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飞秒激光刻蚀氧化锆表面微纳结构及其润湿与抗菌性能 被引量：6
1
作者 任乃飞 宋佳佳 +3 位作者 李保家 黄立静 李志祥 辛志铎 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期359-370,共12页
目的构筑氧化锆表面微纳结构,提高表面疏水性能。方法用飞秒激光在氧化锆表面刻蚀网格结构,随后用硬脂酸修饰所得表面,系统研究了激光能量密度、激光扫描速度对氧化锆表面形貌及润湿性的影响,分析不同处理条件下氧化锆的表面形貌和润湿... 目的构筑氧化锆表面微纳结构,提高表面疏水性能。方法用飞秒激光在氧化锆表面刻蚀网格结构,随后用硬脂酸修饰所得表面,系统研究了激光能量密度、激光扫描速度对氧化锆表面形貌及润湿性的影响,分析不同处理条件下氧化锆的表面形貌和润湿性,通过润湿模型进一步揭示润湿性转变内在机理。进一步通过在饱和大肠杆菌溶液中浸泡的试验,对不同处理条件下氧化锆表面的抗菌性能进行了测试和分析。结果在9.6 J/cm^(2)的过高能量密度以及10 mm/s的过小扫描速度下会导致氧化锆表面过度烧蚀,破坏表面微结构,不利于提高表面疏水性。发现激光纹理化氧化锆的最佳参数为激光能量密度8.3 J/cm^(2),扫描速度20 mm/s,制备的微凸起结构为表面覆盖大量纳米结构的周期性锥状阵列,凹槽的平均宽度和平均深度分别为(27.598±1.376)μm和(33.825±0.559)μm,此时表面粗糙度最大为9.556μm,随着表面粗糙度的增加,微纳复合结构可以截留更多的空气,减少固液接触面积,表面具有最大的水接触角为(163.9±1.5)°,最小的水滚动角为(4.3±0.8)°。平板菌落计数法测定结果显示,此时硬脂酸修饰的激光纹理化氧化锆超疏水表面的抗菌率最高,为(89.1±3.6)%。结论采用飞秒激光刻蚀结合硬脂酸修饰的方法,通过激光参数优化,可在氧化锆表面产生微纳复合结构,增加其表面粗糙度,从而制备得到疏水甚至超疏水的氧化锆表面,超疏水氧化锆表面截留的空气层对大肠杆菌的黏附具有很好的抑制作用,表现出明显的抗菌性,有望扩展氧化锆在牙科领域的应用。 展开更多
关键词 氧化锆 飞秒激光 化学修饰 微纳结构 润湿性 抗菌性
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激光辐照对热退火金属/掺氟二氧化锡透明导电薄膜光电性能的影响 被引量：4
2
作者 黄立静 任乃飞 +1 位作者 李保家 周明 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期338-344,共7页
采用532 nm纳秒脉冲激光对热退火的铝(Al)/掺氟二氧化锡(FTO)、铜(Cu)/FTO和银(Ag)/FTO三种双层复合薄膜表面分别进行处理,结果显示薄膜样品的光电性能都得到提高.其中,热退火Ag/FTO薄膜的平均透光率(400—800 nm)增幅最大,从72.6%提高... 采用532 nm纳秒脉冲激光对热退火的铝(Al)/掺氟二氧化锡(FTO)、铜(Cu)/FTO和银(Ag)/FTO三种双层复合薄膜表面分别进行处理,结果显示薄膜样品的光电性能都得到提高.其中,热退火Ag/FTO薄膜的平均透光率(400—800 nm)增幅最大,从72.6%提高到80.5%,主要是由于其表面产生了具有减反增透作用的光栅结构.激光辐照后热退火Ag/FTO薄膜的导电性也略有提高,其方块电阻从5.6Ω/sq下降到5.3Ω/sq,原因主要是激光辐照的热效应造成的退火作用使薄膜的晶粒尺寸增大,减少了晶界散射而使载流子迁移率提高.计算结果显示,激光辐照后热退火Ag/FTO薄膜的品质因子从0.73×10-2Ω-1增大为2.16×10-2Ω-1,表明其综合光电性能得到显著提高.激光辐照可同步实现薄膜表面光栅结构的制备和附加退火作用,这为金属层复合透明导电薄膜光电性能的综合优化提供了新的思路. 展开更多
关键词 透明导电薄膜 激光辐照 光栅结构 光电性能
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超声振动辅助激光退火对FTO薄膜光电性能的影响
3
作者 任乃飞 曹海迪 +2 位作者 黄立静 李保家 祖伟 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1083-1088,共6页
在激光退火处理掺氟二氧化锡(FTO)透明导电薄膜过程中引入超声振动,研究了超声振动辅助激光退火对FTO薄膜晶体结构、表面形貌和光电性能的影响。结果表明:与未施加超声振动时相比,该方法可使薄膜上下位移而引起激光聚焦状态发生连续变化... 在激光退火处理掺氟二氧化锡(FTO)透明导电薄膜过程中引入超声振动,研究了超声振动辅助激光退火对FTO薄膜晶体结构、表面形貌和光电性能的影响。结果表明:与未施加超声振动时相比,该方法可使薄膜上下位移而引起激光聚焦状态发生连续变化,由此保证薄膜处于最佳退火范围内,同时还可使薄膜表面激光熔融区域的颗粒被振动分散,由此抑制颗粒团聚,提高颗粒分布的均匀性和致密度,最终有效地改善薄膜的光电性能。当振动功率为300 W时,薄膜表面结构最为均匀、致密和平整,此时光电性能达到最佳,它在400~800 nm波段的平均透光率为84.7%,方块电阻为9.0?/。 展开更多
关键词 掺氟二氧化锡(FTO) 超声振动 激光退火 光电性能
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