纳秒脉冲激光沉积薄膜过程中的烧蚀特性研究 被引量：16

1

作者 谭新玉 张端明 +2 位作者 李智华 关丽 李莉 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期3915-3921,共7页

研究了高能短脉冲激光薄膜制备的整个烧蚀过程.首先建立了基于超热理论的烧蚀模型,然后利用较为符合实际的高斯分布表示脉冲激光输入能量密度,给出了考虑蒸发效应不同阶段的烧蚀状态方程.结合适当的边界条件,以Si靶材为例,利用有限差分... 研究了高能短脉冲激光薄膜制备的整个烧蚀过程.首先建立了基于超热理论的烧蚀模型,然后利用较为符合实际的高斯分布表示脉冲激光输入能量密度,给出了考虑蒸发效应不同阶段的烧蚀状态方程.结合适当的边界条件,以Si靶材为例,利用有限差分法得到了靶材在各个阶段温度随时间和烧蚀深度的演化分布规律及表面蒸发速度与烧蚀深度在不同激光辐照强度下随时间的演化规律.结果表明,在脉冲激光辐照阶段,靶材表面的蒸发效应使得靶材表面温度上升显著放缓;在激光辐照强度接近相爆炸能量阈值时,蒸发速度与蒸发厚度的变化由于逆流现象将显著放缓.还得到了考虑了熔融弛豫时间及蒸发效应的固-液界面随时间的演化方程,这一结论较先前工作更具有普适性. 展开更多

关键词 脉冲激光沉积 特性研究 膜过程 纳秒 脉冲激光辐照 辐照强度 蒸发速度 短脉冲激光 有限差分法 烧蚀模型 薄膜制备 能量密度 边界条件 状态方程 演化规律 分布规律 温度上升 能量阈值 演化方程 弛豫时间 靶材 分布表 效应

原文传递

脉冲激光辐照硅材料引起表面波纹的特性研究 被引量：12

2

作者 袁永华 刘颂豪 +3 位作者 孙承纬 廖常俊 王伟平 张大勇 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期239-242,共4页

叙述了激光与材料相互作用过程中引起相干受激光散射的机制 ,以及形成材料表面波纹的特性。在激光波长 1.0 6 μm、能量 15mJ、光斑直径 2mm、脉冲半峰全宽约 10ns和入射方向为布儒斯特角的条件下 ,进行了脉冲激光辐照硅材料形成表面波... 叙述了激光与材料相互作用过程中引起相干受激光散射的机制 ,以及形成材料表面波纹的特性。在激光波长 1.0 6 μm、能量 15mJ、光斑直径 2mm、脉冲半峰全宽约 10ns和入射方向为布儒斯特角的条件下 ,进行了脉冲激光辐照硅材料形成表面波纹的实验研究。在脉冲激光辐照硅材料表面功率密度略大于材料损伤阈值的条件下 ,发现了硅材料表面形成的平行等间距直线条纹结构。用光学显微镜和原子力显微镜分别测量了被辐照硅材料表面的波纹形貌特征。在假设硅材料表面波纹的产生与声波在材料中的传播速度有关的条件下 ,由声波传播速度和激光辐照硅材料的脉冲宽度较好地解释了材料表面形成条纹的宽度 ,并认为在形成表面波纹的过程中 ,热应力起主要作用。 展开更多

关键词 脉冲激光辐照 硅材料 表面波纹 相干受激光散射 损伤阈值 压电效应 原子力显微镜 光学显微镜 脉冲宽度

原文传递

脉冲激光辐照CCD面阵探测器系统局部的干扰效应研究 被引量：11

3

作者 王世勇 付有余 郭劲 《应用激光》 CSCD 北大核心 2001年第5期317-318,298,共3页

采用脉冲激光对面阵 CCD探测器系统进行干扰 ,研究了脉冲激光辐照 CCD系统局部时 ,系统工作状态的变化 ,测量了 CCD探测器系统的饱和阈值范围 ,分析了饱和的原因。在实验中观察到“光饱和串音”现象 ,实验验证了不同干扰频率对

