两种金属-有机钙钛矿材料的负热膨胀性质

通过变温单晶X射线衍射和透射电镜实验对2种金属-有机钙钛矿材料[C(NH2)3][Mn(HCOO)3](1)和[(CH2)3NH2][Mn(HCOO)3](2)进行表征,分析了其晶体结构和晶格常数随温度变化的关系,发现2种材料沿c轴方向都表现出负的热膨胀行为,其效应分别为:αc1=-1.2(1)×10~(-5)K~(-1),αc2=-6.1(11)×10~(-5)K~(-1)。采用一种"铰链"结构模型对这2种框架材料的负热膨胀机理进行了详细解释:温度升高会诱导框架中主体和客体铵基之间的氢键长度及键角发生改变,引起钙钛矿框架结构发生变形,进而导致其沿框架对角线方向(c轴方向)的负热膨胀行为。     

脉冲激光制膜过程中等离子体演化规律的研究

利用有限差分法对脉冲激光沉积(PLD)技术制备KTa065Nb035O3(KTN)薄膜过程中等离子体在等温和绝热两个阶段的速度演化进行了模拟，并给出了其中主要粒子在空间的具体演化规律，对等离子体在空间膨胀的物理机制，进行了深入的讨论，给出了相应演化过程的物理图像，并揭示了等离子体羽辉在膨胀过程中呈现椭球外形的内在原因.     

平行板电容器内电介质受力问题剖析

关于平行板电容器内电介质受力问题, 普通大学电磁学教材大都利用虚功原理求解[ 1], 但没有说明该 力产生的根源. 笔者基于液体表面张力的模型, 对该力的产生做了深入剖析. 特别地, 本文将虚功原理的结果、 边缘 效应( 即电容器边缘处电介质的极化不同于中心处电介质的极化而产生的效应)的结论以及束缚电荷模型进行对 比和分析, 揭示它们的统一性     

KTN薄膜脉冲激光沉积过程的机理研究

根据能量平衡原理,导出了脉冲激光作用靶材的烧蚀率公式,并根据流体动力学理论,得出了脉冲激光产生的等离子体的空间运动特性方程,将靶材烧蚀率公式与等离子体空间动力学方程结合起来,根据实验研究了不同激光功率密度和波长对Kta_0.65Nb_0.35O₃(KTN)薄膜沉积特性的影响,得到了一些有价值的结果,并对结果进行了详细的讨论,理论计算结果与实验大体符合. 关键词： PLD技术 烧蚀率 等离子体 KTN薄膜     

脉冲激光制备薄膜材料的机理

给出脉冲激光作用块状靶材的烧蚀模型.根据能量平衡原理,导出烧蚀面的位置随时间的变化关系.利用绝热近似、温度连续性条件和能量平衡原理来获得烧蚀面与固液相界面边界条件.结合热传导方程,利用精确解与积分近似法相结合的方案,给出固液两相的温度分布与时间和位置的变化关系,以及固液相界面的位置随时间的变化规律,并将理论结果与实验数据进行比较.由流体动力学理论,得出了脉冲激光产生的等离子体的空间输运方程,将此方程与靶材烧蚀率公式结合起来,根据实验数据研究了不同激光功率密度和波长对KTN(KTa_0.65Nb_0.35O₃)薄膜沉积特性的影响,得到了一些有价值的结果,并对结果进行了详细的讨论.     

纳秒脉冲激光沉积薄膜过程中的烧蚀特性研究

研究了高能短脉冲激光薄膜制备的整个烧蚀过程.首先建立了基于超热理论的烧蚀模型，然 后利用较为符合实际的高斯分布表示脉冲激光输入能量密度，给出了考虑蒸发效应不同阶段 的烧蚀状态方程.结合适当的边界条件，以Si靶材为例，利用有限差分法得到了靶材在各个 阶段温度随时间和烧蚀深度的演化分布规律及表面蒸发速度与烧蚀深度在不同激光辐照强度 下随时间的演化规律.结果表明，在脉冲激光辐照阶段，靶材表面的蒸发效应使得靶材表面 温度上升显著放缓；在激光辐照强度接近相爆炸能量阈值时，蒸发速度与蒸发厚度的变化由 于逆流现象将显著放缓.还得到了考虑了熔融弛豫时间及蒸发效应的固-液界面随时间的演化 方程，这一结论较先前工作更具有普适性. 关键词： 脉冲激光烧蚀 热流方程 温度演化 有限差分法     

靶材吸收率变化与烧蚀过程熔融前靶材温度分布

讨论了脉冲激光沉积法中烧蚀阶段熔融前靶材吸收率的变化对于其温度分布的影响. 给出了靶材吸收率随时间的变化规律，并在此基础上，利用较为符合实际的高斯分布表示脉冲激光输入能量密度，建立了相应的热传导方程. 结合适当的边界条件，利用有限差分法，以硅靶材和钨靶材为例，给出了靶材熔融前温度分布随时间和深度变化的演化分布规律，同时对相关过程的物理图像进行详细的讨论.对于吸收率的变化与脉冲激光能量密度的分布对于相应过程的影响，进行了分析讨论. 结果表明，在脉冲激光中间的持续过程中，忽略靶材吸收率的变化对于最终的模拟结果有重要影响，从而导致理论结果与实验数据有较大差异. 关键词： 脉冲激光沉积 吸收率 有限差分 温度演化     

入射角对飞秒激光诱导金属表面周期性结构的影响

用脉宽为60 fs,频率为1 kHz,中心波长为800 nm的飞秒脉冲激光照射在高纯度的Cu、Ag、Au金属靶材表面,在损伤阈值附近产生周期性结构,并随着脉冲作用数的增加,产生的规则周期性结构被破坏.研究了人射角度对周期性结构大小的影响,发现在较小角度时,三种金属周期性结构大小几乎没有区别,在较大角度时,三者之问的差别也微乎其微;不同金属的损伤阈值各不相同,因此,认为入射激光的能量密度在较小角度时只影响表面周期性结构的锐利程度,并不影响其大小.并从激光诱导金属表面产生周期性结构的理论出发进行了理论验证,也表现出同样的规律     

Dynamic simulation on the preparation process of thin films by pulsed laser

An ablation model of targets irradiated by pulsed laser is established. By using the simple energy balance conditions, the relationship between ablation surface location and time is derived. By an adiabatic approximation, the continuous-temperature condition, energy conservation and all boundary conditions can be established. By applying the analytical method and integral-approximation method, the solid and liquid phase temperature distributions are obtained and found to be a function of time and location. The interface of solid and liquid phase is also derived. The results are compared with the other published data. In addition, the dynamics process of pulsed laser deposition of KTN (Kta_0.65Nb_0.35O₃) thin film is simulated in detail by using fluid dynamics theory. By combining the expression of the target ablation ratio and the dynamic equation and by using the experimental data, the effects of laser action parameters on the thickness distribution of thin film and on the thin film component characteristics are discussed. The results are in good agreement with the experimental data.