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关键词： 血管内光学相干层析成像   定量成像   光衰减系数   应力   应变  

摘要： 血管内光学相干层析成像(Intravascular Optical Coherence Tomography,IVOCT)通过测量组织中不同深度处的背向散射光获取血管横截面的高分辨率图像,显示管腔和管壁的形态结构。定量成像是通过求解成像逆问题定量测量组织特性参数的技术,可提供有临床参考价值的组织特性的定量信息,提高计算机辅助诊断的准确性。将IVOCT结构图像与定量参数图像相结合,有助于对冠状动脉粥样硬化性病变进行更准确的早期诊断,提高IVOCT的临床应用价值,促进病理研究。 本文的目的是研究基于深度学习的定量IVOCT方法。主要工作包括两方面:一是提出一种实现IVOCT衰减成像的深度学习方法,基于循环推理机搭建循环神经网络,实现从IVOCT灰阶图像到光衰减系数分布图的直接映射。构造仿真数据集和临床图像数据集对网络进行训练和测试,并结合实验结果讨论网络参数对其性能的影响、多散射光子传输模型的优势以及与非学习方法相比深度学习方法的优势。二是提出一种计算IVOCT图像序列中相邻帧之间血管壁应力应变分布的深度学习方法。基于图像配准的思想搭建卷积神经网络,网络输入两帧IVOCT灰阶图像,输出变形后的浮动图像和两帧图像之间的位移场,进而根据弹性力学理论得到血管壁的二维应力应变分布。采用临床图像数据集对网络进行训练和测试,结果表明与传统的光流法相比,本文方法能有效提高对应力应变的估计精度。

关键词： GaInP/GaAs/InGaAs   柔性太阳电池   电镀铜   应力  

摘要： Ⅲ-Ⅴ族化合物多结太阳电池由于其高效率、耐辐射性和长期稳定性而在航空航天中得到广泛应用。通过衬底剥离将外延层转移到薄膜支撑衬底,柔性Ⅲ-Ⅴ太阳电池的比功率密度和弯曲性能得到了极大改善,从而拓展了其在临近空间无人机、飞艇、新能源汽车和智能穿戴设备等领域的应用。然而,高额的成本严重限制了柔性Ⅲ-Ⅴ多结太阳电池的的发展。除了Ⅲ-Ⅴ太阳电池固有的材料和工艺成本外,高效柔性Ⅲ-Ⅴ太阳电池的高成本主要来源于较低的良品率。其根源在于柔性太阳电池材料的内应力以及制备工艺中热应力所导致的外延翘曲和裂片。不同于常规刚性太阳电池,柔性器件厚度通常只有几十个微米,因此必须发展适合柔性太阳电池的制备方法,以及完善对器件制备过程应力的分析。本文采用一种以电镀铜为柔性衬底,外延层一次转移的方案成功制备了GaInP/GaAs/InGaAs柔性太阳电池。具体步骤包括电镀铜、临时键合、衬底腐蚀、金属电极制备、芯片隔离、减反射膜蒸镀等。随后对柔性太阳电池正常状态以及弯曲状态下电流-电压特征曲线进行了分析。电流-电压曲线表明柔性太阳电池的转换效率超过35%(AM1.5G),并且在弯曲状态下也能保持良好的工作状态。此外,利用子电池外量子效率特征曲线计算了子电池的电流密度。子电池电流密度相互匹配,说明子电池外延结构合理,同时也说明了柔性器件制备工艺的可行性。对柔性电池外延生长中失配应力以及器件制备过程中电镀铜产生的应力进行了分析。首先通过X射线倒易空间映射图计算了InGaAs失配子电池的弛豫度。证明GaInP/GaAs/InGaAs太阳电池外延生长过程中失配应力并未完全释放,因此在器件加工前会有初始翘曲。探究了GaInP/GaAs/InGaAs三结柔性太阳电池电镀铜过程中引入的应力。对于厚度为14μm、18μm、28μm的铜镀层,铜镀层应力表现为室温下自发增加的拉应力,这种拉应力会和晶格失配应力相抵消,从而减少三结太阳电池的翘曲。铜镀层金相腐蚀显微实验和XRD衍射图谱说明,电镀刚结束后铜镀层晶粒室温下自发生长,是铜镀层应力自发变化的主要原因。最后分析了高温工艺引入的热应力,铜镀层与Ⅲ-Ⅴ材料热膨胀系数不匹配是应力产生的主要原因。

