3educ+β4female+u E(u)=0 Var(u)=σ2inc 2 其中beer 为月度啤酒消费量，inc 为消费者的月度收入，price 代表啤酒价格，female 为性别虚拟变量。将以上模型转化为同方差模型，写出转化后的方程。三、（20分）根据我国1980-2000年投资总额X 与工业总产值Y 的统计资料，应用OLS 估计得到如下结果： 2?ln 1.45210.8704ln (2.957)(7.490)0.99860.452t t Y X R DW =+== 请回答下列问题（检验水平为5％）：（1）模型中是否存在一阶自相关？写出判断依据。（2）自相关会带来哪些问题，如何解决这些问题？四、（20分）考察中国1982年1季度至1988年4季度的市场煤炭销售量的季节变化，构建如下模型 01223344coal time D D D u βββββ=+++++ 其中，coal 表示煤炭销售量（万吨），time 表示时间趋势变量（time =1, 2, …, ），D 2, D 3, D 4表示三个季度虚拟变量，定义如下。 2 12 0D ?=? ?第季度其他季度， 3 13 0D ?=? ? 第季度其他季度，4 14 0D ?=? ?第季度其他季度模型回归结果如下（括号内的数字表示t 统计量）： y t = 2431.20 + 49.00 time + 85.00 D 2 + 201.84 D 3 +1388.09 D 4 (26.04) (10.81) (0.83) (1.96) (13.43) R 2 = 0.95, DW = 1.2, s.e. = 191.7 请回答以下问题：（1）解释D 4对应的参数估计量1388.09的经济含义（4分）（2）检验变量D 2的显著性（检验水平为0.05）（4分）

干法刻蚀工艺总结

干法刻蚀工艺总结离子束刻蚀机（IBE-150A）背景: 利用辉光放电原理将氩气分解为氩离子，氩离子经过阳极电场的加速对样品表面进行物理轰击，以达到刻蚀的作用。把Ar、Kr或Xe之类惰性气体充入离子源放电室并使其电离形成等离子体，然后由栅极将离子呈束状引出并加速，具有一定能量的离子束进入工作室，射向固体表面撞击固体表面原子，使材料原子发生溅射，达到刻蚀目的，属纯物理过程。技术指标：装片：一片六英寸衬底、或1片四英寸，向下兼容。抽气速度：30min由ATM到1.0×10-3Pa 极限真空度：2×10-4Pa 离子能量：300eV-400eV

ICP刻蚀机（OXFORD ICP 180）背景: 通入反应气体使用电感耦合等离子体辉光放电将其分解，产生的具有强化学活性的等离子体在电场的加速作用下移动到样品表面，对样品表面既进行化学反应生成挥发性气体，又有一定的物理刻蚀作用。因为等离子体源与射频加速源分离，所以等离子体密度可以更高，加速能力也可以加强，以获得更高的刻蚀速率，以及更好的各向异性刻蚀。另外，由于该系统使用了Cl基和Br基的刻蚀气体，因此该ICP系统适合于对Ⅲ-Ⅴ族化合物材料进行刻蚀。技术指标： ICP离子源：0~3000W RF射频源：0~600W 装片：1片四英寸，向下兼容基底刻蚀温度：0℃-200℃可调。刻蚀气体：BCl 3、Cl 2 、HBr、Ar、O 2 可刻蚀材料包括：GaN、GaAs、InP等Ⅲ-Ⅴ族化合物材料

ICP刻蚀机（STS HRM）背景：通入反应气体使用电感耦合等离子体辉光放电将其分解，产生的具有强化学活性的等离子体在电场的加速作用下移动到样品表面，对样品表面既进行化学反应生成挥发性气体，又有一定的物理刻蚀作用。因为等离子体源与射频加速源分离，所以等离子体密度可以更高，加速能力也可以加强，以获得更高的刻蚀速率，以及更好的各向异性刻蚀。该系统使用了F基的刻蚀气体，具有Bosch工艺，适合于对硅材料进行大深宽比刻蚀。技术指标： ICP离子源：0-3000W RF射频源：0-600W 装片系统：六英寸，向下兼容基底刻蚀温度：0℃-200℃可调。刻蚀气体：SF6、C4F8、O2、Ar 可刻蚀材料包括：硅材料

