陶瓷膜分离钛硅分子筛的实验与模型计算

在面向过程的陶瓷膜材料设计理论模型的基础上,以TS-1钛硅分子筛悬浮液固液分离为应用体系,计算了陶瓷膜分离过程的操作条件与渗透性能的关系,与实验结果有良好的一致性.计算表明,对于平均粒径为290 nm的钛硅分子筛体系,陶瓷膜存在最优孔径区间(200～300 am),使膜保持高渗透通量.孔径小于200nm时膜通量随孔径增大而增大,孔径大于300 nm时膜通量随孔径增大而减小;采用孔径为200 nm的陶瓷膜过滤钛硅分子筛,渗透通量随时间的变化关系与模型预测结果一致,稳定通量达到800L/(m2·h).     

掺杂硅纳米薄膜法向热导率的分子动力学模拟

采用非平衡态分子动力学方法计算了平均温度为300 K时膜厚2.2~104.4 nm的硅纳米薄膜以及掺锗的硅纳米薄膜的法向热导率.采用随机掺杂方式在硅纳米薄膜中掺入锗原子,掺杂浓度分别为5%和50%.模拟结果表明,相同膜厚的掺锗硅薄膜的法向热导率比纯硅薄膜的法向热导率小很多,掺杂前后的硅薄膜法向热导率均随着膜厚的增大而增大.通过计算体态硅热导率关于声子平均自由程的累积函数,发现对体态硅热导率主要贡献是声子平均自由程为2~2 000nm的声子,而掺锗的体态硅中对热导率贡献约占80%的声子平均自由程为0.1~30 nm,远小于纯硅中对热导率主要贡献的声子平均自由程.     

二甲基硅取代基对芘环的紫外吸收和荧光性质的影响

文章发现被一取代二甲基硅芘和三甲基硅芘的最大吸收波长相等,而未取代的芘相比较红移10nm。二取代二甲基硅芘的紫外吸收波长比一取代二甲基硅芘最大吸收波长有红移10nm。荧光强度随硅烷基数的增多增强,而甲基数目对紫外和荧光性质没有大的影响。     

磁控溅射制备Cu-Al合金薄膜及光吸收性能研究

为使沉积态Cu-Al合金薄膜有显著的表面等离子体共振(SPR)吸收峰,采用磁控溅射法分别制备了纯Cu、纯Al和Cu-Al合金薄膜,并采用X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计对其物相和光吸收性能进行了测试。结果表明,不连续的较薄Cu膜在沉积态下可观察到540 nm处的吸收峰,较厚的Cu膜通过在400℃下进行1 h热处理可在400 nm处获得微弱的吸收峰。沉积态的Al膜在可见光范围内无吸收峰,在热处理后,不连续的较薄Al膜可获得580 nm处的吸收峰,而较厚Al膜通过长时间热处理后可获得730 nm处的吸收峰。共溅射制得的较薄Cu-Al合金薄膜无须经过热处理,即可在可见光范围内获得吸收峰。     

矩形波长渐变滤光片

本文介绍了关于400-700nm波段范围的金属-介质矩形波长渐变滤光片的膜系设计及挡板机构设计原理,并对该种滤光片的制作工艺等作了论述。     

含纳米硅氧化硅薄膜的光致发光特性

利用射频磁控溅射复合靶技术,通过调节复合靶的百分比制得富硅的氧化硅薄膜,并在不同的温度下退火,制得含纳米硅的氧化硅薄膜.通过Raman谱的测量,计算出800℃退火的薄膜中纳米硅晶粒的平均尺寸为5.6 nm,用X射线衍射测量同样的样品得出其粒径为6.0 nm.在室温下测量光致发光(PL)谱,探测样品的峰位为360 nm,并结合光致发光激发谱(PLE),研究相应的激发与发光中心.     

四分之一膜堆非等厚干涉滤光片的设计

本文讨论了由两个四分之一的多层膜堆包围一个间隔层结构的非等厚干涉滤光片系统的设计方法,并在此基础上给出了干涉滤光片的设计实例。此种滤光片无论在高透射的通带特性方面,还是在高反射的截止带特性方面都优越于通常的四分之一膜堆等厚干涉滤光片的特性,并且与非四分之一膜堆干涉滤光片相比,该种滤光片在工艺上是很容易实现的。     

基于电介质超材料的中红外超窄带吸波器

电介质超材料因具有极低欧姆损耗受到广泛关注.提出一种基于电介质超材料的中红外超窄带吸波器,该吸波器由顶层电介质微结构、中间层电介质膜和基底金属构成.研究结果表明：该吸波器在中红外波段存在带宽为2.40 nm的吸收峰;电场主要分布于顶层硅微结构之间的间隙,导致吸收损耗功率显著降低,进而实现吸收带宽压缩;作为传感器时,在中红外波段该吸波器的品质因数可达80.可见,该吸波器可应用于中红外热辐射光源和高性能传感器.     

