化合物和合金中离子投影射程分布矩的计算(Ⅱ)——轻离子(Z1≤10)的射程分布矩

本文根据离子在固体材料中电子阻止截面的实验资料,给出了低能Li⁺,Be⁺,B⁺,C⁺,N⁺,O⁺,F⁺,Ne⁺等离子在固体中电子阻止截面S_e的经验公式。这些经验公式既能够很好地反映电子阻止本领的Z₁和Z₂振荡、又能正确地给出S_e随离子能量E的变化关系。用这种以实验为基础的S_e经验公式和符合于WHB势的核散射函数,计数了从H⁺到Ne⁺十种轻离子在非晶Al₂O₃,SiO₂,20/25/Nb不锈钢,LiNbO₃和UO₂等材料中的投影射程分布的一次至三次矩。将计算值与近几年的实验测量及其他人的计算结果进行了比较,在低能端,我们计算的平均投影射程R_p与实验符合得更好。 关键词：     

基于透射光谱确定溅射Al2O3薄膜的光学（已撤稿）

基于反应磁控溅射Al₂O₃薄膜的紫外—可见—近红外透射实验光谱,采用Swanepoel方法结合Wemple-DiDomenico色散模型,方便地导出了Al₂O₃薄膜在200—1100 nm波长范围内的光学常数,包括折射率、色散常数、膜层厚度、吸收系数及能量带隙.研究发现反应磁控溅射Al₂O₃薄膜具有高折射率(1.556— 1.76,测试波长为550 nm)、低吸收和直接能量带隙(3.91—4.20 eV)等光学特性,而且其光学常数对薄膜制备过程中的重要工艺参数——膜层后处理温度表现出强烈的依赖性.此外,在膜层的弱吸收和中等吸收光谱区域内,计算得到的折射率色散曲线与分光光度法的测试结果基本符合,说明本实验中所建立的计算方法在确定反应磁控溅射Al₂O₃薄膜光学常数方面的可靠性. 关键词： 光学常数 Swanepoel方法 2O₃薄膜')" href="#">Al₂O₃薄膜 热处理     

化合物和合金中离子投影射程分布矩的计算(Ⅰ)——重离子(Z1>10)的射程分布矩

本文采用改进了的核散射函数计算了12种离子在非晶Al₂O₃,SiO₂,20/25/Nb不锈钢、UO₂和LiNbO₃等材料中的投影射程分布一次至三次矩。给出了能量范围从5keV至1MeV的离子在上述材料中的理论计算结果。将计算值与近几年的实验测量结果及Gibbons等人和Winterbon的理论计算进行了比较。结果表明,我们得到了与实验符合得更好的理论值。文中较详细地介绍了化合物和合金材料中射程分布矩的计算方法,并对改进计算精度等问题进行了简要的讨论。 关键词：     

Er3+掺杂SiO2复合的Al2O3粉末结构及光致发光特性

采用溶胶-凝胶(sol-gel)工艺制备0.1 mol% Er³⁺掺杂Al₂O₃体系和SiO₂-Al₂O₃复合体系粉末. 实验结果表明：5 mol%的SiO₂复合加入Al₂O₃抑制γ→θ和θ→α相转变. 掺0.1 mol%Er³⁺:Al₂O₃体系粉末，900℃烧结，在1.47—1.63μm波段内光致发光(PL)谱为中心波长1.53 μm、半高宽56 nm的单一宽峰，1000—1200℃烧结，劈裂为多峰PL谱. 掺0.1 mol%Er³⁺:SiO₂-Al₂O₃复合体系粉末，在高达1200℃烧结，仍保持中心波长1.53 μm的单一宽峰PL谱，由于—OH更完全的脱除，PL强度较900℃烧结Al₂O₃体系，SiO₂-Al₂O₃复合体系均提高1个数量级. 关键词： 2-Al₂O₃复合体系')" href="#">SiO₂-Al₂O₃复合体系 掺铒 溶胶-凝胶工艺 光致发光     

掺杂晶体材料Al2O3∶Ni2+中顺磁离子N2+局域结构及其电子顺磁共振参量的研究

按照叠加模型和微扰理论,建立了电子顺磁共振（EPR）参量（D, g_∥, g_⊥）与Al_2O3∶Ni²⁺晶体局域结构之间的定量关系. 利用EPR参量决定了Al₂O₃∶N i²⁺晶体的局域结构. 通过考虑适当的晶格畸变,成功地解释了Al₂O₃∶Ni²⁺晶体基态很大的零场分裂和各向异性的g因子. 获得了Ni²⁺ 离子上方最近邻的三个O^2-离子偏向111〕晶轴0.603°, 而Ni²⁺离子下方的三个O^2-离子偏向〔111〕晶轴0.598°.     

