基于磁粉纹法与Ansoft-Maxwell模拟法快速探究平面阴极靶的磁场分布

利用磁粉纹法结合少量的磁场实测值确定了平面阴极靶内永磁体的位置、分布及尺寸,结合阴极靶的其他主要结构参数,进一步建立了阴极靶的磁场计算模型。利用Ansoft-Maxwell软件模拟了该阴极靶整体、重要截面、重要路径的磁场大小和磁场矢量的分布及其变化规律,利用高斯计实测了靶材表面重要路径不同方向上的磁场分量。通过模拟值与实测值的对比表明:模拟计算出的靶面磁场与实测磁场的误差在5%以内,进一步说明利用磁粉纹法结合磁场模拟的方式可以较为准确和快速地预测未知平面磁控溅射阴极靶的磁场分布。

基于ZrO_(2)-SiO_(2)和介孔SiO_(2)凝胶膜制备可见光区双层减反射膜

采用溶胶-凝胶法,以正丙醇锆、正硅酸四乙酯为原料,在乙醇体系中以原位混合方式成功制备ZrO_(2)-SiO_(2)混合溶胶,Zr摩尔分数为20%~80%。在熔融石英基底上镀制混合凝胶膜,所得ZrO_(2)-SiO_(2)薄膜折射率在1.55~1.75之间可调。以有序介孔SiO_(2)薄膜为外层,选择与之匹配的ZrO_(2)-SiO_(2)薄膜为内层,构建λ/4~λ/2双层宽谱带减反射涂层。根据实际膜层的光学常数进行双层膜的优化设计,成功制备出在可见光区平均透射率达到99.17%的双层减反射薄膜。

表面改性多孔氧化硅减反射膜的制备及其性能分析

采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯为前驱体,盐酸为催化剂,三嵌段共聚物F127为模板剂成功制备SiO_(2)溶胶。采用提拉法在石英基底上镀制SiO_(2)光学减反膜,通过后嫁接1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷对薄膜表面进行改性,提高薄膜的环境稳定性。采用紫外-可见-近红外光谱仪、接触角测量仪及环境稳定性实验分析薄膜的光学性能和耐用性。结果表明,经改性后的薄膜在中心波长1600 nm的透射率达到99.3%,薄膜的水接触角达93°,在80%相对湿度和40℃的环境下放置7 d后透射率仅下降0.5%,接触角仅下降1.75°,说明薄膜有良好的环境稳定性。

双层SiO_(2)宽谱带减反射涂层的制备及性能表征

采用无模板溶胶-凝胶法,成功制备在可见光范围内具有高透射率和良好疏水性的宽谱带减反射双层SiO_(2)涂层。采用提拉法在石英基底上沉积SiO_(2)双层涂层,底层和顶层的折射率分别为1.34和1.15。其中,底层由酸催化和碱催化混合SiO_(2)溶胶制备得到,顶层薄膜的溶胶是使用六甲基二硅氮烷(HMDS)作为改性剂,制备得到三甲基硅烷化的SiO_(2)纳米粒子体系。根据优化膜系设计要求,选择合适工艺参数镀制双层涂层,测试结果显示,SiO_(2)双层涂层在可见光区的平均透射率为98.64%,静态水接触角可达134°。

Mg_(85)Ni_(15)减反层对玻璃衬底上VO_(2)薄膜光电性能的影响

采用脉冲激光沉积技术,在非晶玻璃衬底上生长单斜晶相的二氧化钒(M-VO_(2))薄膜,并研究了Mg_(85)Ni_(15)减反层对M-VO_(2)薄膜性能的影响。实验结果表明:在非晶玻璃衬底上制备的M-VO_(2)薄膜具有单一取向且纯度较高,并具有良好的光电热致转变性能。Mg_(85)Ni_(15)作为减反层,在没有特别降低电学性能的基础上,提高了薄膜的可见光透过率和太阳能调节率。通过对减反层厚度的优化发现:在减反层厚度为60 nm时,相变温度最低,且热滞宽度最窄为6℃。此工作的开展有利于推进VO_(2)薄膜在智能窗方面的应用。