关键词 脉冲激光辐照 电荷耦合器件 面阵探测器 干扰效应

原文传递

基于有限元的脉冲激光辐照材料温度场研究 被引量：10

4

作者 马健 赵扬 +5 位作者 周凤艳 孙继华 刘帅 郭锐 宋江峰 陈建伟 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期27-31,共5页

在激光超声检测过程中,为了合理加载脉冲激光的能量,以便获得幅值较大的超声波信号,同时避免脉冲激光造成材料的损伤,需要对脉冲激光辐照材料的温升进行数值计算。依据有限元理论,建立脉冲激光辐照材料的有限元模型,结合导热微分方程,... 在激光超声检测过程中,为了合理加载脉冲激光的能量,以便获得幅值较大的超声波信号,同时避免脉冲激光造成材料的损伤,需要对脉冲激光辐照材料的温升进行数值计算。依据有限元理论,建立脉冲激光辐照材料的有限元模型,结合导热微分方程,将脉冲激光以热流密度的形式加载于材料表面,分析材料表层受激光辐照时的温度场,讨论有限元热分析时网格尺寸的选取对分析结果的影响。给出了材料表层受脉冲激光辐照时温度场的计算方法和网格尺寸的选择依据,并利用温度场的理论解析结果和应力场分析结果分别验证了温度场有限元计算方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 温度场 脉冲激光辐照 激光超声 有限元计算 网格尺寸

下载PDF 职称材料

激光辐射波长和脉冲寿命对碲化镉熔化阈值的影响

5

作者 列维茨基·谢尔盖 曹泽祥 +1 位作者 柯巴·亚历山大 柯巴·玛丽亚 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期40-45,共6页

碲化镉的相对分子量为240,密度为5.885 g/cm^(3),熔点为1092℃。碲化镉是一种Ⅱ-Ⅵ族的化合物半导体材料,属于直接带隙型,带隙宽度为1.56 eV。碲化镉是制造X射线、伽马射线和红外线探测器的基本材料。对碲化镉的特别关注主要是由于其大... 碲化镉的相对分子量为240,密度为5.885 g/cm^(3),熔点为1092℃。碲化镉是一种Ⅱ-Ⅵ族的化合物半导体材料,属于直接带隙型,带隙宽度为1.56 eV。碲化镉是制造X射线、伽马射线和红外线探测器的基本材料。对碲化镉的特别关注主要是由于其大原子数和大的光电吸收截面。在基于CdTe的伽马辐射势垒探测器结构中,其表面的处理方法之一是纳秒激光照射,在某些情况下,纳秒激光照射可以在触点(Ag、In、Au)和势垒形成的技术处理阶段优化所需的表面参数。另一种方法是在脉冲激光照射下在碲化镉表面形成有序的纳米结构。对基于半导体及其结构的脉冲激光器,可根据其不同的脉冲持续时间τ_(p)和辐射波长λ将其分类。例如,红宝石激光器(λ=694 nm)、钕激光器(一次谐波1064 nm和两次谐波532 nm)、准分子KrF激光器(248 nm)和XeF激光器(351 nm)等,其脉冲持续时间分别为7、20、80、120 ns。这些激光器常被应用于表面修饰等领域。因此,往往有必要事先知道或至少估计在脉冲激光辐射下碲化镉表面的熔化温度和阈值,这取决于激光脉冲持续时间τ_(p)、辐射波长(光吸收系数α(λ))以及碲化镉表面本身的电物理参数,特别是表面重组率S和非平衡电荷载流子的寿命。这些参数取决于表面处理的方法和掺杂物的浓度。在上述情况下,实验研究是非常耗费人力和时间的,因此基于τ_(p)、α(λ)和碲化镉表面本身的电物理参数对融化阈值th和表面温度进行理论计算变得非常重要。本工作采用激光照射碲化镉,辐射波长为300~800 nm,脉冲持续时间为7~120 ns。为了以非破坏性的和有效的方法来管理接近表面层状态的CdTe,在T=80 K下进行了光致发光实验。为了监测熔化阈值,研究了由Acrorad公司制造和抛光的尺寸为5 mm×5 mm×0.5 mm的Cl补偿p-CdTe(111)单晶的光致发光光谱。经过研究发现,在激光脉冲寿命从7ns到1μ 展开更多

