无氧铜和铁镍钴合金太赫兹波导传输损耗

对无氧铜、铁镍钴合金和镀金铁镍钴合金制作的WR2.8太赫兹波导进行了传输损耗的研究。通过对比实验测得的传输损耗值,计算出340 GHz频段,无氧铜电导率为1.6×107 S/m,铁镍钴合金电导率为1.0×106 S/m,相对磁导率为2.1,损耗参数的设置对正向设计具有指导作用。实验中,通过镀金工艺降低了铁镍钴合金波导的传输损耗,进而明确波导内壁镀金工艺可以有效降低传输损耗,对降低太赫兹标准窗的传输损耗有着实际意义。     

高非线性光子晶体光纤的研制

报道了一种自行研制的高非线性光子晶体光纤,介绍了其结构设计及制备工艺.该光子晶体光纤外包层直径为125.8μm,芯径为2.9μm,孔径/芯径之比为0.67.在波长为800nm飞秒激光输入下,其产生的连续光谱范围为450-1400nm.     

自绝缘氧化限制型850nm垂直腔面发射激光器

介绍了一种制作氧化限制型垂直腔面发射激光器的新途径,自绝缘工艺.采用该工艺制作了氧化限制型850 nm VCSELs.详细地介绍了自绝缘器件的工作原理和制作流程,并对侧氧化相关参数进行了实验研究.在此基础上,制备了不同出光孔径的850 nm VCSELs器件,测得出光孔径12μm的器件最大输出功率达到10 mW,微分量...     

基于金刚石薄膜的微间隙室制备

采用金刚石薄膜作为阴-阳极间绝缘介质层是一种新型的微间隙室(MGC)结构。该文详细介绍和讨论了采用常规的微细加工工艺制备基于金刚石薄膜介质层的MGC的制备技术,其典型结构为阳极微条宽20μm,微条间隔180μm,器件探测区面积为38 mm×34 mm。采用热丝CVD法制备的金刚石薄膜作为阴-阳极间绝缘介质层,厚7~8μm,具有(100)晶面结构。金刚石的刻蚀采用反应离子刻蚀,Cr作掩膜,O2和SF6为刻蚀气体,刻蚀速率为79 nm/min,与Cr的刻蚀比约为20:1。实验结果表明,采用的微加工结合自套准工艺可很好地解决金刚石薄膜的制备、图形化及金属阳极电极与金刚石薄膜的相互套准等金刚石薄膜的可加工性及兼容性问题,并制备出采用金刚石薄膜作为电极间绝缘介质层的新型MGC结构。     

铜薄膜内微孔对其力学性能影响及开裂行为研究

研究了铜薄膜内微孔对其力学性能影响及开裂行为,采用磁控溅射工艺制备聚酰亚胺柔性基板上铜薄膜,通过扫描电镜(SEM)对铜薄膜表面形貌表征、EDS能谱分析及SEM原位拉伸观察实验,得出磁控溅射工艺制备出超薄铜薄膜多为柱状晶结构,且带有微米级孔洞.并测得不同孔隙率铜薄膜载荷与位移增量的变化,由相关公式求出应力-应变关系;分析了不同孔径微孔的上下边缘沿晶开裂,微裂纹萌生、扩展的行为.结果表明:磁控溅射工艺在聚酰亚胺柔性基板上制备的微米级铜薄膜受拉伸时微孔沿晶开裂形成初始微裂纹,孔径≤4μm微孔处局部应力偏低,未能使微裂纹沿晶界改变方向继续扩展,微裂纹受到抑制;在较高的局部应力下,孔径>10μm微孔裂纹继续沿新的晶界方向扩展,与其他微孔裂纹连通;孔隙率越高,多孔微裂纹连通几率越高,薄膜力学性能就越差,且铜薄膜开裂可能性也越高.     

