2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、本論文主要通過研究激光作用下GaN的溫度場分布情況來研究如何提高激光剝離效率。結(jié)合一維熱傳導(dǎo)模型和GaN受熱分解過程在理論上分析了激光剝離時GaN的溫度場分布情況以及影響激光剝離效率的參數(shù),并利用COMSOL軟件建立二維模型分析了激光作用下GaN的溫度場分布,以此為指導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),細(xì)致地研究了不同條件下的激光剝離情況。所獲得的的主要成果如下:
  (1)通過分析一維熱傳導(dǎo)模型和GaN分解的熱力學(xué)過程,發(fā)現(xiàn)在激光剝離過程中,襯底溫度、

2、激光能量密度、脈沖寬度和脈沖頻率對GaN內(nèi)溫度場分布有著重要的影響,而環(huán)境氣壓則通過影響GaN分解溫度而影響剝離情況。通過GaN的分解溫度定義了剝離GaN的閾值能量密度,得知了對GaN進(jìn)行預(yù)加熱和降低環(huán)境壓強(qiáng)均可以降低閾值能量密度,提高激光剝離的速率,并獲知常壓常溫下、常壓高溫下和低壓常溫下激光剝離GaN的閾值能量密度,分別是340mJ/cm2、322 mJ/cm2和237mJ/cm2。
  (2)利用COMSOL模擬軟件建立二維

3、模型,分別分析了均勻熱源和高斯熱源作用下GaN內(nèi)的溫度場分布情況,發(fā)現(xiàn)在熱源邊沿區(qū)域沿寬度方向存在溫度驟降現(xiàn)象,并且通過對比發(fā)現(xiàn)高斯熱源下溫度下降得更為平緩。溫度分布梯度過大會帶來很大的熱應(yīng)變,從而使GaN發(fā)生碎裂,這可為實(shí)驗(yàn)中觀察到的GaN易碎現(xiàn)象提供參考。
  (3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)得知將GaN樣品預(yù)加熱到70℃再進(jìn)行激光剝離,激光剝離的閾值能量密度下降了25 mJ/cm2,從實(shí)驗(yàn)上證明了加熱襯底能夠有效降低激光剝離的閾值能量密度,提

4、高剝離速率和剝離質(zhì)量。而在研究環(huán)境壓強(qiáng)對GaN激光剝離效果的影響時,為了確保N2能夠及時有效地逸出,提出從GaN一面進(jìn)行激光輻照的實(shí)驗(yàn)方案,一方面以GaN分解情況類比樣品剝離情況,獲得了低壓下GaN分解的閾值能量密度降低了27 mJ/cm2的結(jié)論;同時設(shè)計(jì)多脈沖激光作用以研究低壓和常壓下GaN的分解深度實(shí)驗(yàn),得知相比常壓環(huán)境,低壓下GaN分解深度在脈沖次數(shù)為10次、20次、30次時分別增加了10.2%、19.0%、24.3%,實(shí)驗(yàn)結(jié)合理

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