关键词 碲化镉 熔化阈值 脉冲激光辐照 半导体激光掺杂

下载PDF 职称材料

界面植入卤化碳点构建高效稳定的柔性钙钛矿太阳能电池 被引量：2

6

作者 刘晨 贾宁 +3 位作者 翟计洲 赵鹏振 郭鹏飞 王洪强 《新型炭材料（中英文）》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期988-999,共12页

有机无机杂化钙钛矿薄膜的可低温溶液法制备为其在柔性太阳能电池上的应用提供了发展契机,然而,由于钙钛矿的离子性和脆性,柔性钙钛矿器件在环境稳定性和力学稳定性方面仍面临巨大挑战。本文基于激光衍生的卤化碳点在钙钛矿多颗粒界面... 有机无机杂化钙钛矿薄膜的可低温溶液法制备为其在柔性太阳能电池上的应用提供了发展契机,然而,由于钙钛矿的离子性和脆性,柔性钙钛矿器件在环境稳定性和力学稳定性方面仍面临巨大挑战。本文基于激光衍生的卤化碳点在钙钛矿多颗粒界面的植入,提出了一种提高钙钛矿薄膜柔性和环境稳定性的化学交联普适策略。一系列的卤化碳点可通过脉冲激光辐照卤代苯溶剂原位生成,并通过反溶剂方法植入至钙钛矿薄膜表面和晶界。结果表明,钙钛矿与碳点之间强的相互作用有利于钙钛矿薄膜的缺陷钝化、晶格锚定以及载流子动力学调控。基于界面植入的柔性钙钛矿太阳能电池最高光电转换效率达到20.26%,且未封装的器件在40%相对湿度下经90天仍能保持其初始效率的90%以上,在85°C下的热稳定性能稳定超过200 h。此外,界面植入的柔性器件也展现了优异的抗变形能力,例如,经500次弯曲循环(曲率半径为4 mm)后仍能保留超过80%的初始效率。 展开更多

关键词 界面植入 脉冲激光辐照 稳定性 卤化碳点 柔性钙钛矿太阳能电池

下载PDF 职称材料

脉冲激光辐照ZrO_2涂层的18-8不锈钢快凝组织与精细结构 被引量：1

7

作者 武晓雷 洪友士 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期239-242,共4页

利用脉冲激光辐照研究超高温度梯度下表层预置ＺｒＯ２纳米颗粒涂层的 １８－８奥氏体不锈钢的快凝组织形态、微结构特征及力学性质，结果表明，在表层约１５μｍ范围内形成Ｚｒ的合金化微区， Ｚｒ最大含量（原子分数）为４３．３％，... 利用脉冲激光辐照研究超高温度梯度下表层预置ＺｒＯ２纳米颗粒涂层的 １８－８奥氏体不锈钢的快凝组织形态、微结构特征及力学性质，结果表明，在表层约１５μｍ范围内形成Ｚｒ的合金化微区， Ｚｒ最大含量（原子分数）为４３．３％，但Ｚｒ成分分布存在不连续特征；预置纳米 ＺｒＯ２陶瓷涂层明显提高了激光作用深度．超高温度梯度和高冷却速率显著细化了快凝亚组织并得到超细枝晶及胞晶，并观察到位错胞及栅栏李晶两类亚晶，而激光熔区的外延生长机制未使晶粒细化．激光辐照后，合金化区硬度增加而弹性模量降低，其余部分硬度增加而弹性模量无变化． 展开更多

