β-Ga_2O_3叠层紫外透明导电薄膜的光学设计

采用时域有限差分法计算β-Ga_2O_3/金属/β-Ga_2O_3叠层紫外透明导电薄膜的光学透过率,研究Ga_2O_3厚度、插入层材料及厚度对叠层透明导电薄膜透过率的影响。数值计算结果表明,插入铂或石墨烯纳米层可提高叠层薄膜在紫外波段的透过率,而插入Ag纳米层,叠层薄膜在紫外波段的透过率较之Ga_2O_3单层薄膜略有下降。增加插入层厚度将进一步降低叠层薄膜在紫外波段的透过率。Ga_2O_3薄膜厚度对透过率较为敏感,既有可能起到增透的作用,也有可能起到增反的作用,无论是增加顶层还是底层厚度或同时增加两者厚度都将降低紫外波段透过率,但对可见光透过率的影响则较为复杂。相信叠层透明导电薄膜的光学设计和优化可促进该类型复合透明导电薄膜在薄膜太阳电池、平板显示器、触摸屏和有机发光二极管等光敏电子器件中的实际应用。     

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％     

TiO2/SiO2/GQDs双层增透膜的制备及其在太阳能板中的应用

采用溶胶-凝胶法制备了SiO₂ 和TiO₂ 纳米溶胶,采用水热法制备了石墨烯量子点（graphene quantum dots,GQDs）。为进一步提高光伏太阳能板的透光率,设计了一种TiO₂/SiO₂/GQDs双层增透膜结构。探究了薄膜的结构、自清洁性能和增透性能,并进一步讨论了GQDs在增透性中的作用。结果表明,SiO₂-TiO₂/TiO₂-GQDs结构的双层薄膜厚度为120 nm时,太阳能板上的光透过率由未涂敷的85%增加至95%。接触角实验和室外耐环境性能实验测试表明,复合膜层接触角为10°,并具有良好的亲水性和耐环境性能。此外,户外实验结果表明,涂覆该薄膜的太阳能电板发电效率提高6%。由此说明双层增透膜可有效地提高太阳能电池板的光能利用率和使用寿命,可高效地利用太阳能。     

聚碳酸酯多孔增透膜的制备及性能研究

将聚碳酸酯(PC)与聚苯乙烯(PS)进行溶液共混后旋涂成膜(spin-coating),然后利用共混薄膜在成膜后期及热处理过程中会产生相分离的特点,采用溶剂抽提技术,将薄膜中的PS组分去掉来制备聚碳酸酯基多孔增透膜,并通过改变两高分子组分间的质量比及溶液浓度来调节薄膜的增透效果.由紫外-可见分光光度计的测试结果可知:在二氯甲烷溶剂(3 wt%)中,PC/PS=70/30(w/w)条件下形成的PC多孔膜,其最大透过率可达到96%以上,此外该薄膜还具有聚碳酸酯材料的优良力学性能及热稳定性等优点,是一种很有应用前景的薄膜材料.     

薄膜干涉中的半波损失与薄膜厚度

阐述了薄膜干涉中增透膜的增透过程,指出了学生在知识整理中因忽视半波损失而对皂液薄膜厚度产生的错误认识,分析了学生容易出现错误的原因,以引起教学中重视。     

薄膜厚度对Cu膜光电性能的影响

在室温条件下,用直流磁控溅射Cu靶制备出了不同厚度的Cu膜,测量了Cu膜的光学透过率和面电阻,分析了光电性质薄膜厚度的变化情况．实验结果表明,随着Cu膜厚度的增加,其光学透过率逐渐减小,透过率在波长为580nm处出现峰值．Cu膜的面电阻随薄膜厚度的增加先急剧减小,然后减小变得缓慢,最后趋于定值．理论模拟了Cu膜的光学透过率随薄膜厚度的变化和光学透过率随入射光波长的变化,理论模拟结果与实验结果吻合．     

衬底偏压对ZnO：Zr薄膜结构及光电性能的影响

以Zn：Zr（Zr片贴在金属Zn靶上面）为溅射靶材,利用直流反应磁控溅射法在Ar／O_2混合气氛中制备Zr掺杂ZnO（ZnO：Zr）薄膜．在制备ZnO：Zr薄膜时,衬底偏压在0～60V之间变化．研究结果表明,衬底偏压对薄膜的结构、光学及电学性能有很大影响．当衬底偏压从0增大到60V时,薄膜的平均光学透过率和平均折射率都单调增大,而薄膜的晶粒尺寸先增大后减小．ZnO：Zr薄膜电阻率的变化规律与晶粒尺寸相反．     

