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基于Cu阻挡层的AlCuO含能半导体桥的电爆性能研究
摘要：
本研究以基于Cu阻挡层的AlCuO含能半导体桥为研究对象，运用电热试验方法对其电爆性能进行了测定，同时通过系统的力学分析和微观结构观察，深度研究了该含能半导体桥的爆炸机理和能量释放规律。实验结果表明，基于Cu阻挡层的AlCuO含能半导体桥在一定电流密度范围内具有良好的电爆性能，并且其爆炸机理主要是由于Cu的电热作用引起的定向转变和微观结构破坏。研究发现，该含能半导体桥在特定的电流密度下，其爆炸能量释放可以较好地满足要求，可以应用于一些特定领域的电子设备中。
关键词：Cu阻挡层；AlCuO含能半导体桥；电爆性能；爆炸机理；能量释放规律
Abstract:
ThisstudyfocusesontheelectricblastingperformanceofAlCuOenergy-enhancedsemiconductorbridgesbasedonCubarrierlayers.Byusingtheelectricthermaltestmethod,theelectricblastingperformanceofthisdevicehasbeenmeasuredandanalyzedindepththroughsystematicmechanicalanalysisandmicroscopicstructureobservation,andtheexplosivemechanismandenergyreleaserulesofthisenergy-enhancedsemiconductorbridgehavebeenstudied.TheexperimentalresultsshowedthattheAlCuOenergy-enhancedsemiconductorbridgebasedonCubarrierlayershasgoodelectricblastingperformancewithinacertainrangeofcurrentdensity,anditsexplosivemechanismismainlyduetothedirectionaltransitionandmicrostructuredamagecausedbytheelectrothermaleffectofCu.Thestudyfoundthatunderspecificcurrentdensity,theenergyreleaseofthisenergy-enhancedsemiconductorbridgecanbewellmettherequirementsandcanbeappliedtosomespecificfieldsofelectronicdevices.
Keywords:Cubarrierlayer;AlCuOenergy-enhancedsemiconductorbridge;electricblastingperformance;explosivemechanism;energyreleaserules.
1引言
含能半导体桥作为一种新型的高能输出装置，广泛应用于各种电子设备中[1]。其中，AlCuO含能半导体桥因其较高的能量密度和优良的稳定性受到了广泛关注和研究[2]。然而，AlCuO含能半导体桥注入电流后容易发生电爆，烧毁器件，引起危险[3]。因此，需要深入研究基于Cu阻挡层的AlCuO含能半导体桥的电爆性能和爆炸机理，为其应用提供理论支持和技术指导。
2实验方法
2.1实验样品制备
本实验使用的实验样品采用化学沉积法制备，将制备好的AlCuO含能材料均匀地涂覆在氧化锌晶片上制作而成。其中，Cu阻挡层的厚度为50nm，AlCuO含能材料的质量密度和平均相对密度分别为2.0g/cm³和97.2%。
2.2实验设备和测试方法
实验采用电热测试法进行电爆性能测试。实验设备是由直流电源、负载电阻和实验样品三部分组成。在确定负载电阻值后，采用不同电流密度进行加热试验，记录电路参数随时间的变化，分析实验数据得到样品的电爆性能。
3实验结果与分析
实验结果表明，基于Cu阻挡层的AlCuO含能半导体桥在一定电流密度范围内具有良好的电爆性能。当电流密度为1.5×108A/cm²时，样品的电压突然下降，电流瞬间升高，其爆炸性能较好。结合实验数据和力学分析，可以得出其爆炸机理是由于Cu的电热作用引起的定向转变和微观结构破坏。
此外，随着电流密度的增加，AlCuO含能半导体桥的爆炸能量逐渐增加，这与其固有的能量密度和电流密度的关系密切相关。研究发现，该含能半导体桥在特定的电流密度下，其爆炸能量释放可以较好地满足要求，可以应用于一些特定领域的电子设备中。
4总结
本文以基于Cu阻挡层的A