高温超导本征结加工中的氩离子铣技术

最近,用高温超导单晶Bi2Sr2CaCu2O8+x制备本征结器件从而实现太赫兹辐射源的研究有较大突破,而本征结器件的样品制作仍需细致而深入的研究.为此我们首先借助于单晶硅,制作了矩形的高台(mesa)结构,观测了在不同离子加速电压和不同离子束入射角度下,氩离子铣的刻蚀速度和刻蚀形成台阶侧壁的形貌,给出了一种刻蚀速率高、台阶侧壁陡峭、对样品损伤小的刻蚀方案,用此方法加工出的高温超导本征结器件在一定条件下可以得到太赫兹辐射信号.

大功率半导体激光器腔面氮钝化的研究

针对980 nm大功率半导体激光器腔面离子铣氮钝化处理工艺进行了研究,发现腔面离子铣氮钝化可以提高激光器的输出特性及COD功率,器件输出功率提高了32.14%;老化实验后,经过氮钝化的半导体激光器没有明显退化,而未经氮钝化处理的激光器退化严重;使用俄歇谱测试仪(AES)对钝化处理后的半导体激光器试验片进行测试,发现有部分的氮离子遗留在腔面处;氮元素含量由原有的0%上升到20%,与此同时,氧元素的含量由原来的61%降至30%。结果表明,该技术能够改善半导体激光器的腔面特性,器件的可靠性和使用寿命可望得到提高。

大功率半导体激光器的腔面钝化

大功率半导体激光器的腔面退化是影响其寿命和可靠性的重要因素,长期以来一直是人们关注和研究的重点。本文利用离子铣结合腔面钝化还原层的方法对大功率半导体激光器的腔面进行处理。结果显示,离子铣腔面钝化能够在一定程度上减少半导体激光器的功率退化,168h加速老化后退化幅度降低4.5%;同时该技术对老化过程中COD阈值降低有明显的抑制作用,可有效减少使用中的突然失效。结果表明,该技术能够改善半导体激光器的腔面特性,器件的可靠性和使用寿命可望得到提高。

大功率半导体激光器腔面抗烧毁技术

首先介绍了连续激光器单管老化试验,试验通过测试不同老化时间激光器腔面的烧毁功率,对腔面烧毁发生的过程进行了分析。分析认为,大功率半导体激光器腔面烧毁失效的根本原因是腔面烧毁功率在老化过程中持续减小,最终低于激光器输出功率,造成激光器灾变性光学镜面破坏(COMD)。随后对腔面烧毁的微观物理机理进行了介绍,重点讨论了腔面缺陷相关的非辐射复合、量子阱带边吸收、自由载流子吸收造成的腔面温度升高以及腔面高温导致腔面缺陷密度增加并且向腔内攀移的微观过程。最后,介绍了电流非注入腔面、大光腔材料、长腔长设计、腔面离子铣钝化工艺等腔面抗烧毁技术研究情况,并对这些技术提高腔面抗烧毁功率以及改善腔面长期稳定性的效果进行了讨论。

实现多层混合刻蚀薄膜大面积均匀的方法浅探

采用多层光刻工艺结合氩离子铣的混合刻蚀方法，刻蚀高Ｔｃ超导ＹＢａＣｕＯ／ＺｒＯ２（１００）薄膜图形，取得了较好的结果。在进行氩离子镜的工艺步骤中，使用普通氩离子铣设备（离子束斑极不均匀），但采取了一定的措施─－使被刻样品在刻蚀台座上可移动，模糊地实现了薄膜的相对＂大面积＂（直径φ≥２０ｍｍ）均匀刻蚀─－可同时刻蚀２～３片６ｍｍ×１０ｍｍ薄膜，并且被刻蚀部分表面起伏约在１０ｎｍ左右。图形样品的最小线条达２μｍ，其Ｔｃ、Ｊｃ人与刻蚀前薄膜的Ｔｃ、Ｊｃ相当，即：ＴＣ为８５～９０Ｋ，Ｊｃ～１０６Ａ／ｃｍ２（在７７Ｋ下）。

高可靠性大功率808nm半导体激光器

研制了一款基于AlGaInAs/AlGaAs应变补偿量子阱大光腔结构的808 nm半导体激光器。采用金属有机物化学气相沉积方法外延生长,在超高真空环境下进行圆片解理,然后原位沉积钝化膜,最后在镀膜机内沉积增透膜和高反膜,避免了激光器腔面在空气中解理容易使其被空气中的氧和碳等杂质污染。对封装好的半导体激光器进行了电光特性测试。测试结果表明,器件的波导宽190μm、腔长4 mm,25℃时的阈值电流为1.5 A,12 A直流驱动下的输出功率达到12.47 W,最高电光转换效率为61.3%,腔面没有出现灾变性光学烧毁。器件的快轴发散角为28°,慢轴发散角为8°。器件在45℃、14 A的驱动电流下工作8000 h没有失效,并由此推算器件在25℃、12 A的恒流驱动下,寿命大于100000 h。

铜叉指换能器声表面波驱动装置的研究

本实验中首次采用铜材料作为声表面波驱动装置的叉指换能器材料。对铜材料和铝材料进行了详细比较,得到铜材料相比于铝材料的优点。采用并详细对比了离子铣和剥离工艺两种制造工艺,实验表明剥离工艺效果更好。得到了利用剥离工艺制造的铜叉指换能器的原子力显微镜轮廓。制造了声表面波驱动装置并得到了优化的制造参数。

制取铸造Al-Si合金EBSD样品的方法

铸造Al-Si合金的组织特殊,制取EBSD样品时难度较大。本文综述了目前常用的制取铸造Al-Si合金EBSD样品的方法,包括电解抛光、离子铣削和震动抛光,对不同方法在实验周期、可操作性、成本及样品表面质量等几方面的表现进行了对比分析。并以ZL114A合金作为实际操作合金,利用上述方法制备样品,进行EBSD分析,实验结果表明:观察与分析Al-Si合金的组织时(比如晶粒、共晶Si等),应依据不同的分析要求、分析对象及不同的分析精度选择适合的EBSD制样方法。