场发射栅孔阵列的制备

 采用硅的局部氧化技术以及湿法刻蚀技术,利用2.6 μm的光刻掩模板在n型硅片上形成了栅极孔径为1 μm的场发射阴极的栅极空腔阵列,实现了用大阵点尺寸的栅极掩模板制备较小尺寸栅孔阵列。硅的湿法刻蚀溶液采用各向同性的硝酸和氢氟酸混合溶液,刻蚀后空腔的深度和宽度均随刻蚀时间线性增加。同时,由于刻蚀溶液具有较高的Si/SiO₂ 刻蚀选择比,栅极孔径随刻蚀时间增大的速度远低于深度和宽度增大的速度,栅极孔径主要取决于掩模的尺寸和氧化层的厚度。通过选择掩模板的尺寸以及氧化层的厚度,采用局部氧化技术和湿法刻蚀技术能够制备出微米或亚微米的场发射阴极的栅极空腔阵列。     

激光治疗近视眼中角膜曲率修正量的理论计算

本文从示意眼模型出发,利用自治的单透镜近似模型,根据矩阵光学原理,用计算机算出不同近视眼度数焦点的前移量以及在三种不同原因引起的近视眼的情况下角膜需要切除的数量。计算告诉我们即使1000°近视眼,角膜最大切除量也仅50μ,不到角膜总厚度的1/10。 理论上探讨了根据激光束的高斯分布经过光学系统改变光强分布来实现近视眼需要校正的曲率。     

β-SiC薄膜在SF6和SF6+O2中的等离子体刻蚀研究

以SF₆和SF₆+O₂为刻蚀气体,采用等离子体刻蚀工艺成功地对化学气相淀积工艺制备的β-SiC单晶薄膜进行了有效的刻蚀去除.实验指出当气体混合比约为40%时,刻蚀速率达到最大值.俄歇能谱分析表明,在SF₆和SF₆+O₂气体中被刻蚀后的样品没有形成富C表面的SiC层.研究结果为各种SiC器件的研制奠定了必要的实验基础. 关键词：     

TiO2微图纹结构的制作

The representative soft lithographic techniques are used,which are micromolding and microtransfer molding methods to fabricate the micro array patterned titanium dioxide on glass substrates. Firstly titanium dioxide sol was synthesized by sol-gel method using tetrabutyl titanate as the precursor,then the pre-patterned poly（dimethylsiloxane） elastomeric stamp was used to mold the TiO2 sol on glass substrate by micromolding and microtransfer molding methods,micro patterned TiO2 sol was gelled at 70℃ with 0. 5 N pressure applied on the PDMS stamp,further heat treatment of TiO2 gel by annealing at 550℃ for 2 h produced the TiO2 microstructure. The TiO2 microstructure was observed by the optical microscope and the optical micrographs demonstrated the satisfactory yield and fidelity of pattern transfer by micromolding method and microtransfer method. The effect of gel temperature,the pressure applied on the PDMS stamp and the silicone mold on the fidelity and yield of TiO2 microstructure are discussed.     

基于Marangoni界面效应的数控化学抛光去除函数的研究

 利用基于Marangoni界面效应对化学抛光去除函数的理论及实验进行研究,提出采用湿法化学抛光（刻蚀）方法为大口径高精度光学元件的加工提供新的解决途径。介绍了Marangoni界面效应及其验证实验,运用WYKO轮廓仪对熔石英基片局域刻蚀前后的粗糙度进行检测,结果表明,粗糙度基本无变化,刻蚀前后粗糙度分别为0.72 nm和0.71 nm。基于Preston假设, 建立了数控化学抛光理论模型,运用WYKO干涉仪观察实验现象可知,化学抛光刻蚀曲线基本上成平底陡峭的去除函数曲线,小磨头抛光是倒置的仿高斯函数曲线。     

激光刻蚀对镀金表面二次电子发射的有效抑制

使用红外激光刻蚀技术在镀金铝合金表面制备了多种形貌的微孔及交错沟槽阵列.表征了两类激光刻蚀微阵列结构的三维形貌和二维精细形貌,分析了样品表面非理想二级粗糙结构的形成机制.研究了微阵列结构二次电子发射特性对表面形貌的依赖规律.实验结果表明:激光刻蚀得到的微阵列结构能够有效抑制镀金表面二次电子产额(secondary electron yield,SEY),且抑制能力明显优于诸多其他表面处理技术;微阵列结构对SEY的抑制能力与其孔隙率及深宽比呈现正相关,且孔隙率对SEY的影响更为显著.使用蒙特卡罗模拟方法并结合二次电子发射唯象模型和电子轨迹追踪算法,仿真了各微结构表面二次电子发射特性,模拟结果从理论上验证了微阵列结构孔隙率及深宽比对表面SEY的影响规律.本文获得了能够剧烈降低镀金表面SEY的微阵列结构,理论分析了SEY对微结构特征参数的依赖规律,对开发空间微波系统中低SEY表面及提高镀金微波器件性能有重要意义.     

