不同氧分压下ZrO2薄膜特性研究

在不同的氧分压下用电子束热蒸发的方法生长了氧化锆薄膜.通过扫描探针显微镜、分光光度计、X射线衍射、激光损伤阈值(LIDT)测量等,研究了沉积中氧分压对ZrO2薄膜的微结构、光学性质、激光损伤阈值等的影响.     

预填充聚苯乙烯控制SiO_2/ZrO_2薄膜膜间渗透

提出预填充方式控制膜间渗透,采用聚苯乙烯(PS)对低折射率SiO2膜内孔隙进行预填充,镀第2层ZrO2后再于甲苯中洗脱,恢复孔隙率以实现膜间防渗透。采用椭偏仪、紫外-可见光分光光度计、原子力显微镜(AFM)和光学显微镜对薄膜进行表征,研究了预填充PS前后的溶胶-凝胶SiO2/ZrO2薄膜膜间渗透与激光辐照损伤。结果表明,单层SiO2填充PS后膜面均方根粗糙度由4.164 nm下降为1.983 nm,折射率由1.1474增加到1.358 3,在甲苯中浸泡15 min后可完全清除PS。PS填充后的SiO2/ZrO2双层膜清洗1 h后,可使填充了PS的SiO2层的平均折射率由1.36降为1.29(未填充区域为1.38),透光率峰值提高(1～2)%。利用Nd:YAG激光器(1.064μm,8.1 ns)对SiO2/ZrO2双层膜进行了损伤阈值的测试,结果表明经PS填充并清洗后损伤阈值降低了8 J/cm2,但两者损伤形貌均为熔融型。     

脉冲激光诱导TiO2/SiO2薄膜表面损伤性能实验

高功率的激光系统对光学元件的抗激光损伤性能的要求不断提高。主要研究薄膜在脉冲激光诱导作用下的损伤特性及其机理,实验采用YAG脉冲激光器对TiO2/SiO2薄膜样片进行1-on-1方式的激光诱导。实验结果表明:采用低能量激光诱导对薄膜的光学透过率影响不大。经低能量激光诱导后,薄膜的表面结构缺陷得以修复,表面结构趋于完整,变得均匀和细腻。脉冲激光诱导TiO2/SiO2薄膜样片,激光能量阶较小时,其损伤阈值随能量增加而增加,损伤阈值最大可增加1倍;激光能量阶较大时,其损伤阈值随能量增加而减小。     

HfO2／SiO2薄膜缺陷及激光损伤特性分析

对光学中心镀制的HfO2/SiO2高反、增透和偏振膜等,用台阶仪、Normaski和原子力显微镜详细分析了薄膜表面的微结构缺陷如孔洞,划痕和节瘤的形状,以及缺陷对应的激光损伤图貌.原子力显微图貌显示,节瘤缺陷表现为薄膜表面突起光滑圆丘,直径多为2～10 μm,为微米量级的膜料颗粒在镀膜过程中溅入薄膜形成.脉宽10 ns波长1064 nm的激光损伤实验表明,缺陷是薄膜激光损伤的主要诱导源,其中以节瘤缺陷的损伤阈值最低,划痕次之,孔洞最高,薄膜的零概率激光损伤阈值主要由节瘤缺陷的激光损伤能流密度决定.对应不同的缺陷,高反膜的激光损伤通常表现为孔洞,疤痕和层裂,疤痕为薄膜表面激光烧伤形成,层裂主要为激光强电场在膜层中形成驻波电场,造成应力变化所致,孔洞为节瘤缺陷激光损伤后形成,形状与大小和薄膜固有孔洞相似,直径多小于15 μm,其激光再损伤能力也与薄膜固有孔洞相似.激光损伤创面的台阶仪分析表明,HfO2/SiO2高反薄膜未镀SiO2半波覆盖层时,1-ON-1激光损伤使薄膜表面粗糙外凸,而镀了SiO2半波覆盖层的薄膜,激光损伤面内凹,表面光滑,抗激光再次损毁能力较前者强.(OH5)     

