垂直沉积法
010第6章 沉积学研究方法
I．从被研究地层的最完整露头或岩芯剖面 着手 A．作详细的垂向剖面相分析 (1)描述所有沉积构造类型、规模、层序； (2)判定古水流的类型及流向； (3)描述结构变化的层序； (4)描述岩性变化的层序； (5)描述层理类型的特征及组合。
B．确定沉积间断、冲刷面、不整合面、 小型间断面等 (1)寻找少量可能指相的沉积构造，如生 物潜穴等； (2)确定少见的矿物组合(陆源的和自生 的 )。 C. 确定动物群的存在和缺失 (1)古生物或微古生物化石； (2)生物痕迹类型和层位。
（一）、沉积岩薄片鉴定
（二）、样品的分析测试
（三）、基础图件的编制 （四）、综合图件的编制 （五）、报告编写
第二节
基础图件的编制
沉积古地理研究中的编图通常是指基础图件和 综合图件的编制。
基础图件是描述性的，以反映某个方面或某个因 素的客观实际材料为主，是编制综合图件的基础。 常见的有实际材料图、沉积相柱状图、地层等厚 图、古生物相图或生物分区图、重矿物分布图， 以及各种单因素岩性图、等值线图或分区图等。 综合图件是根据基础图件以及其它参数经过综合 分析后所得的最终成果，是解释性的图件。它所 表现的是某一时期的自然地理面貌、构造背景、 沉积环境、沉积条件和沉积物的分布规律等。包 括沉积相古地理图、构造古地理图、古构造图等。
C．平面和垂向沉积相类型的确定 (1)与已知沉积过程相联系； (2)与全新世或古沉积类型相比较。 Ⅴ．归纳和确定 A．确定单剖面或多剖面间的沉积相关系 (1)进行盆地规模的岩相古地理条件分析； (2)编制研究单元的岩相古地理图及其基础 图件。 B．获得补充岩芯、露头剖面和岩芯及测井、 地震新资料，并用以核对所得到的沉积相类 型和岩相古地理条件
（二）、沉积相野外研究
沉积相类型的确定，主要取决于沉积物的结构、 构造、生物组合和生态特征等相标志的综合分析， 以及剖面结构特征和相组合的时空关系等特征的 研究。
光子晶体介绍
H Z y
H y z
E x t
Ex
EZ E y H x
y z
t
H x z
H z x
E y
t
E y
Ex Ez H y
z x
t
H y x
H x x
E z t
Ez
E n1 x
(i
1 2
,
j,
k)
Exn (i
1 2
,
j,
k)
E y Ex H z
x x
t
t
[
n1
Hz 2
(i
1 2
VW
图2.1 二维正方晶格结构的示意图
（1）TM模式 （2）TE模式
[Gx ]
ITM
0
G
,G
'
EG
',
z
1
0
[k
2 G,
y
]
0G.G'
[Gx ]
ITE
[Gx
]
0 G ,G ' z
1 0
[kG,y ]G,G'[k
G
',
y
]
0 G,G'
[Gx ]
15
一、 平面波展开法和有限 时域差分法及其应用
光子晶体的禁带机理及不同结构晶体薄 膜的制备和光学性质 研究
1
主要内容
一、引言 二、理论研究 三、实验制作和分析表征 四、总结
2
一、引言
3
一、引言（1）
1、光子晶体概念； 2、光子晶体基本特征； 3、光子晶体的场方程； 4、光子晶体的能带； 5、光子晶体的研究方法； 6、光子晶体的制作方法和最新进展； 7、光子晶体的应用。 8、本研究的主要内容。
沉积相的研究方法
沉积相的研究方法地质方法：①沉积岩和沉积物的研究：利用各种方法和技术研究沉积岩和沉积物的岩性、结构和构造，确定岩石类型，分析其成因。
②沉积相分析：在了解盆地结构、构造和演化历史的基础上，通过区域对比，综合应用沉积岩和沉积物的颜色、岩性、结构和构造等特征，分析沉积相，恢复古地理和古环境。
③建立相模式：在大量沉积相研究的基础上总结出可以起到标准、对比和预测作用的相模式。
地球物理方法：特定的岩石，具有特定的物理响应，因此用反演的方法，根据岩石的物理响应可以研究其岩性特征，所以可以用地球物理方法来研究沉积学的某些问题。
