带有防离子反馈膜的微通道板是第三代微光像增强器件中的核心部件。文章阐述了防离子反馈膜的电子透过、离子阻止特性,利用Monte-Carlo模拟方法计算了氧化铍和三氧化二铝防离子反馈膜电子透过率和离子阻止率在不同条件下的变化曲线。模拟结果表明,氧化铍薄膜比三氧化二铝薄膜的电子透过特性好,而三氧化二铝薄膜比氧化铍薄膜的离子阻止本领好,证实了氧化铍作为防离子反馈膜的可行性。
防离子反馈膜 蒙特卡罗模拟 电子透过率 离子阻止率 ion barrier film Monte-Carlo simulation electron transmittance ratio ion blocking ratio
建立了原子层沉积 (Atomic Layer Deposition, ALD)反应腔室的三维模型, 利用ANSYS Fluent软件模拟分析了ALD过程中压强、前驱体脉冲时间、温度等工艺参数变化对前驱体分布的影响。模拟结果表明: 反应压强越低, Mg(Cp)2前驱体分子的扩散系数越高, 能更快且更均匀地分布在整个反应腔室之中; 前驱体脉冲时间越长, 在反应腔室内的分布越均匀; 当脉冲时间为250ms时, Mg(Cp)2在反应腔室内分布基本均匀, 反应腔室内各部位的前驱体质量分数基本一致; 当脉冲时间为200ms时, H2O基本均匀分布在反应腔室内。在MgO薄膜的ALD温度窗口内, 反应腔室内温度越高, Mg(Cp)2前驱体分子的扩散效应越强。
原子层沉积 计算流体力学 数值模拟 前驱体分布 atomic layer deposition computational fluid dynamics numerical simulation precursor distribution
采用两步水热法在导电玻璃(FTO)上制备了WO3/NiWO4复合薄膜。通过XRD, SEM表征了WO3/NiWO4复合薄膜的组成结构及微观形貌, 利用UV-Vis、光电流测试、光电催化测试和交流阻抗测试分析了WO3/NiWO4复合薄膜的光电性能。结果表明: WO3/NiWO4复合薄膜相较于WO3薄膜具有更好的光吸收特性、光电流密度和光电催化活性, 其中水热反应3h的WO3/NiWO4复合薄膜的光电化学性能最佳。WO3/NiWO4-3h在1.4V(vs.Ag/AgCl)时的光电流密度为1.94mA/cm2, 光电催化210min对亚甲基蓝溶液的降解效率为57.1%。交流阻抗图谱表明WO3/NiWO4薄膜的电荷转移电阻小于WO3薄膜, 光电化学性能更优。
复合薄膜 光电流 光电催化 WO3 WO3 NiWO4 NiWO4 composite film photocurrent photoelectrocatalysis
1 微光夜视技术重点实验室， 西安70065
2 长春理工大学 理学院， 长春1300
导电玻璃作为基底水热法生长了WO3纳米棒，通过电沉积法改变沉积Pt的时间（40 s，80 s，120 s），以WO3纳米棒为基底沉积得到不同的WO3/Pt复合薄膜样品。通过X射线衍射分析和扫描电子显微镜等测试手段将WO3纳米棒薄膜和WO3/Pt复合薄膜样品进行表征。结果表明成功制备了WO3/Pt复合薄膜样品。漫反射结果显示WO3/Pt复合薄膜与WO3薄膜相比具有更强的光吸收。交流阻抗谱显示WO3/Pt复合薄膜与WO3纳米棒薄膜相比增强了电荷转移效率。利用光电流、光电催化对WO3/Pt复合薄膜进行光电性能测试，结果表明WO3/Pt复合薄膜相较于单一WO3薄膜光电流活性更高和光电催化活性更强，并且沉积时间为80 s的WO3/Pt复合薄膜显示最为优异的光电流和光电催化性能。同时，沉积时间为80 s的WO3/Pt复合薄膜的光电催化性能优于其光催化和电催化性能。
1 微光夜视技术重点实验室, 西安 710065
2 长春理工大学 理学院, 长春 130022
通过水热法在导电玻璃上合成WO3纳米块,利用电沉积技术在WO3纳米块上负载不同含量(20 s、50 s、80 s)的Ag纳米粒子,成功制备出WO3/Ag复合薄膜.通过X射线衍射分析、扫描电子显微镜与能谱对WO3/Ag复合薄膜进行表征,利用电化学测试与光谱测试,得到电致变色可逆性、响应时间、着色效率和光谱透过率等参数,并对其电致变色性能进行分析.结果表明,对比单一WO3纳米块薄膜的电致变色性能,WO3/Ag复合薄膜的电致变色性能显著增强.同时研究了不同Ag纳米粒子含量对WO3/Ag复合薄膜电致变色性能的影响,研究表明沉积50 s的WO3/Ag复合薄膜具有最优异的电致变色性能.