不同方法制备的Ta2O5薄膜光学性能和激光损伤阈值的对比分析

采用电子束蒸发(EBE)和离子柬溅射(IBS)制备了不同的Ta2O5薄膜,同时对电子束蒸发制备的薄膜进行了退火处理.研究了制备的Ta2O5薄膜的光学性能、激光损伤阈值(LIDT)、吸收、散射、粗糙度、微缺陷密度和杂质含量.结果表明,退火可使电子束蒸发制备的薄膜的光学性能得到改善,接近离子柬溅射的薄膜的光学性能.电子束蒸发制备的薄膜的损伤阈值较低的主要原因在于吸收大,微缺陷密度和杂质含量高,而与薄膜的散射和粗糙度关系不大.退火后薄膜的吸收和微缺陷密度都明显降低,损伤阈值得到提高.退火后的薄膜损伤阈值仍然低于溅射得到的薄膜损伤阈值是因为退火并不能降低膜内的杂质含量,因此选用高纯度的蒸发膜料和减少电子柬蒸发过程中的污染有可能进一步提高薄膜的损伤阈值.     

铥激光器腔镜用高损伤阈值氧化物薄膜的研制

2 m波段激光器在环境探测、测风雷达、生物组织切割、光电对抗等领域都有重要的应用价值和前景。而此波段的薄膜通常采用折射率较高的硫化物、砷化物等软膜材料来制备,为了提升该波段薄膜的损伤性能,采用折射率相对较低但能带隙更宽的氧化物材料来制备。利用傅里叶红外光谱仪和弱吸收测试仪分析表征了薄膜中OH基含量的多少和薄膜整体吸收的大小,通过优化工艺,成功制备出了满足2 020 nm的铥(Tm)激光器使用要求的多层介质薄膜。利用微分干涉显微镜观察了经过激光损伤测试薄膜的损伤形貌,结合薄膜中电场分布和应力测试结果,分析探讨了此薄膜的损伤机理,提出进一步优化薄膜损伤特性的方案。     

H_2O_2对溶液法制备a-IGZO薄膜光学特性的影响

基于溶液旋涂法和高压退火工艺制备了a-IGZO薄膜。采用椭圆偏振光谱分析仪以及原子力显微镜研究和分析了H_2O_2对薄膜的表面结构和光学特性的影响。实验结果表明,a-IGZO前驱液中不含H_2O_2的薄膜,退火温度从220℃升高到300℃,薄膜的光学带隙从3.03增加到3.29,而膜表面粗糙层由20.69nm降至4.68nm。在同样的高压退火条件处理下,与前驱液中没加入H_2O_2的薄膜相比,折射率显著增加并明显的降低了薄膜表面粗糙度。退火温度在300℃时,薄膜的光学带隙由3.29eV增大到3.34eV,表面粗糙层由4.68nm减少到2.89nm。因此,H_2O_2可以在相对低温条件下有效降低薄膜内部的有机物残留及微缺陷,形成更加致密的a-IGZO薄膜。证明了利用H_2O_2能够有效降低溶液法制备aIGZO薄膜所需的退火温度。     

1064nm激光预处理对HfO2/SiO2反射膜损伤形态转化影响研究

实验研究了不同激光预处理参数对于纳秒激光多脉冲作用下HfO2/SiO2反射膜损伤形态转化的影响。通过对比两类损伤扩张性和对薄膜功能性破坏机制,提出激光预处理技术的重要意义在于抑制损伤形态转化过程。通过薄膜损伤形态分析揭示了激光预处理作用机制为节瘤缺陷的去除和亚表面吸收前驱体的形成两方面的综合作用。实验结果表明:预处理后薄膜损伤形态转化特征曲线向更高通量和更多发次方向平移。针对现有工艺下的薄膜,采用高通量、两台阶的预处理参数组合能够获得兼顾效率的最佳收益,其零几率损伤形态转化阈值最高可以提升140%。     

