[發明專利]基于非平衡直流電弧等離子體的晶體結構編輯方法

在審

• 申請號: 201810530892.4
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108763856A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 胡松;池寰瀛;李寒劍;向軍;蘇勝;汪一;許凱;何立模;徐俊;韓亨達
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 樊戎

本發明公開了一種基于非平衡直流電弧等離子體的晶體結構編輯方法，包括1)主流程：1.1)判斷所編輯物質是否存在于經由建立運行參數流程建立的運行參數數據庫中，如果是則調用其中的運行參數，否則轉入建立運行參數流程；1.2)依據調用的運行參數進行直流電弧等離子體處理；1.3)對處理后所編輯物質的晶體結構進行測量，判斷是否為目標晶體結構，如果是則輸出產品；2)建立運行參數流程：2.1)預實驗；2.2)確定主調控運行參數；2.3)進行驗證實驗，得到對應不同主調控運行參數的晶體結構數據；2.4)將運行參數數據錄入運行參數數據庫中。該方法利用直流電弧對晶體結構進行編輯，具有編輯效率高、穩定可靠、適應性好的優點。

技術領域

本發明涉及一種晶體結構編輯方法，特別是指一種基于非平衡直流電弧等離子體的晶體結構編輯方法。

背景技術

自然界存在的固態物質可分為晶體和非晶體兩大類，固態的金屬與合金大都是晶體。晶體與非晶體的最本質差別在于組成晶體的原子、離子、分子等質點是規則排列的，而非晶體中這些質點除與其最相近外，基本上無規則地堆積在一起。晶體結構是決定固態金屬的物理、化學和力學性能的基本因素之一。

晶體結構即晶體的微觀結構，是指晶體中實際質點(原子、離子或分子)的具體排列情況。在實際應用和科學研究中，晶體結構是極其重要的物性特征之一，通常由X射線衍射圖譜(XRD)相關數據進行表征，包含晶態以及供參考的晶胞信息。然而至今為止，晶體結構的改變在很大程度上仍然依靠溫度和壓力這兩種方法，耗能、費時的同時也很難做到對晶體結構有效的編輯。在本發明中，晶體結構編輯，包括晶體類型的改變和各晶體類型比例的調整。

在現代科學研究和生產實踐過程中，對晶體結構影響的細致研究以及工業生產中快速、低耗、量產的需求，使得能在低溫常壓下進行的高效晶體結構編輯成為亟待攻克的技術關鍵。

等離子體態作為固、液、氣以外的第四態因其特殊的物性特征收到了廣泛的應用。等離子體中，電子和重粒子(離子、分子和原子)間能量傳遞的速率與碰撞頻率(單位時間內碰撞的次數)成正比。在稠密氣體中，碰撞頻繁，兩類粒子的平均動能(即溫度)很容易達到平衡，因此電子溫度和氣體溫度大致相等，這是氣壓在一個大氣壓以上時的通常情況，一般稱為熱等離子體或平衡等離子體。在低氣壓條件下，碰撞很少，電子從電場得到的能量不容易傳給重粒子，此時電子溫度高于氣體溫度，通常稱為冷等離子體或非平衡等離子體。非平衡直流電弧等離子體因結構簡單、適用性強、造價便宜等逐漸受到關注。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠精確可控地編輯晶體結構的基于非平衡直流電弧等離子體的晶體結構編輯方法。

為實現上述目的，本發明所提供的基于非平衡直流電弧等離子體的晶體結構編輯方法，包括1)主流程和2)建立運行參數流程；其中，主流程具體包括如下步驟：

1.1)判斷所編輯物質是否存在于經由建立運行參數流程建立的運行參數數據庫中，如果是則調用運行參數數據庫中的運行參數，否則轉入建立運行參數流程中建立該物質的運行參數數據后返回主流程；

1.2)依據調用的運行參數數據調整直流電弧等離子體處理裝置，對所編輯物質進行直流電弧等離子體處理；

1.3)直流電弧等離子體處理完成后，對處理后所編輯物質的晶體結構進行測量，判斷是否為目標晶體結構，如果是則輸出產品。

建立運行參數流程具體包括如下步驟：

2.1)預實驗：選擇等離子體處理裝置的多個運行參數，對待建立數據物質進行預實驗，預實驗包括多個子實驗，每個子實驗選擇一組運行參數進行直流電弧等離子體處理，并對獲得的晶體結構進行測量；

2.2)確定主調控運行參數：對比各個子實驗的測量結果，評價各運行參數對晶體結構的影響，選取出對待建立數據物質晶體結構影響最顯著的運行參數，作為其晶體結構編輯中的主調控運行參數；同時擇優選擇其它運行參數；