关键词 脉冲激光辐照 快速凝固 微观组织 亚结构 不锈钢

下载PDF 职称材料

脉冲激光辐照GaAs材料热效应研究 被引量：2

8

作者 周海娇 孙文军 刘中洋 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期21-25,共5页

为了研究脉冲激光辐照GaAs材料的热效应,采用软件COMSOL Multiphysics构建了高斯脉冲激光辐照半导体材料的温升物理模型,分析了1 064nm纳秒级脉冲激光辐照半导体材料GaAs的热效应.通过求解热传导方程计算了不同功率密度激光辐照GaAs材... 为了研究脉冲激光辐照GaAs材料的热效应,采用软件COMSOL Multiphysics构建了高斯脉冲激光辐照半导体材料的温升物理模型,分析了1 064nm纳秒级脉冲激光辐照半导体材料GaAs的热效应.通过求解热传导方程计算了不同功率密度激光辐照GaAs材料的径向与纵向温度场分布,讨论了单光子吸收、双光子吸收及自由载流子吸收对辐照材料的温升贡献.计算结果表明:当激光功率密度升至1010 W/cm2,自由载流子对材料的温升贡献已超过单光子吸收对材料温升的贡献而占主导位置;当激光功率密度降至108 W/cm2以下时,两种非线性吸收对材料温升的贡献可以忽略.该结果与相关实验基本相符,表明了构建的物理模型具有科学性. 展开更多

关键词 脉冲激光辐照 温度场 损伤阈值 半导体材料 单光子吸收 双光子吸收 自由载流子吸收

下载PDF 职称材料

脉冲激光辐照对316L不锈钢重位点阵晶界的影响 被引量：2

9

作者 曲晓健 杨占兵 杨苏冰 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期201-208,共8页

目的提高316L不锈钢的重位点阵晶界比例,减少随机晶界的比例,改善材料的抗晶间腐蚀性能。方法选择合适的辐照温度,利用Nd:YAG激光器对SUS316L奥氏体不锈钢表面进行飞秒和纳秒激光辐照。通过电子背散射衍射技术分析辐照样品的晶界特征分... 目的提高316L不锈钢的重位点阵晶界比例,减少随机晶界的比例,改善材料的抗晶间腐蚀性能。方法选择合适的辐照温度,利用Nd:YAG激光器对SUS316L奥氏体不锈钢表面进行飞秒和纳秒激光辐照。通过电子背散射衍射技术分析辐照样品的晶界特征分布,研究不同激光辐照条件对试样晶界的影响。此外,在透射电镜下,观察脉冲激光辐照样品中的晶体缺陷和Σ3晶界。结果相比于未辐照试样,723 K下飞秒激光辐照使试样的Σ3晶界比例增加2.88%,R晶界比例减少4.24%;723 K下纳秒激光辐照使试样的Σ3晶界比例增加10.78%,R晶界比例减少9.97%;773 K下纳秒激光辐照使试样的Σ3晶界比例增加12.52%,R晶界比例减少10.68%。在透射电镜下观察到,773K下脉冲激光辐照试样中存在大量的堆垛层错四面体,但在孪晶形核的"台阶"内部没有发现该类缺陷。结论重位点阵晶界比例的变化主要与晶界迁移和孪晶形成有关,其中脉冲激光辐照产生的能量为试样趋肤层的晶界迁移提供有利的条件,而辐照引起的晶体缺陷会促进晶界迁移过程中孪晶的形核和生长。 展开更多

关键词 脉冲激光辐照 晶界迁移 孪晶 Σ3晶界 层错四面体 晶界特征分布

下载PDF 职称材料

大功率CO_2脉冲激光辐照掺锑、铝的研究

10

作者 陈第虎 魏爱香 +1 位作者 范安辅 钟涛 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 1996年第2期44-47,共4页

