Mo-Al_2O_3光谱选择性吸收涂层的制备及热稳定性

光谱选择性吸收涂层是提高太阳能光热转换效率的核心部分,其在太阳光能量集中的光谱波段保持较高吸收率,同时拥有较低的红外发射率,即减少自身向外辐射的能量.选用直流-射频磁控溅射镀膜的方法,在抛光的316L不锈钢基片上制备了以金属Mo为红外反射层,Mo-Al_2O_3为吸收层,Al_2O_3为减反射层的Mo/Mo-Al_2O_3/Al_2O_3选择吸收膜系,并对其进行大气中400℃退火处理,分析其热稳定性和选择吸收性能的衰减机理.通过实验优化,具有双吸收层结构的选择吸收膜系具有最优的选择吸收性能,吸收率为0.922,发射率为0.029.所制备的薄膜表面平整致密,无明显的大颗粒缺陷.对优选制备参数下的选择吸收膜系进行退火处理,结果表明退火后选择性吸收膜系的发射率上升约1.6%,膜系的反射率极小值的位置与退火前无明显变化,反射率骤升阈值均发生蓝移.利用拉曼光谱对太阳能选择性吸收膜系的高温热稳定性进行分析,当退火时间为1、3h时,开始出现了MoO_3特征峰,说明空气中的氧原子向吸收层中进行了扩散,当退火时间达到5h时,出现了Fe_2MoC的特征峰,说明吸收涂层各亚层之间的元素发生了迁移.     

基于高光谱分形分析的烟草冠层生长状况监测

植被高光谱反射曲线包含着植被生长状况的众多信息。本文通过使用野外光谱仪进行野外测量，得到烟草冠层不同生育期以及不同健康状况的反射光谱曲线。并在分析光谱特征参数如红边位置、红边面积、绿峰反射高度的基础上，利用分形理论对反射光谱曲线进行分形测量并用分形维数定量反映其健康状况。结果表明:（1）分形维数随着烟草的生长发育呈现先升高后降低的趋势，这与3个光谱参数的变化基本吻合；（2）分形维数与红边位置、红边面积、绿峰反射高度均成正相关关系，其相关系数分别为0.77、0.91和0.88；（3）病害烟草冠层光谱曲线的分形维数明显小于健康烟草冠层。因此，分形维数能够作为一个新的综合参数来客观反映烟草冠层所处的健康状况，为烟草生长状况监测提供科学依据。     

X射线能量分辨率与多层膜测量反射率的关系

X射线能量分辨率大小对多层膜测量反射率有影响. 理论上分析了入射光能量分辨率与多层膜测量反射率的关系. 研究结果表明: 入射光为非单色光时, 多层膜测量峰值反射率低于单色光的反射率; 但是在非设计波长处, 非单色光的反射率大于单色光反射率; 设计波长越短的X射线多层膜, 其测量反射率对入射光单色性越敏感; 对确定的多层膜, 入射光能量分辨率存在一个极限值, 如果能量分辨率小于极限值, 多层膜测量反射曲线是直线, 没有反射峰出现.     

Si基片上射频磁控溅射MgF2薄膜的光学常数研究

用射频磁控溅射技术在室温Si基片上制备了厚度分别为25.0nm和60.7nm的MgF2薄膜样品,并用反射式椭偏光谱技术对薄膜的光学常数进行了测试分析。250～830nm光频范围椭偏光谱测量结果表明:随着膜厚增加,MgF2薄膜的光学常数n、k的变化范围减小,平均值增大;MgF2薄膜样品的吸收曲线k在波长λ为270nm和360nm处均出现由通过辐射产生的F心引起的吸收峰。     

Si基片上射频磁控溅射MgF2薄膜的光学常数研究

用射频磁控溅射技术在室温Si基片上制备了厚度分别为25.0 nm和60.7 nm的MgF2薄膜样品,并用反射式椭偏光谱技术对薄膜的光学常数进行了测试分析.250～830 nm光频范围椭偏光谱测量结果表明随着膜厚增加,MgF2薄膜的光学常数n、k的变化范围减小,平均值增大;MgF2薄膜样品的吸收曲线k在波长λ为270 nm和360 nm处均出现由通过辐射产生的F心引起的吸收峰.     