X射线反射镜NiP芯模超精密车削技术研究

以聚焦型X射线反射镜的镍磷合金芯模为研究对象, 研究了单点金刚石超精密车削的切削深度、主轴转速、进给量等工艺参数对表面粗糙度的影响关系。结果表明,进给量对加工表面粗糙度影响相对最大,主轴转速、切削深度的影响呈弱相关关系。开展了NiP合金超精密车削工艺试验,得到切削深度、主轴转速、进给量的优化工艺参数,并初步建立了表面粗糙度预测模型。在此基础上,对Φ110 mm×140 mm的X射线反射镜镍磷合金芯模进行加工验证,获得了PV61.37~83.47 nm、RMS7.952~10.326 nm、Ra6.379~8.332 nm的表面粗糙度,圆度误差0.39 μm、斜率误差均方根值0.42 μm,满足X射线反射镜对芯模超精密车削需求,为后续大规格X射线反射镜超精密制造奠定了技术基础。     

纳米孔径垂直腔面发射激光器的制备及特性

在850 nm波长垂直腔面发射激光器的基础上制备了纳米孔径垂直腔面发射激光器.当小孔尺寸为400 nm×400 nm时,在25 mA驱动电流下,其最大输出光功率达到了0.3 mW,功率密度约为2 mW/μm2.文中介绍了纳米孔径垂直腔面发射激光器的制备工艺,并对它的光谱特性和寿命特性进行了分析.     

纳米孔径垂直腔面发射激光器的制备及特性

在850 nm波长垂直腔面发射激光器的基础上制备了纳米孔径垂直腔面发射激光器.当小孔尺寸为400 nm×400 nm时,在25 mA驱动电流下,其最大输出光功率达到了0.3 mW,功率密度约为2 mW/μm2.文中介绍了纳米孔径垂直腔面发射激光器的制备工艺,并对它的光谱特性和寿命特性进行了分析.     

基于157nm深紫外激光的蓝宝石基片微加工

为了探索157nm深紫外激光对蓝宝石材料的微加工技术,采用157nm激光微加工系统,对蓝宝石基片进行了扫描刻蚀和打孔加工,以研究激光工艺参量与刻蚀深度、表面形貌的关系,分析了157nm深紫外激光对蓝宝石材料的作用机理,并利用扫描刻蚀法在蓝宝石基片上加工了一个2维图形。由实验结果可知,157nm深紫外激光作用于蓝宝石材料是一个光化学作用与光热作用并存的加工过程,适合扫描刻蚀的加工参量为能量密度3.2J/cm2,重复频率10Hz～20Hz,扫描速率0.15mm/min;在能量密度2.5J/cm2下的刻蚀率为0.039μm/pulse。结果表明,通过对激光重复频率和扫描速度的控制可实现蓝宝石材料的精细微加工。     

镱银阴极对顶发射白光OLED器件光电性能的影响研究

研制了以镱银合金为透明阴极的顶发射白光OLED器件。采用ITO/NPB: LiQ（5%）（10 nm）/TCTA（20 nm）/FIrpic+3.5% Ir(ppy)₃+0.5%Ir(MDQ)₂(acac)（25 nm）/TPBI（10 nm）/LiF（5 nm）/Yb: Ag (X%)（X nm）器件结构,在相同镱银比例下,蒸镀不同厚度的镱银合金阴极制备了新型顶发射白光OLED器件,获得了优化的镱银合金厚度为12 nm;固定镱银阴极厚度,蒸镀不同比例的镱银合金阴极制备了新型顶发射白光OLED器件,探究不同比例的镱银合金对有机电致发光器件的影响。结果表明,当镱银电极的掺杂比例为10:1时,器件的性能最佳,在20 mA/cm2电流密度下,器件的驱动电压为2.3 V,亮度为1406 cd/m2,色坐标为(0.3407, 0.3922)。     

MOCVD生长InGaAs/InGaAsP多量子阱光泵微碟激光器

用MOCVD方法生长了InGaAs/InGaAsP多量子阱微碟激光器外延片,用光刻、干法刻蚀和湿法刻蚀等现代化的微加工技术制备出直径9.5μm的InGaAs/InGaAsP微碟激光器,并详细介绍了整个制备工艺过程．在液氮温度下用氩离子激光器泵浦方式实现了低阈值光泵激射,测出单个微碟激光器的阈值光功率为150μW,激射波长约为1.6μm,品质因数Q=800,激射光谱线宽为2nm,同时指出微碟激光器激射线宽比F-P普通激光器宽很多是由于其品质因数很高造成的．     

