3。3  薄膜的调制周期对含能半导体桥tc、Ec的影响 18

3。4  薄膜的调制比对含能半导体桥tc、Ec的影响 19

3。5  电爆时间和电爆消耗能量 20

3。6  调制周期与调制比对Al/MoO3含能半导体桥电爆输出的影响 22

3。7  本章小结 26

结  论 28

致  谢 30

参 考 文 献 31

1  引言

1。1  研究背景

科学技术的日益发展使得现今火工品工作时受到的电磁干扰愈发严重，半导体桥火工品(SCB)以其高安全性、高瞬发度以及能与数字电子技术相结合等优点，成为了满足火工品发火精确性、抗静电、抗电磁辐射等高要求的理想火工产品[1]。然而随着微纳火工器件的发展，半导体桥面临着小型化以后点火能力不足的问题。因此，半导体桥火工品也由最初的多晶硅半导体桥发展为金属式半导体桥，再发展到最近的复合式半导体桥，其换能性能不断提高。由于复合式半导体桥利用纳米含能复合薄膜或金属间的化学反应放热，极大地提高了半导体桥的点火能力，成为了近期的研究重点。

含能复合薄膜是一种层状结构的纳米薄膜形式的含能材料，通常是指由纳米氧化剂薄膜和纳米还原剂薄膜交替沉积得到的多层薄膜状含能反应体系，如图1。1所示。 论文网

图1。1 含能薄膜示意图

在半导体桥上集成含能薄膜，利用薄膜材料反应释放的热量及反应生成的大量灼热固体产物来提火工品的能量输出、增加发火时火花的溅射威力，从而提高换能元的点火能力[2]。所以对于微型半导体点火能力不足的问题，含能复合半导体桥具有燃烧产物多，火焰面积大，且相比于单纯等离子体作用，燃烧时间更长等优点，能够有效地改善半导体桥的点火性能。用磁控溅射法来制造含能复合薄膜，每一层沉积的厚度都可被精确地控制在从几纳米到几百纳米的范围内以调节含能层的反应性能。因为沉积是在高真空度的条件下进行的，其纯度也特别高，所得的薄膜分层均匀且反应物交界面接触紧密，这是任何机械加工技术都做不到的。另外，磁控溅射法使得纳米复合薄膜能够直接在电子器件上集成，避免了对危险反应物或反应性纳米粉末的操作，使这样制备出来的薄膜被称为“芯片上的纳米含能材料”[3,4]，有利于集成到微型火工品上。

如图1。1所示，含能复合薄膜是按一定的厚度，周期性、交替沉积制备而成的薄膜材料[5,6]，单层铝膜与单层氧化物膜厚度之和为一个调制周期，单层铝膜与单层氧化物膜厚度之比为调制比，调制周期反映了复合薄膜混合的精密程度，调制比反映了两种反应物的化学计量比。为了进一步满足半导体桥火工品高质量点火的要求，可以研究金属薄膜不同的厚度、调制周期和调制比等不同工艺参数下含能复合薄膜与微型半导体桥点火性能的匹配关系，来揭示微型含能复合半导体桥的电爆换能规律。并结合MEMS的集成封装工艺，探索微爆炸阵列、含能器件系统集成的新方法来实现点火装置的小型化。

1。2  国内外研究进展

1。3  本文研究的主要内容

本文主要内容是制备调制周期和调制比不同的Al/MoO3复合薄膜，并基于MEMS方法制备Al/MoO3含能半导体桥并通过与普通半导体桥电爆性能对比分析，研究Al/MoO3薄膜调制周期和调制比对含能半导体桥电爆性能的影响规律。具体研究内容如下：