GaAs基底TiO2/SiO2减反射膜的反射率性能分析

本文设计并制备了适用于砷化镓(GaAs)多结太阳电池的TiO2/SiO2双层减反射膜,通过实测反射谱来验证了理论设计的正确性。利用编程分析了TiO2、SiO2单层膜的厚度及其折射率对双层膜系反射率的影响。结果显示,在短波范围(300～600 nm),TiO2膜厚对反射率的影响要大于SiO2,而SiO2折射率对反射率的影响比TiO2大;在中波范围(600～900 nm),随着单层膜的厚度和折射率的增加,双层膜系反射率存在一个最小值,变化趋势是先降低,而随后增加。同时,计算结果得到SiO2和TiO2的最优物理膜厚分别为78.61 nm和50.87 nm,此时在短波段中心波长λ1=450 nm处最小反射率为0.0034%,在中波段中心波长λ2=750 nm处最小反射率为0.495%。采用电子束蒸发法在GaAs基底上淀积TiO2/SiO2双层膜,厚度分别为78 nm和50 nm。实测短波和中波相应的反射率极小值分别为0.37%和2.95%,与理论结果吻合较好。

SiO_2溶胶对羊毛的阻燃改性及热降解

用SiO2溶胶对羊毛进行阻燃处理,并采用氧指数、剩炭率、热分析、扫描电镜等方法对处理前后羊毛的阻燃性能及热降解行为进行研究。对比未阻燃和阻燃羊毛的剩炭率、氧指数升高,热降解温度、放热峰温度升高,阻燃性得到明显改善。依据阻燃羊毛的热降解行为的变化,对该阻燃羊毛的阻燃机理做了初步探讨。

PECVD淀积SiO_2薄膜工艺研究

研究了等离子增强化学气相淀积(PECVD)制备非晶SiO2薄膜的工艺。系统地研究了反应气体流量比、射频功率、淀积腔内压强、淀积时间等工艺条件对SiO2薄膜质量的影响,采用椭偏仪测量了不同工艺条件下淀积的SiO2薄膜的厚度和折射率。根据以上测试结果分析了各工艺参数对SiO2薄膜淀积速率、折射率以及均匀性的影响规律,并定性讨论了其机理。找到了比较合适的制备高均匀性和典型折射率SiO2薄膜的工艺参数。

相变光盘介电薄膜ZnS-SiO_2 的微结构和光学特性(英文)

采用射频磁控溅射法制备了ZnS SiO2 介电薄膜 ,利用透射电镜和椭偏仪研究了溅射条件对ZnS SiO2薄膜微结构和折射率n的影响 研究表明 ,ZnS SiO2 薄膜中存在微小晶粒 ,大小为 2～ 10nm的ZnS颗粒分布在SiO2 基体中 ,当溅射功率和溅射气压变化时 ,ZnS SiO2 薄膜的微结构和折射率n发生显著变化 ,微结构的变化是导致折射率n变化的主要原因 ,通过优化溅射条件可以制备适用于相变光盘的高质量ZnS SiO2

有机-无机复合材料光波导的制备

有机-无机复合光波导在光通信领域具有重要的应用价值,是目前的研究热点之一。采用溶胶-凝胶法分别制备了膜厚达13μm的光滑平整的PMMA膜和具有紫外感光性的膜厚为1.76μm的SiO2/ZrO2凝胶膜,研究了SiO2/ZrO2凝胶膜的感光性及紫外光照对两种薄膜折射率的影响。在此基础上,以PMMA膜为包层膜,SiO2/ZrO2凝胶膜为芯层膜,实现了光波导的包芯层复合。利用SiO2/ZrO2凝胶膜的感光性,结合紫外掩模技术,制备了条形的有机-无机复合光波导,理论分析表明该复合条形光波导能够实现入射波长为1.31μm,模数为0,1的传输。