红外宽频吸收硅基复合气凝胶的制备及表征

以正硅酸乙酯为硅源,采用酸碱两步催化法经过溶胶-凝胶和冷冻干燥制备出SiO2气凝胶基材,并在凝胶老化过程中添加三乙胺盐酸盐得到兼具中远红外吸收特性的硅基复合气凝胶。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、氮吸附-脱附和傅里叶红外吸收光谱对气凝胶的结构和性能进行了表征。结果表明:胺盐在硅气凝胶网络结构中穿插结晶;基材的比表面积、最大孔容和平均孔径分别为524.5 m2/g、1.2 cm3/g和9.2 nm,复合材料的比表面积、最大孔容和平均孔径分别为37.93~138.7 m2/g、0.08~0.28 cm3/g和7.1~8.8 nm;基材和复合气凝胶的表观密度分别为0.25 g/cm3和0.35~0.51 g/cm3;复合气凝胶在中远红外窗口具有宽频吸收的特性,且三乙胺盐酸盐含量的增加,中红外相对吸收强度成比例增强。     

激光熔覆FeAlCrNiSiC高熵合金涂层研究

利用YAG脉冲固体激光器, 在高纯氩气的保护下, 选取优化了的激光工艺参数在45#钢表面制备FeAlCrNiSiC六元高熵合金涂层。主要采用OM、SEM、EDS、XRD和显微硬度等分析手段, 对实验制备的合金涂层的形貌、组织结构、成分、相结构、硬度及相关机理进行了研究。实验结果表明: 优化的激光熔覆工艺参数为功率85 W, 激光扫描速度为5 mm/s, 能量密度47 J/mm2, 搭接率50%。采用此优化工艺参数成功制备了与基体形成良好冶金结合的FeAlCrNiSiC高熵合金涂层。制备涂层的硬度达到了800 HV, 涂层的内部结构由条状等轴晶及网状枝晶组成, 组分偏析得到了有效缓解。合金涂层具有FCC结构的γ-Fe和BCC结构的FeAlCrNiSiC固溶体的简单物相, 合金元素Al、Cr、Si、Ni、C固溶在两种多组元固溶体中, 增加了晶格畸变, 使涂层具有高的硬度。     

红外宽频吸收硅基复合气凝胶的制备及表征

以正硅酸乙酯为硅源,采用酸碱两步催化法经过溶胶-凝胶和冷冻干燥制备出SiO2气凝胶基材,并在凝胶老化过程中添加三乙胺盐酸盐得到兼具中远红外吸收特性的硅基复合气凝胶。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、氮吸附-脱附和傅里叶红外吸收光谱对气凝胶的结构和性能进行了表征。结果表明:胺盐在硅气凝胶网络结构中穿插结晶;基材的比表面积、最大孔容和平均孔径分别为524.5 m2/g、1.2 cm3/g和9.2 nm,复合材料的比表面积、最大孔容和平均孔径分别为37.93~138.7 m2/g、0.08~0.28 cm3/g和7.1~8.8 nm;基材和复合气凝胶的表观密度分别为0.25 g/cm3和0.35~0.51 g/cm3;复合气凝胶在中远红外窗口具有宽频吸收的特性,且随着三乙胺盐酸盐含量的增加,中红外相对吸收强度成比例增强。     

氧化限制结构940 nm垂直腔面发射激光器

为研究氧化限制结构孔径对940 nm垂直腔面发射激光器（VCSEL）特性的影响，制备了不同氧化孔径的940 nm VCSEL，并进行了测试分析。通过PICS3D软件对不同量子阱势垒材料的增益进行仿真计算，选取具有较高有源区材料增益的InGaAs/AlGaAs作为量子阱，并开展了增益-腔模失配设计。在设计优化的基础上，制备了6种氧化孔径的940 nm VCSEL，对其光电输出特性进行测试。结果表明：氧化孔径为4μm的VCSEL，室温下斜率效率为0.93 W/A，最大功率转换效率为40.1%；氧化孔径为7μm的VCSEL，室温下最大输出功率为12.24 mW；氧化孔径为2μm的VCSEL，室温下最大基横模功率为2.67 mW。该器件在2 mA连续驱动电流下，在10～80℃的范围内均可实现边模抑制比大于45 dB的基横模输出。     

980nm氧化物限制的垂直腔面发射激光器

采用低压金属有机化合物气相外延(L P- MOCVD) ,制备了顶端发射氧化物限制、内腔接触结构980 nm的垂直腔面发射激光器.应用了选择氧化和自对准工艺来实现电流限制.在2 8m A脉冲电流驱动下,器件的输出功率为10 .1m W,斜率效率为0 .4 6 2 m W/ m A.脉冲工作下,最高输出功率为13.1m W.室温连续工作下,输出功率为7.1m W,发射波长为974 nm ,光谱半宽为0 .6 nm.研究了氧化孔径对阈值电流和微分电阻的影响,结果表明较小的氧化孔径可以获得低的阈值电流.     

