聚合物含量对锆钛酸铅多层膜光学特性的影响

利用溶胶-凝胶法,由添加高分子聚合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的化学溶液制备了锆钛酸铅(Pb Zr0.4Ti0.6O3,PZT)多层膜,研究了溶液中聚合物PVP的含量对多层膜光学性能的影响.测试表明,PZT多层膜呈现出由致密层和多孔层交替排布的层状结构,在可见光区具有单一的高反射率带,且反射带中心波长在一定范围内随着溶液中PVP浓度的升高向长波方向移动.在PVP的相对摩尔比为x=1.0时,多层膜反射性能达到最优,室温绝对反射率高达89%,反射带宽为44 nm.     

基于模拟退火的软X射线多层膜反射镜设计

基于模拟退火(SA)算法,对软x射线短波段中的几个波长的多层膜反射镜进行了优化设计,获得了它们的光学参数,包括多层膜反射镜的最佳周期厚度、最佳厚度比和峰值反射率,进而制作多层膜反射镜并在北京同步辐射装置上进行了反射率的实际测量。测量结果表明,该反射镜具有实用的反射率。这表明,SA方法适用于软x射线短波段多层膜反射镜的优化设计。     

铬过渡层对银膜光学性质及附着力的影响

研究了在玻璃基底上采用不同厚度的铬膜作过渡层,对银膜的光学性质及其附着力的影响。光谱测量结果表明,随着铬膜层厚度的增加,银膜的反射率先增大后减小。与直接镀在玻璃基底上的银膜的反射率相比,铬膜层厚度为8~14nm时,银膜的反射率较低;铬膜层厚度为17~21nm时,银膜的反射率得到提高,其中铬膜厚度为17nm时,银膜的反射率最高;继续增加铬膜层的厚度,银膜的反射率又降低,说明采用一定厚度的铬膜作过渡层可以提高银膜的反射率。X射线衍射(XRD)结构分析表明,一定厚度的铬膜改善了银膜的结晶程度,使薄膜的晶粒度增大,晶界散射及缺陷减少,从而使应变减小。剥落实验证明薄膜与玻璃基底之间的附着力也得到了提高。     

不同退火过程对紫外HfO2/SiO2,Y2O3/SiO2多层膜性能的影响

采用直升式和阶梯式加热法对电子束热蒸发镀制出的HfO2/SiO2,Y2O3/SiO2多层膜进行了400℃的退火处理,发现采用阶梯式加热法退火后多层膜在190～300 nm范围内的峰值反射率均得到提高,说明此种后处理方法可能会改善膜层在紫外波段的光学性能.再对HfO2,Y2O3的单层膜进行相应的退火处理,发现退火后HfO2膜层的物理厚度减小从而发生监移现象;直升式退火使Y2O3膜层的折射率变小引起蓝移.阶梯式退火使得Y2O3膜层的物理厚度减小引起蓝移.对退火前后样品的微结构进行X射线衍射(XRD)法测量发现,退火可以使材料进行品化,并且采用直升式加热法后材料的结晶度更大,从而膜内散射变大,会引起膜层反射率的轻微降低.     

多层聚合物反射镜的大双折射镜片

具有大双折射特性的聚合物可构成多层反射镜 ,其反射率随入射角的增大保持不变或随之增大。这种多层干涉堆叠结构最重要的特征是 :厚度方向 (z向 )折射率的差异与膜的平面方向相关。这一差异产生一个变量 ,该变量决定了层间界面布儒斯特角的存在和大小 ,并控制确定多层堆叠光学系统的界面菲涅耳反射系数和相位关系。此种膜能获得传统多层膜光学结构难于或不可能得到的光学效应。制备这种膜必需的材料与工艺适合于大规模制造业。制作反射镜有两种方法 :使用一层金属表面 ,或用多层透光介电材料构成调谐干涉堆叠结构。金属反射镜造价不高 ,且…     

液晶光阈中的高反射介质镜的研究

讨论了液晶光阀中的高反射介质镜的介质膜最大的层数,由3个不同中心波长的1／4波堆叠加形成的介质镜结构和各膜层的厚度,导出了这种叠加结构介质镜的反射率公式,。计算和测量了反射率随入射光波长,入射角,介质膜导 及其折射率的变化。     

用于空间太阳望远镜的双波段极紫外反射镜

Fe-IX/X(λ=17.1nm)和He-II(λ=30.4nm)是太阳辐射的两条重要谱线,极紫外(EUV)空间太阳望远镜通常选择这两条谱线对日冕进行观测。为了实现在同一块反射镜对上述两条谱线同时具有较高的反射率,设计了多层膜膜系结构。首先根据极紫外波段选材原则选择了Si、B4C和Mo 3种材料,构成B4C/Si和Mo/Si叠加的两种周期结构,优化其周期数、膜层厚度等,计算了反射率曲线,并从理论验证了其可行性;然后利用磁控溅射镀膜机,在Si片上镀制了多层膜;最后用激光等离子体反射率计检测了样片的反射率,结果显示,在波长17.1nm和30.4nm处的反射率分别达到19.9%和20.2%。通过选择不同滤光片,如Mg、Al/Zr滤光片,可以获得17.1nm或30.4nm单一谱线的反射,实现了设计目标。     