SiO_2薄膜光学常数物理模型（英文）

SiO_2薄膜是光学薄膜领域内常用的重要低折射率材料之一。在文中研究中,通过测量薄膜的椭偏参数,使用非线性最小二乘法反演计算获得薄膜的光学常数。采用离子束溅射和电子束蒸发两种方法制备了SiO_2薄膜,在拟合过程中,基于L_8(2~2)正交表设计了8组反演计算实验,以评价函数MSE为考核指标。实验结果表明:对IBS SiO_2薄膜拟合MSE函数影响最大的为界面层模型,对EB SiO_2薄膜拟合MSE函数影响最大的为Pore模型。同时确定了不同物理模型对拟合MSE函数的影响大小和反演计算过程模型选择的次序,按照确定的模型选择次序拟合,两种薄膜反演计算的MSE函数相对初始MSE可下降35%和38%,表明拟合过程模型选择合理物理意义明确。文中提供了一种判断薄膜物理模型中各因素对于薄膜光学常数分析作用大小的途径,对于薄膜光学常数分析具有指导意义。

热处理对SiO_2薄膜折射率和吸收特性的影响分析

采用离子束溅射技术,在熔融石英基底上制备了SiO2薄膜,并通过椭偏光谱法和表面热透镜技术研究了热处理对其光学特性的影响。热处理对离子束溅射SiO2薄膜折射率影响较大,随着热处理温度增加,SiO2薄膜折射率先减小后增大,当热处理温度为550℃时,折射率达到最小。经过热处理后,SiO2薄膜的弱吸收均得到了降低,在2ppm(1ppm=10-6)左右,当热处理温度为550℃时,获得的SiO2薄膜弱吸收最小仅为1.1ppm。实验结果表明:采用合适的热处理温度,能大大改善离子束溅射SiO2薄膜的折射率和吸收特性。

TiO_2/SiO_2双层减反射膜的制备及其性能研究

采用真空电子束蒸发法制备TiO2/SiO2双层减反射膜,实现宽波段范围内的低反射率,以满足砷化镓三结太阳电池对入射光的需求。主要研究了基片温度、电子束流和充氧量对TiO2、SiO2单层膜性能(膜层厚度、折射率)的影响。研究过程中,按照三因素两水平的正交实验进行,用分光光度计对TiO2、SiO2薄膜样品的折射率进行测试。实验结果显示,两种氧化物介质膜的折射率均随基片温度和束流的升高而增加,随氧压的升高而降低,工艺参数对TiO2膜性能影响较大。

掺杂CuCl钠硼硅玻璃的溶胶-凝胶方法制备及非线性光学性质

采用sol-gel方法以Na2O-B2O3-SiO2系统玻璃为基体,采用不同浓度的盐酸溶液为CuCl的先驱体溶剂,在500-600℃的温度范围内烧成了掺杂CuCl的钠硼硅玻璃,详细地研究了氯化亚铜的浓度及其先驱体溶剂对溶胶-凝胶及玻璃性质的影响,讨论了CuCl在钠硼硅干胶中的生成机制,研究了烧结条件对干胶转变成玻璃性质的影响,并研究了这种材料的光学性质,首次报道了掺杂CuCl的Na2O-B2O3-SiO2系统玻璃在1.33μm处的三阶非线性折射率,n2=3.3×10-20m2/W.

电子束蒸发SiO_2薄膜残余应力在不同湿度环境下的对比

采用电子束蒸发方法在BK7基底上制备SiO2单层膜,通过台式探针轮廓仪分别测量了大气(45%RH)和干燥环境(5%RH)中不同沉积温度下制备的SiO2单层膜残余应力,同时使用分光光度计和原子力显微镜对样品的折射率和表面形貌进行研究。测试结果表明:SiO2薄膜的残余应力在两个环境中均表现为压应力,且随沉积温度的升高均逐渐增大。干燥环境下与大气环境相比,应力值减小了约100MPa。此外,随沉积温度的升高,薄膜折射率不断增大,表面粗糙度逐渐减小。说明:随着沉积温度的变化,SiO2薄膜的微结构发生了改变。相应地,由水诱发的应力随薄膜致密度的增加而逐渐减小。

