溶胶-凝胶法制备β-锂霞石纳米粉体

采用溶胶-凝胶法合成了β-锂霞石超细粉体,利用差热-热重分析仪、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜等对溶胶-凝胶的形成以及样品的物相和形貌进行分析。研究了柠檬酸与金属离子比、溶液的pH值、成胶温度,粉体灼烧温度和时间等对样品物相和形貌的影响。结果表明,当柠檬酸与金属离子比为2：1、pH=3、温度控制在65℃时,得到稳定的溶胶,蒸发干燥后的凝胶在900℃~1300℃温度范围进行煅烧,获得了物相纯度较高的β-锂霞石粉体,粒径约20nm~50nm。     

980 nm高功率DBR半导体激光器的设计及工艺

设计并制作了非对称大光腔波导结构,利用分布布拉格反射技术,实现了980 nm波段高功率半导体激光器的稳定输出。在实验过程中,采用电子束光刻技术,结合感应耦合等离子刻蚀工艺,利用SiO_2作为硬掩模,并通过减小Ar离子的束流来减弱刻蚀过程中由于物理轰击作用对SiO_2硬掩模的消耗,制作出形貌良好、周期为890 nm、占空比为50%的分布布拉格反射器光栅;采用脊型波导激光器的制作工艺,成功制作出分布布拉格反射激光器,当器件注入电流15 A时,该激光器的输出功率高达10.7 W,斜率效率为0.73 W/A,器件阈值电流为0.95 A,中心波长为979.3 nm。该研究为GaAs基DBR半导体激光器的制作与研究提供了新思路。     

PEALD沉积温度对AlN的结构和表面特性的影响

研究通过等离子增强原子层沉积(PEALD)在不同沉积温度下生长的AlN温度对其特性的影响。前驱体是NH3和TMA,在300℃、350℃和370℃沉积温度下分别沉积了200、500、800、1 000、1 500周期的AlN层,并讨论了AlN薄膜的生长速率、结晶化和表面粗糙度。结果表明,在300~370℃范围内,随着温度的上升薄膜的沉积速率和结晶化增加,而薄膜表面粗糙度减小。     

偏高岭土对预制混凝土路面材料耐久性能影响的微观分析*

预制装配式混凝土路面因其养护时间短、维修方便、性能优异而发展迅速,但高温导致的膨胀应力造成混凝土内部裂纹的发生扩展,有害孔含量增加,造成预制混凝土耐久性能降低。而以偏高岭土作为辅助胶凝材料可显著改善预制混凝土路面材料的耐久性能。本文通过XRD和扫描电子显微镜研究了不同掺量（0%、9%）偏高岭土的净浆和混凝土的物相组成和微观形貌差异,对其改性机理进行了探讨。研究表明,偏高岭土在水化过程中能发挥火山灰活性和填充作用,提高水化产物的密实度,消除高温导致的微裂纹,改善界面过渡区结构,降低混凝土孔隙率。     

CVD法制备的高结晶质量二维β-Ga2O3薄膜性质研究

为了能够得到高质量的薄膜,降低实验成本,通过化学气相沉积(CVD)方法以GaTe粉作为Ga源在云母衬底上合成了β-Ga₂O₃薄膜。通过改变生长温度、载气和生长时间得到高结晶质量的β-Ga₂O₃薄膜,并通过X射线衍射(XRD)和拉曼光谱进行证实。XRD结果显示,薄膜的最佳生长温度为750℃。对比不同载气下合成的β-Ga₂O₃薄膜可知,Ar气是生长薄膜材料的最佳环境。为了实现高结晶质量的β-Ga₂O₃薄膜,在Ar气环境下改变薄膜的生长时间,XRD结果发现,生长时间20 min的薄膜具有高结晶质量。最后,将其转移到300 nm厚氧化层的Si/SiO₂衬底上,并通过原子力显微镜测试,证实了16 nm厚的二维Ga₂O₃薄膜。     

表面硫钝化对GaAs材料光响应特性的影响

采用湿法硫钝化的方式,显著降低了砷化镓(GaAs)材料的表面态密度。钝化处理后的GaAs薄膜光致发光强度提高了约14倍,光电流和响应度均增大。从能带角度分析了样品性能提升的原因,结果表明,钝化处理有利于表面态密度和肖特基势垒高度的调节,进而提升了样品性能。     

ZnO/ZnFe2O4复合纳米粒子的制备及其特性研究

利用水热法制备了ZnO/ZnFe2O4纳米复合粒子。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光光谱(PL)对退火前后的ZnO/ZnFe2O4纳米粒子进行表征。研究结果表明, 退火后的ZnO/ZnFe2O4纳米复合粒子表现出更好的形貌和晶体质量, 主要由六角纤锌矿结构的ZnO和立方结构的ZnFe2O4构成。PL光谱显示, 退火后ZnO近带边的发光强度明显降低, 这是由于ZnO/ZnFe2O4形成了Ⅱ型能带结构实现了光生载流子分离的结果。对其光催化特性也进行了研究, 光照时间为3 h, 退火后的ZnO/ZnFe2O4纳米复合粒子表现出更优秀的光催化活性, 降解甲基橙的效率可达50.48%。另外, 还对其磁性进行了研究, 室温条件下, 纳米复合粒子表现为顺磁性, 而经过退火处理后表现出铁磁性。因此, ZnO/ZnFe2O4纳米复合粒子经退火后具备磁性光催化剂性能, 有一定的发展前景。     

垂直腔面发射激光器氧化孔结构对器件激射性能的影响

为实现894.6 nm低阈值、高稳定性、单模激光输出,设计了具有不同台面刻蚀结构的垂直腔面发射激光器(VCSEL)器件,研究了台面直径和氧化孔结构对器件激射性能的影响。研究结果表明:VCSEL台面直径越大,阈值电流越大;氧化孔径越偏向圆形,边模抑制比越高。制备了氧化孔为圆形、直径为4.4μm的VCSEL器件,该器件在70～90℃工作温度及0.6 mA驱动电流下实现了894.6 nm单模激光输出,边模抑制比高于35 dB。     

光抽运垂直外腔面发射半导体激光器的设计与数值模拟

采用多周期应变补偿InGaAs/GaAsP双量子阱结构的半导体器件作为增益介质,设计了光抽运面发射半导体激光器件结构和实验光路.在谐振腔中引入分束棱镜保证了VECSEL表面的抽运光斑为圆形光斑.计算模拟了输出功率与抽运光斑和输出镜反射率间关系曲线,优化设计了抽运功率为2W时输出镜反射率并给出了相应的输出功率与抽运功率间关系模拟曲线.     

太阳光泵浦固体激光器的研究与应用

在介绍太阳光泵浦固体激光器工作原理的基础上,分别对太阳光泵浦固体激光器的固体工作物质、太阳光收集聚光装置和泵浦方式的研究状况进行了综述,探讨了太阳光泵浦固体激光器的发展趋势及其应用前景。