空間天氣的變化對人類的生產(chǎn)、生活以及國家的航天、軍事等活動都有重大影響。近年來,空間天氣監(jiān)測系統(tǒng)被逐漸建立起來。地球等離子體層觀測是近地空間環(huán)境觀測的主要手段,用于研究地球電離層、磁層和太陽風的相互作用等特征。極紫外相機搭載于“嫦娥三號”著陸器,對地球等離子體層進行觀測,月球表面空間環(huán)境高真空、大溫差、強粒子輻照等特點對極紫外相機中Mo/Si多層膜與Ge薄膜的性能有重要影響。為研制能夠在月面環(huán)境下長期、穩(wěn)定工作的Mo/Si多層膜與Ge薄膜,對所制備的薄膜進行了熱穩(wěn)定性、應力穩(wěn)定性、輻照穩(wěn)定性以及時間穩(wěn)定性四方面的研究,為研制高穩(wěn)定性Mo/Si多層膜與Ge膜提供理論和實驗依據(jù)。具體研究內(nèi)容包括以下四個方面:為保證Mo/Si多層膜與Ge膜在月面溫度環(huán)境下光學以及電子學性能的穩(wěn)定,本文使用原位與非原位兩種方式對薄膜熱穩(wěn)定性進行了測試和研究。在原位性能測試中,Mo/Si多層膜在-135°C³00°C范圍結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,可在月面溫度環(huán)境下正常工作;Ge薄膜在-20°C⁺80°C的溫控范圍內(nèi)電阻變化為520 MΩ/□¹24MΩ/□,該電阻...

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 地球等離子體層與月基極紫外相機
        1.2.1 地球磁層
        1.2.2 等離子體層
        1.2.3 地球等離子體層的觀測進展
        1.2.4 月基極紫外相機
    1.3 極紫外多層膜研究進展
    1.4 電荷感應層Ge薄膜研究進展
        1.4.1 光子計數(shù)成像探測器
        1.4.2 電荷感應層Ge薄膜
    1.5 空間環(huán)境效應及其對薄膜穩(wěn)定性影響
        1.5.1 空間環(huán)境效應研究進展
        1.5.2 月面環(huán)境及其對薄膜穩(wěn)定性的影響
    1.6 本文研究目的與研究內(nèi)容
        1.6.1 本文研究目的
        1.6.2 內(nèi)容安排
第2章 薄膜的熱擴散、應力與輻照理論
    2.1 多層膜的熱擴散理論
        2.1.1 完全互溶型多層膜微結(jié)構(gòu)的演化
        2.1.2 反應擴散形成金屬間化合物
        2.1.3 完全不互溶型多層膜微結(jié)構(gòu)的演化
    2.2 薄膜應力基礎(chǔ)
        2.2.1 張應力與壓應力
        2.2.2 熱應力與內(nèi)應力
        2.2.3 應力的控制技術(shù)
    2.3 荷電粒子束輻照理論
        2.3.1 輻照效應
        2.3.2 輻照效應產(chǎn)生的缺陷
        2.3.3 帶電粒子在材料中傳輸?shù)哪M
    2.4 本章小結(jié)
第3章 薄膜設(shè)計、制備與檢測
    3.1 磁控濺射鍍膜技術(shù)
        3.1.1 濺射鍍膜技術(shù)
        3.1.2 磁控濺射鍍膜技術(shù)
    3.2 Mo/Si多層膜設(shè)計與制備
        3.2.1 Mo/Si多層膜的設(shè)計
        3.2.2 Mo/Si多層膜的制備
    3.3 Ge膜的制備與電阻檢測
    3.4 硬X射線檢測
        3.4.1 X射線衍射儀原理
        3.4.2 X射線小角衍射分析
        3.4.3 X射線大角衍射分析
    3.5 反射率檢測
    3.6 應力與形貌檢測
        3.6.1 薄膜應力測試方法
        3.6.2 薄膜形貌檢測
    3.7 本章小結(jié)
第4章 Mo/Si多層膜穩(wěn)定性研究
    4.1 引言
    4.2 Mo/Si多層膜熱穩(wěn)定性
        4.2.1 極紫外多層膜熱穩(wěn)定性研究進展
        4.2.2 Mo/Si多層膜原位SAXRD測試
        4.2.3 Mo/Si多層膜反射率測試
        4.2.4 Mo/Si多層膜HAXRD測試
    4.3 Mo/Si多層膜應力穩(wěn)定性
        4.3.1 Mo/Si多層膜應力的研究進展
        4.3.2 Mo/Si多層膜非原位應力研究
        4.3.3 Mo/Si多層膜高溫退火表面形貌
        4.3.4 Mo/Si多層膜原位面形測試
        4.3.5 Mo/Si多層膜原位應力測試
    4.4 Mo/Si多層膜質(zhì)子輻照穩(wěn)定性
        4.4.1 質(zhì)子輻照模擬分析
        4.4.2 質(zhì)子輻照實驗與分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 Ge膜穩(wěn)定性研究
    5.1 引言
    5.2 Ge膜熱穩(wěn)定性
        5.2.1 Ge膜非原位電阻測試
        5.2.2 Ge膜原位電阻測試
    5.3 Ge膜應力穩(wěn)定性研究
        5.3.1 Ge膜非原位應力研究
        5.3.2 Ge膜原位應力研究
        5.3.3 Ge薄膜的表面形貌
    5.4 Ge膜質(zhì)子輻照穩(wěn)定性
        5.4.1 高能粒子對電子元器件的影響
        5.4.2 質(zhì)子輻照模擬分析
        5.4.3 輻照穩(wěn)定性實驗與分析
    5.5 RF與DC制備Ge膜的性能及其時間穩(wěn)定性
        5.5.1 Ge膜結(jié)構(gòu)與形貌分析
        5.5.2 Ge膜電學性能分析
        5.5.3 Ge膜時間穩(wěn)定性分析
        5.5.4 Ge膜電阻對系統(tǒng)成像性能的影響
    5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 論文工作總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻
在學期間學術(shù)成果情況
指導教師及作者簡介
致謝



本文編號：3918256