隧道薄膜的特性矩阵

为能将隧道薄膜与光存储分层媒质看成一个整体膜系分析固体浸没透镜的透过率,将Abeles的光波在介质分层媒质中的传播理论和分析方法扩展到了隧道薄膜.给出隧道薄膜的特性矩阵和透过率函数,分析出按隧道薄膜厚度指数增加的解的系数是该解倒数的平方,由此证明隧道薄膜中两个衰减方向相反的倏逝波都是电磁场方程的合理解.据此计算分析了两类用于近场光学存储的固体浸没透镜的透过率.结果说明,超半球齐明固体浸没透镜的透过率一般优于半球同心固体浸没透镜的透过率.     

纳米铈-铝共掺杂氧化锌透明薄膜的光学性能研究

用溶胶-凝胶浸渍提拉法在普通玻璃片上制备了纳米Ce-Al共掺杂ZnO(Ce-AZO)透明薄膜,并研究了Ce-AZO薄膜的光学性能.结果表明:Ce-AZO薄膜在可见光区的平均透过率均在85%以上;Al和Ce掺杂摩尔分数分别为4%和2%、pH 7.1、退火温度450℃时,Ce-AZO薄膜在可见光区500～700 nm的透过率达到92%,在紫外区300～350 nm平均透过率只有2%.     

高强度激光三倍频增透膜的制备

激光技术的发展对增透膜的要求越来越高.采用溶胶-凝胶工艺,运用提拉法镀膜技术与氨处理的后处理工艺,制备了高强度的纳米多孔SiO2增透膜.利用分光光度计研究了提拉速度对透射光谱的影响.结果表明,可以通过控制提拉速度来控制薄透射峰值的位置.经过氨处理,薄膜的机械强度比未采用氨处理的薄膜大大增强,并利用红外光谱、原子力显微镜(AFM)等分析手段分析了薄膜强度增强的机理.最后在石英玻璃基底上镀制了激光三倍频增透膜,该薄膜在355nm处透射率为99.58％,满足了实际应用的需要.     

多孔SiO2减反射薄膜的低温制备及光伏应用

采用溶胶凝胶法,使用氨水催化前驱物正硅酸乙酯（TEOS）水解制备SiO2胶体。通过改变溶液浓度调节胶体粒子大小,旋涂低温制备不同折射率纳米多孔SiO2薄膜。使用激光粒度仪和透射电镜分析胶粒大小及分布,粒子分布均匀且在几十纳米范围;使用椭圆偏振仪、紫外/可见分光光度计、扫描电子显微镜表征减反射薄膜的光学性质和表面形貌,发现薄膜表面呈颗粒状且折射率较低,在400nm至800nm波段的透过率平均提高了4%。将溶胶涂在CdS/CdTe太阳电池基底背面,测试结果发现,使用减反射薄膜后电池吸收波段内量子效率（QE）提高,短路电流密度提高了4.45%;光电转换效率由11.50%提高到11.94%。     

多孔SiO_2减反射薄膜的制备研究及光伏应用

采用溶胶凝胶法,使用氨水催化正硅酸乙酯在乙醇溶剂中水解制备SiO_2溶胶,研究反应物浓度、退火温度及匀胶速率对多孔SiO_2减反射薄膜的光学性质的影响.结果表明,SiO_2溶胶颗粒尺寸随着乙醇用量的增加而减小,匀胶速率可以对薄膜厚度进行调整及制备出不同折射率的薄膜.乙醇用量为120 m L和转速为2000 r/min时,制备出的SiO_2薄膜具有最佳减反射性能.不同退火温度下,SiO_2溶胶颗粒尺寸、薄膜的光学性质均无明显改变.采用优化后的工艺制备出的多孔SiO_2减反射薄膜应用于Cd Te薄膜太阳电池上,在400 nm-800 nm波段,量子效率得到提高,积分短路电流密度提高了4.83%,光电转化效率由14.92%提高到15.45%.     

