退火对电子束热蒸发Al2O3薄膜性能影响的实验研究

 用电子束热蒸发方法镀制了Al₂O₃材料的单层膜,对它们在空气中进行了250~400 ℃的高温退火。对样品的透射率光谱曲线进行了测量,计算了样品的消光系数、折射率和截止波长。通过X射线衍射仪（XRD）测量分析了薄膜的微观结构,采用表面轮廓仪测量了样品的表面均方根粗糙度。结果发现随着退火温度的提高光学损耗下降,薄膜结构在退火温度为400 ℃时仍然为无定形态,样品的表面粗糙度随退火温度的升高而增加。引起光学损耗下降起主导作用的是吸收而不是散射,吸收损耗的下降主要是由于退火使材料吸收空气中的氧而进一步氧化,从而使薄膜材料的非化学计量比趋于正常。     

不同类型蒸发源对平面夹具薄膜均匀性的影响

 分析了几种可能的实际蒸发源与薄膜均匀性的关系,其中包括扩展的平面蒸发源和曲面蒸发源。通过实验论证了薄膜均匀性对蒸发源尺寸和蒸发特性的依赖关系。得到的分析结果表明：当蒸发源半径和夹具高度的比值小于1/17时,蒸发源可以被视为一个点面源;大于 1/10时,应当把蒸发源视为面面源进行考虑。当挖坑深度和蒸发源半径的比值介于0和0.5之间时,挖坑对薄膜均匀性造成的影响基本可以忽略;大于0.6时,挖坑效应明显影响薄膜的均匀性。     

生物质基活性炭负载镍对CrⅥ的催化吸附性能研究

为了有效处理污水中的重金属铬,本文利用废弃物甘蔗渣负载镍和氮,制备出一种高催化性能的活性炭用于降解吸附污染水体中的Cr~Ⅵ.利用BET、SEM、Raman、XRD、XPS等手段对负载镍生物质基活性炭进行理化性质表征,对其催化吸附Cr~Ⅵ的性能进行评估并探究了其催化吸附机理。结果表明,在甲酸作为辅助催化剂时,负载镍生物质基活性炭对Cr~Ⅵ的最大降解量高达824.38mg/g,并且循环性能优良,活性位点有较高稳定性。而其催化吸附过程涉及到含氧官能团与Cr的络合作用、单质镍与Cr~Ⅵ氧化还原反应、Ni~(3+)和Cr~(3+)共沉淀等作用。     

非均匀性对单层膜光学特性的影响

探讨了不同规律的非均匀性对单层膜的光谱特性的影响,与均匀单层膜对比发现：折射率正变引起透射率的极大值减小,折射率负变引起透射率的极大值变大,当非均匀性很小时,透射率的极小值基本不变.对实验制备的单层膜从实验和理论上进行了对比并给出了较好的拟合,发现在薄膜和基底的界面处存在一过渡层,过渡层可近似为线性,并从理论上给予了分析解释.     

德鲁德分布非均匀膜的光学特性模拟分析

从德鲁德理论出发,对多元共蒸法镀制的非均匀膜的折射率分布与沉积速率的关系进行了探讨;然后利用计算机辅助模拟,对德鲁德分布非均匀光学薄膜,从单周期和多周期、正变和负变、完整周期和存在半周期几个方面对其光学特性进行了系统分析.研究发现：其透射率的极小值和周期数的关系遵从周期数的三次多项式衰减规律,不同规律的德鲁德分布非均匀膜可用来设计不同功能的滤光片.     

Effect of Microstructure of TiO2 Thin Films on Optical Band Gap Energy

TiO2 coatings are prepared on fused silica with conventional electron beam evaporation deposition. After annealed at different temperatures for four hours, the spectra and XRD patterns of TiO2 thin film are obtained. XRD patterns reveal that only anatase phase can be observed in TiO2 coatings regardless of the different annealing temperatures, and with the increasing annealing temperature, the grain size gradually increases. The relationship between the energy gap and microstructure of anatase is determined and discussed. The quantum confinement effect is observed that with the increasing grain size of TiO2 thin film, the band gap energy shifts from 3.4 eV to3.21 eV. Moreover, other possible influence of the TiO2 thin-film microstructure, such as surface roughness and thin film absorption, on band gap energy is also expected.     