关键词： GaN基LED   发光效率   温度   应力   极化效应   优化  

摘要： 由于高密度数字存储、照明和环境保护等方面的巨大需求,对GaN基发光二极管(Light-emitting Diode,LED)的研究成为研究热点,尤其是大电流注入下短波长LED的发光效率等方面。本文围绕紫光和蓝光LED发光效率的提升及优化展开了研究与分析。首先概述了紫光和蓝光LED的研究背景与发展现状、Ⅲ族氮化物材料的性质与结构、LED器件的工作原理和相关物理特性;然后介绍了Crosslight公司的半导体器件模拟软件APSYS、模拟的基本理论以及模拟物理参数的设定。最后,利用APSYS软件对Al GaN/GaN紫光LED和InGaN/GaN蓝光LED器件在不同温度、极化以及应力下进行模拟,研究了蓝/紫光LED的发光效率。1.研究了温度对Al GaN/GaN紫光LED和InGaN/GaN蓝光LED器件光学特性和电学特性的影响。结果表明:对于紫光LED而言,当温度为255 K、295 K、335 K和375K时,发光峰值波长分别为355.3 nm、356.9 nm、358.0 nm和359.1 nm;光输出功率分别为14.8 m W、12.2 m W、9.9 m W和8.6 m W,降低了50.52%;Efficiency-Droop Factor从37.65%降低到0.09%,下降了37.56%。对于蓝光LED而言,四个温度下相应的发光峰值波长分别为415.2 nm,419.0 nm、420.9 nm和422.9 nm;光输出功率分别为11.5m W、8.6 m W、5.7 m W和2.1 m W,降低了81.81%;Efficiency-Droop Factor下降了23.79%,表明温度对紫光LED发光效率的提高比蓝光LED更加显著,优化性能更佳。2.分析了半极性m-plane和非极性r-plane量子阱结构的Al GaN/GaN紫光LED和InGaN/GaN蓝光LED的发光特性,并与极性c-plane结构进行比较,探究了极化效应对蓝/紫光LED器件发光性能的影响。结果表明:对于紫光LED而言,当电流密度为300A/m时,半极性和非极性多量子阱结构的样品,其光输出功率比极性结构提高了132%和180%,自发发射谱峰值分别是极性结构的4.99倍和2.67倍。对于蓝光LED而言,当电流为300 A/m时,与极性结构相比,半极性和非极性结构的样品,光输出功率提高了285%和104%,非极性结构对蓝光LED的影响没有紫光LED大,相应的自发发射光谱峰值强度减小。总之,应用非/半极性量子阱结构通过限制电子泄漏、增加空穴的注入、以及提高电子和空穴的波函数重叠率,改善了LED发光活性区中的极化效应,及其诱发的内建电场引起的量子限制Stark效应,进而能够增强器件的辐射复合效率,改善了Efficiency-Droop效应,提高和优化了器件的发光性能。3.研究了应力对Al GaN/GaN紫光LED和InGaN/GaN蓝光LED的光学特性和电学特性的影响。结果表明:对于紫光LED而言,在0 GPa时,自发发射光谱发光峰值波长为359.7 nm,当应力为1 GPa和2 GPa时,发光峰值波长为359.4 nm和358.0 nm,出现蓝移;当电流密度为600 A/m,应力为1 GPa和2 GPa时,光输出功率分别比0 GPa降低了15.89%和27.90%,多量子阱结构中的辐射复合率分别降低了15.75%和17.25%。对于蓝光LED而言,当应力为0 GPa时,发光峰值波长为414.8 nm,当应力为1 GPa和2 GPa时,发光峰值波长为414.6 nm和414.2 nm,也出现了蓝移,且1 GPa和2 GPa应力时的光输出功率比0 GPa分别降低了9.8%和21.67%,辐射复合率降低更明显,分别下降了11.93%和28.50%。因此,应力调控对提升LED器件发光效率有明显的优势,能够很大程度地优化LED器件性能。

