南华大学科研成果入选第八届中国科协优秀科技论文

刘阳段凌峰新湖南客户端 2023-11-22 12:30:26

近日，由中国科协组织开展的第八届优秀科技论文遴选计划结果揭晓，南华大学机械工程学院郭剑联合西南交通大学钱林茂教授团队于2022年7月在Friction（卓越行动计划领军期刊）发表的论文入选第八届中国科协优秀科技论文。

本论文归属制造业与材料学科集群，来自本集群的9大学科专家共推荐论文684篇，经529名评审专家网上评议和21名专家组成的终审评审专家委员会现场评审，最终评选出22篇优秀论文。另外，本论文也是2 023 年度摩擦学研究领域唯一的获奖论文。

图1 第八届中国科协优秀科技论文遴选计划入选论文名单

化学机械抛光（CMP）是获得原子/近原子级平整度GaN衬底的先决条件。由于缺乏对GaN晶体机械－化学耦合微观去除机理的科学认识，其CMP技术尚存效率低、缺陷控制难的问题。为此，本论文从摩擦学角度，借助原子力显微镜等手段，独立研究单个Al₂ O₃ 抛光磨粒作用下GaN衬底的微观磨损机理，发现Al₂ O₃ ‒GaN界面的摩擦化学反应（机械化学反应）是低压力条件GaN发生磨损的原因；与机械去除相比，这种由摩擦化学反应诱导的磨损行为不引起亚表面的晶格损伤。晶体极性和环境湿度强烈影响摩擦化学反应，进而导致磨损形态和磨损量（率）的差异；相对湿度越高，摩擦化学反应加剧，N极性面的磨损越严重。结合微区XPS和TEM等分析，总结出GaN表面因悬键结构引起的差异性摩擦化学去除模型—表面悬键与OH^‒ 间的斥力是决定摩擦化学反应活性的原因。本论文可为GaN衬底和晶圆表面高效率、低损伤的超精密加工提供重要的理论依据。

图2 Ga极性和N极性GaN表面不同湿度纳米磨损的原子力显微镜形貌

图3 GaN表面悬键依赖的差异性微观去除模型

据悉，“优秀科技论文遴选计划”自2016年开始由中国科协组织评选，旨在鼓励科技工作者将更多高水平研究成果在国内期刊发表，维护我国科技期刊的成果首发权，掌握学术评价的主导权，从源头上推动我国科技期刊高质量发展。入选论文是我国科技期刊上的优秀论文代表，也是对广大科技工作者的科技创新的高度肯定。

郭剑博士长期致力于机械摩擦学和微纳制造的研究，进入南华大学工作以来已在Friction，Tribology International，Applied Surface Science等国际权威期刊发表论文10余篇；因科研业绩突出，于2022年入选南华大学青年优秀人才。（刘阳段凌峰）

作者：刘阳段凌峰

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来源：新湖南客户端

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