用自制总积分散射仪评估SiC基底表面改性效果

根据总积分散射理论自制了半球式总积分散射仪,建立了系统规范的测试方法,并应用其对工程中SiC基底表面改性的效果进行了相关检测和评估。改性后RB-SiC和S-SiC基底的散射系数分别降低到2．86％和1．53％,已接近于抛光良好的微晶玻璃的水平（1．38％）。该散射仪的优点是操作简单、方便快捷、不接触样品、对表面无损害。通过对测试数据的分析可知,从散射特性角度对SiC基底表面改性效果进行评估是合理有效的。把相关测试结果与分光光度计的测试结果对比,测量偏差在1．1％左右,说明该总积分散射仪的测试结果准确可靠。     

离子辅助制备碳化硅改性薄膜

介绍了一种利用霍尔型离子源辅助电子束蒸发,在反应烧结碳化硅(RB-SiC)材料上制备硅改性薄膜的方法,研究了不同沉积速率下薄膜改性后的抛光效果.对样品进行了表面散射及反射的测量.通过样品的显微照片可知,硅膜层在沉积速率增大的条件下结构趋于疏松.在精细抛光镀制有硅改性薄膜的反应烧结碳化硅样品后,表面散射系数减小到1.46%,反射率接近抛光良好的微晶玻璃.温度冲击实验和表面拉力实验表明:硅膜无龟裂和脱落,性质稳定,与碳化硅基底结合良好.     

应用SiC反射镜表面改性技术提高TMC光学系统信噪比

为了消除SiC反射镜的固有缺陷,提高反射式光学系统的信噪比,使用SiC表面改性技术对同轴三反射(TMC)光学系统的SiC反射镜进行了处理.首先,应用等离子体辅助沉积(PIAD)技术沉积了一层Si改性层,接着对改性层进行精密抛光,然后在反射镜表面镀制Ag膜和增强膜,最后获得了表面改性对TMC光学系统信噪比的影响.Wyko轮廓仪测试表明,SiC反射镜的粗糙度R_a由10.42 nm降低到了0.95 nm;镀制高反射膜后,主镜、次镜、三镜及折叠镜在0.5～0.8 μm可见光波段的反射率＞98%.计算结果表明,应用了表面改性技术后TMC反射式光学系统的信噪比提高了5%以上,说明SiC表面改性技术是一种提高TMC光学系统信噪比的有效方法.     

时域有限差分法在一维光子晶体数值模拟方面的研究

介绍了时域有限差分法的基本原理,并对一维光子晶体薄膜中传播的电磁场作了模拟和分析。通过对光子晶体透射谱的研究,讨论了不同周期数和不同介电常数比对光子晶体带隙的影响,最后通过在周期介质层状结构中引入缺陷层构造了光子缺陷态。     

射频功率和衬底温度对碳化锗膜中sp3杂化碳原子的影响

利用磁控溅射方法以CH4和Ar的混合放电气体溅射单晶Ge靶制备碳化锗(Ge1-xCx)薄膜,通过XPS、Raman和Nanoindentation等表征手段系统地研究了射频功率和衬底温度对所获薄膜成分、键合结构及力学性质的影响。研究发现:射频功率和衬底温度的增加均能提高膜中的Ge含量,这分别归因于Ge溅射产额的增加以及含碳基团在衬底上脱附作用的增强。Ge含量的增加促进了sp2C-C键转变为sp3Ge-C键,进而显著提高了膜中sp3杂化碳原子的相对含量并改善了Ge1-xCx薄膜的硬度。这些结果表明:提高射频功率和衬底温度是制备富含sp3C的硬质碳化锗薄膜的有效途径。     

SiC反射镜表面改性对TMC光学系统信噪比的影响

SiC（Silicon Carbide）反射镜由于固有的缺陷,在使用时会影响反射式光学系统的信噪比。采用表面改性技术后,Wyko轮廓仪测试表明SiC反射镜的粗糙度由10.42nm（Ra）降低到了0.95nm（Ra）,镀制了银反射膜和增强膜后,主镜、次镜、三镜及折叠镜在0.5μm-0.8μm的可见光波段反射率＞98%。计算的结果表明应用了表面改性技术后TMC反射式光学系统的信噪比提高了5%以上。     