关键词： InSb芯片   液氮冲击   隔离槽   迸溅金点   应力   芯片断裂  

摘要： 红外焦平面探测器(Infrared focal plane arrays,IRFPAs)是现代红外探测成像系统的核心部件。在3～5μm波段范围内,锑化铟(indium antimonide,InSb)因具有吸收系数高、电子迁移率高、晶体生长位错密度小的优点,被广泛用于制备大规格像元阵列探测器。 锑化铟红外焦平面探测器(InSb IRFPAs)通常工作于液氮温度(77K),在多周期液氮冲击中,相邻材料间线膨胀系数的不同会在多层体系中产生热应力。InSb IRFPAs在全寿命周期工作期间,可能历经成千上万次的液氮冲击试验,期间累积的热应力可引起InSb芯片发生断裂失效。是因为在InSb晶体生长过程中,位错无法避免,热应力一旦聚集于位错线处,将会引起应力集中,促使位错线成核、扩展,最终形成宏观裂纹,引起InSb芯片断裂。InSb芯片断裂现象很大程度上限制了InSb IRFPAs的成品率。 在InSb IRFPAs光敏元阵列中,隔离槽和台面结的存在可能会导致局部区域的应力集中,这时,InSb芯片中的位错线将会成核及扩展,进而导致InSb芯片断裂。为分析隔离槽的存在对InSb芯片断裂的影响,建立了包含隔离槽的InSb IRFPAs结构分析模型,分析了隔离槽对InSb芯片前表面面内正应力的影响,发现V型槽的槽底是应力集中点,然后在槽底预置不同长度的裂纹模拟裂纹尖端能量释放率与裂纹长度的关系。在某一InSb芯片断裂失效分析中,发现InSb芯片断裂起源区域的下方有一离散金点,源于蒸金工艺中的随机迸溅现象。为分析迸溅金点对InSb芯片断裂的影响,建立了包含迸溅金点的InSb IRFPAs结构分析模型,剖析了迸溅金点对InSb芯片前表面应力分布的影响;随后在应力集中点预置不同长度的初始裂纹,模拟多周期液氮冲击中应力强度因子的变化规律。 经分析后认为:应力在V型槽的槽底处达到最大值,在U型槽槽底的两端点处达到最大值,V型隔离槽的最大面内正应力大于U型隔离槽的最大面内正应力,V型隔离槽更易引起应力集中,在预置同样的线位错的前提下,包含V型隔离槽的InSb芯片更易断裂,且InSb芯片断裂位置最有可能在V型槽槽底处。InSb芯片的断裂主要源于面内正应力作用于位错线,以张开型断裂模式呈现;迸溅金点引起的应力集中随液氮冲击次数的增加而增大,这在预置裂纹长度较大时尤为凸显,一旦应力强度因子在残余应力的扰动下大于InSb芯片的断裂能,则会驱使InSb芯片中的位错成核、扩展,最终形成穿通裂纹。这些结论表明:在制备InSb IRFPAs时,应避免易形成应力集中点的结构,如V型槽的槽底,可采用U型隔离槽的方式来降低应力集中效应;在InSb晶体生产过程中,应尽量降低位错线的产生;在InSb IRFPAs生长各层结构过程中,应避免残余物的产生。这些结论能够解释批量生产中InSb IRFPAs的断裂失效规律,能够为研究探测器生产中的器件结构及残余物对器件可靠性的影响提供分析思路。

关键词： SWRCH22A冷镦钢   应力场   温度场   轧制速度   孔型优化  

摘要： 冷镦钢在通常条件下为中、低碳优质碳素结构钢和合金结构钢,由于其具有良好的塑性和韧性,通常应用于工业生产中发生大变形的加工过程中,因此针对于某线材厂的SWRCH22A冷镦钢线材轧制生产线生产的产品的表面出现折叠、裂纹现象做出分析与研究。本课题基于DEFORM的有限元模拟软件下,通过Solidworks建模软件建立轧制过程中的三维模型,并进行1/4有限元模拟模型的导入,对粗、中轧阶段下的1～14道次进行有限元模拟轧制,通过对轧制过程中的应力场、温度场、速度场进行模拟研究分析。通过对有限元模拟轧制过程中每道次不同轧制力大小分布的情况,通过模拟1010℃、1060℃、1100℃三种开轧温度下轧制力的分布情况,分析轧制过程中造成轧件表面缺陷的原因,并通过对孔型高度、宽展等参数的优化改善轧制过程中产生的不稳定现象,通过力能参数模型与优化后的数据对比确定其优化的准确性。通过对有限元轧制过程中轧件在每道次下的温度变化情况,模拟1010℃、1060℃、1100℃三种开轧温度下轧件温度的变化情况,分析影响轧件表面产生缺陷的原因,并通过已知的终轧温度,确定最优开轧温度,由温度数学模型计算的轧件在每道次的温度值与优化后的温度场对比,验证温度数学模型的可行性。通过研究轧制过程中轧件的变形情况以及轧制速度在每道次的分布,分析影响轧件表面缺陷的原因,通过对模拟轧制过程中的速度参数变化进行优化后的观察轧件变形情况并通过金属秒流量相等的原则计算出的轧制速度与实际模拟对比,验证计算方法是可靠性。本文的研究,对冷镦钢线材的实际生产过程中的最终产品的性能、轧制规程的制定和生产工艺的改进有一定的借鉴意义,对提高冷镦钢线材的生产效率和产品表面缺陷的减少具有一定意义。

