溶液浇铸法制备氘代聚乙烯薄膜

 采用改进的溶液浇铸法,用氘代聚乙烯为原料,制备了厚度为100, 200, 400 μm的氘代聚乙烯薄膜。研究了溶液温度、干燥温度、真空加热温度及时间等因素对成膜性、薄膜均匀性和透明性的影响,确定了最佳工艺条件：溶液温度120～130 ℃,干燥温度80～100 ℃,加热温度120 ℃,加热时间1 h。3维视频显微镜和原子力显微镜表征结果表明:制备的薄膜透明性较好,厚度较均匀;薄膜表面起伏较小。     

气相沉积法制备聚酰亚胺微球的均匀性及性能

为满足惯性约束聚变(ICF)对聚酰亚胺(PI)靶丸的要求,研究了气相沉积过程单体加热温度对PI薄膜厚度的影响并测试其均匀性,测试了脉冲敲击模式下复合微球的表面质量。研究了薄膜热环化过程中的结构变化,并对所得PI薄膜进行了热稳定性分析。研究结果表明:脉冲敲击下制备所得复合微球表面粗糙度均方根值波动在29~45nm之间,在相同时间内其薄膜厚度随单体加热温度的增加而增加,通过调节不同单体加热温度,可将薄膜厚度控制在一定范围;薄膜厚度测试发现其较为均匀,横向和纵向各点厚度相差不足1μm;热环化后聚酰胺酸转化为PI,CONH与COOH结合形成C-N键;热重分析数据显示PI薄膜热稳定性较好,600℃左右才开始大量分解。     

旋涂法制备氧化锆介质层及其在薄膜晶体管中的应用

采用旋涂法制备了氧化锆介质层薄膜,重点讨论了退火温度以及旋涂转速对薄膜性能的影响及作用机制。研究发现高温后退火一方面使得氧化锆水合物脱水形成氧化锆,另一方面促使氧化锆薄膜结晶。此外,转速较高时,其变化对薄膜厚度及粗糙度无显著影响。当转速为5 000 r/min、退火温度为300℃时,制备的绝缘层厚度具有良好的厚度均匀性,粗糙度为0.7 nm,漏电流为3.13×10^-5 A/cm²（电场强度1 MV/cm）。最终,利用ZrO₂薄膜作为栅极绝缘层,在玻璃基板上制备了铟镓锌氧化物-薄膜晶体管（IGZO-TFT）,其迁移率为6.5 cm²/（V·s）,开关比为2×10⁴。     

二乙烯基苯泡沫空心球微流体成型技术

基于微流体成型技术,设计开发了一套用于微胶囊制备的T型微通道乳粒发生器,并利用该装置实现了二乙烯基苯空心泡沫微球的连续制备。以二乙烯基苯的邻苯二甲酸二丁酯溶液为油相,以聚乙烯醇的水溶液为外水相,去离子水为内水相,成功制备出二乙烯基苯双重微乳液,并采用水平旋转加热装置使其凝胶固化,再经过溶剂交换、CO2超临界干燥等过程,制备出直径700～1200μm、壁厚60～100μm、密度90～120mg.cm-3的二乙烯基苯空心泡沫微球。利用光学显微镜、扫描电镜和X-透射显微镜表征,结果显示:微胶囊球形度、同心度和壁厚均匀性较好,成活率较高,直径单分散性较好,外表面较粗糙。     

溶液法制备PVP为界面修饰层的红荧烯结晶性薄膜

为了获得低成本、高结晶度的红荧烯薄膜,采用溶液加工的方法和聚合物界面修饰层研究了红荧烯薄膜的性质。首先,通过旋涂方法在Si/SiO₂衬底上先沉积一层聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为界面修饰层,利用偏光显微镜（POM）、原子力显微镜（AFM）研究了PVP层表面形貌及粗糙度。接着在PVP上滴涂红荧烯溶液后固化烘干,制备红荧烯晶体薄膜,研究了不同PVP浓度和不同成膜温度下界面修饰层对红荧烯表面形貌的影响。然后,利用X射线衍射（XRD）表征对比研究了薄膜的微观结构。最后,分析了红荧烯晶体薄膜的生长机制。实验结果表明：80~140℃及低浓度的PVP条件下能得到结晶度高、连续的红荧烯球晶,并且温度升高时,球晶尺寸变大。PVP作为界面修饰层有利于改善红荧烯的成膜性,制备高结晶度的晶体薄膜。     

原子力显微镜在PLD法制备ZnO薄膜表征中的应用

利用脉冲激光沉积(PLD)法在氧压为16 Pa、衬底温度为400~700 ℃时,在单晶Si(100) 衬底上制备ZnO薄膜,并通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)谱和光致发光谱对制得的薄膜样品进行表面形貌、结构特性和发光性质研究。其中通过原子力显微镜对样品的二维、三维以及剖面线图进行了分析。结果表明衬底温度700 ℃时得到的薄膜样品表面较均匀致密,晶粒生长较充分,结晶质量较高,相对发光强度高。控制氧压为5.7 Pa,在衬底温度为600 ℃,沉积时间分别为10,20,45 min制备ZnO薄膜样品;利用原子力显微镜对样品进行表面形貌观察,得知只有沉积时间足够长才能使薄膜表面晶粒充分生长。     