Ar^＋和He^＋离子与C60碰撞后富勒希离子的激发机制

C60在与重离子作用下的激发机制与入射离子能量、质量及电荷态有关。核阻止主要出现在低能重离子与G60的碰撞中；而高能轻离子作用下，电子阻止迅速增强，成为主要的激发方式。本中直接观察到由弹性碰撞引起的C^ 峰，及其丰度依赖于入射离子的质量。同时我们还发现电子阻止随入射离子能量(7-20keV)增大相应增加，这与绝热量子分子动力学计算的结果一致。     

TiN/Al2O3纳米多层膜的共格外延生长及超硬效应

采用多靶磁控溅射法制备了一系列具有不同Al₂O₃调制层厚度的TiN/Al₂O₃纳米多层膜. 利用X射线能量色散谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的成分、微结构和力学性能. 研究结果表明，在TiN/Al₂O₃纳米多层膜中，单层膜时以非晶态存在的Al₂O₃层在厚度小于1.5 nm时因TiN晶体层的模板效应而晶化，并与TiN层形成共格外延生长，相应地，多层膜产生硬度明显升高的超硬效应，最高硬度可达37.9 GPa. 进一步增加多层膜中Al₂O₃调制层的层厚度，Al₂O₃层逐渐形成非晶结构并破坏了多层膜的共格外延生长，使得多层膜的硬度逐步降低. 关键词： 2O₃纳米多层膜')" href="#">TiN/Al₂O₃纳米多层膜 外延生长 非晶晶化 超硬效应     

Ar+和He+离子与C60碰撞后富勒希离子的激发机制

C60在与重离子作用下的激发机制与入射离子能量、质量及电荷态有关.核阻止主要出现在低能重离子与C60的碰撞中;而高能轻离子作用下,电子阻止迅速增强,成为主要的激发方式.本文中直接观察到由弹性碰撞引起的C+峰,及其丰度依赖于入射离子的质量.同时我们还发现电子阻止随入射离子能量(7～20?keV)增大相应增加,这与绝热量子分子动力学计算的结果一致.     

镱铒共掺Al2O3薄膜上转换机理及其温度特性

采用中频磁控溅射法制备了镱铒共掺Al₂O₃薄膜,铒镱掺杂浓度分别为0.3%,3.6%(摩尔分数,全文同).讨论了三价铒离子529nm和549nm光致发光的上转换机理.在291.8—573.3K温度区间测量了两绿上转换光谱荧光强度比的温度特性,拟合表达式为R=5.37exp(-738/T).366 K温度时灵敏度最大,为0.0039 K^-1.结果表明镱铒共掺Al₂O₃薄膜适合作为小型、高温和高灵敏的光学温度传感材料. 关键词： 2O₃薄膜')" href="#">镱铒共掺Al₂O₃薄膜 中频磁控溅射 上转换 荧光强度比     

Ce3+掺杂SiO2-Al2O3-Gd2O3玻璃的闪烁性能

通常, Ce离子掺杂的低密度玻璃有较高的发光效率, 而高密度的Ce离子掺杂玻璃其发光效率很低. 为了解释这一现象, 采用高温熔融法获得了SiO₂-Al₂O₃-Gd₂O₃三元系统的玻璃形成区, 并在还原气氛下制备了Ce³⁺掺杂SiO₂-Al₂O₃-Gd₂O₃以及SiO₂-Al₂O₃-Gd₂O₃-Ln₂O₃ (Ln=Y, La, Lu)闪烁玻璃, 研究了其光谱和闪烁性能. 测试结果显示: 随着Gd₂O₃含量增加, 玻璃紫外截止波长发生红移, 荧光强度降低, 衰减时间缩短; 加入Lu₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃后, 紫外截止波长发生红移, 荧光强度降低, 衰减时间变短; 当Gd₂O₃超过10% mol时, X射线荧光积分光产额从相当于锗酸铋 晶体的61%降低到13%. 荧光强度降低、衰减时间缩短的原因是随着玻璃的紫外截止波长红移玻璃的能带宽度变窄, 使得Ce³⁺离子的d电子轨道开始接近玻璃的导带, Ce³⁺离子受辐射后跃迁到d电子轨道的电子会通过导带与玻璃中的空穴复合, 产生电荷迁移猝灭效应.     