关键词： DLC涂层   高熵合金   纳米孪晶   应力   摩擦   分子动力学模拟  

摘要： 非晶碳(Dimond-like carbon,DLC)涂层作为一种性能优异的固体润滑材料,已得到表面工程领域学者们的广泛认可,但其韧性差、内应力大等问题制约了该涂层在极端苛刻工况下的应用。高熵合金(High-entropy alloys,HEA)具有韧性好、层错能低等特点,近年来备受关注,能否通过掺杂具有较低层错能的CoCrFeNi高熵合金,利用高熵合金纳米晶颗粒层错作用实现DLC涂层的应力缓解,将对拓展该涂层在极端苛刻工况下的应用具有重要的意义。本论文通过对CoCrFeNi掺杂DLC涂层进行微观组织观察,在CoCrFeNi掺杂DLC涂层中发现了纳米晶颗粒的存在。试验结果表明,CoCrFeNi掺杂DLC涂层的I/I值为1.82,DLC涂层的I/I值为1.18,相比之下,CoCrFeNi掺杂DLC涂层sp含量升高。在15 N加载力作用下的摩擦试验中,发现DLC涂层的摩擦系数过大而无法测试,磨痕深度达到2.7μm,涂层产生剥离脱落。而CoCrFeNi掺杂DLC涂层摩擦系数在跑合期后稳定在0.17左右,磨痕深度仅1.2μm。同时,DLC涂层样件在冲击摩擦测试中产生了冲击孔洞磨损,而CoCrFeNi掺杂DLC涂层样件并没有产生冲击孔洞磨损。采用分子动力学模拟的方法研究了CoCrFeNi纳米晶颗粒应力缓解的作用机理。结果表明,变形过程中1/6<11-2>Shockley不全位错首先出现,相结构发生转变并伴随着纳米孪晶的产生。HEA(100)晶面位错密度在应变5.6%时达到0.495 nm。应力通过HEA产生位错滑移的形式从DLC涂层内部向HEA位错滑移部分传导,应力逐渐向位错滑移区域积累,形成应力带,应力值达到15 GPa。同时,HEA的掺杂比例越高,越有利于DLC涂层缓解应力。不同掺杂量会对DLC涂层的应力积累与内部杂化产生影响,并且在变形过程中,键角向109.471°以下与120°以上的角度变化,键角变化规律导致了sp含量的增加,而键长变化并不明显。

关键词： 激光粉末床熔融   数值模拟   工艺参数   温度场   应力场   热源替换  

摘要： 有一种激光粉末床熔融(LPBF)制备的特种马氏体不锈钢,由于其优异的性能,进入了研究者的视野,但由于热应力的影响,其LPBF制备过程和打印完成后可能会开裂翘曲等现象,导致打印缺陷甚至打印失败,其失效原因及影响因素尚不明晰;使用有限元分析的方法来研究激光粉末床熔融(LPBF)的复杂物理过程得到了增材制造研究者得广泛运用,于此同时LPBF过程温度场应力场有限元模拟存在占用大量的计算机资源及时间的问题;基于此,本文通过有限元分析软件ANSYS建立了该特种马氏体不锈钢LPBF的温度场应力场演化的数值模型,并研究了工艺参数对其温度场应力场的影响;同时,通过热源替换的方式,提高LPBF温度场应力场数值模拟的效率,减少数值模拟对计算资源及时间的占用。本研究的主要成果如下:(1)明晰了该特种不锈钢LPBF过程温度场应力场演化规律,研究了工艺参数对其温度场应力场的影响,得出了不同工艺参数对温度场应力场的影响规律,为LPBF过程残余应力的工艺调控提出了指导。(2)通过热源替换的方法,逐步用低次简单的热源方程替代了多步加载的移动高斯热源方程,实现了LPBF过程温度场应力场仿真本构方程次数的降低、减少了有限元分析的步数和步长,在温度梯度和应力分布情况相近的前提下,提高了LPBF过程温度场应力场仿真的效率。(3)从熔池形貌和残余应力两个方面对LPBF数值模拟进行了可靠性验证,实验结果中残余应力随工艺参数的变化趋势与数值模拟的趋势相同,同时,实验熔池形貌与模拟形貌形同,实验熔池尺寸与模拟熔池尺寸相差在10%以内,说明本文的数值模拟一定程度上达到了指导LPBF工艺参数的目的。