单晶Cu(001)薄膜塑性变形的分子动力学模拟

使用分子动力学方法,模拟研究了单晶Cu(001)薄膜在双向等轴拉伸应变下的塑性变形行为.当应变超过一定值时,样品通过产生位错、层错及孪晶而发生塑性变形.当应变相对较低时,不全位错首先在薄膜表面形核并在密排面上滑移,留下堆积层错;当应变增加时,位错在表面与内部同时成核生长,层错数量也随之增加.分析了相邻滑移面上的位错之间相互作用形成孪晶的微观过程.材料内部形成大量堆积层错及孪晶后,较大孪晶的密排面上的原子也会发生滑移,形成孪晶内部的层错结构以释放残余应力.     

SiO2保护膜对高反膜激光损伤特性的改善

 为了研究高功率系统中高反膜的损伤机制,对高功率系统中最常用的基频高反膜进行了损伤实验。利用台阶仪、扫描电镜、表面轮廓仪等手段,对实验样品的典型损伤形貌进行了比较和分析。结果表明：保护膜的存在增强了样品的抗激光损伤能力;未加保护膜样品的典型破坏形貌是由材料热物特性差异导致的分层剥落损伤,这类损伤在后续的脉冲辐照下会迅速发展;有保护膜样品的典型破坏形貌是中心带有μm量级小坑的等离子体烧蚀损伤区,其主要是由缺陷受热力作用喷溅导致,小坑附近膜面的凸起是这种力学作用的宏观体现,这类损伤在后续的脉冲辐照中表现得相对比较稳定。保护膜的存在,在一定程度上抑制了分层剥落这种灾难性损伤的出现,改善了样品的损伤特性。     

Improving the precision of fluorescence lifetime measurement using a streak camera

Streak camera has high temporal resolution and high sensitivity, and is a powerful tool in biomedical study to measure fluorescence lifetime and perform fluorescence lifetime imaging. However, nonuniformity of the gain in the streak tube and nonlinearity of the sweeping speed limit the precision of fluorescence lifetime measurement, particularly when fluorescence lifetimes are short. We have constructed a two-photon excitation fluorescence lifetime measurement system that is based on a synchroscan streak camera and have developed accordingly a method to correct the effect of gain nonuniformity and nonlinearity of sweeping speed on the measurement precision. A continuous-wave laser of high stability is used to calibrate the gain of the streak camera, and a Fabry-Perot etalon is used to calibrate the nonlinearity of the sweeping speed. Fitting algorithms are used to correct the gain of the streak camera and nonlinearity of the sweeping speed respectively, which significantly improves the measurement precision of the system, as characterized through the fluorescence lifetime of the short-lived fluorescence dye, Rose Bengal. Experimental results show that the measurement fluctuation of the lifetime has been improved from more than 10% to 2% after correcting the effects of gain nonuniformity and sweeping speed nonlinearity.     

Nd:YAG纳米粉体的制备和光谱性质

采用共沉淀方法，以碳酸氢铵（NthHC03）为沉淀剂制备得到Nd：YAG前驱物，将其在不同的温度下煅烧并采用红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、荧光光谱分析等技术对样品进行了表征。在900～1000℃下煅烧前驱物，出现YAP和YAM中间相并对共沉淀法中间相出现的原因进行了分析；获得纯YAG晶相的煅烧温度为1100℃，晶粒粒度分布约为40～80nm，具有良好的分散性。光谱研究表明Nd：YAG纳米粉体的发光性能良好，其红外光谱及荧光光谱与单晶无明显的差异。