霍尔离子源辅助制备碳化硅改性薄膜

为进一步提高碳化硅反射镜基底表面光学质量,满足高质量空间光学系统的应用需求,采用电子枪蒸发纯硅,霍尔离子源喷出的氩离子电离甲烷,并辅以离子辅助沉积的方法在反应烧结碳化硅基底上镀制了表面改性用碳化硅薄膜,并对改性膜层进行了光学抛光处理.XRD测试表明:该工艺条件下制备的碳化硅薄膜为α相.通过高分辨率光学显微镜对抛光后的反应烧结碳化硅基底进行缺陷观察,发现改性抛光后基底表面缺陷和孔洞明显减少.原子力显微镜粗糙度测试的结果表明:改性抛光后基底表面粗糙度降低到了0.867nm(nms).通过分光光度计测量,证明了改性后抛光的反应烧结碳化硅基底表面的散射还不到未改性而直接抛光的反应烧结碳化硅基底的1/8.在经过液氮和沸水循环5次的温度冲击实验后,薄膜无龟裂和脱落,说明该改性用碳化硅薄膜与基底结合牢固.测试结果表明:该应用霍尔离子源辅助制备碳化硅改性薄膜的方法能够大幅提高碳化硅基底表面光学质量,是进行碳化硅基底表面改性的一种有效的新方法.     

RLVIP技术制备Ge1-xCx薄膜的X射线光电子能谱

应用低压反应离子镀(RLVIP)技术在Ge基底上沉积了Get1-xCx薄膜.制备过程中,低压等离子源作为辅助等离子源,Ge作为蒸发材料,CH4作为反应气体,在相同的沉积条件下以不同的沉积速率制备了C含量(x)从0.23到0.78的Ge1-xCx薄膜.X射线衍射测试表明制备的Ge1-xCx薄膜为无定形结构.用X射线光电子能谱研究了不同C含量下Ce1-xCx薄膜中C的化学键合变化.研究结果表明;当x>0.78时,成键为C-H键;当x为0.53～0.62时,成键为C-C键;当x<0.47时,成键为Ge-C键.     

RB-SiC基底反射镜表面改性工艺的改进

为了满足空间用大口径、复杂轻量化结构RB-SiC基底反射镜对高性能表面质量的需求,针对RB-SiC基底的特性,提出了改进表面改性工艺的方法.采用高能量考夫曼离子源辅助,预先对基底进行碳化和加镀C缓冲层,并制备Si改性涂层的方法对RB-SiC基底进行了表面改性.测试结果表明:与单纯霍尔离子源辅助方法相比,该工艺方法制备的Si改性涂层生长得更加致密、均匀,抛光特性良好;改性抛光后表面粗糙度(rms)降低到0.635 nm,达到了S-SiC基底的水平;改性后RB-SiC基底的反射率明显提高,达到了抛光良好的微晶玻璃的水平.结果表明,该工艺方法是提高RB-SiC基底表面改性效果的一种合理有效的方法.     

离子辅助制备碳化硅改性用硅膜的研究

本文介绍了一种利用霍尔型离子源辅助电子束蒸发，在碳化硅（Silicon Carbide: SiC）材料上制备硅改性薄膜的方法，研究了不同沉积速率下改性后的抛光效果。对样品进行了表面散射及反射的测量。通过样品的显微照片可知硅膜层在沉积速率增大条件下结构趋于疏松。通过精细抛光改性的反应烧结碳化硅（Reaction Bonded Silicon Carbide: RB-SiC）样品表面散射系数减小到1.46%，反射率接近抛光良好的微晶玻璃。温度冲击实验和表面拉力实验表明硅膜无龟裂和脱落，性质稳定，与碳化硅基底可以良好的结合。