溶胶-凝胶(sol-gel)法制作掺铒Al2O3薄膜及其光致发光光谱特性测量

介绍一种用溶胶-凝胶方法制作掺铒Al₂O₃薄膜的工艺.实验测量了薄膜样品的光致发光光谱特性.结果表明光致发光光谱的峰值波长为1.536 μm,半值宽度为34 nm;同时测量了光致发光光谱的峰值强度与泵浦功率、掺铒浓度及退火温度之间的关系.     

SiC1-xGex/SiC 异质结光电二极管特性的研究

使用二维器件模拟软件Medici, 对SiC_1-xGe_x/SiC异质结的光电特性进行了模拟.设计了N型重掺杂SiC层的厚度为1 μm, P型轻掺杂SiC_1-xGe_x层厚为0.4 μm, 二者之间形成突变异质结.在反向偏压3 V、光强度为 0.23 W/cm²的条件下, p-n+ SiC_0.8Ge_0.2/SiC和p-n+ SiC_0.7Ge_0.3/SiC敏感波长λ分别可以达到0.64 μm和0.7 μm, 光电流分别为7.765×10^－7 A/μm和7.438×10^－7 A/μm; 为了进一步提高SiC_1-xGe_x/SiC 异质结的光电流, 我们把p-n+两层结构改进为p-i-n三层结构.在同样的偏压、光照条件下, p-i-n SiC_0.8Ge_0.2/SiC和p-i-n SiC_0.7Ge_0.3/SiC的光电流分别达到1.6734×10－6 A/μm和1.844×10－6 A/μm.     

BiB3O6晶体主轴折射率及其温度系数

利用自准直法，在30℃到170℃温度范围内分别测量0.4880 μm、0.6328 μm、1.0640 μm、1.3414 μm等波长下BiB₃O₆(BIBO)晶体的主轴折射率.得到不同温度下的Sellmeier方程及各主轴折射率的温度系数.计算了1.0795 μm下BIBO晶体的的主轴折射率.与实验测量的结果进行比较，两者的差异不大于2×10－4.     

溶胶-凝胶法制备SiO2-TiO2平板光波导工艺研究

采用溶胶-凝胶法制备了SiO₂-TiO₂平板光波导,计算了平板光波导通光条件,分析了硅/钛溶胶-凝胶材料的热性能,观测了平板光波导的结构形貌,并测试了其通光损耗。结果表明：经过200℃,30 min干燥处理的凝胶薄膜呈疏松多孔状态,对于非对称平板波导,存在芯层通光截止厚度,而且当SiO₂-TiO₂芯层厚度为0.5 μm时,SiO₂下包层厚度至少有6 μm才能防止1550 nm波长光泄露入单晶硅衬底中。制备的光波导对于1550 nm波长光传输损耗最小值为0.34 dB/cm。     

高温高压下B4C合成金刚石的研究

 压力为5.7~6.0 GPa及1 370~1 500 ℃温度范围内，B₄C在Ni₇₀Mn₂₅Co₅系统中，高压相变为金刚石。合成的金刚石为深黑色，含硼量大于1wt%。粒度为20 μm左右，晶形多为立方体与八面体的各种聚形。反应后的金属触媒中，存在Ni₂B等硼化物；非金属残留物中，存在B₁₃C₂等高硼碳化物。     

激光产生蒸汽羽的干涉研究

 根据拍摄1.06 μm长脉冲钕玻璃激光与LY12铝靶耦合产生蒸汽羽的干涉分幅照片，测出在t<50 μs空气冲击波速度约为473 m/s而蒸汽羽阵面扩散速度约为162 m/s。运用蒸汽羽等离子体的有关热力学特性方程组，得到蒸汽羽等离子体的电子密度、电子温度、电离度和吸收系数的最大值分别为N_e≈3.1×10¹⁷ cm^-1，T≈6 096 K，η≈0.014，α_(1.06μm)≈0.03 cm^-1的结果。     

