液相下激光烧蚀快速制备图案化铜微纳结构

为了实现大面积图案化铜微纳结构的制备,基于液相下激光烧蚀技术,以硅片为衬底,将其浸没在含有Cu2O微米粒子的乙醇溶液中,采用纳秒脉冲激光进行加工。研究了激光功率、扫描速度和扫描次数对铜微纳结构的影响,分析了图案化铜微纳结构的形成机制,并研究了图案化铜微纳结构的浸润特性。扫描电子显微镜结果表明,随着激光功率、扫描速度和扫描次数的增加,图案化铜微纳结构中的铜颗粒熔融现象加剧,光斑中心区域的纳米颗粒粒径逐渐增大,光斑交界处形成呈现周期性分布的微米量级单元结构。能量色散X射线光谱证明少量Cu元素分布在光斑中心区域,大量Cu元素集中在光斑交界处。随着扫描次数的增加,样品表面粗糙度和纯净水/食用油接触角均呈现先上升后下降的趋势。当扫描次数为6时,表面平均粗糙度为(1.3±0.11)μm,纯净水接触角可达(155.2±1.5)°,食用油接触角达(100.0±1.3)°。该大面积图案化铜微纳结构制备方法简单快速,无粉尘污染,在微流体芯片、集水系统和废水处理等领域具有广泛的应用前景。

n型InP(100)衬底上电沉积氧化锌薄膜的制备及光致发光(英文)

采用电化学沉积方法在n型InP(100)(1016)衬底上制备了氧化锌薄膜。探索线性扫描伏安法确定InP与0.1mol/LZn(NO3)2电解液的体系中沉积氧化锌的极化电势,在20℃溶液中,相对于甘汞电极(SCE)的极化电势为-1.1877V。扫描电镜照片显示:随着应用电势的降低,氧化锌薄膜变得紧密平滑;狭窄的X射线衍射峰也说明低电势下薄膜的结晶质量较好。光荧光表征发现低电势下制备的氧化锌薄膜具有良好的发光特性。

低压条件下金属钯充氢过程研究

介绍了金属钯充氢机理和低压条件下进行的金属钯充氢实验研究。发现在800Pa条件下,95℃时本氢-钯系统充氢率可达0.6。

胆甾相液晶的光学特性

基于胆甾相液晶的特殊分子结构 ,综合阐述了胆甾相液晶的旋光性、选择性光散射和偏振光二色性等光学特性 ,揭示了它的光学特性主要源于它螺旋状的分子结构及其光学各相异性。

提高铝合金上电镀镍层结合强度的研究

采用一步电镀镍和特殊铝合金表面预处理方法,获得高结合强度的电镀镍层。选用热震法测试铝合金基体与沉积镍层之间的结合强度,讨论了铝合金电沉积镍层厚度、温度、电流密度对结合强度的影响。试验结果表明,在采用低电流密度O.2～0.5A/dm2,镀层厚度8～15μm,电镀液温度15～25℃条件下,电镀镍层与铝合金的结合强度最高。

鸟嘌呤、腺嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶的紫外吸收谱研究

利用紫外光度法对构成核酸的鸟嘌呤（G）、腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）的紫外吸收谱进行了研究。通过对含四种碱基的磷酸盐缓冲溶液（pH=7）分别进行分析，发现G在240～280nm范围内有两个紫外吸收峰，分别位于于244nm和274nm处；而A、C和T的吸收峰值则较为接近，分别位于258nm、264nm和266nm处。对A、C和T分组混合或共混后进行测试，发现当峰值出现在260nm时，溶液中至少存在A和C。当峰值位于258nm处时，溶液中存在A或T。在300～1100nm范围内未发现该四种碱基的吸收峰。

纳米技术在太阳电池中的应用进展

综述了纳米技术在太阳电池中的应用及研究进展,包括染料敏化太阳电池(DSSC)、硅纳米太阳电池以及近年来成为研究热点的碳纳米管太阳电池等。分别针对二维硅纳米薄膜和一维硅纳米线在太阳电池中的应用,以及碳纳米管用于无机太阳电池、有机太阳电池和染料敏化太阳电池的研究进展进行了系统的阐述。通过分析发现,纳米技术的引入为传统太阳电池高成本和低光电转换率的瓶颈问题提供了很好的解决途径,并进一步提出利用纳米技术实现高效太阳电池转化效率的新思路。

履带式车辆内部噪声特性分析

对履带式车辆内部噪声级和噪声频谱进行了测试,分析了主要噪声源,给出了驾驶室中噪声的空间分布。行驶时车辆内部各点的声压级均大于100 dB(A),在驾驶室中的噪声分布呈现前低后高、上低下高的特性。发动机的噪声辐射及其对车体结构的动态激励是驾驶室中最主要的噪声源,而行走系统对驾驶室内噪声的影响相对次要。倍频程曲线表明,低频处的声压级明显高于中高频处的声压级。

