准分子激光辐照对激光选区熔化成形Ti6Al4V合金表面浸润性的影响

目的提高激光选区熔化成形(Selective Laser Melting,SLM)Ti6Al4V合金的表面亲水性。方法通过调控248 nm KrF准分子激光功率密度和脉冲数,对SLM成形Ti6Al4V合金进行表面改性。利用扫描电子显微镜和激光扫描共聚焦显微镜对激光辐照前后的表面形貌和粗糙度进行表征,利用EDS能谱分析仪和X射线衍射仪对激光辐照后试样的表面成分进行分析,利用接触角测量仪来表征试样表面的浸润性。结果在50个激光脉冲数下,通过控制准分子激光功率密度为0~531 mJ/cm^2,使SLM成形Ti6Al4V表面接触角由(116±4)°减小至(7.5±0.4)°。通过表面形貌观察,激光辐照后的Ti6Al4V表面变得更加平滑,表面粗化现象得到改善。激光辐照后的Ti6Al4V表面粗糙度由(40.3±3.7)μm减小至(8.3±1.7)μm,试样表面与氧气发生反应,导致氧元素质量分数增加至33.54%,且有TiO产生。通过Cassie-Baxter模型和试样三维表面形貌分析,激光辐照后的Ti6Al4V表面更加光滑,使固-液-气复合界面上固体所占的百分比增加,导致试样变得更加亲水。通过时效性测试,发现试样的表面接触角在48 h内具有稳定性。结论通过改变准分子激光的功率密度,可以快速高效地降低SLM成形Ti6Al4V合金的表面粗糙度,改善并调控Ti6Al4V的表面亲水性。

不同气氛下ZnO薄膜的准分子激光辐照效应

研究了不同气氛下(空气、氧气和氮气)248nm准分子激光辐照对ZnO薄膜光致发光谱和电学性质的影响;采用高斯线形对不同气氛下激光辐照ZnO薄膜的光致发光谱进行了拟合,并对位于3.31、3.28、3.247、3.1eV附近的发光峰进行了归属指认和机理分析。激光辐照ZnO薄膜导致紫外光致发光峰强度明显下降并伴有少量红移,并且使得位于3.274eV的一级声子伴线(D0X-1LO)发射峰和位于3.203eV的二级声子伴线(D0X-2LO)发射峰合并形成一个峰。富氧条件下激光辐照ZnO薄膜会造成受主浓度增加,施主浓度减少;而缺氧条件下激光辐照ZnO薄膜会造成受主浓度减少,施主浓度增加。激光辐照后ZnO薄膜的载流子浓度上升了2个数量级,载流子迁移率上升了1个数量级,电阻率下降了3个数量级。

准分子激光辐照法改善GaN外延片性质并增强GaN基LED发光性能

采用不同能量密度、脉冲数的248nm准分子激光对表面为p型的GaN外延片进行辐照,再对样品进行退火处理。对激光辐照前后以及退火前后的样品进行光致发光、阴极射线谱、X射线光电子谱、霍尔效应、I-V曲线等表征。实验结果表明:激光辐照和N2气氛下退火相结合可以使GaN外延片的电学和发光性能均较辐照前有不同程度的提高。将改性后的GaN外延片封装成发光二极管(LED)器件,研究了其发光性能与激光辐照能量密度和退火气氛的关系。改性后的GaN基LED器件的发光强度最高可增加约37%,说明GaN外延片电学和发光性能的改善将直接影响其封装成LED器件后的发光性能,这对于提高GaN基LED的性能有重要意义。