钨镍共掺杂V_(2)O_(5)薄膜的光电特性研究

利用溶胶–凝胶旋涂法和后退火工艺在FTO导电玻璃上制备了钨镍共掺杂V_(2)O_(5)薄膜,研究了薄膜在不同温度和不同偏压下的光电特性和相变特性。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)测试了钨镍共掺杂V_(2)O_(5)薄膜的晶体结构、表面形貌和组分,分析了不同钨镍共掺杂浓度对V_(2)O_(5)薄膜相变光电特性的影响。结果表明,当钨和镍的掺杂质量分数分别为3%和1.5%时,钨镍共掺杂的V_(2)O_(5)薄膜的相变温度为218.5℃,在可见光范围内有较高的透过率,在近红外1310 nm波长处的光学透过率达48.83%,与未掺杂V_(2)O_(5)薄膜的光学透过率相比提高了10.29%,薄膜电阻降低了30.53%,热致回线宽度收窄为15℃,说明钨镍共掺杂的V_(2)O_(5)薄膜具有良好的可逆相变光电特性,有望在新型光电器件领域得到较好的应用。

耐湿性有序介孔SiO_(2)减反射膜的制备及光学性能分析

采用氟硅烷链对有序介孔SiO_(2)光学减反射薄膜进行表面改性,有效提高其在潮湿环境中的稳定性。以三嵌段共聚物F127为模板剂,以正硅酸四乙酯为前驱物,在酸催化的醇体系中制备SiO_(2)溶胶。采用提拉法在石英基底上镀制薄膜,经350℃热处理后得到有序介孔SiO_(2)薄膜,薄膜对中心波长的透射率达到99.83%。通过嫁接氟硅烷链对薄膜表面进行改性,以有效阻止羟基和微孔开口对水蒸气的吸附。薄膜耐湿性测试在相对湿度80%、温度40℃的可控环境中进行,每隔15天进行一次薄膜透射光谱测试,采用光谱拟合方法分析薄膜的光学常数随测试时间的变化。结果表明,在湿度环境下,薄膜结构沿厚度方向具有非均匀性,薄膜折射率由靠近基底的边界到薄膜-空气界面呈非线性下降趋势。

一种基于形状记忆合金的塑性测压法研究

选用镍钛形状记忆合金作为塑性测压靶材,设计了一种直径为30 mm,厚度为0.2 mm的靶板,可以实现塑性测压靶的重复使用;通过准静压装置对靶板施加循环载荷,结果表明,在进行至少9次的循环训练后靶板可以获得稳定的力学性能,变形重复性良好,具备作为塑性测压靶使用的可行性;通过激波管标定实验得到该塑性测压靶的测压模型,可以用于0.14~1.3 MPa反射压的测量。

基于原子层沉积的量子点色彩转换膜封装

量子点色转换是实现新型显示器件全彩化和提升显示色域的一种有效策略,但量子点环境稳定性差限制了其应用和发展。本文基于具有自限制表面反应特性的原子层沉积工艺,探索了在量子点色彩转换膜上原位生长致密的氧化铝封装膜,该封装方法将具有高光透过率、高致密的材料与贴合紧密的工艺有效结合。仿真结果表明,氧化铝封装的量子点色彩转换膜的出光强度达到了未封装的94.9%。并且,实验结果也表明,氧化铝封装基板的光透过率是空白基板的96.4%,而且封装后的量子点色彩转换膜在高温高湿(85℃,85%RH)环境中工作240 h后,光转换效率仍然保持初始的60.8%,比未封装的光转换效率(11.43%)提升了63.9%。该封装方法实现了在量子点色彩转换膜出光强度不受影响的同时,有效提升量子点色彩转换膜的稳定性,为量子点色彩转换膜的稳定性提升提供了一条可行思路,同时扩展了原子层沉积工艺在光电显示领域的应用,具有重要的科学意义和应用前景。

