Articles techniques et présentations

大直径区熔法（FZ）硅单晶（尤其是8英寸单晶）是制造绝缘栅双极晶体管（IGBT）和快恢复二极管（FRD）等高压器件的关键材料，但其生产受限于脊状断裂缺陷导致的晶体生长成品率低下。本研究以量产型8英寸(100)晶向与5英寸(111)晶向单晶为对象（后者用于研究体缺陷传播），探究8英寸区熔法硅单晶中夹杂物诱导的脊状断裂机制。通过扫描电子显微镜、能谱分析和机械化学抛光技术，我们识别出两种失效机制：表面源碳夹杂物（可能源自初始加热阶段石墨件磨损产生的碳化硅颗粒）会诱发孪晶形成，而体源微晶硅夹杂物则引发位错和裂纹。此外，我们建立了基于COMSOL的多物理场耦合数值模型 ... En savoir plus

基于COMSOL的太赫兹光电导天线（Photoconductive Antenna，PCA）仿真研究主要分为二维模型和三维模型。二维模型存在准确性不足、无法研究辐射空间取向等局限；三维模型则需要消耗大量计算资源，对于参数优化研究可行性较低。针对此问题，本工作利用COMSOL半导体模块构建二维条件下光电导器件的光响应及光电流激发的物理模型，进一步构建三维空间太赫兹波激励与传播的物理模型，天线表面电流及太赫兹波的传播如图1所示。图2展示的是基于H型偶极子天线结构的三维远场辐射示意图。基于此模型 ... En savoir plus

本研究专注于设计一款用于将光线高效耦合至石英棒进行导光的菲涅尔透镜。该透镜核心特点是具备极宽的光谱范围（200nm-1200nm）和超广视场角（165°），可以最大限度地收集和导入光线。研究的难点在于如何在如此宽的光谱和极大的入射角范围内，优化透镜结构以及石英棒尺寸，形状来实现最高的导光效率，所以设计的首要目标是最大化进入石英棒的光通量，并保证石英棒有较高的导光效率。 利用COMSOL的射线光学模块构建了包含菲涅尔透镜和石英棒的完整导光系统模型。通过追踪大量从不同角度入射、不同波长的光线，软件能够精确统计最终被捕获并引导至石英棒的光线比例，从而直接量化透镜的集光性能 ... En savoir plus

寒冷天气下，储罐中的液态苯酚可能因为温度降低而结冰（固化）。管道或阀门处的苯酚固化会造成化工生产中严重的安全隐患。当苯酚流动不畅会造成，化工装置因缺少物料而停车，给企业带来严重的经济损失。因此，评估储罐在寒冷天气下，何时苯酚会发生凝结，以及凝结的程度（厚度）和位置，对提升罐区的安全性能具有重要的工程价值。 设计部门需要从两个方面考虑：一个是苯酚加热的热水或蒸汽管道的直径。另一个是苯酚储罐外部的保温层厚度。在设计和建造苯酚储罐之前，希望对储罐工作状态进行数值模拟，从而为最终的工程设计提供参考。 考虑到苯酚密度，粘度和导热系数等因为温度而变化 ... En savoir plus

在干法刻蚀工艺中，刻蚀腔室内部可能存在带电尘埃颗粒，研究带电微粒在等离子体中的行为，以及带电微粒对等离子体的影响具有一定的实用价值。本研究引入层流、等离子体时间周期和流体流动颗粒追踪物理场，研究得出带负电的尘埃颗粒在RF等离子体中被限制在RF电极上方的等离子体鞘层区域，这与J. Beckers et.al研究的一致。 En savoir plus

高温工况下管壳式换热器的换热性能显著衰减，液膜增厚与表面张力削弱导致传热效率降低，严重制约高温热泵系统的发展。为揭示高温冷凝条件下的流动与传热机制，本文基于 COMSOL Multiphysics 6.2 建立了光管、毛细芯管和翅片管三类换热管模型，利用有限元法与计算流体力学（CFD）方法，开展多物理场耦合仿真。模型中引入 L-VEL 湍流模型与 Brinkman 多孔介质模型，并通过网格无关性验证与参数化分析，确保计算结果的准确性与普适性。 结果表明：光管存在明显的速度和压强梯度，但边界层厚、热阻大，换热效果有限；毛细芯结构均化了温度场，降低流动阻力并促进相变 ... En savoir plus

网罩是广泛应用于扬声器产品的重要声学部件，它起到保护、防尘和美观等作用，但不可避免地会对扬声器声场产生影响。基于穿孔板理论给出了网罩声阻抗计算公式，并分析了网罩孔隙率和厚度等对网罩声阻抗的影响。以一款1.5英寸高音扬声器为对象，采用COMSOL Multiphysics软件的“压力声学，频域”物理场接口建立了带网罩扬声器声场的数值仿真模型，并研究了网罩厚度、高度和孔隙率对扬声器声压级频响曲线的影响。采用3D打印机制作了多个不同厚度、高度和孔隙率的网罩，并测量了高音扬声器在不同网罩下的声压级频响曲线。仿真结果和测量结果一致，研究结果表明：1 ... En savoir plus

研究聚焦声波传播规律与特殊声学效应探索，COMSOL 的声学模块及多物理场耦合能力成为机理验证与现象模拟的核心工具，其使用深度紧扣声波与介质的相互作用研究。研究内容上，核心方向包括声学超材料设计与能带调控，如构建二维正方点阵结构，通过仿真计算布里渊区高对称点，分析弹性波带隙特性以实现声波调控；微尺度声学研究中，常模拟声镊的声辐射力与声流效应，探索微粒操控机制；还涉及复杂场景声学分析，如耳道声学特性建模、扬声器辐射方向图仿真等。部分研究聚焦非线性声学，通过瞬态分析捕捉声波畸变过程。使用中，研究生主要依赖压力声学接口，结合完美匹配层设置抑制边界反射，确保远场传播仿真精度 ... En savoir plus

万物互联和智能工业化发展为射频集成电路器件和光 MEMS 微纳结构器件的高密度异质集成带来了全新的发展机遇，构建逼近物理真实的建模和工程 EDA 难度很大，但对芯片高质量工艺和性能的发展至关重要。传统的射频系统内部的高密度异质集成的多物理场电磁－力－热往往是弱耦合效应，两两之间是单向耦合作用。但是随着集成系统不停的小型化需求，这就对器件微型化提出更高的要求，需要进行新材料、新器件和新机理的研究。本报告将以具体微纳尺度射频 MEMS 器件为例，讨论微波集成电路新型器件 BAW 滤波器、乃至磁电天线芯片内部的电磁、微磁、力、热强相互耦合效应，以及 BAW ... En savoir plus

在“双碳”目标驱动下，中国新能源汽车产业跃居世界制造强国行列。相较于燃油车，新能源汽车更加关注舱内声场分布的均匀性以及驾乘人员的舒适性。但因车载扬声器数量多、耦合复杂、调控难度大，音质提升遭遇瓶颈。受法规与车身结构限制，行业取消A柱高音单元，改用中置方案。然而高音单元指向性强、辐射角小，导致主副驾区域覆盖不足，声场分布不均，显著削弱听感与整车音质。研发新型声场调控材料或结构对我国新能源汽车发展具有重大战略意义。超构散射体技术通过分形边界设计与相位调控优化声波散射，解决中置高音覆盖难题。该结构使高音频段指向性更优，大大提高了驾驶室舱内声场的均匀性，有效地改善了主（副 ... En savoir plus