RF溅射的SiO_2和SiO_2/Al/SiO_2薄膜的喇曼散射光谱研究

用射频溅射(RF Sputtering)法制成了SiO_2和SiO_2/Al/SiO_2薄膜。应用喇曼光谱研究了薄膜结构。结果表明:RF溅射制成的SiO_2薄膜是含有大量环结构缺陷的玻璃态;SiO_2/Al/SiO_2层状薄膜的喇曼光谱中观察到Al_2O_3的特征峰,证实了Al/SiO_2薄膜界面确有氧化还原反应发生;从喇曼光谱中Al_2O_3的特性峰的位置和相对强度可推断出,SiO_2/Al/SiO_2薄膜界面处的Al_2O_3是非晶γ-Al_2O_3。     

A simulation study of field plate termination in Ga_2O_3 Schottky barrier diodes

In this work, the field plate termination is studied for Ga_2O_3 Schottky barrier diodes(SBDs) by simulation. The influence of field plate overlap, dielectric material and thickness on the termination electric field distribution are demonstrated.It is found that the optimal thickness increases with reverse bias increasing for all the three dielectrics of SiO_2, Al_2 O_3, and HfO_2. As the thickness increases, the maximum electric field intensity decreases in SiO_2 and Al_2O_3, but increases in HfO_2.Furthermore, it is found that SiO_2 and HfO_2 are suitable for the 600 V rate Ga_2O_3 SBD, and Al_2O_3 is suitable for both600 V and 1200 V rate Ga_2O_3 SBD. In addition, the comparison of Ga_2O_3 SBDs between the SiC and GaN counterpart reveals that for Ga_2O_3, the breakdown voltage bottleneck is the dielectric. While, for SiC and GaN, the bottleneck is mainly the semiconductor itself.     

Coupling-induced spectral splitting for plasmonic sensing with ultra-high figure of merit

We investigate a kind of spectral splitting effect in a plasmonic multilayer system, which consists of stacked Al_2 O_3 and SiO_2 layers, a thin metal film, and a dielectric prism substrate. The results illustrate that an obvious peak appears in the center of the surface plasmon resonance(SPR)-induced reflection spectral dip in the structure with the SiO_2/Al_2 O_3/SiO_2 layers. This spectral splitting response can be regarded as an electromagnetically induced transparency(EIT) like effect,which is attributed to the coupling and interference between the SPR on the metal film and guided-mode resonance(GMR)in the Al_2 O_3 layer. The theoretical calculations agree well with the numerical simulations. It is also found that the reflection spectrum will be further split by the introduction of another Al_2 O_3 layer into the multilayer structure. The reintroduced GMR in the Al_2 O_3 layer changes the coupling and interference process between the SPR and GMR field, giving rise to the generation of ultra-narrow reflection dip. Especially, the spectral splitting can facilitate the realization of plasmonic sensors with ultra-high figure of merit(583), which is about 5 times larger than that of traditional SPR sensors. These results will provide a new avenue to the light field manipulation and optical functionalities, especially biochemical and environmental sensing.     

抛光对光纤连接器回波损耗的影响

分别选用氧化铝和氧化硅材料的抛光砂纸,在施加不同抛光压力、抛光时间,以及抛光助剂等工艺条件下,实验研究了抛光对连接器回波损耗的影响规律。通过实验发现:氧化铝砂纸干式抛光使光纤连接器的回波损耗仅保持在32～38dB之间;氧化硅砂纸干式抛光会造成光纤端面污损,使得连接器的回波损耗降低到20dB以下;氧化铝与氧化硅砂纸湿式抛光均可使光纤连接器的回波损耗提高到45～50dB,但氧化铝砂纸湿式抛光会造成80nm以上的光纤凹陷。因此,制作高回波损耗的光纤连接器应优先选用氧化硅砂纸湿式抛光工艺,抛光时间应控制在20～30s。     

微通道板离子壁垒膜粒子阻透特性的蒙特卡罗模拟

在三代微光像管中,微通道板(MCP)输入面上覆盖一层超薄离子壁垒膜(IBF),目的是保护光电阴极,延长像管使用寿命.为了深入研究离子壁垒膜的特性,本文对Al2O3和SiO2两种离子壁垒膜的粒子阻透能力进行了蒙特卡罗模拟,结果表明:5 nm厚Al2O3和SiO2离子壁垒膜的死电压分别为230 ～240 V和220～230...     