采用电子束放电控制的ＣＯ２脉冲激光辐照单晶硅片掺入杂质锑、铝获得成功，并制成大面积ＰＮ结（Φ２０ｍｍ），发现了一种适合大功率ＣＯ２脉冲激光器应用于半导体掺杂新方法。通过卢瑟福背散射、阳极氧化等方法的研究，证明ＣＯ２脉... 采用电子束放电控制的ＣＯ２脉冲激光辐照单晶硅片掺入杂质锑、铝获得成功，并制成大面积ＰＮ结（Φ２０ｍｍ），发现了一种适合大功率ＣＯ２脉冲激光器应用于半导体掺杂新方法。通过卢瑟福背散射、阳极氧化等方法的研究，证明ＣＯ２脉冲激光辐照在硅中掺杂形成的ＰＮ结是浅突变结，结深约为０．２～０．７μｍ。对硅片预热温度、激光重复脉冲次数等工艺条件进行了研究，并从理论上进行了掺杂机理的分析。 展开更多

关键词 脉冲激光辐照 PN结 激光诱导 掺杂 二氧化碳 锑

下载PDF 职称材料

脉冲激光辐照TiO2／SiO2薄膜的热效应

11

作者 周维军 袁永华 +1 位作者 桂元珍 刘海淘 《中国工程物理研究院科技年报》 2008年第1期104-105,共2页

用1．06μm单脉冲激光辐照TiO2／SiO2薄膜，利用得到的综合参数K来计算不同能量下单脉冲激光辐照薄膜产生的温度场和热应力场，并对计算结果进行分析，获得了温度场和热应力场在激光辐照过程中的变化过程及热应力在脉冲激光辐照薄膜过... 用1．06μm单脉冲激光辐照TiO2／SiO2薄膜，利用得到的综合参数K来计算不同能量下单脉冲激光辐照薄膜产生的温度场和热应力场，并对计算结果进行分析，获得了温度场和热应力场在激光辐照过程中的变化过程及热应力在脉冲激光辐照薄膜过程中起主导作用。 展开更多

关键词 TiO2/SiO2薄膜 脉冲激光辐照 热效应 热应力场 计算结果 综合参数 温度场 膜过程

下载PDF 职称材料

脉冲激光辐照TiO_2材料损伤的数值计算

12

作者 刘中洋 孙文军 周海娇 《哈尔滨师范大学自然科学学报》 CAS 2014年第1期26-29,共4页

构建了高斯脉冲激光辐照半导体材料的二维轴对称模型及热源模型,通过求解热传导方程计算了材料表面沿径向和纵向及材料表面中心的温度场分布.采用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics分析了1064 nm纳秒级脉冲激光辐照半导体材... 构建了高斯脉冲激光辐照半导体材料的二维轴对称模型及热源模型,通过求解热传导方程计算了材料表面沿径向和纵向及材料表面中心的温度场分布.采用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics分析了1064 nm纳秒级脉冲激光辐照半导体材料TiO2的温度场分布.分析单光子吸收与自由载流子吸收对材料温升的影响.结果表明,对于波长为1064 nm的脉冲激光辐照TiO2,当激光的峰值功率密度达到108W/cm2时,自由载流子吸收的作用已不可忽视.计算温度场时,应同时考虑两种吸收. 展开更多

关键词 脉冲激光辐照 半导体材料 单光子吸收 自由载流子吸收

下载PDF 职称材料

激光分子束外延工艺用ZnO陶瓷靶材的研究 被引量：3

13

作者 贺永宁 朱长纯 +1 位作者 候洵 杨晓东 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期299-303,共5页