基于智能算法的CR39径迹刻蚀过程模拟

CR39可以用于激光等离子物理实验中的离子探测,并给出离子数目、种类和能量信息。通过采用唯象模型,利用离子在CR39中径迹形成的阻止本领动力学方程以及粒子群智能算法对径迹形成的过程进行了数值化模拟,研究了CR39中离子径迹在刻蚀过程中的演化过程,获得了入射离子能量和径迹直径、深度的对应关系,并且发现当离子射程与刻蚀深度相等时,径迹深度最大,给出了利用总刻蚀时间计算最大径迹深度对应的临界能量的公式。     

金催化的硅纳米线的可控制备及光学特性研究

硅纳米线是新型一维半导体纳米材料的典型代表。利用阳极氧化铝薄膜为模版复制出具有有序纳米结构的金膜,在金的催化辅助下对单晶硅进行湿法刻蚀,得到尺寸、形状、分布可控的硅纳米线阵列,并对其光学特性进行了研究。研究结果表明,金代替银作为催化剂,可以有效地抑制二次刻蚀,金的化学性质相对于银更加稳定,克服了银膜在较高的温度或较长刻蚀时间下产生的结构性破坏,得到形貌规整、尺寸可控的硅纳米线阵列。对该阵列在400 nm~1 200 nm波段的反射率、透过率进行了测试,并对比分析了金模板催化与传统方法机理的异同。测试结果表明,相较于传统金属辅助化学刻蚀法,文中提出的金模板催化法制备的硅纳米线阵列尺寸及分布更加均匀可控,在宽光谱范围内的抗反射性得到了显著提高。     

基于铋纳米颗粒的自由沉降法 制作X射线吸收光栅

利用深反应离子刻蚀技术或湿法腐蚀在硅上制作光栅结构,将与光栅浸润的液体作为载体携带铋纳米颗粒进入光栅结构内,形成致密排列,从而制作出X射线吸收光栅.致密地填充了周期为42μm、刻蚀深度为150μm的光栅结构,比较了其与微铸造法制作的铋块体吸收光栅的X射线吸收性能,并通过填充周期为24μm和6μm的光栅结构,研究了光栅周期与填充致密性之间的关系.扫描电镜测试结果显示自由沉降法可有效制作较大周期光栅,但对周期为6μm光栅结构填充的致密性不佳。分析结果表明,对于小周期吸收光栅,需筛选所用填充颗粒,以保证颗粒粒径远小于光栅槽宽.基于纳米颗粒的自由沉降法可降低光栅制作成本及技术门槛,方便实现大面积吸收光栅的制作.     

激光刻蚀模板中电沉积特殊结构CIGS薄膜

本文利用激光刻蚀模板,在水溶液中电沉积制备金属铜薄膜,讨论了温度、电流、硫酸铜浓度对薄膜形貌的影响. 采用SEM对制备的铜薄膜进行表征,结果表明在沉积温度为30 ℃,沉积电流为4 A·dm^-2(表观工作电流密度),硫酸铜浓度在20 ~ 50 g·L^-1的水溶液中电沉积可以得到中空馒头状和开口碗状结构的铜薄膜. 利用激光刻蚀模板,在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐([BMI][TfO]) - 30 Vol%丙醇混合电解质中电沉积CIGS薄膜,研究了沉积电势、沉积时间对薄膜形貌的影响. SEM观察发现,在沉积电势为-1.8 V,沉积时间为1.5 h条件下电沉积可以得到近似柱状的簇状花束样的CIGS薄膜, 电沉积铜后再进一步电沉积CIGS,得到了均匀有序的鼓包柱状结构的Cu/CIGS复合薄膜. 用恒电势方波法对制备的薄膜真实表面积进行测试,计算结果表明,与无模板电沉积制备的CIGS薄膜相比,激光刻蚀模板法制备的Cu/CIGS复合薄膜的表面积提高了约8倍.