预处理效应对1 064 nm 反射膜本征损伤性能的影响

激光预处理技术能够有效提升光学元件的激光损伤阈值。以1064nm 波长作用下的HfO2/SiO2高反射薄膜为研究对象,研究了单一能量密度梯度和多能量密度梯度的N-on-l、R-on-l和光栅扫描激光预处理技术对薄膜本征损伤性能的影响,并采用1-on-1测量方法对不同预处理技术的预处理效果进行了对比分析。实验结果表明:1-on-1测量曲线中的损伤几率数据、拟合直线参数以及损伤阈值的相对不确定度能够比较全面地反映测量结果的重复性;N-on-1方式下多能量密度梯度的预处理效果要优于单一能量密度梯度,但多梯度之间以及单一梯度之间的效果差异并不明显;当薄膜的零几率损伤阈值难以继续提升时,继续增加能量密度梯度将仅能改善薄膜非零损伤几率的性能。     

O2压对脉冲激光沉积ZnO薄膜性能的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)法在Al2O3(0002)衬底上制备了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜.用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、霍尔电导测量和透射光谱等表征技术研究了工作O2压对ZnO薄膜的结晶特性、电学和光学性能的影响.研究结果显示:在133×10-1～266×10-2 Pa内,ZnO薄膜的晶粒尺度随工作O2压的增加而增加,晶体结构趋于完整,表面更加平整;当工作O2压为266×10-1 Pa时,ZnO薄膜的表面粗糙度有所增加,薄膜的结晶质量恶化;工作O2压的不同导致ZnO薄膜的电学、光学特性的变化.     

Li_2O-B_2O_3-SiO_2掺杂低温烧结CLST陶瓷的介电性能

通过Li2O-B2O3-SiO(2LBS)玻璃的有效掺杂,低温液相烧结制备了16CaO-9Li2O-12Sm2O3-63TiO(2CLST)陶瓷。研究了LBS掺杂量对其烧结性能、相组成及介电性能的影响。结果表明:通过掺杂LBS,使CLST陶瓷的烧结温度由1300℃降至1000℃,且无第二相生成。随LBS掺杂量的增加,tanδ显著降低,τf趋近于零。当w(LBS)为10%时,CLST陶瓷在1000℃烧结3h获得最佳介电性能:tanδ为0.0045,τf为4×10–6/℃,虽然εr由105.0降至71.0,但仍属于高εr范围。     

K_2O-B_2O_3-SiO_2/Al_2O_3 LTCC复合基板材料性能研究

采用K2O-B2O3-SiO2玻璃与Al2O3复合烧结,制备了K2O-B2O3-SiO2/Al2O3低温共烧陶瓷(LTCC)复合基板材料,研究了不同组分含量对体系微观结构和性能的影响。结果表明,复合基板材料的相对介电常数εr和介质损耗均随着Al2O3含量的增加而增加,当Al2O3质量分数为45%时,复合基板材料的介质损耗为0.0085,εr为4.55(1MHz)。抗弯强度可达到160MPa。     

掺钛和锆改性的钙硼硅系微晶玻璃之性能

以TiO2、ZrO2为改性剂,制备CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃。对其烧结和介电性能进行了研究,并采用XRD,SEM对微观结构进行了探讨。结果表明:添加适量的TiO2或是混合添加TiO2、ZrO2均能改善CaBSi系微晶玻璃的性能。混合添加比单一添加TiO2更有效。结合材料的烧结性能、介电性能和微观结构,以840℃烧成的添加w(TiO2)为2%、w(ZrO2)为2%的试样性能最佳,其εr为7.1、tanδ为3×10–3,在20~400℃之间的热膨胀系数为7.8×10–6℃–1。     

掺Sm2O3的SnO2纳米粉体对C2H2气敏特性的研究

用化学沉淀法制备了SnO2纳米材料,利用XRD和SEM对合成产物进行了表征.采用旁热式结构制成了以SnO2为基体材料,掺杂Sm2O3的气体传感器.通过元件对C2H2气敏特性的测试表明:Sm2O3的掺杂可以明显地提高SnO2气敏材料对C2H2气体的灵敏度,当工作温度为180℃,C2H2浓度为1000ppm时,元件的灵敏度为64,响应恢复时间分别为3和20s.讨论了不同相对湿度对元件气敏特性的影响.     