由改进的电子陶瓷工艺制备了ZnO(99.99%)高纯陶瓷靶材。用激光分子束外延(lasermolecularbeamepitaxy,L MBE))工艺,采用 这种靶材在蓝宝石基片上较低温度下生长了高结晶质量的ZnO半导体光电子薄膜。研究了ZnO高纯陶瓷靶材的烧结机理、... 由改进的电子陶瓷工艺制备了ZnO(99.99%)高纯陶瓷靶材。用激光分子束外延(lasermolecularbeamepitaxy,L MBE))工艺,采用 这种靶材在蓝宝石基片上较低温度下生长了高结晶质量的ZnO半导体光电子薄膜。研究了ZnO高纯陶瓷靶材的烧结机理、微观结构及形貌, 认为靶材的后期烧结速率主要决定于氧空位扩散机制。根据辐照后靶材的电镜分析结果,对L MBE工艺中靶材表面与脉冲激光相互作用过 程中等离子体羽辉的形成过程及其动力学特征进行了研究,认为该等离子体羽辉是激光支持的燃烧波,其波前传播速度为亚声速并且沿靶材 法线方向,粒子的动力学特征使得L MBE工艺适于ZnO薄膜的二维平面生长。 展开更多

关键词 氧化锌陶瓷 激光分子束外延 脉冲激光辐照效应 外延薄膜制备 激光脉冲沉积技术 生长方法

下载PDF 职称材料

超短脉冲激光辐照固体靶产生超热电子研究 被引量：3

14

作者 陶业争 单玉生 +3 位作者 李业军 汤秀章 张海峰 王乃彦 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2002年第6期481-485,共5页

实验研究了超短脉冲激光辐照固体靶产生的超热电子温度 ,所用方法是测量超热电子在固体中韧致辐射产生的硬X射线 ( >30keV)能量连续谱。中等强度 ( 1 0 16W /cm2 )、无预脉冲、红外超短脉冲( 74 4nm ,1 30fs,6mJ)、P极化激光 4 5
... 实验研究了超短脉冲激光辐照固体靶产生的超热电子温度 ,所用方法是测量超热电子在固体中韧致辐射产生的硬X射线 ( >30keV)能量连续谱。中等强度 ( 1 0 16W /cm2 )、无预脉冲、红外超短脉冲( 74 4nm ,1 30fs,6mJ)、P极化激光 4 5°照射 5mm铜靶 ,产生了能量为 4 0 0keV的X射线信号 ,利用Maxwellian分布拟合能谱得到的超热电子温度为 85keV ,产生高能电子的主导吸收机制为真空加热。 展开更多

关键词 超短脉冲激光辐照 固体靶 超热电子 等离子体 惯性约束聚变 快点火

下载PDF 职称材料

不同退火方式对Ni/SiC接触界面性质的影响 被引量：2

15

作者 卢吴越 张永平 +3 位作者 陈之战 程越 谈嘉慧 石旺舟 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期333-338,共6页

采用快速热退火(rapid thermal annealing,RTA)法和脉冲激光辐照退火(laser spark annealing,LSA)法,在n型4H-SiC的Si面制备出Ni电极欧姆接触.经传输线法测得RTA样品与LSA样品的比接触电阻分别为5.2×10^(-4)Ω·cm^2,1.8×... 采用快速热退火(rapid thermal annealing,RTA)法和脉冲激光辐照退火(laser spark annealing,LSA)法,在n型4H-SiC的Si面制备出Ni电极欧姆接触.经传输线法测得RTA样品与LSA样品的比接触电阻分别为5.2×10^(-4)Ω·cm^2,1.8×10^(-4)Ω·cm^2.使用扫描电子显微镜、原子力显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱等表征手段,比较了两种退火方式对电极表面形貌、电极/衬底截面形貌和元素成分分布、SiC衬底近表层碳团簇微结构的影响.结果表明,相比于RTA,LSA法制备出的欧姆接触在电极表面形貌、界面形貌、电极层组分均匀性等方面都具有明显优势,有望使LSA成为一种非常有潜力的制备欧姆接触的退火处理方法. 展开更多

关键词 SIC 欧姆接触 快速热退火 脉冲激光辐照退火

原文传递