先进制造系统考试重点总结

第一章 1、制造制造:指制造是一个涉及制造工业中产品设计、物料选择、生产计划、生产过程、质量保证、经营管理、市场销售和服务的一系列相关活动和工作的总称。广义制造的3个特点：全过程、大范围、高技术。 2、制造业产品的分类：1）、按宏观用途：生产资料、生活资料。2）、按构成形态分：离散式产品、流程、混合。机械电子制造业的产品七大类：金属制品、专用设备、普通机械、交通运输机械、电器机械及器材、电子及通信设备、仪器仪表及文化办公用机械。4、产品市场生命周期：只一个产品进入市场到退出市场的全过程。产品市场生命周期:⑴投入期（T1）。⑵成长期T2又可分为①试销期（T21）②初步稳定期（T22）③失望期（T23）④成长后期（T24）⑶成熟期T3⑷退让期T45、产品全生命周期：是指一个产品从构思到出生、从报废到再生的全过程。6个阶段：产品计划、设计、制造、销售、使用、报废。6、系统（system）是具有特定功能的、由若干相互联系的要素组成的一个整体。7、系统的特性：1、）集合性2）层次性3）有界性4）相关性5）整体性6）目的性7）环境适应性8）生物性8、制造系统是由制造过程所涉及的硬件、软件和人员所组成的、通过资源转换以最大生产率而增值的、经历产品生命周期过程的一个有机整体。理解制造系统的3方面①在结构上②在功能上③在过程上:这个制造全过程的主要环节：市场分析、产品设计、工艺设计、加工装配、检验包装、销售服务、报废处理。9、先进制造系统:是在时间、质量、成本、服务和环境诸方面很好地满足市场需求，采用了先进制造技术和先进制造模式，协调运行，获取系统资源投入的最大增值，具有良好社会效益，达到整体最优的制造系统。 10、先进制造系统的特点①时间第一②满意质量③分集并存包括4个因素：信息、技术、管理、人。④以人为本⑤扁平组织⑥柔性更高⑦模块拼合⑧关注环境11先进制造技术定义是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源及现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品全生命周期，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称. 第二章1、制造系统的分类：按产品构成形态分:离散式、流程式、混合式;按产品批量分1）大量（2）中量（3）小量:按生产计划分：自主式、订单式（制造策略：按订货设计、按订货加工、按订货装配）:按层次结构分：单元级制造系统、车间级制造系统、企业级制造系统、全球制造系统:制造系统大小的划分：大系统（大型固定系统、大型柔性系统）、小系统。 2、AMS的资源结构：基础资源、活性资源 3、AMS的功能结构:研究与开发、生产与控制、市场营销、财务管理。 4、AMS的组织结构：市场部、销售部、采购部、工程开发部、制造部、工业工程部、财务部、人力资源部。 5、AMS的过程组成：单元级制造系统的三运动流：物质流、信息流、能量流.其子系统：物质系统、信息系统、能量系统.企业级制造系统的四运动流：物料流、信息流、资金流、劳务流.其子系统：物料系统、信息系统、财务系统、人事系统 6、AMS的信息系统：管理信息子系统、技术、质量、生产。 7、制造系统的特性：1）转换性2）分解性3）集成性4）动态性5）进化性6）开放性7）随机性8）复杂性9、AMS(先进制造系统)五个决策属性：时间、质量、成本、服务、环境。10、制造系统的生命周期是从提出建立或改进制造系统开始，到它脱离运行并被新系统替代而结束所经历的时间。六个阶段：可行性研究、总体设计、详细设计、系统实施、系统运行、系统更新。对应于生物系统6个阶段：导入、生成、成熟、饱和、老化和衰亡。12、制造系统的几种控制方式：集中式控制；递阶；分布13、信息化制造的内容：生产作业层的信息化、管理办公层、战略决策层、协作商务层。14、信息化制造的任务：它的建设任务包括硬件、软件和应用系统等方面。第三章制造模式的类型.按制造过程可变性分类：(1)刚性制造模式（DMM）。优点：生产率高，设备利用率高，产品成本很低。缺点：投资大，设备不灵活，只能加工一种零件，或几种相似零件。若要改变产品品种，则需对自动流水线作较大改动，投资和时间的耗费很大。