两步压入法——薄膜力学性能的可靠测量方法

提出了采用力学探针测量薄膜力学性能的两步压入法。该方法通过大载荷压入展示基体变形对薄膜硬度的影响,从而选择不影响基体变形的小载荷测出薄膜的硬度和弹性模量。对高速钢基片上的TiN硬质薄膜,单晶硅片上的金属Ni薄膜和(Ti,Al)N/VN纳米多层膜的测量表明,两步压入法能够测出各种性质薄膜的力学性能,并且具有准确可靠的特点。此外,两步法对(Ti,Al)/VN纳米多层膜的力学性能的测量表明,该体系的纳米多层膜存在硬度和弹性模量异常升高的超硬、超模量效应。

应用白光共焦光谱测量金属薄膜厚度

为了精确测量自支撑金属薄膜厚度及其厚度分布,提出了基于白光共焦光谱传感器的金属薄膜厚度测量技术。介绍了该技术的测量原理及系统结构,研究了系统的测量不确定度。利用相向对顶安装的白光共焦传感器组、精密位移平台并结合自制的薄膜厚度校准样品,实现了对厚度为10~100μm的自支撑金属薄膜的厚度及厚度分布的精确测量;通过研究系统的传感器测量不确定度、薄膜厚度校准样品不确定度、上下传感器安装误差及系统重复性测量误差,获得了系统的测量不确定度数据。试验结果表明,该系统的测量不确定度在0.12μm左右,基本满足惯性约束聚变（ICF）靶参数测量所需的稳定性好、测量精度高、非破坏性测量等要求。

薄膜的力学测试技术

对薄膜力学性能的测试方法。

腔长失调对光腔衰荡法测量精度的影响

只考虑腔长失调因素下建立了反射率模拟测量的理论模型。根据高斯光束传输规律分析了腔长失调对衰荡腔模式耦合的影响,推导了腔长失调与谐振腔输出脉冲信号、衰荡信号与反射率之间的关系,模拟了腔长失调在±10mm范围内的光脉冲衰荡现象。结果表明:对于光敏面直径为0.2mm的高速探测器,为了保证10-6的测量精度,腔长的失调量应控制在±1mm之间。在光路调节中采用具有对数变换功能的示波器和动态范围较大的探测器,可以提高测量精度。

利用光差分技术检测激光激发声表面波定征薄膜材料

利用激光激发声表面波及改进的光差分检测技术,研究沉积在基片表面的薄膜样品的特性和参量。根据实验获得的声色散曲线和基片已知参数,结合层状媒质中声表面波传播理论,拟合得到薄膜材料的弹性模量、密度和厚度等物理量。结合扫描电子显微镜和X光衍射结果分析,并与文献值比较,表明所采用的技术是定征薄膜材料的弹性模量和力学参量的有效方法。

HfO_2/SiO_2高反射膜的缺陷及其激光损伤

用原子力、Normaski和扫描电子显微镜等分析仪器 ,对高损伤阈值薄膜常采用的 Hf O2 /Si O2 薄膜进行了表面显微图象研究 ,分析了薄膜常见的表面缺陷 ,如节瘤 ,孔洞和划痕等。薄膜表面缺陷的激光损伤实验表明 ,不同缺陷的抗激光损伤能力大不相同 ,节瘤缺陷最低 ,约为 1 5 J/ cm2 ,薄膜的损伤阈值主要由其决定 ,孔洞的激光损伤能力与节瘤相比较高 ,约为节瘤的 2～ 3倍。节瘤缺陷在低能量密度的激光损伤所形成的孔洞 ,与镀制过程中形成的孔洞形貌相似 ,激光再损伤能力也相似。