用于四结太阳电池的多对TiO2/SiO2减反膜系的研究

随着GaInP/GaInAs/GaInNAs/Ge四结太阳电池的快速发展,设计并镀制可与四结太阳电池更加匹配的光学减反膜系变得尤为重要.实验中通过TFCale软件理论模拟了3对TiO2/SiO2(6层)减反膜系,其中理论模拟膜系与实际镀制膜系反射率曲线重合性良好.实际制备并讨论了离子源功率、薄膜物理厚度等参数对减反膜系反射率的影响.发现得到优异反射率的关键在于对第二层SiO2薄膜物理厚度的控制,尤其是在400～1 000 nm波段内.实验中制备的3对TiO2/SiO2(6层)减反膜系在280～1 400 nm波段内其反射率均小于10％,特别是在影响四结太阳电池限流结的GaInAs/GaInNAs两结波段(670～900 nm/900～1 100 nm)内,其反射率均在5％以下.     

Si间隔层对Al(1wt.%Si)/Zr极紫外多层膜热稳定的作用研究

为了提升Al/Zr多层膜的热稳定性,采用直流磁控溅射方法制备了18个带有不同厚度Si间隔层的Al(1 wt.%Si)/Zr多层膜,并将这些样品分别进行了不同温度(100~500 ℃)的真空退火,退火时间为1 h.利用X射线掠入射反射(GIXR)和X射线衍射(XRD)的方法来研究Si间隔层对Al/Zr多层膜热稳定性的作用.GIXR测量结果表明:随着Si间隔层厚度的增大,Al膜层的粗糙度减小,而Zr膜层的粗糙度增大;XRD测量结果表明:Al和Zr膜层粗糙度的变化是由于退火后膜层中晶粒尺寸不同造成的.相比于没有Si间隔层的Al/Zr多层膜,引入厚度为0.6 nm的Si间隔层可以有效提升Al/Zr多层膜的热稳定性.     

1.06 μm 连续激光辐照过程中45 号钢反射率变化机理

为研究合金在连续激光辐照过程中反射率变化机理,建立了积分球反射率测量装置,测量了1.06 m 连续激光辐照过程中45 号钢反射率变化。实验结果表明,激光辐照过程中反射率先快速下降,然后产生周期波动。随着激光功率增大,反射率开始下降点和最小值点对应温度逐渐升高,极大值个数增多。建立了多层氧化膜影响模型,结合氧化膜生长规律,分析了不同结构、不同厚度变化规律氧化膜层的反射率特征,实验结果验证了理论模型的合理性。结果表明,反射率变化主要原因是氧化膜生长引起的多光束干涉与吸收效应。由FeO-Fe3O4-Fe2O3 组成的三层氧化膜中,中间吸收型Fe3O4膜是反射率变化的主要影响因素,最外层Fe2O3 膜引起的干涉效应影响反射率的稳定值,最内层FeO膜的贡献可以忽略。     

FTO玻璃衬底上锆钛酸铅多层膜的微结构与光学特性

应用化学溶液沉积法,在涂布氟掺杂SnO2的玻璃衬底上制备了具有16个周期的PbZr0.4Ti0.6O3多层膜,并对其微结构与光学性能进行了研究.测试表明,玻璃基底上的PbZr0.4Ti0.6O3多层膜具有均匀、平整、致密和无裂纹的表面形貌,呈现出由致密层和多孔疏松层交替排列构成的层状结构,且具有单一钙钛矿相.在350～900nm的波长范围内,反射光谱曲线上存在一个中心波长位于450nm、带宽约为41nm、峰值反射率超过91%的高反射率带;与反射光谱相对应,在相同频段的透射光谱曲线上出现了一个与反射带等宽、中心波长位于450nm的透射谷,谷的最小透过率小于6%.这项研究进展对拓展铁电多层膜的应用范围将有积极作用.     

一维半导体-有机物型光子晶体的光学特性

理论上采用转移矩阵法研究了具有P30T/AIN多层膜结构的一维半导体-有机物型光子晶体的光学特性.计算结果表明:由厚度分别为30,30nm的P30T,AIN薄膜组成的多层膜结构,在中心波段为275nm处有一不完全的光子带隙存在,反射率最高可达98%;而且可以通过调整薄膜厚度、填充比等参数对光子带隙的位置、反射强度进行调制.因此,这种一维半导体一有机物型光子晶体对在紫外波段获得具有一定功能的光子晶体具有重要的指导意义.     