热障型内燃机活塞设计

主要针对目前内燃机的大功率、小排放、低噪声的要求，根据隔热发动机的热障机理，介绍了几种热障型活塞的设计方案。

毛细管电动色谱法用于DNA水解产物碱基测定

采用毛细管电动色谱法对小牛胸腺脱氧核糖核酸(DNA)水解产物中各碱基含量进行定量测量。结果表明:四种碱基的检测限均可达到106mol/L数量级,符合生物样品中含量测定的要求。

稀土La^(3+)和Dy^(3+)掺杂BaTiO_3纳米粉体的结构及介电性能研究

采用sol-gel法制备了掺杂不同浓度的稀土La3+、Dy3+离子的纳米BaTiO3粉体样品。通过XRD表征分析了样品的粒度和晶体结构,并通过电容法研究了样品的介电常数及介电损耗因子。研究结果表明,在900℃焙烧2h制备的稀土掺杂纳米BaTiO3:RE3+(RE=La,Dy),粉体的平均粒径在20～40nm之间,比在相同工艺条件下制备的纯纳米BaTiO3粉体的平均粒径明显变小,室温介电常数明显增高。随着稀土离子浓度的增加,纳米BaTiO3:RE3+粉体粒径减小,晶体结构由四方相向立方相转变,其介电常数也随之提高。

三光束激光干涉诱导向后转移制备金纳米结构及其SERS特性

为了提高激光诱导向后转移制备微纳阵列结构的效率,本文提出三光束激光干涉诱导向后转移(LIIBT)技术,为激光干涉技术与激光诱导向后转移的有机结合。本文以ITO玻璃为接收衬底,金薄膜为靶材,LIIBT过程中采用三光束激光干涉进行加工。SEM结果表明,在激光能量密度为25 mJ/cm^2,金膜厚度为50 nm条件下,获得了较好的阵列结构,周期为5μm,金纳米粒子均匀分布在其表面,尺寸小于100 nm的粒子达到80%以上。EDX分析结果表明微米尺度点阵由大量的In元素组成,该结构的形成源于激光与ITO层相互作用。将1.0×10^-5,1.0×10^-7和1.0×10^-9 M的罗丹明6G溶液,旋涂于微结构表面并进行拉曼光谱研究,在612 cm^-1,773 cm^-1,1190 cm^-1,1319 cm^-1和1511 cm^-1处发现了罗丹明6G的特征峰,说明制备的金纳米结构对微量的罗丹明6G有明显的SERS效应。本文提出的LIIBT技术将大大提高激光诱导向后转移制备微纳阵列结构的效率,在超灵敏检测、光电子器件、微流控等领域均具有广泛的应用前景。

利用干涉光刻和双光子聚合技术制造带有功能缺陷的二维光子晶体(英文)

光子晶体是一种介电常数呈周期性变化的介质材料,它由介电常数不同的两种材料周期排列组成,因其周期性而产生了光子禁带,为了产生比较大的光子禁带宽度,这两种材料的介电常数比一般大于2,光子晶体可以使某一频段上的光波无法通过,继而达到滤波的目的.设计了在硅基底上制作六边形孔阵的二维光子晶体的方法,这个结构具有特殊的光学特性;经过实验尝试,最终得到了能够制造符合要求的光子晶体的尺寸参数.制作这样的光子晶体要在涂有光刻胶的硅基质上进行一步干涉光刻,为完成这个光刻实验搭建了三光束光刻光路,通过多次曝光实验得到了符合仿真数据的光子晶体结构参数.通过利用双光子聚合的方法在光刻胶上可以制作点或是线缺陷,再利用如三电极电化学(HF溶液)等方法对光刻胶进行刻蚀,可制造空气柱深宽比相对较大的光子晶体.将这个模型记录在硅基底上,形成的光子晶体就具有如滤波等特殊能力.也可以利用相同的原理得到想要的光子晶体结构,以控制不同频段上的光波.这种工艺提供了更快速、低成本的制造更大型、更复杂的所需光子晶体结构的可能.

应用于大面积光刻的激光图案检测系统

基于激光干涉光刻的基本原理,设计了新型的可应用于大面积光刻的激光图案检测系统,并阐述了利用电荷耦合元件对光刻图案的CMOS实时检测及实现大面积光刻的方法。实验结果表明,使用激光干涉光刻技术可以产生大面积的亚微米级周期性图案。该方法提供了得到高分辨、无限焦深、大面积光刻的可能性。

隔热技术在柴油机排烟管中的应用

对于发动机排气管隔热技术的应用已有数十年的历史了 ,现今大多数发动机所采用的隔热技术与用户的要求仍有很大的差距。本文通过现有发动机排气管隔热层所使用的材料、技术及隔热效果等问题进行了考察 ,特别是对所使用的隔热材料做了对比分析 。

