激光诱导击穿光谱自吸收效应校正方法的研究进展

激光诱导击穿光谱作为一种新型的物质成分检测技术,具有快速、实时、微损、原位、多元素同时分析等优势,目前在环境监测,食品安全,选矿冶金,生物医疗,太空探测等多个领域都具有广泛应用。然而,由于元素谱线的自吸收效应,使得激光诱导击穿光谱谱线强度降低,严重时甚至会使特征谱线峰型产生凹陷(即“自蚀”现象),定标曲线变弯曲,导致该技术的元素检测精准度变差,从而无法实现大规模商业应用。因此,对激光诱导击穿光谱自吸收效应及其校正方法的探索,一直以来是学者们研究的热点。综述了自吸收效应校正方法的研究进展,分析了自吸收效应产生的物理机制,分别从实验参数优化、物理辅助装置、自吸收模型和校正算法等多个角度对自吸收效应的几种主要校正方法进行了归纳和总结,并对其优势和缺点进行了对比分析,其中实验参数优化具有原理简单、易操作的优势;能态选择性共振激发自吸收效应抑制效果稳定;微波辅助激发成本较低,可同时对多元素实现自吸收抑制;自吸收系数法可直接量化自吸收效应强弱,计算步骤简便且所需等离子体参数较少;基于内参考线的自吸收校正算法计算效率高,校正效果明显;光学薄法可直接获取光学薄等离子体谱线,避免理论误差。最后,对自吸收效应未来的研究方向和发展趋势进行了展望。

激光对羟基磷酸铜的还原机理研究

为了研究激光选区金属化技术中,激光与尖晶石型化合物的相互作用机理,选用质优价廉、具有尖晶石结构的可见光和近红外光敏催化物质羟基磷酸铜(Cu 2(OH)PO 4)作为研究对象,利用X射线光电子能谱技术,探讨了波长为1064nm纳秒脉冲光纤激光、连续光纤激光和波长为355nm的纳秒脉冲紫外激光与羟基磷酸铜的相互作用机理。结果表明,3种激光都能将羟基磷酸铜中的+2价铜元素(Cu 2+)还原为+1价铜元素(Cu+),但还原过程随激光功率(0.13W^3.89W)或激光能量密度(2.76J/cm 2~25.48J/cm 2)的变化呈现不同的规律;结合羟基磷酸铜的热性能分析和紫外可见光吸收光谱分析,初步判断,在上述还原过程中,可能同时存在光热反应和光化学反应。该研究为羟基磷酸铜作为一种新型的激光活性物质提供了理论基础。

激光表面改性有机高分子材料的研究进展

有机高分子材料具有质轻、易成型、成本低等优点,在汽车、电子等领域有广泛的应用,但有机高分子材料的原始表面多数呈现化学惰性、表面能低,导致其应用受限。激光表面改性技术具有柔性化程度高、区域选择性好、可三维加工等诸多优势。简要综述了激光表面改性有机高分子材料的性能变化、机理和应用的国内外研究进展,表明通过激光改性可以在有机高分子材料表面形成诸如凸起、凹坑、沟槽、多孔和周期性结构等微观形貌,并使表面化学成分发生显著变化,进而影响其表面润湿性、表面能、吸附性、颜色和/或减阻等性能,这主要与有机高分子材料的自身特性、激光改性参数以及改性环境等因素密切相关,而且通过控制激光改性参数,还有可能实现对上述表面性能变化的精密调控。激光表面改性有机高分子材料在理论研究和实际应用中都具有巨大的价值,但目前对于激光表面改性有机高分子材料的理论研究落后于应用研究,还应进一步加强对改性技术和机理的探索与研究。

纳秒光纤激光诱导等离子体沉积铜的研究

为了实现玻璃表面的金属化,运用激光诱导等离子体沉积技术,选用廉价易维护且波长为1064nm的红外纳秒光纤激光和T2铜靶材,在透明材料普通硅酸盐玻璃表面直接沉积出了金属铜,并对其进行了光学显微镜和扫描电镜表征。结果表明,在一定的激光能量密度范围内(沉积阈值能量密度12.50J/cm^2～激光器所能达到的最大能量密度27.13J/cm^2),随着激光能量密度的增加,沉积在玻璃表面的铜颗粒数量增加;而在激光能量密度一定(27.13J/cm^2)的条件下,若保持激光光斑的横向和纵向搭接率一致,当光斑搭接率不小于50%时,由于玻璃对激光的强烈吸收,导致铜沉积失败;当光斑搭接率在-20%～50%变化时,沉积在玻璃表面的铜颗粒数量呈现先增加后减小的变化趋势。激光诱导等离子体沉积技术是一种可实现透明衬底材料表面金属化的便捷技术。

多段可控式加热台的性能测试与应用验证

介绍了一种自主研发的多段可控加热台的系统构造与工作原理,对其相关性能进行了测试,并在介电材料聚酰亚胺的制备过程中,对其进行了实际应用验证。结果表明,该加热台在PLC控制器与温控器的综合控制下,最多可设置12段加热温度曲线,可实现室温至450℃范围内温度的连续调节,升温速率范围为0~20℃/min;在升温速率较小(如1~5℃/min)的情况下,具有温控精度高(优于±1℃)、超调量小、稳定性高等优点;同时,该加热平台使用灵活,既可单独使用,也可集成到其它设备中作为加热附件使用。但由于加热面积大(300 mm×200 mm),当升温速率较大时,也存在加热滞后现象。

基于微增材技术制造的氧化铟镓锌薄膜晶体管及其性能

薄膜晶体管(Thin-Film Transistors,TFT)是一种重要的有源电子元器件。微笔直写技术作为一种增材制造技术,因其能在三维(3D)曲面基板上直接实现电子元器件的增材制造而备受关注。基于微笔直写的微增材制造技术,采用氧化铟镓锌(IGZO)材料作为有源层,制备了IGZO-TFT器件。在最佳的工艺参数条件下得到的TFT器件迁移率为1.43 cm^(2)/(V·s),开关电流比大于10^(8)。该迁移率与喷墨打印制备的IGZO-TFT器件的迁移率(1.41 cm^(2)/(V·s))相近,低于通过旋涂制备的器件迁移率(4.59 cm^(2)/(V·s))。这表明微笔直写技术是一种可行的薄膜晶体管增材制造技术。

喷墨打印制备高性能薄膜晶体管的材料体系

作为有源电子器件的基本构筑元件,薄膜晶体管(Thin-film transistor,TFT)近年来受到深入研究并在高性能材料研发和器件多功能应用等方面取得了长足的进展。喷墨打印作为一种新兴的加成法制备技术,因其具有成本低、环境友好、无需掩膜等优点,在电子功能器件制备等领域受到了广泛关注。本文概述了可用于喷墨打印制备TFT的材料体系,并依照材料的种类和功能,分别较详细地介绍了喷墨打印制备TFT所用的半导体材料、绝缘材料和电极材料,深入分析了不同材料对TFT器件性能的影响,并对喷墨打印制备TFT的材料体系进行了展望,为制备高性能的TFT提供了可能的材料方向。