微纳制造技术作业

微纳制造技术作业标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

问题：1、微机械制造材料大致分为几类而常用的制造微机电产品的材料有哪些，MEMS装置为何大多选用硅材料制造 2、纳米材料与常规的材料相比，有哪些优点答：1、（1）微机械制造材料大致分为结构材料、功能材料和智能材料三大类。（2）常用的制造微机电产品的材料有： a，结构材料：是以力学性能为基础，具有一定强度，对物理或化学性能也有一定要求，一般用于构造微机械器件结构机体的材料，如硅晶体。 b，功能材料：指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。如压电材料、光敏材料等。 c，智能材料：一般具备传感、致动和控制3个基本要素。如形状记忆合金、磁/电致伸缩材料、导电聚合物、电流变/磁流变材料等。（3）由于硅材料具有众多优点，所以MEMS装置大多选用硅材料制造。其优点如下： ①优异的机械特性：在集成电路和微电子器件生产中，主要利用硅的电学特性；在微机械结构中，则是利用其机械特性。或者同时利用其机械特性和电学特性，即具有机电合一的特性，便于实现机电器件的集成化。 ②储量丰富，成本低。硅是地壳中含量最多的元素之一，自然界的硅元素通常以氧化物如石英（sio2）的形式存在，使用时要提纯处理，通常加工成为单晶形式（立方晶体，各向异性材料） ③便于批量生产微机械结构和微机电元件。硅材料的制造工艺与基层电路工艺有很好的兼容性，便于微型化、集成化和批量生产。硅的微细加工技术比较成熟，且加工精度高，容易生成绝缘薄膜。 ④具有多种传感特性，如压电阻效应、霍尔效应。 ⑤纯净的单晶硅呈浅灰色，略具有金属性质。可以抛光加工，属于硬脆材料，热传导率较大，对温度敏感。 2、纳米材料内部粒子的尺寸减小到纳米量级，将导致声、光、电、磁、热性能呈现新的特性。对纳米体材料，可以用“更轻、更高、更强”这六个字来概括。 ①“更轻”是指借助于纳米材料和技术，可以制备体积更小性能不变甚至更好的器件，减小器件的体积，使其更轻盈。第一台计算机需要三间房子来存放，正是借助与微米级的半导体制造技术，才实现了其小型化，并普及了计算机。无论从能量和资源利用来看，这种“小型化”的效益都是十分惊人的。 ②“更高”是指纳米材料可望有着更高的光、电、磁、热性能。 ③“更强”是指纳米材料有着更强的力学性能(如强度和韧性等)，对纳米陶瓷来说，纳米化可望解决陶瓷的脆性问题，并可能表现出与金属等材料类似的塑性。纳米材料中的基本颗粒的微小尺寸效应，致使材料中的结构颗粒或原子团大多数是不存在位错的，这

作业习题及答案

作业习题及答案一、是非题（是画√，非画×） 1. 工件旋转作主运动，车刀作进给运动的切削加工方法称为车削。（√） 2. 变换主轴箱外手柄的位置可使主轴得到各种不同的转速。（√） 3. 卡盘的作用是用来装夹工件，带动工件一起旋转。（√） 4. 车削不同螺距的螺纹可通过调换进给箱内的齿轮实现。（×） 5. 光杠是用来带动溜板箱，使车刀按要求方向作纵向或横向运动的。（√） 6. 光杠用来车削螺纹的。（×） 7. 变换进给箱手柄的位置，在光杠和丝杠的传动下，能使车刀按要求方向作进给运动。（√） 8. 小滑板可左右移动角度，车削带锥度的工件。（√） 9. 床鞍与车床导轨精密配合，纵向进给时可保证径向精度。（×） 10. 机床的类别用汉语拼音字母表示，居型号的首位，其中字母“C”是表示车床类。（√） 11. 对车床来说，如第一位数字是“6”，代表的是落地及卧式车床组。（√） 12. C6140B表示第二次改进的床身上最大工件回转直径达400mm的卧式车床。（）√ 13. CM6140 车床比C620车床床身上最大工件回转直径要大。× 14. CQM6132车床型号中的32表示主轴中心高为320mm。（×） 15. 在机床型号中，通用特性代号应排在机床类代号的后面。（√） 16. 车床工作中主轴要变速时，变换进给箱手柄位置要在低速时进行。（√） 17. 为了延长车床的使用寿命，必须对车床上所用摩擦部位定期进行润滑。（√） 18. 车床漏在外面的滑动表面，擦干净后用油壶浇油润滑。（√） 19. 主轴箱和溜板箱等内的润滑油一般半年更换一次。（×） 20. 主轴箱换油时，现将箱体内部用煤油清洗干净，然后再加油。（√） 21. 车床主轴箱内注入的新油油面不得高于油标中心线。（×） 22. 车床尾座中、小滑板摇动手柄转动轴承部位，每班次至少加油一次。（√） 23. 油脂杯润滑每周加油一次，每班次旋转油杯盖一圈。（√） 24. 对车床进行保养的主要内容是：清洁和必要的调整。（×） 25. 车床运转500h，需要进行一级保养。（√） 26. 一级保养以操作工人为主，维修人员进行配合。（√） 27. 开机前，在手柄位置正确的情况下，需低速运转约2min后，才能进行车削。（√） 28. 装夹较重较大工件时，必须在机床导轨面上垫上木块，防止工件突然坠下砸伤导轨。（√） 29. 在车削时，车刀出现溅火星属正常现象，可以继续切削。（×） 30. 车工在操作中严禁戴手套。（√）