缓冲层对LBO晶体上1 064 nm,532 nm二倍频增透膜的激光损伤阈值的影响

采用电子束蒸发方法在LBO晶体上制备了无缓冲层和具有不同缓冲层的1 064 nm,532 nm二倍频增透膜.利用Lambda900分光光度计和调Q脉冲激光装置对样品的光学性能和抗激光损伤性能进行了测试分析.结果表明,所有样品在1 064 nm和532 nm波长的剩余反射率都分别小于0.1%和0.2%.与无缓冲层样品相比,采用SiO2和MgF2缓冲层薄膜的激光损伤阈值分别提高了23.1%和25.8%,而Al2O3缓冲层的插入却导致薄膜的激光损伤阈值降低.通过观察薄膜的激光损伤形貌,分析破斑的深度信息和电场分布,表明LBO晶体上1 064 nm,532 nm二倍频增透膜的激光损伤破坏主要表现为膜层剥落,激光产生的热冲击应力使薄膜应力发生很大变化,超过膜层之间的结合而引起膜层之间的分离.采用SiO2或MgF2缓冲层可改进Al2O3膜层的质量,从而有利于提高薄膜的激光损伤阈值.     

Synthesis of free-standing Ga_2O_3 films for flexible devices by water etching of Sr_3Al_2O_6 sacrificial layers

Flexible electronic devices have attracted much attention due to their practical and commercial value. Integration of thin films with soft substrate is an effective way to fabricate flexible electronic devices. Ga_2O_3 thin films deposited directly on soft substrates would be amorphous mostly. However, the thickness of the thin film obtained by mechanical exfoliation method is difficult to control and the edge of the film is fragile and easy to be damaged. In this work, we fabricated free-standing Ga_2O_3 thin films using the water-soluble perovskite Sr_3Al_2O_6 as a sacrificial buffer layer. The obtained Ga_2O_3 thin films were polycrystalline. The thickness and dimension of the films were controllable. A flexible Ga_2O_3solar-blind UV photodetector was fabricated by transferring the free-standing Ga_2O_3 film on a flexible polyethylene terephthalate substrate. The results displayed that the photoelectric performances of the flexible Ga_2O_3 photodetector were not sensitive to bending of the device. The free-standing Ga_2O_3 thin films synthesized through the method described here can be transferred to any substrates or integrated with other thin films to fabricate electronic devices.     

C20离子团簇在氧化物中穿行时库仑爆炸过程的理论研究

研究了C20团簇在几种金属氧化物(Al2O3,SiO2)中穿行时发生的库仑爆炸过程.采用线性介电响应理论,并结合Mermin形式的介电函数,得到了团簇中各组成离子的空间感应势,其中组成团簇中各组成离子的电荷分布情况由Brandt-Kitagawa有效电荷理论模型来描述.通过求解运动方程得到离子团结构随时间的演化过程,并采用Monte Carlo方法模拟了爆炸过程中的多重散射现象.我们发现,尾流效应使团簇的空间结构和电荷分布呈现非对称性.     

Comparison between AlN and Al_2O_3 ceramics applied to barrier dielectric of plasma actuator

This paper reports the material characterization and performance evaluation of an AlN ceramic based dielectric barrier discharge(DBD) plasma actuator. A conventional Al_2O_3 ceramic is also investigated as a control. The plasma images,thermal characteristics and electrical properties of the two actuators are compared and studied. Then, with the same electrical operating parameters(12-kV applied voltage and 11-kHz power frequency), variations of the surface morphologies,consumed power and induced velocities are recorded and analyzed. The experimental results show that the AlN actuator can produce a more uniform discharge while the discharge of the Al_2O_3 actuator is easier to become filamentary. The later condition leads to higher power consumption and earlier failure due to electrode oxidation. In the plasma process,the power increment of the AlN actuator is higher than that of the Al_2O_3 actuator. The induced velocity is also influenced by this process. Prior to aging, the maximum induced velocity of the AlN actuator is 4.2 m/s, which is about 40% higher than that of the Al_2O_3 actuator. After 120-min plasma aging, the maximum velocity of the aged AlN actuator decreases by 27.8% while the Al_2O_3 actuator registers a decrease of 25%.     

Fe-Cr-Al合金高温氧化行为电子理论研究

从电子层面系统研究Fe-Cr-Al合金氧化膜的形成机理,杂质硫对氧化膜黏附性的影响,稀土元素在改善氧化膜黏附性方面的作用,揭示合金氧化的物理本质.研究表明氧使Al在合金表层的环境敏感镶嵌能最低,促使Al原子从合金内部向合金表面扩散,最终在合金表面偏聚.由于氧与Al间的亲和力较大,氧原子易与Al结合生成Al2O3保护膜.杂质S在基体/氧化膜界面的环境敏感镶嵌能较低,可通过扩散偏聚在基体/氧化膜界面,削弱氧化膜与合金基体的结合力.当合金中加入Y后,Y易与S结合形成稳定的硫化物,阻碍S向基体/氧化膜界面的偏聚,显著提高氧化膜的黏附性,提高合金抗高温氧化能力.