开发高性能的无铅波峰焊料合金

无铅波峰焊已经发展为两个主要的合金体系:SnAgCu锡/银/铜体系通常含银量达3至4%和基于SnCu锡铜共晶体系。如果按照用户的价值方程式来衡量,二者都存在固有的缺陷。含银3%至4%的SnAgCu体系可提供良好的可靠性和工艺良率,但原材料的成本昂贵。作为替代品的SnCu共晶体系及其改性合金SnCuNi的原材料成本较低,但其工艺良率和焊接可靠性存在问题。为了克服现有焊料体系的缺点,确信电子开发出新型焊料合金SACX0307。研究SAC305、Sn99.3Cu0.7、改性Sn99.3Cu0.7SnCuNi和SACX0307四种合金系的测试结果,评估无铅焊接工艺的4个主要特性:工艺良率、铜浸出率、浮渣形成和热机械可靠性。波峰焊实验使用了测试电路板专门设计较复杂,以区分不同加工条件下的差异、三种助焊剂包括水基和醇基配方和两种电路板表面处理铜OSP和浸银处理。测试表明,SACX0307填补了SAC305合金与SnCu共晶合金系列之间的空白,就波峰焊的四个主要特性而言,其性能优于Sn99.3Cu0.7和SnCuNiSn99.3Cu0.7,而原材料成本低于SAC305。     

激光改性硅酸盐玻璃表面局域制备金属铜层

为了实现普通硅酸盐玻璃表面的金属化,利用波长为355nm的脉冲紫外激光刻蚀粗化活化,并结合化学镀,在其表面局域制备出了导电金属铜层。研究了激光加工参量对玻璃表面微观形貌、粗糙度、刻蚀深度的影响规律,并在玻璃表面成功引入了钯元素。结果表明,当第1次紫外激光扫描速率为200mm/s、脉冲频率为100kHz、能量密度为27J/cm2~37J/cm2和填充间距在10μm左右时,玻璃表面可以获得的刻蚀深度在25μm~35μm之间,刻蚀区域的粗糙度R_a在6μm~7μm之间,此时玻璃不会开裂;而第2次激光的能量密度在9J/cm2~11J/cm2之间时（其余参量不变）,钯元素的引入实现了化学镀铜,此时铜层和玻璃之间的平均结合强度可以达到10MPa以上,铜层的体积电阻率可以达到10-6Ω·cm数量级。这是一种具有局域选择性、无需掩模、低成本、高结合强度和良好导电性的玻璃表面金属化工艺。     

铁磁体/碳复合材料多频干扰性能

制备研究了钴铁磁体/碳和镍钴铜铁磁体/碳复合纳米材料,测试并根据朗伯-比尔定律计算了在紫外/可见光(200~800 nm)和红外波段(2.5~25 m)的质量消光系数,结果如下:铁磁体/碳复合材料焙烧后红外消光性能都有所提高,镍钴铜铁磁体/碳质量消光系数能达到0.36 m2g-1,在3~16 m波段大于0.15 m2g-1。镍钴铜铁磁体/碳与乙炔黑混合比为5:1时,质量消光系数达到1.25 m2g-1,在3~5 m和8~14 m均高于0.90 m2g-1。在紫外/可见光波段,铁磁体/碳复合材料都达到了良好的消光效果。探讨了材料在紫外/可见光和红外波段的主要作用机理。采用弓形法测试2~18 GHz波段反射率,结果表明:碳纤维在加入铁磁体/碳复合材料后,反射率曲线明显向低频移动,增加了吸波频宽。     

用喷墨打印法直接形成铜导电线路图形

金属纳米粒子的喷墨打印直接形成金属导电线路,低成本、低消耗、工艺过程简单,是一个很具吸引力的方法。虽然目前大多数的研究集中在新金属方面,如金和银,但是本实验开发出一种廉价的导电材料作为替代品,即铜纳米粒子导电油墨。用多元醇过程制备出粒径为40nm～50nm的铜纳米粒子,把铜离子很好的分散在低粘度的导电油墨中。实验成功地演示了用铜导电油墨直接形成导电线路的方法。喷墨印刷形成的铜导电线路图形具有金属般的外观,并且在热处理后具有很好的导电性。薄膜在真空中以325℃的温度持续1h后,薄膜的电阻率达到17．2μΩm·cm。