用地球物理方法来研究沉积相可分为测井和地震两种方法。
①测井相分析法：测井相分析的基本原理就是从一组能够反映地层特征的测井响应中，提取测井曲线的变化特征，包括幅度、形态等定性方面的曲线特征以及定量方面的测井参数值来描述地层的地质相，运用各种模式识别方法，利用测井相进行地层的岩性、沉积环境等方面的研究。
测井相分析的基本步骤为：a.建立测井曲线和测井参数与沉积相的对应关系；b.选择测井曲线和测井参数，并对之进行深度较正和环境影响较正；c.对所选择测井曲线和测井参数进行主成份分析；d.对主成份进行聚类分析；e.对测井相进行判别归类，确定最终测井相，最终测井相具有单一的地质特征，与沉积相有很好的对应关系。
②地震相方法：根据地震相参数如振幅、连续性、频率、内部结构、外部形态和层速度等可确定地震相类型和空间展布范围。
在实际工作中，常选择可信度较高的地震反射内部结构和外部形态作为地震相类型的主要依据，其它参数作为辅助参数。
在把地震相向沉积相平面转化的过程中可确定沉积体系的成因类型，在转相过程中应与盆地古地理背景结合、充分利用钻、测井资料与地震相之间的内在联系。
目前已建立各种地震相模式与其相应的相参数。
地球化学方法：长期以来，人们对烃源岩和原油有机地球化学成分对于环境的指示作用，有着不同的认识。
因此，不同的地球化学方法也就被用在不同的研究区域内。
单晶硅表面周期性微结构的减反射特性及光伏特性
单晶硅表面周期性微结构的减反射特性及光伏特性程轲;王书杰;付冬伟;丁万勇;邹炳锁;杜祖亮【摘要】利用聚苯乙烯胶体球自组装技术和纳米压印技术在单晶硅表面构筑了两种周期性微结构.反射光谱表明,两种周期性微结构都能够对特定波长的入射光有一定的减反射效果;表面光电压谱和吸收光谱相对应,在具有减反射效果的波长范围内观察到了表面光电压增强的现象,说明这种表面构筑微结构的技术可以有效地利用在单晶硅太阳能电池的制造和设计上,从而提高单晶硅太阳能电池的光电转换效率.对这种周期性微结构的减反射机理进行了初步探讨.【期刊名称】《高等学校化学学报》【年(卷),期】2010(031)008【总页数】4页(P1647-1650)【关键词】单晶硅;微结构;减反射;光伏特性【作者】程轲;王书杰;付冬伟;丁万勇;邹炳锁;杜祖亮【作者单位】中国科学院物理研究所,北京,100190;河南大学特种功能材料教育部重点实验室,开封,475004;河南大学特种功能材料教育部重点实验室,开封,475004;河南大学特种功能材料教育部重点实验室,开封,475004;河南大学特种功能材料教育部重点实验室,开封,475004;中国科学院物理研究所,北京,100190;北京理工大学材料学院,北京,100081;河南大学特种功能材料教育部重点实验室,开封,475004【正文语种】中文【中图分类】O646;O613.7;O469减反膜在各种光学镜片、平板显示器以及太阳能电池领域中的应用非常广泛[1,2].通常在材料表面涂覆一层 1/4波长厚的介电薄膜,以有效地减小入射光的反射损失[3].这种构筑 1/4波长厚的介电薄膜的技术往往需要比较昂贵的设备,比如化学气相沉积设备等.目前应用最广泛的单晶硅太阳能电池以高纯的单晶硅棒为原料,切片后进行抛光,可使其光电转换效率达到 15%.然而硅片表面经过抛光处理后变得非常光滑,通常约有 30%的入射光被单晶硅的表面反射而损失掉.最常采用的减反技术是在单晶硅表面做一层透明的导电薄膜以减小入射光的反射损失,但通常的减反射膜只能在特定波长范围内和特定的入射角度内减小入射光的反射,而太阳能电池需要在较宽的光谱范围内有效地对太阳光吸收利用.