吡啶菁衍生物键合于单晶硅表面的研究

用化学方法将两种光敏染料２，４－吡啶等衍生物及噻－４’－吡啶等衍生物分别键合于单晶硅表面，对所得键合光敏染料之硅片进行了拉曼光谱及ｘ－射线光电子能谱的测试，结果表明：两种光敏染料都被键合在单晶硅表面。同时，测定了用键合了光敏染料的半导体硅片制成的Ｉｎ／染料／ｎ－Ｓｉ多层结构器件的光谱响应，与无覆盖抗反射膜的硅ｐ－ｎ结光电池的光谱响应曲线相比较，发现除在６５０ｎｍ处出现对应于硅衬底的吸收峰外，在短波范围内出现与光敏染料的最大吸收相对应的吸收峰。由此可见光敏染料的键合可拓宽半导体硅的光谱响应。     

高电阻率N型单晶硅的红外光谱

用1R-450S型红外分光光度计测量了不同厚度的高电阻率n型单晶硅的透射光谱。计算出波长在2.5-50μ范围内单晶硅的吸收系数α。分别以湿氧热氧化和干氧热氧化法在硅样品表面上生长一层SiO_2膜。实验表明在2.5-50μ范围内,湿氧热氧化S_1O_2膜有三个红外吸收带。在2.5-6.7μ波段内SiO_2膜具有显著的抗反射作用。     

微尺度重掺杂硅光栅波长选择性吸收率的数值研究

利用时域有限差分法对中红外波段微尺度重掺杂硅简易光栅和复杂光栅的光谱吸收率进行数值模拟,验证重掺杂硅复杂光栅作为波长选择性吸收表面的可行性.计算结果表明;对于简易光栅,不同填充比条件下的光谱吸收率曲线均存在峰值,其中填充比为0.4的吸收率峰值远高于填充比为0.1的峰值;随着光栅周期的增大,吸收率峰值位置向长波长波段移动;当掺杂浓度增加时,吸收率峰值位置移向短波长波段并且半峰全宽值有所减小.对于复杂光栅,与简易光栅相比虽然吸收率峰值有所降低,但其半峰全宽明显比简易光栅的大,主要来源于表面等离子体激元的激发.作为波长选择性吸收表面,复杂光栅表现出比简易光栅更优良的性能.     

多层高反膜的理论设计与光学特性分析

从理论上对光学多层介质反射膜作了设计，用堆积密度的概念模拟了溶胶-凝胶法制备的纳米多孔薄膜的折射率；利用反射率增幅分析与膜层制备难度分析来选择理想的膜系设计；通过计算分析了经典四分之一波长膜系的光学特性，包括薄膜膜层的驻波场分布和镀膜过程中的随机误差对膜层反射率曲线的影响，为多层高反膜的化学法制备与实际应用提供了重要依据。     

浅水池太阳吸收率的计算

文章依据太阳光线在开放的浅水池内作多次反射和吸收及水对太阳辐射吸收具有选择性这一事实,建立了一个用于计算水池太阳吸收率的数学方法。分析表明:水池的太阳吸收率的精确计算必须精确地知道地面上太阳直接和散射辐射的光谱分布,而太阳辐射的光谱分布与太阳入射角及气候条件有关且任何地方无法找到这些数据。文章数字计算表明:对某一给定的水平总辐射值,用于计算的光谱分布气候模式的选择对水池的直接辐射和散射辐射吸收率有很大的影响,但对水池的太阳能收益的影响可忽略不计。文章还引入了一简化的水池吸收率的计算方法。     

Co-Al-O磁性纳米颗粒膜微波磁性研究

通过实验研究和理论计算模拟研究Co-Al-O磁性纳米颗粒膜的微波磁性.首先采用双靶反应磁控溅射工艺制备Co-Al-O磁性纳米颗粒膜,探讨工艺条件对薄膜微波磁谱的影响;然后,利用Landau-Lifshitz-Gilbert方程和Bruggeman有效媒质理论,计算模拟主要磁参量变化对磁性纳米颗粒膜磁谱的影响.研究结果表明:增大Co靶溅射功率,可使磁性颗粒间因分布电容效应引起的涡流损耗增加,从而使磁谱的共振线宽增大;阻尼系数增大导致磁导率频谱的共振线宽增人趋势与实验结果基本一致.     

磁控技术成膜的工艺研究与微观表征分析

在氩气的气氛中采用直流磁控溅射方法,在玻璃基片上制备铂薄膜热敏电阻,并对铂薄膜的微观组织进行分析,同时研究了磁控溅射镀膜工艺参数对制备铂薄膜的影响,分析了参数中溅射功率、溅射时间与膜厚的关系。并利用Matlab软件建立了溅射时间、溅射功率与膜厚的三维关系模型图。     

溅射气压对Ni80Fe20薄膜微结构和各向异性磁电阻的影响

为改善Ni80Fe20薄膜的性能,研究不同溅射气压对薄膜微结构和各向异性磁电阻的影响。用磁控溅射方法制备Ni80Fe20薄膜,用X射线衍射和扫描电子显微镜分析其结构,用四探针方法测量其各向异性磁电阻。实验研究发现,较高的溅射气压下制备的Ni80Fe20薄膜各向异性磁电阻比较低,薄膜磁化到饱和需要的磁场也比较大。在较低的溅射气压(0.2、0.5 Pa)下制备的Ni80Fe20薄膜具有较高的各向异性磁电阻3.7%和4.2%,而且饱和磁化场低(低于1kA/m)。分析结果表明随着溅射气压的变化,Ni80Fe20薄膜的晶格常数、颗粒大小和均匀性等微结构发生变化,导致薄膜的各向异性磁电阻效应差别很大。     

