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研究生: 曾信富
Hsin-Fu Tseng
論文名稱: 微波加熱處理與材料特性分析
Microwave Heating Process and Material Properties Analysis
指導教授: 張存續
Tsun-Hsu Chang
朱國瑞
Kwo-Ray Chu
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 理學院 - 物理學系
Department of Physics
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 59
中文關鍵詞: 微波加熱開放式共振腔PZTaSi
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  • 本篇論文主要利用電熱管預熱方式增加低介電損耗材料對微波的吸收
    能力,也利用摻雜吸波材料活性碳或是塗抹石墨的間接加熱方式來處
    理壓電材料PZT或非晶矽薄膜,使用電熱管預熱也可以了解微波吸收
    在加熱過程中所佔的比重。使用的作用腔體有35GHz Quasi Optical
    開放式共振腔與2.45GHz半橢圓單模共振腔。以2.45GHz微波,613℃
    、20分鐘燒結處理摻雜活性碳PZT,厚度30um,基板不□鋼,介電常
    數為3245@1kHz,介電損耗1.71@1kHz,矯頑電場20.1kV/cm,殘留極
    化18.2uC/cm2。50nm非晶矽的退火處理,使用35GHz QO開放式共振腔
    ,功率65W,加熱時間4秒,搭配石墨的間接加熱,可快速的將非晶矽
    轉換為多晶矽。


    第一章 緒論 1.1 前言 1 1.2 微波加熱的優點 2 1.3 微波加熱的挑戰性 3 1.4 研究動機 4 第二章 微波加熱腔體的理論與模擬 2.1 高斯光束理論 5 2.1.1 近軸波方程 5 2.1.2 近軸波方程的解 6 2.1.3 高斯球面波 6 2.1.4 高斯光束的電磁場 8 2.1.5 縱向與徑向相位項的討論 9 2.2 HFSS 模擬Quasi Optical 10 2.3 微波加熱的熱傳影響 10 2.3.1 穩態一維熱傳導 11 2.3.2 一維熱傳導邊界條件 13 2.4 熱傳模擬計算 16 第三章 材料理論與材料簡介 3.1 燒結理論 17 3.1.1 燒結原理簡介 17 3.1.2 燒結參數定義 17 3.1.3 燒結的傳遞機構 18 3.1.4 固態燒結理論的階段性 19 3.2 球磨原理 21 3.3 PZT 的特性簡介 22 3.3.1 PZT 簡介 22 3.3.2 PZT 的壓電效應(piezoelectric effect) 22 3.3.3 PZT 的鐵電性(ferroelectricty) 23 3.3.4 電滯曲線(ferroelectric hysteresis) 24 3.3.5 PZT 的特性比較 25 3.3.6 PZT 的燒綠石相(pyrochlore phase) 26 3.4 非晶矽與多晶矽材料簡介 27 3.4.1 非晶矽在面板產業上的應用 27 3.4.2 非晶矽微波加熱處理 28 第四章 材料製程、實驗設置與腔體改良設計 4.1 PZT 製程 30 4.2 QO 系統線路架設 33 4.3 腔體的改良設計 40 4.3.1 半橢圓腔的預熱系統 40 4.3.2 Quasi Optical 開放式共振腔的預熱系統 42 第五章 實驗結果 5.1 PZT 微波加熱處理 44 5.1.1 預熱溫度對PZT 吸波能力的影響 44 5.1.2 SEM 45 5.1.3 介電係數量測 46 5.1.4 鐵電特性量測 46 5.2 非晶矽薄膜間接加熱處理 48 5.2.1 Quasi Optical 開放式共振腔加熱處理 48 5.2.2 行波加熱處理 50 5.2.3 橢圓腔體加熱處理 52 5.3 非晶矽厚膜直接加熱處理 54 第六章 結論與展望 57 參考文獻 58

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