SiO_2薄膜致密性的表征

论述了表征SiO2薄膜致密性的三种方法:红外光谱法、折射率法和腐蚀速率法,分析了它们各自的特点。制备了不同衬底和不同工艺的三个热氧化SiO2薄膜样品,利用红外光谱法和折射率法对样品进行了对比测试。结果表明,采用红外光谱法表征SiO2薄膜的致密性时,主特征吸收峰频率不仅与薄膜致密性相关,还与样品的厚度和衬底等因素有关;而折射率法受这些因素的影响较小,是表征SiO2薄膜致密性较为适用的方法。

Ag/SiO_2/Ag组成的三角形纳米柱的光学及传感特性(英文)

研究了一种Ag/SiO2/Ag组成的三角形纳米柱的LSPR消光光谱特性及其传感特性.时域有限差分(FDTD)法计算结果表明,三棱柱结构在中间夹层SiO2后,消光光谱峰值出现红移现象,并伴随着折射率灵敏度的增加.随着中间介质层厚度的增加,上下两层金属间表面等离子体耦合逐渐减弱,消光光谱峰值红移速度减慢.当介质层厚度为60nm时,金属层间的表面等离子体耦合消失,消光光谱与折射率灵敏度不再发生变化.对于实际制作时可能出现尖角钝化的三棱柱结构,中间介质层仍然表现出对其光学及传感特性的良好的调节作用.

鄂西长阳南华系地球化学特征的气候指示意义及地层对比

鄂西长阳南华系出露良好、发育完整,主要由莲沱组、南沱组构成,少数地段（长阳古城）包括古城组和大塘坡组。莲沱组为河流—河口湾相的碎屑岩组合,区域上南厚北薄,岩性三分性明显。古城组为典型的冰碛岩,对应于国际上Sturtian冰期。大塘坡组为间冰期海陆过渡相沉积。南沱组为研究区内最发育、最重要的冰碛地层,对应于国际上Marinoan冰期,区域上岩性变化不大,厚度具西南厚北东薄之趋势。长阳流溪剖面上,仅发育莲沱组和南沱组。南沱组CIA值介于52.52-55.80范围内,反映寒冷干燥气候条件、低等化学风化程度的沉积环境。莲沱组底部CIA值为68.14,为温暖湿润气候条件、中等化学风化程度的沉积;下部CIA值介于61.61-64.57之间,为温暖干燥气候条件、低等化学风化程度的沉积;上部CIA值介于55.03-59.80之间,为寒冷干燥气候条件、低等化学风化程度的沉积。莲沱组SiO2/Al2O3值介于2.13-5.10之间,变化较大,但总体明显低于南沱组SiO2/Al2O3值（4.47-5.16）,莲沱组FeO/Fe2O3值介于0.16-0.49之间,远低于南沱组FeO/Fe2O3值（1.96-3.11）,也就是说南沱组形成时期气候寒冷干燥、化学风化作用较弱,而莲沱组沉积时期气候相对温暖、化学风化作用相对较强。CIA值和SiO2/Al2O3、FeO/Fe2O3比值表明研究区南华系经历了＂莲沱间冰期＂温暖湿润—温暖干燥气候、低—中等化学风化程度,至＂莲沱间冰期＂寒冷干燥气候、低等化学风化程度,再到＂南沱冰期＂寒冷干燥气候、低等化学风化的沉积环境变化过程。

SiO_2泡沫微球密度精密检测技术研究

根据垂直扫描干涉技术结合样品折射率与密度间的依赖关系,建立了低密度SiO2泡沫微球密度的检测方法,用Lorentz-Lorenz和Gladstone-Dale公式分析了SiO2泡沫微球折射率与密度间的依赖关系。实验结果和测量误差估计表明,利用垂直扫描干涉技术并结合Gladstone-Dale分析方法,可实现对低密度SiO2泡沫微球密度的精密检测,其测量误差好于5%。

ZrO_2对CaO-SiO_2系玻璃析晶的影响

通过DSC曲线研究了不同含量的ZrO2对CaO-SiO2系玻璃析晶的影响,根据JMA方程计算动力学参数(如析晶活化能E、频率因子ν、晶化指数n)。从计算结果可以看出,随着ZrO2含量的增加,析晶活化能E减少,而频率因子ν和晶化指数n增加。当ZrO2含量为7%时,E值最小:235.58kJ/mol;n值最大:4.70。说明ZrO2在CaO-SiO2玻璃体系是有效的晶核剂。

