皮秒激光-化学复合法制备高效减反射晶硅表面微结构研究

基于皮秒激光的"冷加工"特点,进行了用皮秒激光辐照结合快速化学腐蚀(Na OH溶液:质量分数为4%,不大于3 min,80℃水浴)调控工艺制备高效减反射晶硅表面微结构的研究,在400~1000 nm波长的宽光谱范围内,获得了微-纳双结构微孔阵列和圆顶锥形周期性阵列两种减反射表面,前者的平均反射率低于5%,后者的平均反射率低于10%。制备过程中工艺可控性强,无需掩膜和真空环境。研究了激光工艺参数和化学腐蚀参数的不同调控匹配在微结构单元形成中的作用机制,分析了所制备表面微结构的减反射机理,为太阳能电池和其他半导体器件中硅基减反射表面微结构的低成本激光可控制造提供了重要的指导。     

激光辐照固态Al膜制备p型重掺杂4H-SiC

通过激光辐照固态Al膜,制备了一种p型重掺杂4H-SiC,分析了Al膜厚度、激光脉冲个数对掺杂结果的影响,验证了不同工艺参数对p型掺杂层表面电学性能的调控作用。结果表明,当Al膜厚度为120nm,脉冲个数为50时,掺杂试样的最大载流子浓度为6.613×10~(17) cm~(-3),最小体电阻率为17.36Ω·cm,掺杂浓度(粒子数浓度)可达6.6×10~(19) cm~(-3)。4H-SiC的Al掺杂改性机理为:在紫外激光作用下,Si—C键断裂,Al原子替代Si原子形成p型掺杂层。     

柔性电子制造领域的超快激光技术：机制、特征功用及挑战（特邀）

随着智能化时代的到来,柔性电子由于其极强的共形能力和优异的器件性能,在进一步推动现代化产业发展中取得越来越重要的地位。超快激光技术以其优异的高精制造能力在柔性电子高分辨无损制备上展示出独特的优势和应用前景。本文从超快激光与物质相互作用基本机制入手,着重介绍了当前超快激光在柔性电子领域的四种典型特征功用及其研究现状,并据此总结该领域超快激光应用所面临的挑战和未来发展趋势。     

基于成丝效应的超快激光加工技术工业化应用研究之探析

激光成丝是超快激光在透明介质传输中的一种非线性光学现象,来源于光克尔效应引起的激光光束自聚焦与弱电离产生的等离子体散焦之间的动态平衡,对其超长传输物理特征非衍射性的调控在研发新一代超快激光材料加工技术上具有至关重要的作用。本文面向激光制造现代工程应用的发展需求,对基于光丝效应的激光高精加工研究现状进行了调研和总结,从激光成丝物理现象、基本机制和特征优势出发,介绍了超快激光在气、液及固体不同介质中光丝引导加工工艺的研发进展,对技术发展中的问题和前景进行了思考与分析。

     

皮秒激光微制造As2Se3玻璃红外增透性表面

采用紫外皮秒激光在As2Se3玻璃表面以线扫描形式快速制备大面积周期性点阵式增透微结构,获得了红外透光性能提高的硫系玻璃样品。研究确定了As2Se3玻璃的激光刻蚀阈值,并研究设计了合适线扫描工艺方法。所制样品相对于原样在波长11.0μm~12.4μm范围内,透过率平均提高10.0%;波长13.0μm~14.2μm范围内,透过率平均提高5.2%。激光扫描制备方法没有破坏样品表面原有的浸润性,整个制备过程均在空气开放环境下进行,成本低,工艺可控性强,效率高,制备8mm×8mm的表面微结构,仅用时3.65s,且表面微结构单元尺寸及间距可按材料应用需求调控。分析表明,当激光能量较低时,对该硫系玻璃的去除以“冷加工”为主,不会有明显的热效应,得到微结构的硫系玻璃表面元素组成未发生改变;激光能量较高时,会存在一定的热效应,使得刻蚀点出现熔融态,在微坑边缘出现凸起或翻边。