关键词： 供热   球墨铸铁管   热水管道   有限元   应力分析  

摘要： 我国集中供热已有70年发展历程,从分散供热逐步走向集中供热,截止2020年底供热管网的长度达到五十多万公里,其中绝大部分为直埋敷设,目前供热直埋管道主要采用钢管进行热水的输送,经过多年的使用,发现钢管网主要存在两个缺点:一是焊接施工效率低,焊接质量受工人水平和天气影响;二是易腐蚀,寿命短,有些管网寿命只有十几年。成功应用于给水系统的球墨铸铁管由于球墨铸铁的耐腐蚀性以及承插连接的方式,弥补了钢制供热管网的两个缺点,但球墨铸铁管用于直埋热水供热管网系统,目前还没有成熟的计算体系。 对于供热直埋球墨铸铁热水管道来说有三个关键点,一是随着温度和内压的变化,管道的弯头、三通和固定墩处工作管焊接肋片的位置会经过多次循环塑形变形,当管道局部位移过大时会导致管道失稳,且应力计算没有成型的计算方法,手动计算困难;二是直管段易发生屈曲破坏;三是柔性承插连接密封圈的安全。 本研究采用ANSYS Workbench有限元分析软件对供热直埋球墨铸铁热水管道以上三个关键点进行了模拟分析。建立管-土三维模型,根据实际情况进行边界条件设定,对弯头、三通和工作管焊接肋片的位置应力分布情况及变化规律进行数值模拟;对直管段进行了特征值屈曲分析;选取承口、密封圈和插口三个管件做为装配体对O型密封圈进行应力及变形模拟。分析结论如下: (1)弯曲半径不变而壁厚增加时,弯头的峰值应力基本不变;壁厚不变而弯曲半径增加时,弯头峰值应力降低,可通过线性化应力法判定产生的峰值应力是否会使弯头结构破坏。 (2)对主管直径DN300～800的三通分析结果表明:峰值应力最大值出现在主管与支管内壁侧腹部区域,且支管尺寸越大峰值应力越大,增大过渡半径可降低因峰值应力过大导致三通失稳;因此,三通管件设计中,三通支管尺寸较大时,应增加过渡半径。 (3)对固定墩处焊接了肋片和翼环的工作管分析表明:由内压及温差产生的最大应力位于工作管内壁,呈波浪状;为了肋片不失稳,应增加肋片长度及厚度。 (4)采用锚固段特征值屈曲结果作为球墨铸铁热水管非线性屈曲的初始缺陷,对管道进行非线性屈曲分析,结果表明:当壁厚一定时,临界屈曲载荷会随初始缺陷增加而降低,且随着初始缺陷增加,临界屈曲载荷下降速率增大。当初始缺陷一定时,临界屈曲载荷随壁厚增大而增加。工程设计过程中可根据管道所受载荷计算管道初始缺陷,根据初始缺陷选择合适的管道壁厚。 (5)供热直埋球墨铸铁管柔性连接密封圈的过盈量可增加密封圈应力应变、摩擦应力和密封压力,随着管径的增大,密封圈应力应变、摩擦应力和密封压力会降低,因此,对于大管径管道,应增加密封圈的过盈量。