氘代聚合物膜靶制备技术与性能研究

 氘代聚合物膜是快点火基础物理实验的一种重要靶型。通过氘代苯乙烯单体的本体自由基聚合反应制备氘代聚苯乙烯，并利用流延法和浇铸法制备出厚度从几十nm到数百μm的膜靶。溶剂挥发过程中的随机扰动对膜厚均匀性造成影响，采用清洁的基片和在涂沫基片或模具外加防护罩可以降低这种影响。采用PVA作脱膜剂有利于获得较薄的聚合物薄膜。DSC分析表明薄膜的玻璃化转变温度与热处理过程有关，缓慢退火有利于提高Ｔ-g和储能模量。     

退火温度对新型有源层WZTO薄膜晶体管性能的影响

通过溶液法制备了新型有源层钨锌锡氧化物(WZTO)薄膜晶体管(TFT),研究了不同退火温度对WZTO薄膜和TFT器件性能的影响。XRD结果表明即使退火温度达到500℃,WZTO薄膜仍为非晶态结构。W掺杂显著降低了薄膜表面粗糙度,其粗糙度均从0. 9 nm降低到0. 5 nm以下;但不影响薄膜可见光透过率,其透过率均大于85%。同时XPS分析证实随退火温度升高,WZTO薄膜中对应氧空位的峰增加。制备的WZTO器件阈值电压由8. 04 V降至3. 48 V,载流子迁移率随着退火温度的升高而增大,开关电流比达到107。     

分层蒸镀制备聚酰亚胺自支撑膜及其特性研究

 采用分层蒸镀法,在玻璃基片上依次蒸镀二氨基二苯醚（ODA）和均苯四甲酸二酐（PMDA）两种单体,然后在空气环境中对样品进行不同温度和时间的热亚胺化处理,使二者在交界面上反应生成聚酰亚胺。经加热150 ℃ 1 h然后经350 ℃ 2 h处理的样品,在脱膜后能制备出直径1.8 cm,厚度为100 nm的聚酰亚胺自支撑薄膜。用FTIR测量了自支撑薄膜的红外光谱,特征吸收峰的分析表明薄膜已基本上完全亚胺化。用原子力显微镜分析了浮法玻璃衬底上聚酰亚胺薄膜的表面形貌,结果表明以ODA作为内层制备的膜层表面更光滑平整。     

不同衬底温度下PLD法制备的氧化锌薄膜的特性

利用GCR-170型脉冲激光器Nd:YAG的三次谐波(355nm),以蓝宝石Al2O3(0001)为衬底,在不同温度下采用脉冲激光沉积法制备了ZnO薄膜.通过原子力显微镜、Raman谱、光致发光谱、红外透射谱、霍尔效应和表面粗糙度分析仪对制备的ZnO薄膜进行了测试.分析了在不同衬底温度下薄膜的表面形貌、光学特性,同时进行了薄膜结构和厚度的测试.研究表明:衬底温度对ZnO薄膜的表面形貌、光学特性、结构特性都是重要的工艺参量,尤其在500℃时沉积的ZnO薄膜致密均匀,并表现出较强的紫外发射峰.     

Novel long-pulse TE CO2 laser excited by pulser–sustainer discharge

A novel long-pulse TE CO₂ laser with UV-preionization is presented. With an active volume of 1.17 l and gas pressure of 30 kPa, the laser can discharge stably with low pulser energy and high sustainer energy. Various long-pulse discharges such as 12, 20 or 25 μs are demonstrated. At discharge pulse width of 23.9 μs, maximum output laser energy of 6.8 J is obtained at an efficiency of 9.0%.     

Rapid discharge-pumped wide aperture X-ray preionized KrF laser

A wide aperture X-ray preionized discharge-pumped KrF excimer laser has been constructed. A flat plate pulse-forming line (36 nF, 340 kV) charges a peaking capacitor (6 nF) through a rail-gap to facilitate a rapid discharge in the laser head. Collimated X-ray preionization is employed to obtain a wide and uniform discharge. The laser is intended to be used as a short pulse amplifier and results are presented when characterized as an oscillator. The active cross-section of the laser beam is 10×8 cm² with 50 cm effective electrode length. The laser pulse energy exceeds 4.7 J in a 28 ns pulse (FWHM).     