强激光辐照下纯铝的力学响应和层裂的实验测量与分析

 采用速度干涉（VISAR）测试技术，对强激光辐照下纯铝的动态力学响应和层裂特性进行了实验测量和分析。样品厚度分别为200 μm 和485 μm，激光脉冲的半高宽约为10 ns，功率密度变化范围为10¹⁰~10¹¹ W·cm^-2。实测了样品自由面速度波形，反映了强激光加载作用下材料损伤演化过程以及损伤对材料动态响应的影响。计算得到了冲击波强度(2.0~13.4 GPa) 和不同拉伸应变率下铝的层裂强度(1.6~2.3 GPa)。在所采用的实验条件和1维近似下，激光辐照产生的冲击波强度与激光功率密度之间成线性关系。最后讨论了层裂强度与拉伸应变率之间的关系，显示层裂强度随着拉伸应变率的增加而增大。     

D-D结合型金刚石聚晶的高压合成研究

 为了探索功能金刚石聚晶的高压合成，使其具有优异的透红外和散热性能，我们采取了提高合成压力、温度和尽量减少结合剂的办法进行试验。首先探索如何使合成的金刚石聚晶具有D-D型结合，然后尽量减少结合剂，以合成出高密度的D-D型金刚石聚晶。为了尽量减少结合剂含量，不用粉末混合法，而是分别采用7~14 μm和63~80 μm粒度的金刚石为原料，与纯Ni或Ni₇₀Mn₂₅Co₅合金为基底积层组装，通过高温高压下触媒金属向金刚石晶粒间渗透进行烧结生长。在6.3 GPa的压力和1 440~1 650 ℃的不同温度下分别保持3~40 min。所得到的金刚石聚晶在触媒金属渗透得充分的区域形成了D-D结合型结构，而没有发现碳化物生成及金刚石表面石墨化等现象。     

高组份Al值的AlxGa1-x As和AlxGa1-x As/GaAs/AlxGa1-xAs/GaAs多层结构的MOCVD生长

用自制常压MOCVD系统,在半绝缘GaAs衬底上生长高Al组份Al_xGa_1-xAs（其x值达0.83）,和Al_xGa_1-xAs/GaAs/Al_xGa_1-xAs/GaAs多层结构,表面镜面光亮。生长层厚度从几十到十几μm可控,测试表明外延层晶格结构完整,x值调节范围宽,非有意掺杂低,高纯GaAs外延层载流子浓度n_300K=1.7×10¹⁵cm^-3,n_77K=1.4×10¹⁵cm^-3,迁移率μ_300K=5900cmcm²/V.S,μ_77K=55500cm²/V.S。用电子探针,俄歇能谱仪测不出非有意掺杂的杂质,各层间界面清晰平直。 对GaAs,AlGaAs生长层表面缺陷,衬底偏角生长温度及其它生长条件也进行了初步探讨。     

基于TFCALC软件的薄膜偏光分束镜的设计

根据Macnielle薄膜偏光分束镜的设计原理,利用膜系设计软件对偏光分束镜进行优化设计.总结了偏光镜设计时参考波长、入射角以及膜层数随波长的变化规律,给出了LaK₂基底,ZrO₂和SiO₂为高低膜料的薄膜偏光分束镜优化设计方案,为薄膜偏光分束镜的设计和镀膜工艺提供了参考依据.     

Electric field effect in pulsed laser deposition of epitaxial ZnO thin film

We have developed a new system in which thin films can be pulsed laser deposited under an external electric field. Application of 1 kV high voltage to a thin metal wire placed 1 mm above an edge of a 14 mm long substrate distributes electric fields ranging from 4500 V/cm at the left to 50 V/cm at the right side of the substrate. The crystallinity of the ZnO thin film was remarkably improved in the area where the electric field higher than +100 V/cm was applied during the film deposition. Thus, the film growth of ZnO with a strong polarity along the c-axis was verified to depend on an external electric field. PACS 61.10.Nz; 68.55.-a; 72.80.Ga; 78.55.-m; 78.55.-Et     