关键词： 多孔泡沫金属   钨极氩弧焊   温度场   应力场   力学性能  

摘要： 在科学技术不断进步的今天,传统的工程材料已无法满足人类对结构功能材料的要求,而泡沫铝的出现则为人们提供了一条新的道路。目前,在航空工业、机械制造业、轨道交通和生物医药等众多领域,都有大量的使用。但是大面积的泡沫铝板直接制备较为困难,因此,对泡沫铝焊接工艺的研究具有十分重要的意义。本文以尺寸为100 mm×100 mm×20 mm的闭孔泡沫铝为研究对象,对板材之间的钨极氩弧焊焊接过程分析。为了使模拟结果更加贴近实际焊接情况,应用ANSYS有限元模拟软件施加移动高斯热源,在得出温度场计算结果后采用间接法对应力场进行求解,并对泡沫铝焊接接头力学性能的有限元结果进行模拟分析。主要内容如下:(1)提出了闭孔泡沫铝几何建模的假设。利用犀牛软件环境下运行的Grasshopper插件创建三维Voronoi几何模型,并在此基础上近似得到闭孔泡沫铝球体模型。(2)通过观察对比实际实验与模拟仿真获得的焊接接头宏观形貌和横截面,分析随着焊接电流的增大和有无AlSi焊丝中间层的填充,闭孔泡沫铝焊接熔池的熔深和熔宽变化规律,以及焊缝的成形效果。(3)通过观察不同电流参数下的温度场云图以及热循环变化曲线,分析随着焊接电流的增大和有无AlSi焊丝中间层的填充,闭孔泡沫铝焊接过程中熔池最高温度变化规律,以及焊件上各温度节点的变化情况。通过观察不同电流参数下的应力场云图以及应力变化曲线,分析随着焊接电流的增大和有无AlSi焊丝中间层的填充,闭孔泡沫铝焊接过程中等效应力变化规律。同时,对平行焊缝和垂直焊缝两条路径不同方向上的纵向应力和横向应力进行分析。(4)通过观察不同电流参数下的三点弯曲模拟过程以及弯曲强度-挠度曲线,分析随着电流参数的增大和有无AlSi焊丝中间层的填充,闭孔泡沫铝焊接接头的抗弯强度变化以及应力分布情况。同时,对焊接接头的失效形式进行分析。通过观察不同电流参数下的准静态压缩模拟过程以及应力-应变曲线,分析随着电流参数的增大和有无AlSi焊丝中间层的填充,闭孔泡沫铝焊接接头的压缩强度变化以及应力变化规律。

关键词： 氧化铪   厚度   裂纹   应力   铁电薄膜  

摘要： 近年来,由于全球数据量的爆炸式增长,人们迫切地希望高性能的优秀逻辑器件、存储芯片以及光电子器件的问世。氧化铪基铁电薄膜是一种新型铁电材料,其制备工艺可以与硅工艺平台完全兼容,并且拥有良好的铁电性质和尺寸可塑性,为高性能、低功耗、优良耐久性的电子器件的研发带来新的希望。普遍认为,氧化铪基铁电薄膜的铁电性能来自于其在室温下处于亚稳态的正交铁电相,而元素掺杂、表面能效应、应力工程、薄膜厚度等因素,可以对氧化铪基铁电薄膜的性能产生显著影响。其中厚度效应是氧化铪基铁电薄膜性能最重要的影响因素之一。因此,本文探究了多种厚度的铈掺杂氧化铪铁电薄膜的厚度效应,并制备了基于铈掺杂氧化铪铁电薄膜的MFISFET,探究其存储性能。本文开展了如下工作: （1）采用溶胶-凝胶法制备不同厚度（150 nm、301 nm、390 nm、608 nm）的铈掺杂氧化铪铁电薄膜,探究薄膜的厚度效应。通过对薄膜的形貌、组分和性能进行表征,发现薄膜厚度增加有利于铈掺杂氧化铪铁电薄膜中铁电性能与介电性能的提升。这是由于薄膜的厚度较薄的时候,界面死层、基底应力及内部晶界、缺陷的存在导致漏电流密度增加,耐久性降低。这严重影响了铈掺杂氧化铪铁电薄膜铁电相的形成与稳定。随着薄膜厚度的增加,应力状态,界面死层以及缺陷分布得以改善因而薄膜的铁电性能、介电性能都得到明显提高。 （2）研究了裂纹对铁电薄膜性能的影响。研究中发现,薄膜厚度达到一定程度后,薄膜会产生规则的裂纹。与无裂纹薄膜的性能进行对比,发现适当的裂纹数量可以在保持薄膜极小漏电流密度的前提下,使薄膜的铁电极化增加。其剩余极化值与无裂纹薄膜的铁电性能相比可获得较大的提升（最大2Pr值可达到约88.6μC/cm2）。此外,研究发现薄膜裂纹密度越高的区域,其铁电性能更好,其原因可能与薄膜内应力的充分释放有关。 （3）探索了高性能铈掺杂氧化铪铁电薄膜在存储器件中的应用。根据上述研究结果选取适当厚度的薄膜制备基于铈掺杂氧化铪铁电薄膜的Mo S2-MFISFET。为并对其存储性能进行测试分析。发现该MFISFET器件具有良好的栅控能力,开关比约为10～4,载流子迁移率2.61 cm2/V·s,亚阈值摆幅为742 m V/dec,器件的写入/擦除之间的电流开关比在1000 s内可以保持在10～2以上,具有良好的非易失性。本研究为高性能铁电薄膜和器件的研制提供了新的思路。