因此,需要探索一种更加有效的表面处理技术以减小入射光的反射损失[4].Steiner等[5]的实验结果表明,具有孔状结构的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物薄膜可以替代连续的聚合物薄膜来作为减反层,并对其减反机理进行了探讨.近来,Jiang等[6,7]采用仿生的方法制备了类似飞蛾眼睛的周期性微结构作为减反射层,并考察了其减反射特性.Lee等[8]制备了顶端为尖状的氧化锌纳米棒阵列薄膜,其反射率只有 6.6%,其性能优于常规的氮化硅单层减反射薄膜. Schulz等[9]采用等离子体刻蚀 PMMA的方法,构筑了 PMMA的表面微结构,并考察了其减反射特性.这种微结构尺寸一般小于可见光的波长,相当于在空气和介质之间形成一个连续变化的反射系数梯度,有效地消除空气和介质之间的界面,从而可以有效地减小入射光在两种介质界面间的反射损失[10].因此,在单晶硅的表面构筑特殊的微结构,从而在较宽的光谱范围和较宽的入射光角度减小光的反射损失,对于提高单晶硅太阳能电池的光电转换效率具有重要的科学价值和意义[3].本文在单晶硅的表面构筑了两种不同类型的微结构,并考察了其减反射特性和光伏特性,并对其减反射的机理进行了探讨.所制备的聚苯乙烯微球用JEM-100CXⅡ型透射电子显微镜进行表征;两种微结构的形貌采用JS M-5600扫描电子显微镜进行表征;其减反射特性在HEIλOSα光谱仪上进行表征;光伏特性的测量在自制的高灵敏度的表面光电压谱仪上进行表征[11]. 所用试剂均为分析纯.聚苯乙烯胶体球微结构的构筑:采用微乳聚合的方法合成非交联的、单分散性良好的聚苯乙烯微球[12].量取 50 mL苯乙烯单体,用 50 mL 0.1 mol/L NaOH水溶液和 50 mL去离子水交替进行洗涤,以除去其中的阻聚剂.在500 mL三口圆底烧瓶中加入225 mL去离子水并加热到70℃,然后在搅拌状态下加入 0.025 g苯磺酸钠作为乳化剂,加入 0.125 g碳酸氢钠作为缓冲剂,完全溶解后,加入 25 g苯乙烯单体,1 h后加入过硫酸钠开始反应,反应在氮气保护下进行,16 h后结束反应.取出适量的乳液,采用垂直沉积方法在单晶硅上组装有序的聚苯乙烯胶体球.PMMA微结构的构筑:采用纳米压印技术在 PMMA上进行周期性图案的构筑.在单晶硅的表面旋涂一层厚度约为 80 nm的 PMMA薄膜,旋涂速度为3000 r/min;再用一张经过处理的VCD光盘作为模板,在纳米压印机上构筑周期性图案.图 1为采用微乳聚合方法合成的聚苯乙烯微球的 TEM照片.可以看出,聚苯乙烯微球具有良好的分散性,微球与微球之间没有产生交联,微球的平均直径约为 300 nm,颗粒尺寸均一,尺寸差异小于5%,如果微球的多分散度大于 5%,将造成微结构组装的失败.组装的聚苯乙烯微球表面结构如图 2(A)和(B)所示.从图 2(B)截面的扫描电镜图片可以看出,聚苯乙烯微球的组装厚度约为15μm.图 3(A)和(B)为用VCD光盘作为模板,利用纳米压印技术在单晶硅表面构筑的PMMA周期性微结构.可以看出整个单晶硅的表面完全是周期性排列的结构.选用聚苯乙烯微球和 PMMA构筑一些周期性结构作为单晶硅的减反射层,是因为这两种材料具有超过 80%的透光性,并且其反射系数约为1.5,介于空气和单晶硅的反射系数之间,可以有效地减小单晶硅的反射[13,14].尽管聚苯乙烯在可见光区(400～700 nm)是透明的,但当其形成密排结构时,可作为光子带隙材料,即存在一个光子的禁阻带,位于这个波长范围的光子不能透过,完好排列的聚苯乙烯胶体球微结构显示出了一个明显的光子禁阻带 (图 4),位于约 416 nm处.图 5(A)显示了单晶硅以及覆盖了一层聚苯乙烯胶体球微结构后的反射谱.