低阻硅TSV与铜填充TSV热力学特性对比分析

对低阻硅TSV以及铜填充TSV的热力学性能通过有限元仿真的方法进行对比分析.低阻硅TSV在绝缘层上方以及低阻硅柱上方的铝层区域中凸起最为显著,且高度分别为82 nm和76 nm;铜填充TSV的凸起位置主要集中在通孔中心铜柱的上方,最大值为150 nm.应力方面,低阻硅TSV在绝缘层两侧的应力最大,且最大值为1 005 MPa;铜填充TSV在中心铜柱外侧应力最大,且最大值为1 227 MPa.另外,两种结构TSV的界面应力都在靠近TSV两端时最大.低阻硅TSV界面应力没有超过400 MPa,而铜填充TSV在靠近其两端时界面应力已经超过800 MPa.综上所述,相比于铜填充TSV,低阻硅TSV具有更高的热力学可靠性.      

多孔硅薄膜的微结构及其XRD研究

使用扫描电子显微镜、原子力显微镜和X射线衍射研究了多孔硅薄膜的微结构.SEM图像显示：多孔硅膜表面的微结构比较均匀;沿纵向方向薄膜内部空腔呈流线型分布;孔和孔之间的间距为10～20 nm.AFM形貌表明：其表面在1×1μm范围内的均方根粗糙度为4.75 nm.XRD结果说明：多孔硅薄膜晶体晶格常数随深度增加而变大,多孔硅薄膜孔壁上Si？H键的比例将减少.     

ZnS/PVA纳米复合薄膜的制备及其非线性三光子吸收研究

采用原位复合的方法制备出厚度为20μm的聚乙烯醇(PVA)与ZnS纳米微粒复合的薄膜,利用透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)研究薄膜样品的微结构性能,证明已制备出立方晶相的针状ZnS纳米晶.用Z-扫描技术研究ZnS/PVA纳米复合薄膜的非线性光学性质,发现该薄膜对532 nm纳秒脉冲激光表现出较强的非线性吸收效应,而且非线性吸收强度随入射光强的增加而减少.该非线性吸收主要由纳米ZnS的三光子吸收引起,并伴随弱饱和吸收现象发生.     

飞秒激光在对氨基偶氮苯薄膜表面上制备微偏振元件

用400 nm和800 nm线偏振飞秒激光垂直聚焦于对氨基偶氮苯薄膜表面上,以形成纳米微结构.实验观察到400 nm和800 nm线偏光照射样品表面分别得到周期为210 nm和500 nm的干涉条纹,条纹周期均随激光能流密度的增强而增大.通常认为这种周期结构是由入射激光与材料表面的散射光相干涉所形成的：光的干涉引起材料表面温度呈现梯度变化,从而引起表面张力呈现梯度变化,诱导周期条纹的产生.制备偶氮聚合物的厚膜,用400 nm飞秒激光照射样品表面,同样也得到周期性纳米微结构.     

Cu-MgF_2纳米金属陶瓷薄膜的微结构及吸收光谱特性研究

对用蒸发技术制备的Cu -MgF2 纳米金属陶瓷薄膜微结构及吸收光谱特性进行了研究。微结构分析表明薄膜由fcc -Cu纳米晶粒镶嵌于主要呈非晶态的MgF2 基体中所组成 ,晶粒的平均粒度约为 1 4～ 1 6nm。Cu -MgF2 纳米金属陶瓷薄膜在 2 0 0～ 80 0nm波段内的吸收光谱表明 :随着波长增加 ,吸收减小 ;Cu纳米晶粒的表面等离子共振吸收峰出现于 560nm处 ;短波长区呈现较强的Cu的带间跃迁吸收。用三维弥散系统的Maxwell-Garnett理论对Cu -MgF2 复合体系的实验吸收光谱特性作出了解释。     