硬脂酸单分子膜上电沉积Ag膜的研究

通过电沉积方法 ,以气 /液界面上形成的硬脂酸单分子膜为模板诱导沉积金属银膜 .考察了镀液 pH值、单分子膜表面压及沉积电位对银膜形貌及结构的影响 .实验发现 ,酸性镀液的气 /液界面上形成的单分子膜不能诱导沉积银 ,而在中性和碱性镀液的气 /液界面上可以诱导银膜的生长 .当单分子膜处于液态或固态时 ,气 /液界面有银膜形成 ;液态单分子膜上的银膜生长速度较快 ,且银膜的结构一致 .随着电极电位的升高 ,银膜沉积的速度加快 ,呈环状向外生长的圆形银膜逐渐变得不规则 .将不同实验条件下的银膜转移出来 ,采用扫描电镜 (SEM )、透射电镜 (TEM )对银膜的结构与形貌进行了表征 .研究表明 ,银首先在单分子膜上异相成核 ,由八面体构型逐渐发展成星型 ,最终在气 /液界面形成具有松枝状微观结构的光亮银膜 .     

飞秒激光在铝膜中驱动冲击波的特性

为探索研究飞秒激光在材料中驱动冲击波的相关特性,采用激光脉冲频域干涉测试技术对脉冲宽度35fs、脉冲能量0.7mJ、功率密度1014W/cm2量级的飞秒激光脉冲在200nm厚铝膜中驱动冲击波的过程进行了实验测量。通过测量冲击波在铝膜中的渡越时间,获得激光脉冲在铝材料中驱动的冲击波平均速度约为6km/s;通过对不同时刻铝膜自由面频域干涉场测量结果的分析,获得铝材料自由表面速度达1km/s,根据平面冲击波的关系,推算其冲击压强达到9GPa。     

Investigation on the nonlinear optical properties of the DCNP/PEK-c guest–host polymer films

The polyetherketone (PEK-c) guest-host polymer thin films doped with 3-(1,1-dicyanothenyl)-1-phenyl-4,5-dihydro-1H-pryazole (DCNP) were prepared. The polymer films were investigated with in situ second-harmonic generation (SHG) measurement. The corona poling temperature was optimized by the temperature dependence of the in situ SHG signal intensity under the poling electric field applying. The temporal and temperature stability of the second-order properties of the poled polymer film were measured by the in situ SHG signal intensity probing. The second-order NLO coefficient L₃₃⁽²⁾=32.65 pm/V at 5=1064 nm was determined by using the Maker fringe method after poling under the optimal poling condition. The dispersion of the NLO coefficient of the guest-host polymer system was determined by the measured value of L₃₃⁽²⁾ at 1064 nm and the two-level model.     

Ultra-fine pitch chip-on-glass (COG) bonding with metal bumps having insulating layer in the side walls using anisotropic conductive film (ACF)

We developed a new ultra-fine pitch chip-on-glass (COG) bonding technique using insulated metal bumps and anisotropic conductive film (ACF). An insulating layer was formed by spin coating a photosensitive insulating polymer and subsequently exposing it without any mask. The shape of the insulating layer coverage on the side walls of the metal bumps can be controlled by changing the exposure time and the viscosity of the photosensitive insulating polymer. In our experiment, we successfully fabricated COG joints with a 25 μm pitch using Au bumps with an insulating layer on their side walls and a conventional single-layer ACF. When the bumps were covered with the photosensitive insulating polymer, a few conductive particles were trapped between neighboring bumps and many conductive particles were embedded between bumps and pads. The electrical resistance between neighboring bumps was measured by the two-point probe method. The resistances were measured only in uncoated specimens. The measured resistance indicates that electrical shorting between neighboring bumps occurred in uncoated specimens. Therefore, electrical shorting was successfully prevented by the insulating layer on the side walls of the bumps.     