物联网技术培训总结

物联网技术培训总结虽然为期四周的物联网培训已经结束，但是心情却难以平静，在这四周中，我感受到了物联网的飞速发展，也深刻体会到了计算机技术的更新换代。通过这次学习，我发现原来物联网技术就在我们身边。新大陆科技是国内领先的集物联网核心技术、核心产品、行业应用和商业模式创新于一身的极富有创新性的综合性物联网企业，产业横跨物联网信息、三网融合通信和绿色环保科技三大领域，具有极其丰富的物联网产业应用及行业领先技术。新大陆电脑面向行业基于网络，提供专业化的信息识别、电子支付、移动通信支撑、高速公路信息化的服务和产品。在信息识别方面，发展了国际先进水平的二维码技术、成为国际上少数掌握二维码核心技术的厂商之一,在国内率先创建了二维码手机电子支付商业模式，发展了中国首例二维码的动物溯源应用。随着2009年8 月7日，国务院总理温家宝视察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心时发表了重要讲话，提出了“在激烈的国际竞争中，迅速建立中国的‘传感信息中心’或‘感知中国’中心”的重要指示；随着感知中国战略的启动及逐步展开，中国物联网产业发展面临巨大机遇。国家“十二五”规划明确提出，物联网将会在智能电网、智能交通、智能物流、金融与服务业、国防军事十大领域重点部署。据有关消息称，其中智能电网总投资预计达2万亿元，居十大领域之首，到2015年物联网的产业规模2000亿元。这四周的培训主要包括以下几个部分：物联网导论与基础、物联网感知技术、嵌入式开发基础、智慧社区等内容。通过培训，提高教师的技能水平和实践能力，学习企业的教学方法，了解企业先进技术和工作流程，将企业的先进管理制度运用到教学中去，培养更多能学以致用的实用性技能。通过培训，我们收获颇多： 1、了解物联网产业发展现状的发展动态和新技术、学习企业科技应用技术在教学中融合与实践的方法； 2、了解物联网企业的文化背景、了解企业岗位规范和工作流程； 3、学习、分享企业在物联网领域的创新成果； 4、学习企业物联网工程的实施与管理方法，并将其实施于教学过程； 5、了解物联网应用工程项目的具体工作过程，能够将其转换为课程教学的具体内容； 6、掌握物联网工程应用项目的技术，团队成员能够协作完成典型的物联网工程应用项目，提高教师的技能水平和实践能力。物联网涉及的技术包括信息感知技术、信号处理技术、通信技术、计算机技术、网络技术、微机电技术和信息安全等；而物联网技术的核心在于信息感知部件的开发、大量信息源的组网和传输、海量数据的有效融合和使用等方面；而物联网的应用领域则包括工业、农业、服务业、环保、军事、交通、家居生活等几乎所有领域。最后，我要感谢学校领导和系领导能够给我这次让我受益匪浅的学习机会，同时也非常感谢来自企业一线的老师们，你们的讲课方式和内容非常精彩，让我学到了在学校无法获得的知识与实践经验，期待着以后会有更多类似的培训机会。