纳米SiO_2和发泡剂对聚氨酯防火涂料阻燃性能的影响

近几年来我国火灾的严重性已使木材阻燃成为一项紧迫任务。为了提高马尾松胶合板的阻燃性能,以聚氨酯为对象,采用HRR3热释放率系统、HC-2氧指数测定仪等测定了涂覆膨胀型纳米聚氨酯防火涂料的马尾松胶合板的燃烧热释放率和氧指数,分析了纳米SiO2以及各种发泡剂对聚氨酯防火涂料阻燃性能的影响,并分析它们的阻燃机理。结果表明,在聚氨酯防火涂料中加入纳米SiO2,可使涂覆的胶合板燃烧失重和炭化体积明显降低,有效地提高阻燃性能,纳米SiO2用量以3%为宜。加入发泡剂可进一步提高涂料的阻燃效果和氧指数值。复合发泡剂比单一发泡剂效果好。在8种试验方案中,用尿素-双氰胺按1∶3的质量比组成的复合发泡剂阻燃效果最优,在HRR3热释放率系统测试中,涂覆的胶合板着火燃烧时间最长(69s),达最高热释放率时间最短(130s),热释放率峰值最低(53.45kW/m2),氧指数值最高(55)。

ZrO_2-SiO_2二元系统平面光波导薄膜的制备与性能表征

应用溶胶-凝胶技术,以TEOS与ZrOCl2·8H2O为先驱体,研制了用于有源光波导基质材料的ZrO2-SiO2二元系统薄膜,探明了ZrO2-SiO2二元系统薄膜折射率、厚度与薄膜组分、匀胶速度、陈化时间、热处理温度的内在关系,实现薄膜厚度和薄膜折射率在一定范围内的连续可调,为研制一类新型的光通信窗口有源光波导材料提供了基质材料。

高折射率玻璃微珠的研究和应用

以TiO2-BaO-SiO2-Al2O3系统的玻璃作为高折射率玻璃微珠的材料,研究了玻璃的组成对玻璃折射率的影响,玻璃的性能和成珠工艺对微珠的性能影响。通过对微珠的回归反射特性进行分析,指出了微珠的应用前景。

注汽锅炉给水SiO_2指标限值分析及实验优化

注气锅炉给水中过高的SiO_2将引发受热面结垢,而SiO_2去除工艺的投资及运行费用相对较高,因此必须合理控制注汽锅炉给水的SiO_2指标限值。与国外标准相比较,国内湿蒸汽注汽锅炉SiO_2指标(50 mg/L)过于严格。通过理论分析和实验,从SiO_2的溶解度及饱和蒸汽对其溶解携带能力两个角度考虑,建议湿蒸汽、过热蒸汽注汽锅炉给水SiO_2指标限值应分别小于80 mg/L、15 mg/L。

掺Ge氧化硅薄膜波导制备工艺与应力研究

采用等离子体化学气相沉积法在硅基底上沉积氧化硅薄膜,研究在不同工艺条件下薄膜的应力变化情况和折射率分布规律.利用应力测试仪测定晶圆在镀膜前后的形变量进而获得应力值,并用棱镜耦合仪测试薄膜折射率.在其他条件相同的情况下,SiH_4与N_2O的流量比分别设为24、27.6和30时,在1 539nm波长下薄膜平均折射率分别为1.466 7、1.459 2和1.455 7,对应的晶圆应力向着压应力增加,分别为-50MPa、-200MPa和-430MPa.掺入8.3×10^(-7) m^3/s GeH_4后,SiH_4与N_2O的流量比分别设为22.6、24和27.6时,薄膜平均折射率分别为1.475 8、1.471 4和1.463 3,对应的晶圆应力分别为25MPa、-210MPa和-270 MPa,是从拉应力向压应力变化的过程.结果表明,SiH_4与N_2O的流量比相同时,掺入GeH_4后折射率和对应的压应力明显增加.因此,通过对工艺条件的合理选择,可制备出折射率稳定的氧化硅波导薄膜,从而提高器件在整个晶片上的成品率.