Ge2Sb2Te5薄膜光学性能和短波长静态记录特性的研究

利用直流磁控溅射制备了单层Ge₂Sb₂Te₅薄膜,研究了薄膜在400～800 nm区域的反射、透过光谱,计算了它的吸收系数,发现薄膜在400～800 nm波长范围内具有较强的吸收.随着薄膜厚度的增加,相应的禁带宽度Eg也随之增加.对Ge2Sb2Te5薄膜光存储记录特性的研究发现,在514.5 nm波长激光辐照样品时,薄膜具有良好的写入对比度,擦除前后的反射率对比度在6%~18%范围内.对实验结果进行了分析.     

高聚物P(EO)n-CuBr2薄膜在流体静高压下离子电导率和介电常数的提高（Ⅱ）——添加增塑剂方法的应用

 选用分子量为500万的聚氧化乙烯和无水溴化铜,通过混溶蒸发法制备出一系列高聚物P(EO)_n-CuBr₂（n=4,8,12,16,24）薄膜,并在0.1～2443 MPa范围不同的静水压下详细测量了它们的相对介电常数。分别探讨了增塑剂（C₄H₆O₃）含量对室温常压下离子电导率和介电常数的影响,及其对高压下离子电导率和介电常数的影响。实验结果表明：P(EO)₁₆-CuBr₂薄膜在添加介电常数较高和本体粘度较低的增塑剂C₄H₆O₃后,当其相对浓度n_PC/n_total=20%时,不仅使该薄膜的室温常压离子电导率明显提高6.8倍,而且使其在高压力下的离子电导率提高1（0.1～100 MPa）至2（350～800 MPa）个数量级,非常有利于在高压环境中应用。     

Photonic Electric-Field Sensor Utilizing an Asymmetric Ti:LiNbO3 Mach–Zehnder Interferometer with a Dipole Antenna

Abstract

The use of an asymmetric Ti:LiNbO₃ Mach–Zehnder interferometer with a dipole antenna to measure an electric-field strength is described in this article. The device has a small size of 46 × 7 × 1 mm and operates at a wavelength of 1.3 μm. The AC output characteristics show the modulation depth of ~75% at V_π voltage of ~5.3 V. The minimum detectable electric fields are ~0.28 V/m and ~0.646 V/m, corresponding to a dynamic range of about ~32 dB and ~26 dB at frequencies 20 MHz and 50 MHz, respectively. The sensors exhibit an almost linear response for the applied electric-field intensity from 0.298 V/m to 29.84 V/m.     

宽截止窄带高反射滤光膜设计

窄带高反射滤光膜在光通讯、光学探测仪器等领域有着重要应用.探讨了"基片|H(LH)m1aL(HL)m2βCr,M|空气"膜系结构的窄带高反射滤光膜系,讨论了金属Cr层厚度,以及两种不同的匹配膜系对滤光膜特性的影响,计算了Cr层内部的电场分布.结果表明,较厚的金属层可实现更宽的截止带宽,匹配层的加入有效地实现了宽截止带的深截止,使中心波长处导纳为较大值的匹配膜系可以更好地实现滤光膜宽截止、窄带高反射特性;匹配膜层使中心波长处Cr层内部的电场强度趋于零,有效地降低了整个膜系的吸收,提高了反射率.     

一维纳米氧化锌自驱动紫外探测器的构建与性能研究

本文通过化学气相沉积法制备了ZnO纳米材料, 利用扫描电镜、光致发光谱、X衍射光谱及拉曼光谱等方法对制备的材料进行了表征. 基于制备的单根ZnO线分别构建了三种不同结构的紫外探测器件: Ag-ZnO-Ag肖特基型、PEDOT:PSS/n-ZnO结型和p-Si/n-ZnO结型紫外探测器, 并对器件的性能进行了研究. 结果表明: 三种不同结构的器件都表现出良好的整流特性, 对紫外线均有明显的光响应; 在零偏压下, 都有明显的自驱动特性. 三种器件中, p-Si/n-ZnO型紫外探测器性能最为优异: 在零偏压下, 暗电流约在1.2×10^-3 nA, 光电流在5.4 nA左右, 光暗电流比为4.5×10³, 上升和下降时间分别为0.7 s和1 s. 通过三类器件性能比较, 表明无机p-Si更适合与ZnO构建pn结型自驱动紫外探测器.