根据文献[7]的报道,在两种材料的界面,反射遵从 Fresnel方程:R=(n1-n2)/(n1+n2)2,对于单晶硅和空气的界面而言,空气的折射系数n1≈1.0,而单晶硅的折射系数n2≈4,因此可以计算出R≈36%,这与所测结果一致:在 350～850 nm波长范围内显示超过 35%的反射.在单晶硅表面构筑聚苯乙烯微结构后,其反射特性和单晶硅自身的反射特性有很大不同,在 430 nm以下,500～680 nm以及 745 nm以上 3个波长区域内出现了减反特性.表面光电压谱和反射光谱相对应在这 3个波长区域内出现了光伏增强的区域,如图 5(B)所示.这是由于表面微结构的存在导致这些波长区域内光的反射效应减弱,有较多的光子照射在单晶硅上面,因此其光伏响应得到增强.图5(C)和(D)分别显示了单晶硅表面覆盖一层 PMMA薄膜以及利用纳米压印构筑的 PMMA图案化微结构的反射光谱和表面光电压谱.从其反射光谱可以看出,在小于 700 nm的波长范围内构筑PMMA微结构后,其反射比单纯的 PMMA薄膜要强,这是由于构筑 P MMA微结构后产生光子禁阻效应,处于此波长范围的光子被禁止所致.但在 700 nm以上的波长范围内,其反射得到有效减弱,所得结果与文献[15]中的结果相似.与反射光谱相对应,在表面光电压谱上也显示出一个光伏减弱区域和一个光伏增强区域.在介质表面构筑周期性结构的减反射机理:周期结构之间的距离小于入射光的波长,光在这些微结构中传播受控于周期性微结构的有效折射率,根据有效介质理论[3,6,7]:式中,n(z＊)为有效介质的折射率;f(z＊)为每层周期性结构的反射分数,根据严格耦合波分析模型计算得出,与周期性结构的层数和厚度有关;为单晶硅折射率的复数表达形式;为空气的折射率; q=2/3.由上式可以看出,形成这种周期性微结构后,其有效折射率存在一个变化梯度,是一个渐变的过程.即在两种介质之间引入周期性的微结构后,两者之间的折射率能够连续变化,因此其能够在较宽的波谱范围内很好地减小入射光的反射[4].根据上述结果我们认为,在单晶硅太阳能电池表面进行合理的设计,引入一些具有周期性的微结构,可以有效地减小单晶硅自身的光反射损失,提高其最终的光电转换效率.KeywordsSingle crystallinesilicon;Microstructure;Antireflection;Photovoltaic property【相关文献】[1] LUO Hai-Yan(罗海燕),HUANG Guang-Zhou(黄光周),MA Guo-Xin(马国欣),ZHU Jian-Ming(朱建明),DA I Jin-Fu(戴晋福). Vac.Electro.(真空电子技术)[J],2009,3:23—29[2] HUANGDe-Xiu(黄德修),L I U De-Ming(刘德明),FAN Cheng-Jun(樊承钧).Acta Optica Sinica(光学学报)[J],1987,7(11): 1036—1040[3] Sun C.H.,Jiang P.,JiangB..Appl.Phys.Lett.[J],2008,92:061112—061114[4] Yu Z.N.,Gao H.,WuW.,Ge H.X.,Chou S.Y..J.Vac.Sci.Technol.B[J],2003,21(6):2874—2877[5] StefanW.,Erik S.,JurgenM.,Ullrich S..Science[J],1999,283:520—522[6] MinW.L.,Amaury P.B.,Jiang P.,JiangB..App.Phys.Lett.[J],2008,92:141109—141111[7] Sun C.H.,Brian J.H.,JiangB.,Jiang P..Opt.Lett.[J],2008,33(19):2224—2226[8] Yun J.L.,Douglas S.R.,DavidW.P.,Bonnie B.M.,JuliaW.P.H..Nano.Lett.