一维半导体-有机物型光子晶体的光学特性

理论上采用转移矩阵法研究了具有P3OT/AlN多层膜结构的一维半导体-有机物型光子晶体的光学特性. 计算结果表明：由厚度分别为30,30nm的P3OT,AlN薄膜组成的多层膜结构,在中心波段为275nm处有一不完全的光子带隙存在,反射率最高可达98%;而且可以通过调整薄膜厚度、填充比等参数对光子带隙的位置、反射强度进行调制. 因此,这种一维半导体-有机物型光子晶体对在紫外波段获得具有一定功能的光子晶体具有重要的指导意义.     

X-ray based tools for the investigation of buried interfaces in organic electronic devices

X-ray reflectivity combined with grazing incidence diffraction is a valuable tool for investigating organic multilayer structures that can be used in devices. We focus on a bilayer stack consisting of two materials (poly-(3-hexylthiophene)) (P3HT) and poly-(4-styrenesulfonic acid) (PSSA) spin cast from orthogonal solvents (water in the case of PSSA and chloroform or toluene for P3HT). X-ray reflectivity is used to determine the thickness of all layers as well as the roughness of the organic–organic hetero-interface and the P3HT surface. The surface roughness is found to be consistent with the results of atomic force microscopy measurements. For the roughness of P3HT/PSSA interface, we observe a strong dependence on the solvent used for P3HT deposition. The solvent also strongly impacts the texturing of the P3HT crystallites as revealed by grazing incidence diffraction. When applying the various PSSA/P3HT multilayers in organic thin-film transistors, we find an excellent correlation between the determined interface morphology, structure and the device performance.     

Optical properties in 1D photonic crystal structure using Si/C60 multilayers

The feasibility of using Si/C60 mulfilayer films as one-dimensional(1D)photonie band gap crystals was investigated by theoretical calculations using a transfer matrix method(TMM).The response has been studied both within and out of the periodic plane of Si/C60 multilayers.It is found that Si/C60 multilayer films show incomplete photonic band gap(PBG)behavior in the visible frequency range.The fabricated Si/C60 multilayers with two pairs of 70 am C60 and 30 nm Si layers exhibit a PBG at central wavelength of about 600 nm.and the highest reflectivity call reach 99%.As a consequence,this photonic crystal may be important for fabricating a photonic crystal with an incomplete band gap in the visible frequency range.     

Si/C60多层膜一维光子晶体的光学特性

The feasibility of using Si/C60 multilayer films as one-dimensional （1D） photonic band gap crystals was investigated by theoretical calculations using a transfer matrix method （TMM）. The response has been studied both within and out of the periodic plane of Si/C60 multilayers. It is found that Si/C60 multilayer films show incomplete photonic band gap （PBG） behavior in the visible frequency range. The fabricated Si/C60 multilayers with two pairs of 70 nm C60 and 30 nm Si layers exhibit a PBG at central wavelength of about 600 nm, and the highest re？ectivity can reach 99%. As a consequence, this photonic crystal may be important for fabricating a photonic crystal with an incomplete band gap in the visible frequency range.     

软X射线多层膜元件研究进展

对各国进行的软Ｘ射线多层膜研究所取得的最新成果给出了比较系统全面的评述，首次给出了文献报道的软Ｘ射线全波段的各种膜系实测正入射反射率的统计结果。     

Copper‐Assisted Weak Polyelectrolyte Multilayer Formation on Microspheres and Subsequent Film Crosslinking

The formation of weak polyelectrolyte films on planar and spherical supports has recently evoked major interest, as such coatings allow novel material properties to be tunable by pH and salt adjustment of the polyelectrolyte deposition conditions. We report on the build up of multilayers of the weak polyelectrolytes poly(acrylic acid) (PAA) and poly(allylamine hydrochloride) (PAH) on submicrometer‐sized polystyrene (PS) and silica colloid spheres (～ 500 nm) with the aid of copper ion templating. The copper ions complex to the carboxylate groups of PAA, facilitating the formation of PAA/PAH multilayers on the particles. Regular growth of the layers on the colloid spheres with each polyelectrolyte deposition step was confirmed by microelectrophoresis, single‐particle light scattering (SPLS), and transmission electron microscopy (TEM), with an average bilayer thickness of ～ 3 nm. The polyelectrolyte multilayer‐coated particles formed stable colloidal dispersions, with ζ‐potentials ranging from 30 mV (PAH outer layer) and –50 mV (PAA outer layer). Complementary quartz‐crystal microbalance and UV‐vis spectrophotometry studies on PAA/PAH multilayers formed on planar supports were performed to examine the film formation and the role of copper ion binding to the layers. PAA/PAH multilayers formed on colloid particles were also chemically crosslinked by using the activator 1‐ethyl‐3‐(3‐dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC). The degree of film crosslinking could be readily controlled by varying the concentration of EDC employed. Following solvent decomposition of the template particles coated with crosslinked PAA/PAH multilayers, intact hollow polymer capsules were obtained. These capsules were found to be impenetrable to polystyrene.