为了掌握Ⅲ族氮化物微观结构对热力学性能的影响规律, 进而为超高功率器件的设计提供数据支持, 本文借助第一性原理计算软件CASTEP, 对半导体AlxGa1-xN不同合金结构及其热性能进行了系统研究。结构优化和数据分析后发现, AlxGa1-xN的晶格常数、平均键长和晶格热容值随Al组分值x(原子数分数)增大而线性减小。热力学性质计算结果表明, 在GaN中引入Al组分会在频率带隙中引入杂质模, 随着Al组分浓度的增加杂质模变宽并进入低频段, 在低频段顶部频率随Al组分增大而线性升高, 在12.5%以上低频段顶部频率均大于 (1/2)A1(LO)。温度从300 K到700 K变化时, 合金热容随温度变化关系结果证明, 在确定温度时, AlxGa1-xN合金热容随Al组分增大而线性减小。本文的研究为以AlxGa1-xN为代表的Ⅲ族氮化物半导体高功率器件设计提供了一定的设计参考。

冰川对气候变化极为敏感, 其变化对区域气候、 生态及水资源等有重要影响。 对于高原山地区域而言, 使用遥感数据开展冰川变化研究时, 影像经常会有较大面积的山体阴影。 阴影使地物目标反映的信息量有所损失或受到干扰, 在遥感影像数据上难以判读。 因此, 基于遥感影像的山体阴影区冰川识别成为一个技术难点。 选择青藏高原上的大型山地冰川群为实验区, 基于Landsat 8 OLI影像数据, 分析了山体阴影区冰川与非冰川的波段反射特征, 结果表明由于阴影区直射光被遮挡, 波长较短的蓝光波段因具有更高的散射强度, 是阴影区冰川识别的优势波段; 长波波段在阴影区无论是冰川还是非冰川区域反射率都很低, 难以区分。 在此基础上提出针对山体阴影区冰川信息提取的增强指数算法, 并与常规的冰川信息提取方法进行效果对比, 结果表明增强指数方法得到的直方图分割阈值更为明显。 从冰川信息提取结果来看, 无论是空间分布还是面积误差比例, 采用优势波段的增强指数法效果最好。 在高原山地区域进行大规模冰川提取时, 采用所提出的山体阴影区冰川信息增强指数算法, 有助于提高整体工作效率。

采用激光拉曼光谱仪和扫描电子显微镜对以C2H2+H2和C2H2+C3H8+Ar为反应气体, 通过直流加热化学气相沉积工艺在SiC纤维表面制备的碳涂层的微观结构及断口形貌进行了研究。 结果表明, 两种碳涂层的拉曼光谱中1 350, 1 400～1 500和1 600 cm-1附近均观察到D, D”和G特征峰的存在。 碳涂层具有类似石墨的片层结构, 结构中微晶的排列显示出一定的无序性, 并含有少量非晶态碳。 随着沉积温度的升高, 微晶尺寸有所增加, 结构中的均匀性和有序度也得到改善。 断口观察发现, 采用C2H2+H2制备的碳涂层平整、 致密; 而由C2H2+C3H8+Ar得到的碳涂层呈曲折的层片状。 分析表明, 这主要与结构中的有序度和均匀性有关。

采用激光拉曼光谱对单根CVD-SiC纤维进行了研究， 并与SiCf/Ti-6Al-4V复合材料中SiC纤维的拉曼光谱进行对比分析。 发现SiC纤维的第一沉积层的TO峰峰形尖锐， 表明SiC晶粒较大， 第二沉积层的晶粒较小， 在二个沉积层中分别检测到碳和硅的拉曼峰。 在复合材料中， SiC纤维的TO峰向高波数偏移， 表明复合材料在制备过程中， 因SiC与基体钛合金的热膨胀系数不同而使纤维受到热残余压应力的作用。 通过计算得到复合材料中纤维的热残余应力平均值为318 MPa， 第一沉积层所受平均应力为436MPa， 远高于第二沉积层。