[J],2008,8(5):1501—1505[9] SchulzU.,Munzert P.,Leitel R.,Wendling I.,KaiserN.,TunnermannnA..Opt.Exp.[J],2007,15(20):13108—13113[10] ZhouW.D.,TaoM.,Chen L.,Yang H.J..J.App.Phys.[J],2007,102:103105—103114[11] L I N Yan-Hong(林艳红),WANGDe-Jun(王德军),ZHAO Qi-Dong(肇启东),L I Zi-Ting(李子亭),WEI Xiao(魏霄).Chem.J. Chinese Universities(高等学校化学学报)[J],2005,26(5):942—944 [12] HAO Ling-Yun(郝凌云),ZHOU Yong(周勇),JI ANGWan-Quan(江万权),ZHU Yu-Rui(朱玉瑞),L I Fan-Qing(李凡庆),HU Yuan(胡源),CHEN Zu-Yao(陈祖耀).Chem.J.Chinese Universities(高等学校化学学报)[J],2001,22(11):1945—1947[13] Wonchul J.,Min S.P.,Jin ngmuir[J],2006,22:7960—7963[14] Xie G.Y.,Zhang G.M.,Lin F.,Zhang J..Nanotech.[J],2008,19:095605-1—095605-5[15] Linn N.C.,Sun C.H.,Jiang P.,JiangB..Appl.Phys.Lett.[J],2007,91:101108—101111 AbstractTwo different microstructures were constructed on the single crystalline silicon surface which was used as antireflection coatings.The reflection spectra show that these period microstructures have an antireflection effect in some regions of the spectrum.The surface photovoltaic spectra show a corresponding photovoltaic enhancement in these spectrum regions.The antireflection mechanism was also discussed.This antireflection coating technique can be used to product and design the single crystalline silicon solar cells for high photoelectric conversion efficiency.。
沉积学知识点整理
沉积学知识点整理沉积学的概念和相标志1.沉积环境：一个具有独特的物理、化学和生物特征,发生沉积作用的自然地理单元。
2.沉积相：反映沉积环境的岩石特征和生物特征的综合，即沉积环境的物质表现。
岩相：反映沉积环境和沉积作用的岩石特征。
生物相：反映沉积环境和沉积作用的生物特征。
3.环境相：反映沉积环境的岩石特征和生物特征的综合。
即沉积环境的物质表现：河流、湖泊、三角洲作用相：反映沉积作用的岩石特征和生物特征的综合。
