本文關(guān)鍵詞：有機含能薄膜半導體橋的制備及性能研究

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【摘要】：半導體橋火工品具有高安全性、高瞬發(fā)性等優(yōu)點,但隨著體積的縮小其點火可靠性也隨之受到了影響。本文采用濕化學方法以二溴乙烷作為中間連接層,在Si(111)片表面嫁接了兩種雙層的硝基薄膜,成功的改善了半導體橋的發(fā)火量。論文首先利用40%的NH4F制備了氫化硅片(Si-H),隨后對其氯化得到了以氯結(jié)尾的表面。傅里葉紅外光譜(IR)、X-射線光電子能譜(XPS)及原子力顯微鏡(AFM)的測試結(jié)果顯示：在了2080 cm-1處有Si-H鍵出現(xiàn),且表面呈現(xiàn)出了其特有的階梯狀形貌,每層階梯上還排列著三角形腐蝕坑,而每層階梯的高度為單原子高度,三角形凹槽的寬度為1μm～2μm,深度為20nm～30nm；氯化后的硅片表面基本保留著Si(111)-H片的形態(tài)特征,即表面的三角形依然清晰可見。此外,Si-Cl薄膜的XPS譜圖上明顯增加了Cl 2s、Cl 2P元素特征峰且在102 eV處還出現(xiàn)了相應的Si 2P3/2元素的微小自旋軌道裂分。在Si-Cl基礎(chǔ)上嫁接了二硝基對苯二酚后形成的薄膜記為Si-A4薄膜。XPS結(jié)果說明：Si～A4薄膜中明顯出現(xiàn)了N元素信號峰,且由IR數(shù)據(jù)顯示Si-A4薄膜垂直地生長在硅片上；在Si-A4薄膜基礎(chǔ)上嫁接了1,2-二溴乙烷后形成的薄膜記為Si～Br薄膜,Si～Br薄膜中最重要的元素Br 3d相應的出現(xiàn)在了XPS譜圖中,且依據(jù)硅烷化學可知該二溴乙烷雜亂無章的排列在Si-A4薄膜上。AFM顯示,Si-A4和Si～Br薄膜上都保持了三角形結(jié)構(gòu),且兩個薄膜的厚度分別為2.9 nm和2 nm。最后論文在Si～Br薄膜的基礎(chǔ)上分別嫁接了苦味酸和對硝基酚化合物形成了兩種含能薄膜：以苦味酸結(jié)尾的和以對硝基酚結(jié)尾的薄膜,且分別記為Si-R1和Si-B2薄膜。AFM、XPS等手段對Si-R1及Si-B2薄膜的形貌和元素組成進行了測試。AFM結(jié)果顯示兩種薄膜都有部分發(fā)生了聚合,但Si-B2薄膜的接枝密度和均一性明顯較Si～R1的高,且Si～R1薄膜粗糙度為±4 nm,厚度分別范圍也較寬為0～20 nm：Si-B2薄膜因為聚合較少所以粗糙度較Si～R1的高,但其厚度只有10 nm左右；XPS數(shù)據(jù)也說明本文已經(jīng)成功的生長了兩種雙層含能薄膜；采用儲能放電起爆器對電容放電模式下的含能半導體橋的電爆過程進行了研究,高速攝影測試結(jié)果顯示：雖然R1比B2化合物的空間位阻大,但兩者產(chǎn)生的火花高度及橋區(qū)燒蝕情況基本類似,均明顯比多晶硅半導體橋的大,發(fā)火持續(xù)時間也從多晶硅半導體橋的66μs增加到約100μs。
【關(guān)鍵詞】：半導體橋 硝基化合物 濕化學嫁接方法 發(fā)火性能
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ560.1;TB383.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-23
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 微/納米薄膜對Si片性能改性的研究進展10-15
• 1.3 對表征Si片表面薄膜性能的方法概述15-21
• 1.4 本課題的研究內(nèi)容、目的及意義21-23
• 2 硝基化合物的合成23-27
• 2.1 總制備路線的設(shè)計23-24
• 2.2 實驗用儀器及化學試劑24-25
• 2.3 具體制備實驗步驟25-26
• 2.3.1 化合物2,6-二硝基對苯二酚的制備25-26
• 2.3.2 化合物對硝基酚的制備26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 3 以2,4,6-三硝基酚結(jié)尾的含能芯片(Si～R1)的制備及表征27-49
• 3.1 總制備路線的設(shè)計27-28
• 3.2 實驗用儀器及化學試劑28-29
• 3.3 氫化硅片的制備及表征29-31
• 3.3.1 氫化硅片的制備29
• 3.3.2 氫化硅片的表征29-31
• 3.4 氫化硅片基礎(chǔ)上嫁接2,6-二硝基-1,4-二酚含能芯片的制備及表征31-37
• 3.4.1 氫化硅片基礎(chǔ)上嫁接2,6-二硝基-1,4-二酚含能芯片的制備31
• 3.4.2 氫化硅片基礎(chǔ)上嫁接2,6-二硝基-1,4-二酚含能芯片的表征31-37
• 3.5 2,6-二硝基-1,4-二酚基礎(chǔ)上嫁接1,2-二溴乙烷含能芯片的制備及表征37-41
• 3.5.1 2,6-二硝基-1,4-二酚基礎(chǔ)上嫁接1,2-二溴乙烷含能芯片的制備37
• 3.5.2 2,6-二硝基-1,4-二酚基礎(chǔ)上嫁接1,2-二溴乙烷含能芯片的表征37-41
• 3.6 1,2-二溴乙烷基礎(chǔ)上嫁接苦味酸含能芯片的制備及表征41-48
• 3.6.1 1,2-二溴乙烷基礎(chǔ)上嫁接苦味酸含能芯片的制備41-42
• 3.6.2 1,2-二溴乙烷基礎(chǔ)上嫁接苦味酸含能芯片的表征42-48
• 3.7 本章小結(jié)48-49
• 4 1,2-二溴乙烷基礎(chǔ)上嫁接對硝基酚含能芯片的制備及表征49-57
• 4.1 總制備路線的設(shè)計49-50
• 4.2 實驗用儀器及化學試劑50-51
• 4.3 1,2-二溴乙烷基礎(chǔ)上嫁接對硝基酚含能芯片的制備及表征51-55
• 4.3.1 1,2-二溴乙烷基礎(chǔ)上嫁接對硝基酚含能芯片的制備51
• 4.3.2 1,2-二溴乙烷基礎(chǔ)上嫁接對硝基酚含能芯片的表征51-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 5 結(jié)論與展望57-59
• 5.1 結(jié)論57-58
• 5.2 展望58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-68
• 附錄68-74
• 攻讀碩士學位期間的專利申請情況74
• 攻讀碩士學位期間的科學研究情況74

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