A photonic quantum information interface

Quantum communication requires the transfer of quantum states, or quantum bits of information (qubits), from one place to another. From a fundamental perspective, this allows the distribution of entanglement and the demonstration of quantum non-locality over significant distances. Within the context of applications, quantum cryptography offers a provably secure way to establish a confidential key between distant partners. Photons represent the natural flying qubit carriers for quantum communication, and the presence of telecommunications optical fibres makes the wavelengths of 1,310 nm and 1,550 nm particularly suitable for distribution over long distances. However, qubits encoded into alkaline atoms that absorb and emit at wavelengths around 800 nm have been considered for the storage and processing of quantum information. Hence, future quantum information networks made of telecommunications channels and alkaline memories will require interfaces that enable qubit transfers between these useful wavelengths, while preserving quantum coherence and entanglement. Here we report a demonstration of qubit transfer between photons of wavelength 1,310 nm and 710 nm. The mechanism is a nonlinear up-conversion process, with a success probability of greater than 5 per cent. In the event of a successful qubit transfer, we observe strong two-photon interference between the 710 nm photon and a third photon at 1,550 nm, initially entangled with the 1,310 nm photon, although they never directly interacted. The corresponding fidelity is higher than 98 per cent.     

8通道光学薄膜宽带监控装置

本文给出了一台８通道宽带薄膜监控装置的研制结果．该装置有３２个检测波长可供选择，能同时检测８个波长处的实时信号，可用于光学薄膜的宽带监控，在镀膜工艺自动化研究中取得较好的效果．     

溅射氧化钛薄膜的光学性能及热处理对其结构的影响

常温下采用反应磁控溅射法在K9双面抛光玻璃基底上沉积氧化钛薄膜,通过X射线衍射仪、光栅光谱仪和椭偏仪对氧化钛薄膜样品的光学和结构参数进行测试和分析．结果表明：溅射沉积的氧化钛纳米薄膜呈非晶态;其折射率和消光系数在可见光波段随波长的增大呈指数规律迅速变小,最终趋于一常数,氧化钛薄膜消光系数的平均值很小表明它在可见光波段是透明的;根据所得光学参数计算得到薄膜的透射率在350-800nm光波范围内,与实验测量结果吻合;沉积的氧化钛薄膜样品经过450℃保温6h的退火热处理后,由非晶态转化为晶态．     

空气隙型格兰泰勒棱镜斜面减反射膜的设计

为了提高空气隙型格兰泰勒棱镜的透射率,改善其使用性能,针对空气隙型格兰泰勒棱镜出射偏振光的特点,利用合适的光学薄膜材料,借助于薄膜设计软件,设计了棱镜斜面增透膜,633nm处单面的剩余反射率由3．365662％降低到0．000009％,并且在579-686nm范围内剩余反射率均小于0．009％．采用Al2O3做过渡层,既增加了薄膜和晶体的附着性能又使目标波长处的光谱更加平坦．讨论了入射角度和薄膜的光学厚度对剩余反射率的影响;薄膜的厚度误差控制在±8％以内,剩余反射率小于0．05％     

ZnO荧光薄膜的制备及特性研究

采用直流反应磁控溅射方法在镀有ITO的玻璃衬底上制备了ZnO荧光薄膜。通过X射线衍射(XRD)、能谱分析仪对退火前后薄膜的结晶状况和成分进行了分析，利用荧光探测单色仪对薄膜的光致发光(PL)特性进行了研究。退火前后的发光峰分别位于光谱绿区499．2nm和517．8nm处。退火处理明显提高了绿光强度，并且使发光峰产生了红移。     

低偏振相关的半导体光放大器

分析了半导体光放大器的偏振特性,研制成功一种具有低偏振相关增益的半导体光放大器,该器件采用张应变与压应变混合量子阱结构,在有源层解理面上镀制超低剩余反射率减反膜以消除谐振腔效应并抑制自身受激辐射,使入射光信号在经过有源层时获得单程增益,形成行波放大．     

配位溶解沉淀法制备纳米Y-酞菁氧钛

采用路易斯酸配合溶解沉淀法制备了纳米级Y型酞菁氧钛(Y-TiOPc)，讨论了路易斯酸及有机溶剂种类的筛选，考察了反溶剂的种类、转晶时间等因素对晶型和粒径大小的影响。结果表明，TiOPc原料与FeCl₃可形成配合物溶解于二氯甲烷中，同时二氯甲烷又可作为晶型调节剂。反溶剂为H₂O时，转晶12h得到粒径在100~600nm的Y-TiOPc。反溶剂中加入乙酸(V(H₂O)/V(CH₃COOH)=3∶7)后，转晶5h可以得到粒径为40nm的Y-TiOPc，其在780~800nm波长处具有宽吸收峰，可适用于激光打印机。