水射流作用下岩石破碎理论研究进展

水射流作用下岩石的破碎是一个极为复杂的过程,对水射流作用下岩石破碎机理的认识依然是众说纷纭,由此对水射流破岩机理有多种不同的学说。对此,综述与归纳了水射流作用下岩石破碎的主要理论,包括准静态弹性破碎理论、应力波破碎理论、气蚀(空化)破坏理论、裂纹扩展破碎和损伤破碎理论等。在此基础上评述和分析了水射流破岩理论研究存在的问题,并为水射流破岩理论的研究提出了一些建议。

磁电子学中的若干问题

本文综述了自旋极化输运过程中巡游电子的自旋极化、自旋相关的散射及自旋弛豫等三方面的内容；全面总结了铁磁金属的磁电阻效应（ＡＭＲ）、磁性金属多层膜和颗粒膜的巨磁电阻效应（ＧＭＲ）、氧化物铁磁体的特大磁电阻效应（ＣＭＲ）以及磁隧道结的巨大隧道电阻效应（ＴＭＲ）研究中具有代表性的实验结果及理论模型；简单介绍了新生的磁电子器件—磁电阻型随机存取存储器（ＭＲＡＭ）和全金属自旋晶体管的工作原理和工作过程。

基于逐层气相沉积制备的钙钛矿薄膜调控和器件性能优化

真空气相沉积法具有致密性好、均匀性好、膜厚可控等优点,被认为是一种制备大面积、高质量钙钛矿薄膜的关键技术,在工业化生产上有着巨大的应用潜力。但相较于溶液法,气相沉积存在薄膜晶粒尺寸小,结晶度低等缺点,导致器件光电转换效率较低。采用逐层交替气相沉积法制备钙钛矿薄膜,对碘化铅(PbI_(2))含量进行调控,使用氯化甲胺和碘化甲铵混合溶液进行表面后处理,钝化了薄膜缺陷,提升了薄膜质量。PbI_(2)含量的优化调控了钙钛矿薄膜的化学计量比,器件光电性能得到提高。表面后处理引入的氯离子,使钙钛矿晶粒尺寸增大,结晶度提高。器件的短路电流密度明显提升,最终获得17.76%的光电转换效率以及82.1%的填充因子。

用透射反射扫描法检测光学薄膜的激光损伤

用波长 1 .0 6 μm的激光透射反射自动扫描装置扫描了激光辐照前后薄膜的反射比和透射比。薄膜样品的工作波长为 1 .0 6 μm。将扫描结果与相衬显微镜观察到的形貌相对照。实验结果表明 ,用透射反射扫描法不仅能反映出相衬显微镜所能观察到的损伤 ,而且也能发现某些显微镜所不能发现的损伤。由于透射比和反射比可以反映出薄膜对激光的传输性能 ,因此也能反映出薄膜能否继续工作 ,以此来判定损伤与否。因此用透射反射扫描法可以作为检测损伤的手段 ,由于简单易行 ,可以在线检测。

分散固相萃取/液相色谱-串联质谱法测定水产品中的8种青霉素残留

建立了同时测定水产品中8种青霉素(阿莫西林、氨苄西林、青霉素G、青霉素V、苯唑西林、氯唑西林、萘夫西林、双氯西林)残留的液相色谱-串联质谱分析方法。以青霉素G-D7为内标,样品经80%乙腈水溶液提取,C18吸附剂分散固相萃取净化,超滤管过滤后进行分析。采用HyPURITY C18色谱柱,以乙腈(含0.1%甲酸)-0.1%甲酸为流动相,梯度洗脱分离后,目标分析物在选择反应监测(SRM)模式下进行定性和定量分析。氨苄西林、青霉素G、萘夫西林在1.0～50.0μg/L范围内线性良好,检出限为0.6μg/kg;青霉素V、苯唑西林、氯唑西林、双氯西林在2.5～100.0μg/L范围内线性良好,检出限为1.5μg/kg;阿莫西林在5.0～200.0μg/L范围内线性良好,检出限为3.0μg/kg。8种青霉素的加标回收率为74%～98%,相对标准偏差均小于10%。该方法准确、灵敏、高效、环保,适用于水产品中多种青霉素抗生素的同时测定。