基于激光诱导向前转移技术的微纳结构制备研究现状

激光直写技术(LDW)是当前数字化微纳加工的主要技术之一,其中喷墨打印技术以其分辨率高和控制灵活等优点被广泛应用。随着功能化材料的不断出现和越来越多的应用需求,喷墨打印技术对墨汁的严格要求限制了它在某些领域的应用。激光诱导向前转移(LIFT)技术无须模板和喷嘴,打印分辨率高,且不受墨汁流变性质的限制。该技术的材料适用范围广,几乎可以打印各种固体和液体材料,已被广泛应用于电子器件、传感器以及再生医学的组织工程等相关领域。本文系统阐述了LIFT技术制备微纳结构的研究现状,并对LIFT技术的应用及其物理过程的研究进展进行了系统地归纳与总结,研究结果将对LIFT技术在微纳加工领域的进一步应用提供重要参考价值。

激光干涉诱导向后转移制备银微条纹结构

为了优化激光干涉诱导向后转移(Laser Interference Induced Backward Transfer,LIIBT)制备微结构的工艺参数,研究了激光脉冲数和能量密度对LIIBT的影响,分析了银微条纹的形成机制,并研究了银微条纹结构对环丙沙星的拉曼增强效应。以钠钙玻璃为接收衬底,银薄膜为靶材,在大气环境下基于双光束LIIBT制备了银微条纹结构。SEM测试结果表明,随着脉冲数量和激光能量密度的增加,银微条纹的边界变得更加清晰,EDS分析表明微条纹结构由银纳米粒子组成。拉曼测试中,当环丙沙星浓度降低到10^(-8)mol/L时,该结构仍表现出明显的表面增强拉曼散射效应。最后,分析了银纳米粒子转移过程及二次脉冲形成微条纹结构的机制。通过优化LIIBT制备银微条纹结构的工艺参数,揭示了LIIBT过程中银微条纹结构的形成机制,验证了该结构对低浓度环丙沙星具有明显的表面增强拉曼散射效应,为环境污染和食品工程等领域抗生素残留的高灵敏度检测提供了技术支持。

基于激光干涉诱导向后转移技术的金微纳条纹结构SERS特性研究

为优化激光干涉诱导向后转移(laser-interference-induced backward transfer,LIIBT)技术制备微纳结构工艺参数,研究了激光脉冲数和激光能量密度对LIIBT技术的影响.以钠钙玻璃为接收衬底,金薄膜为靶材,在大气环境下进行双光束LIIBT实验验证.实验结果表明,随着激光脉冲数和激光能量密度增加,金微纳条纹的分辨率有明显提高.能谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)分析结果表明,在金微纳条纹结构上,Au元素随激光脉冲数的增加聚集在条纹区域.利用不同浓度的罗丹明B溶液作为探针分子进行拉曼光谱研究,发现了金微纳条纹结构对罗丹明B的表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)效应.总之,LIIBT为拉曼光谱测试低浓度有害物质提供一种便携、廉价的金属拉曼增强衬底.

AlGaN多量子阱342nm紫外激光二极管

本文展示了一个电驱动工作的AlGaN多量子阱LD。使用Hetero-FACELO方法在蓝宝石衬底上生长了AlN高摩尔分数达0.3的低缺陷密度的AlGaN外延层,且在AlGaN外延层上通过MOVPE法制备了AlGaN多量子阱UV-LDs。该器件的激光发射峰在342.3nm,这是室温条件下且在脉冲电流模式下运行的半导体LD发射的最小波长,此前尚未见报道。另外,文章也首次报道了不含In的AlGaN MQW UV-LD的详细特性,随着峰输出功率达到16mW,激光发射存在强的TE极化,且外微分量子效应输出功率(DEQE)达到8.2%。在AlGaN外延层上生长低缺陷密度的AlGa NMQWs有望得到更短的紫外波段的激光发射。

用于近场高速纳米光刻的飞行等离子体透镜

纳米尺度器件的商业化,要求开发高生产能力的纳米制备技术,该技术应满足经常对设计的器件进行改进的需要。电子束刻蚀技术和扫描探针刻蚀技术等无掩模纳米光刻技术给予了人们期望,但是,这些技术的低生产能力使其在大规模应用上受到了限制。本文报道了一种新颖低廉、生产高效的无掩模纳米光刻途径,该技术使用一个在组成图案的表面上飞行的等离子体透镜阵列,聚焦短波长表面等离子体<100nm的光斑。然而,这些纳米尺度的光斑仅仅在近场形成,很难在表面上高速地对阵列进行扫描。为了克服这一难题,设计了自适应间隙的空气轴承装置,飞行阵列恰好距圆盘20nm,旋转速度为4～12m/s,实验显示的图案线宽为80nm。该廉价的纳米制备方案有望获得比其它无掩模技术高出2～5个数量级的产量。