草酸氧钛酸分解法制备纳米金红石型TiO_2粉体

用硫酸钛与草酸按比例配合 ,析出草酸氧钛酸晶体 ,将其洗涤后在 75 0～ 82 0℃焙烧 ,因草酸氧钛酸分解时 ,其分子中较大部分成分以气体 :CO2 、CO、水蒸气形式挥发到空气中 ,从而固态产物成为纳米级的金红石型二氧化钛粉体。用透射电子显微镜 (TEM)测定 ,其粒径范围为 10～ 35 nm;用 X射线衍射 (XRD)测定 ,其晶型为金红石型。     

Bi2O3添加剂对Ag2O-Nb2O5-Ta2O5介电性能的影响

以Bi2O3为添加剂，研究其不同质量比对Ag2O-Nb2O5-Ta2O5(ANT)系统介电性能的影响。用XRD衍射和SEM扫描作为技术手段，研究其不同质量比对Ag2O-Nb2O5-Ta2O5系统微观结构的影响。     

镁铝硅钛铈系微晶玻璃的显微结构及介电性能

选取工业纯原料,采用熔融法制备了镁铝硅钛铈系微晶玻璃,研究其在不同晶化温度下的显微结构及微波介电性能。结果表明:随着晶化温度的提高,微晶玻璃的εr先增大后减小,在1000℃时达到最大值;同时微晶玻璃中晶粒逐渐长大,残余玻璃相减少,tanδ降低;当晶化温度超过1200℃时,晶粒粗化,tanδ略有升高。所制微晶玻璃在微波频率(8GHz)下,其εr在8.55~14.61可调,tanδ小于8×10–4,是一种性能优良的微波介质材料。     

复合助烧剂对CaO-BaO-Li_2O-Sm_2O_3-TiO_2陶瓷低温烧结和性能的影响

采用传统固相反应法制备了CaO-BaO-Li_2O-Sm_2O_3-TiO_2(CBLST)陶瓷。研究了复合添加BaCu(B_2O_5)(BCB)和Li_2O-B_2O_3-SiO_2(LBS)对CBLST陶瓷的烧结特性、微观组织、相组成及介电性能的影响。结果表明:添加质量分数w(BCB)=60%和w(LBS)=0.5%～5.0%的CBLST陶瓷的相组成未改变,仍为正交钙钛矿相和BaSm_2Ti_4o_(12)(BST)相。通过添加w(BCB)=6.0%和w(LBS)=0.5%,可以使CBLST陶瓷的烧结温度从1325℃降到1050℃,并且在1050℃烧结2h的CBLST陶瓷介电性能优良:ε_r=81.9,tanδ=0.0062,τ_f=–3.75×10~(–6)/℃,其tanδ比纯CBLST陶瓷的tanδ(0.016)明显降低。     

掺CeO_2纳米MnO_2非对称超级电容器的研究

采用化学共沉淀法制备出超级电容器用掺CeO2的MnO2电极材料,通过XRD、SEM对样品进行了表征,研究了掺杂量对MnO2电极稳定性能的影响。结果表明,产物主相为α-MnO2,粒度分布较均匀,在50～100nm;在6mol/L的KOH电解液中,该掺杂MnO2电极材料具有优良的电容行为和循环稳定性能。当掺CeO2量为10%(与MnO2的质量比)时,在电流密度为250mA/g时,比电容量达257.68F/g;循环500次,容量仅衰减1.18%。     

混频器2×2杂散响应与IP2的关系

本文提供了混频器的2×2杂散响应与IP2的关系及其在接收机设计中的应用.并以MAX9993有源混频器在UMTSWCDMA系统中的应用为例具体分析IP2与2×2杂散响应的关系.