激光薄膜吸收损耗控制研究进展

激光技术的不断发展对激光薄膜的光学性能、激光损伤阈值、机械性能等提出了越来越高的要求。具有低吸收损耗的激光薄膜在强激光、精密测量等领域有十分重要的应用。从电子束蒸发和离子束溅射沉积工艺、薄膜材料两个方面,对激光薄膜在吸收损耗控制方面的研究进展进行综述,详细介绍了制备过程中多个环节对薄膜吸收损耗的调控方法,以及单一材料和混合物薄膜的吸收机理、吸收调控方法。     

燃烧剂对低温燃烧合成Pr-CeO2粉体结构与性能的影响

以乙酸铵和柠檬酸为燃烧剂,Ce(NO3)3·6H2O和Pr6O11为主要原料,采用低温燃烧法(LCS)制备了Ce0.95Pr0.5O2纳米晶粉体.用DSC、XRD、SEM及色度测试等手段研究了Ce0.95Pr0.5O2纳米晶微粒前驱体的着火温度、产物晶体结构、晶体形貌及色度.结果表明:乙酸铵和柠檬酸作为燃烧剂的反应前驱体着火温度分别在250℃和300℃左右.两种燃烧产物均为单一的萤石型固溶体.与柠檬酸相比,乙酸铵作为燃烧剂得到的燃烧产物结晶程度更完善、Pr离子进入CeO2晶格的含量更多、呈色更好,且颗粒的团聚程度变小.根据Scherrer公式计算,用两种燃烧剂制备产物的平均晶粒尺寸分别为20～30 nm和10～15 nm,为纳米晶颗粒.最后得到Ce0.95Pr0.5O2粉体的颗粒尺寸则在200～300 nm之间.乙酸铵与硝酸铈的最佳摩尔配比为2:1,柠檬酸与硝酸铈的最佳摩尔配比为3:1.     

磁控溅射硅基薄膜应力演化实时研究

采用多光束应力实时测量装置监控并分析了磁控溅射Si和SiNx薄膜的总力及应力演化过程。在两种膜层中均观察到了应力释放及恢复现象。Si膜中应力是可逆的,而SiNx膜中应力是部分可逆的。物理吸附和解吸附分别是应力释放和恢复的主要原因。不可逆的应力分量来源于化学吸附,基于吸附机制建立了一个应力释放模型。     

单斜相HfO2薄膜弹性常数的第一性原理计算

用电子束蒸发沉积在K9玻璃基底上镀制HfO2薄膜,沉积温度为200℃,蒸发速率为0.03nm/s。由X射线衍射谱可知薄膜出现明显结晶,且为单斜相和正交相混合结构,其中单斜相占明显优势。用Jade5软件分析得到单斜相HfO2的晶格常数a,b,c以及晶格矢量a和c之间的夹角β。基于得到的晶格常数建立了单斜相HfO2薄膜的晶体结构模型。同时建立固态单斜相HfO2的晶体结构模型进行对比。通过密度泛函理论(DFT)框架下的平面超软赝势法,采用两种不同的交换关联函数:局域密度近似(LDA)中的CA-PZ和广义梯度近似(GGA)中的质子平衡方程(PBE),计算了薄膜态和固态单斜晶相HfO2的弹性刚度系数矩阵Cij和弹性柔度系数矩阵Sij,Reuss模型、Voigt模型和Hill理论下的体积模量和剪切模量,材料平均杨氏模量和泊松比。此外还计算得到薄膜态和固态单斜晶相HfO2在不同方向上的杨氏模量。     

多晶氧化物薄膜及复合膜系应力模型

基于膜层结构的弛豫现象,建立了一个多晶膜的应力演化模型,并通过线性组合给出了复合膜的生长应力模型。利用双光束基底曲率测量装置实时测量了电子束蒸发氧化铪、氧化硅多晶膜及其复合膜的应力演化过程,并对测量结果进行了拟合分析。