多靶射频磁控共溅射SmCo/Cr薄膜的制备和磁性能

采用多靶射频磁控共溅射方法制备了SmCo/Cr薄膜,用XRD和VSM测量了各样品的微结构和矫顽力.结果表明,SmCo膜具有较强的垂直各向异性,当Cr底层溅射时间为5min、SmCo磁性层溅射时间为14min、Co靶溅射功率为220W时,所得到的薄膜垂直矫顽力最大.     

磁控溅射制备TiO_2薄膜及其光学特性研究

采用直流反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备TiO2薄膜.用紫外-可见光分光光度计和AFM分别表征了薄膜的透射率和表面形貌,用包络线法详细研究了不同衬底温度下TiO2薄膜的光学特性.结果表明:薄膜在可见光波段有很高的透明度,且随着衬底温度的升高,薄膜的透射率略有增加,薄膜的折射率和吸收系数增大,薄膜的光学带隙减小;同时,薄膜表面粗糙度减小,薄膜变得平整.     

Preparation and properties of antimony thin film anode materials

Metallic antimony thin films were deposited by magnetron sputtering and electrodeposition. Electrochemical properties of the thin film as anode materials for lithium-ion batteries were investigated and compared with those of antimony powder. It was found that both magnetron sputtering and electrodeposition are easily controllable processes to deposit antimony films with flat charge/discharge potential plateaus. The electrochemical performances of antimony thin films, especially those prepared with magnetron sputtering, are better than those of antimony powder. The reversible capacities of the magnetron sputtered antimony thin film are above 400 mA h g^-1 in the first 15 cycles.     

射频溅射Si膜的微结构与光学性质研究

采用射频磁控溅射法,在300℃衬底温度下制备了不同厚度的Si薄膜,用X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计和原子力显微镜(AFM)分别对薄膜的微结构、光学性质及表面形貌进行了测试分析.结果表明:不同时间下制备的Si膜均呈多晶状态;在中红外波段内出现了很强的Si-Si吸收峰;在紫外可见光范围,随着膜厚的增加,Si膜的透过率减弱;AFM测出Si膜的颗粒平均直径在5.65~8.41 nm之间.     

磁控溅射法中影响薄膜生长的因素及作用机理研究

磁控溅射法是制备薄膜材料的重要手段,薄膜属性受其制备参数的制约,诸参数相互关联,共同影响薄膜的沉积、成核及生长。本文在简要介绍了磁控溅射制备薄膜的基本原理及基本流程的基础上,讨论了溅射参数影响薄膜属性的基本规律和作用机理,并简述了使用磁控溅射法制备薄膜的注意事项。     

用于FBAR的C轴取向AlN压电薄膜的研制

用射频（RF）反应磁控溅射法,在硅基片上制备出了具有较低表面粗糙度、C轴择优取向的AlN压电薄膜.讨论了溅射功率对AlN压电薄膜结构和形貌的影响、氮气含量对AlN压电薄膜成分的影响以及低温退火对薄膜表面粗糙度的影响.XRD和SEM结果表明：随溅射功率增大,AlN压电薄膜C轴择优取向增强;当功率为350W时,AlN压电薄膜（002）面摇摆曲线半高宽为4.5°,薄膜表现出明显的柱状结构.EDS成分分析表明：随氮气含量的提高,AlN压电薄膜的元素比接近于化学计量比.低温退火工艺的引入将薄膜表面的均方根粗糙度由4.8nm降低到2.26nm.     

磁控溅射氧化钛薄膜的光学性能

常温下,通过反应磁控溅射法在K9双面抛光玻璃基底上制备氧化钛薄膜．采用X线衍射（X—ray Diffraction,XRD）、光栅光谱仪和椭偏仪对氧化钛薄膜样品的结构和光学性能进行测试,并拟合分析得到薄膜的折射率和厚度等光学参数．结果表明：氧化钛纳米薄膜呈非晶态,其折射率和消光系数随波长的变化而变化,薄膜的透射率测量结果和理论计算结果在350—800nm光波范围内吻合良好．由于氧化钛薄膜的折射率高且在可见光波段吸收小、呈透明状,是用来构成一维光子晶体的理想组分,有关其光学性能的基础研究对光子晶体的结构设计及其器件的开发应用具有积极的意义．