即沉积作用的物质表现：泥石流和浊流、风暴、地震、海啸大地构造相：反映大地构造环境和性质的岩石特征和生物特征的综合：复理石、（海/陆）磨拉石三者的时空尺度不同4.相变：地层的岩石特征和生物特征及其所反映的沉积环境和沉积作用在空间上的变化。
5.瓦尔特相（定）律：亦称相对比原理只有那些目前可以观察到是相互毗邻的相和相区，才能原生地重叠在一起; 即在垂向上整合叠置的相是在侧向上相邻的沉积环境中形成的。
6.相分析的途径：7.相模式：是对相标志、沉积作用和沉积环境条件三者关系的描述和理论概括。
它的通常表现形式是典型相标志及其沉积作用和沉积环境条件的垂向组合序列，它的理论基础来源于现代相关沉积环境和沉积作用的研究―现实类比。
8.将相模式的作用概括为4点：对比的标准，观察的提纲，预测的指南，成因解释的基础。
河流沉积1.河流沉积概述：河流是陆相环境中最常见的一种环境和主要营力，是陆相地层的重要组成部分。
在区域构造背景稳定或沉降的条件下，河流环境可以形成厚的沉积记录，理想条件下可以形成良好的油气藏和各类砂矿。
河流沉积主要受气候（降雨量），构造，地貌,基岩类型和植被控制。
河流可划分为不同的类型，在现代和地层记录中占主导地位的是曲流河。
2.河流的分类：3.曲流河的特点及沉积地貌：A 河道弯曲、单河道B 凹岸侵蚀、凸岸沉积、侧向加积C 裁弯取直和形成牛轭湖D 河道、边滩、心滩、河漫滩、洪泛平原E 发育于基底稳定的河流中下游4.曲流河的沉积特征：洪泛平原：泥质岩，均质层理、水平层理，暴露标志决口扇：粉砂岩、泥岩，小型流水波痕、爬升层理，暴露标志天然堤：粉砂岩,细砂岩,小型流水波痕,爬升层理发育，暴露标志边滩：砂岩，流水波痕和交错层理，规模向上变小河道滞留沉积：砂砾岩，底部冲刷面5.曲流河的沉积作用：河道和曲流砂坝：侧方侵蚀和侧向加积作用天然堤、洪泛平原和决口扇：垂向加积作用牛轭湖：垂向加积和淤塞6.曲流河的沉积序列：洪泛平原→决口扇→天然堤→【曲流砂坝：边滩（点坝）】→【河床底部:河道滞留沉积】7.曲流河的沉积模式：8.辫状河的沉积特点：a.河道宽、砂坝多、辫状分布b.河道不固定、常移动c.分为河道和心滩（砂坝）d.河漫滩不发育e.形成于大坡降地区（上游和扇上）9.辫状河的水动力特征：水浅而流急、河道宽而多、河道游荡性强、侧向迁移迅速。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
垂直沉积法
垂直沉积法是一种可以利用化学或物理作用力在基板上形成低
结构尺寸热敏、磁敏、光敏和电敏层的一种技术。
该技术的主要优点是可以准确控制尺寸和厚度，可以精确地控制薄膜的性能，对大量生产有良好的可行性。
垂直沉积法主要包括以下几种方法：
（1）PVD技术：PVD技术是Physical Vapor Deposition的简称，即物理蒸发沉积技术，也称为热蒸发技术。
它主要是利用热蒸发源将材料转化成气态，在提高的真空度下，借助定向能（或者电场）将气态物质移动到基板表面，形成覆盖层的一种技术。
（2）CVD技术：CVD技术是Chemical Vapor Deposition的简称，即化学气相沉积技术，是一种在高真空度下，在基板表面形成覆盖层的技术。
其原理是在子室中加入特定的化学物质，利用其反应性质，将其转化成气态，在基板表面形成覆盖层。
（3）ALD技术：ALD技术是Atomic Layer Deposition的简称，即原子层沉积技术，是一种能够形成非常致密的表面覆盖层的技术。
它是通过在基板表面也反复循环暴露于化学反应物中然后清洗，从而在原子层间形成覆盖层的技术。
（4）MLD技术：MLD技术是Molecular Layer Deposition的简称，即分子层沉积技术，是一种能够形成非常薄的表面覆盖层的技术。
它通过在基板表面不断地暴露于化学反应物中然后清洗，从而在分子层间形成覆盖层的技术。