0.73 J脉冲能量KrF准分子激光器的特性

研制了一台KrF大能量准分子激光器,激光器采用紧凑型Chang电极与紫外火花预电离的结合, 实现了激活区大面积的均匀辉光放电,利用LC反转倍压以及一级磁脉冲压缩技术在放电电容上实现了峰值电压40 kV、脉冲上升时间约为100 ns的高压快脉冲激励。研究了工作气体含量对激光器能量输出的影响,在总气压3.3105 Pa,F2/He, Kr, Ne体积分数比值为1.97∶3.18∶94.85,充电电压27 kV时,得到了738 mJ的单脉冲能量输出,激光近场光斑30 mm14 mm,在充电电压23 kV时,全电效率最高,达到2.0%。     

封闭空间中易燃混合气体在HF和CO2激光作用下的燃烧引发

研究了封闭圆柱石英腔中化学计量CH4：O2混合气的燃烧试验。使用了非定域脉冲HF激光触发和直接使用脉冲CO2激光器助燃两种引燃方法。第二种引燃方法是使用小剂量的可以强烈吸收脉冲CO2激光辐射的sF6来加热易燃混合气。研究了燃烧过程,并确定了燃烧辉光的谱线特征。试验表明,即使在小体积反应器中,固定数量反应气的快速激光加热也能够极大地加速燃烧进程并达到混合气燃烧的爆炸模式。得到了阈值情况下沿腔轴的初始温度分布。     

相位板偏振偏转角对径向偏振光的梯度力分布的影响

研究了同心分区偏振偏转相位板对径向偏振光梯度力的调制效应。给出了相位板各部分偏振偏转角不同时,光学梯度力的分布情况。模拟结果表明:随着同心分区相位板各部分的半径和偏振旋转角的改变,光学梯度力方向及大小明显变化,且会产生许多可控的梯度力分布模式,可应用于微粒的收集、分离和合并。结果显示同心分区相位板对径向偏振光的调制可以用来生成可调光镊。     

High-power transverse flow CW CO2 laser for material processing applications

A transverse flow transversely excited (TFTE) CW CO₂ with a maximum output power about 15 kW has been developed. This is excited by pulser sustained DC discharge applied between a pair of multi-pins anodes and a common tubular cathode. Though the laser power in convective cooled CO₂ laser scales proportionally with the volumetric gas flow, it did not increase in this laser when the volumetric gas flow was increased by increasing the electrode separation keeping the flow velocity constant. The discharge voltage too remained almost unchanged with increase of the electrode separation. These observations are explained considering the electrical discharge being controlled by ionization instability. Laser materials processing applications often demand programming facilities for laser power modulation. A four-stage cascaded multilevel DC–DC converter-based high-frequency switch mode power supply has been developed to modulate the output power of the laser. Laser was operated up to 15 kW output power in four different modes viz. continuous wave mode, pulse periodic mode, single shot mode and processing velocity-dependent power mode with 1.2 kHz modulation bandwidth. We describe briefly the laser system, the SMPS, and the temporal behavior of laser beam.     

大功率脉冲TEA CO2激光器配气比对输出的影响

大功率脉冲TEA CO2激光器的放电腔在不同工作气压和不同配气比例条件下对激光器输出能量和电光转换效率均有较大影响,因此,通过充气压力从30kPa到60kPa的改变和配气比例CO₂:N₂＝1:1到CO2:N2＝1:4的变化,可以改变激光器的输出能量,提高激光器电光转换效率。实验结果表明：当CO2:N2的配气比例为1:3时,激光器输出的电光转换效率存在最佳点。在最佳配气比例CO2:N2:He＝3:9:28,总气压40kPa和注入激励电能保持不变的情况下,激光器单脉冲放电时的输出能量为24.6J;激光器高重复频率放电运转时的电光转换效率达16.4％。激光器的最高放电频率可以达到500Hz并且连续稳定运行工作。     

放电泵浦ArF准分子激光动力学模拟与参数分析

利用一维流体模型研究了放电泵浦ArF准分子激光动力学过程,得到气体放电过程中放电电路的电流电压波形,得到了电子密度、光子密度、电场的时空分布特性,分析了放电参数对激光输出的影响。结果表明,电路参数、工作气压、氟气比例均对激光输出有显著影响,放电电路中的电感值对输出影响较小,参数范围较广,而电路中较小的峰化电容值有利于获得长脉冲输出,气压太大或太小都会使输出能量降低,同样,氟气比例太大或太小也会使输出能量降低。     

Short pulse,x-ray preionization of a high pressure XeCl gas discharge laser

A short pulse (35 ns), high energy X-ray source, driven by a coaxial Blumlein pulser, has been used to preionize a 2.5 × 3 × 30 cm³ active volume XeCl avalanche discharge laser. A maximum output energy of 1 J has been extracted at 0.9% efficiency (including X-ray preionization). Measurements have been performed to investigate the influence of the X-ray pulse timing on laser output and discharge quality.     

一种新型TEA CO2激光器的实验研究

设计了一种新型结构的激光器———双通道放电激励折叠腔TEA CO2激光器。该激光器通过提高脉冲能量输出水平来增加激光输出谱线数目和激光差分吸收雷达可探测的气体种类。它在增大激光器放电时间长度的同时保证了较小的激光器体积,更好地满足了激光差分吸收雷达光源体积小,重量轻,输出能量高的要求。得到激光器输出能量与气体工作气压的关系曲线,获得了激光器内工作气压与输出脉宽关系曲线,发现脉冲宽度大约在50~70ns之间变化,研究了气体压强对激光器输出脉冲峰值功率的影响。