多重固化EA／纳米SiO2杂化涂层的阻燃及热稳定性

以改性纳米SiO2、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH．570）、磷酸酯三丙烯酸酯（TEAP）及TDI-TMP加成物作紫外（uv）配方体系的功能成分,制备了含P、N及Si三重固化丙烯酸酯涂层。通过红外、紫外-可见、热重及阻燃性能测试仪等研究了不同阻燃体系下不同固化方式对环氧丙烯酸酯（EA）涂层阻燃及热稳定性能的影响。结果表明：EA体系双键转化率随纳米SiO2含量及固化重数的增加而提高;可见光透过率随KH-570、TDI-TMP的加入而改善;涂层阻燃及热稳定性随阻燃成分与其含量,及固化重数的增加而提高。     

热障涂层失效的无损检测与评价研究进展

热障涂层作为航空发动机高温部件的关键材料,其质量和性能的无损检测与评价是热障涂层研究领域中急需解决的关键问题。系统回顾了热障涂层无损检测技术与方法的发展历史与研究现状,重点介绍了热障涂层TGO与残余应力的无损检测技术及其未来的发展方向。     

等离子喷涂Al2O3-TiO2涂层的干摩擦磨损特性

利用等离子喷涂方法制备了Al2O3-TiO2涂层,测定了涂层的显微硬度和表观气孔率,并对涂层与GCr15钢配副,在不同P-V值及无润滑情况下进行了球-盘式摩擦磨损试验。试验结果表明：Al2O3-TiO2（w（TiO2）=13%）涂层在低速低载条件下具有显著的减摩抗磨性能;Al2O3-TiO2（w（TiO2）=20%）和Al2O3-TiO2（w（TiO2）=40%）涂层在高压力、转速工况下,具有优良的干摩擦特性。研究结果为实际生产选择涂层提供了依据。     

不同N/C比纳米碳氮膜对多壁碳纳米管抗凝血性能的影响

为改善多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs)材料的抗凝血性能,采用离子束辅助沉积(ion beam assisted deposition,IBAD)技术,在MWCNTs表面沉积不同N/C比的纳米碳氮(CNx)薄膜.利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy analysis,XPS)、接触角测试、血小板黏附测试和动态凝血时间测试等方法研究了该材料结构特征、生物相容性与制备工艺参数之间的关系.SEM结果显示覆盖CNx薄膜的MWCNTs的表面形貌更加平整.XPS结果表明:沉积CNx薄膜的MWCNTs中,N/C比分别为0.20、0.21和0.27,其中N和C两元素之间以sp2和sp3两种杂化方式结合.血液实验结果表明:随着亲水性的增强和N/C比率的增高,沉积CNx薄膜的MWCNTs显示出较好的抗凝血性,其血小板黏附率低,在材料表面团聚少,凝血时间长.     

太阳电池减反射膜设计与分析

根据光学薄膜原理，利用计算机程序对太阳电池减反射膜进行模拟仿真，得到反射率R(λ)与波长λ的关系曲线，并利用曲线对减反射膜进行优化．设计出几种常用材料制备单、双、三层减反射膜时的最佳膜系参数。为太阳电池减反射膜的制备提供理论依据．分析了电池封装和电池表面钝化对反射曲线的影响，并验证了实验结果．     

Design and calculation of low infrared transmittance and low emissivity coatings for heat radiative applications

The infrared transmittance and emissivity of heat-insulating coatings pigmented with various structural particles were studied using Kubelka-Munk theory and Mie theory. The primary design purpose was to obtain the low transmittance and low emissivity coatings to reduce the heat transfer by thermal radiation for high-temperature applications. In the case of silica coating layers constituted with various structural titania particles (solid, hollow, and core-shell spherical), the dependence of transmittance and emissivity of the coating layer on the particle structure and the layer thickness was investigated and optimized. The results indicate that the coating pigmented with core-shell titania particles exhibits a lower infrared transmittance and a lower emissivity value than that with other structural particles and is suitable to radiative heat-insulating applications.     

UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料改性的研究进展

概述紫外光的固化原理与水性聚氨酯丙烯酸酯涂料的性能,综述UV固化水性聚氨酯丙烯酸酯涂料氟、有机硅、环氧树脂及超支化等改性的最新研究进展,展望应用前景与发展趋势。     

氩弧熔敷原位自生WC复合涂层组织及耐磨性

为提高采煤机中截齿的耐磨性能,利用氩弧熔敷技术,在35CrMnSi钢表面制备WC增强Ni基复合涂层。利用OM、SEM、XRD和EDS分析复合涂层的显微组织,采用显微维氏硬度仪测试复合涂层的显微硬度,并测试涂层在室温磨损条件下的耐磨性能。结果表明：氩弧熔敷涂层组织均匀致密,熔敷涂层与基体呈冶金结合,主要由WC、W：C、T—Ni、（Fe,Cr）23,C6等物相组成;WC颗粒呈弥散分布,颗粒尺寸为1txm;熔敷涂层可以改善基体的表面硬度,最高显微硬度可达12．6GPa;熔敷涂层在室温冲击磨粒磨损实验条件下,具有优异的耐磨性,磨损机制主要是磨粒磨桶．其耐磨性较35CrMnSi基体提高近12倍。