WO3纳米块 WO3/Ag复合薄膜 电致变色 电化学测试 光谱测试 WO3 nanoblocks WO3/Ag composite films Electrochromic Electrochomical measurement Spectral test 光子学报
2019, 48(10): 1031001
利用数值模拟对扩散非线性机制下由光折变表面波诱导的薄层波导中导模的形成和特点进行了研究。采用分布傅里叶法对导模的传输特性进行了模拟。通过求解本征方程, 对光折变表面波诱导的薄层波导中存在的导波模式进行了数值求解。通过调节传播常数和波导参数的方法, 可以控制导模的阶数和传播波形。随着阶数的增加, 导模轮廓的对称性越来越差; 随着波导参数的增加, 导模的峰值振幅单调递增。导模的能量主要聚集在晶体薄层波导中靠近-c轴的一侧, 随着传播常数的增大, 导模能量先减小后增大, 且导模可以稳定传播。
非线性光学 光折变表面波 薄层波导 导波模式 nonlinear optics photorefractive surface wave thin layer waveguide guided modes
采用分步傅里叶法,通过数值模拟研究了饱和非线性介质中艾里孤子的产生与传输调控。单艾里光束入射时,在一定的初始振幅范围内可以产生稳定传输的呼吸式孤子。初始振幅增加时,孤子的强度增加,呼吸周期变短,但宽度基本保持不变。衰减系数增加时,孤子的平均峰值强度先增大后减小之后再增大,存在两个极值点。光束入射角度为负值时,形成左倾艾里孤子;光束入射角度为正值时,形成右倾艾里孤子。双艾里光束入射时,入射角同为负值可以减弱光束间的相互作用,入射角同为正值可以增强光束间的相互作用。此外,不同的入射角可以控制孤子或孤子对的传输方向。
非线性光学 饱和非线性 分步傅里叶法 艾里光束 孤子 产生 传输调控
在导电玻璃上水热生长TiO2纳米线, 随后利用电沉积技术涂覆MoO3薄膜, 制备出TiO2/MoO3复合薄膜.通过X射线衍射、扫描电子显微镜表征证实了TiO2/MoO3复合薄膜的形成.利用电化学测试方法, 在LiClO4/PC溶液中对Li+的注入/抽出进行了研究, 采用紫外可见分光光度计对薄膜着色、退色状态的光透过率进行测试.得到了切换时间、循环可逆性、光调制和着色效率等参数.对其电致变色性能进行分析, 分析表明, 与单一TiO2和MoO3薄膜的电致变色性能相比, 复合薄膜的电致变色性能有明显增强.同时研究了不同厚度MoO3薄膜对复合薄膜变色性能的影响, 研究表明沉积6个循环MoO3薄膜的TiO2/MoO3复合薄膜具有最佳的电致变色性能.
薄膜 电致变色 电化学测试 光透射率 Thin films Electrochromic Electrochemical measurement Optical transmittance TiO2 TiO2 MoO3 MoO3
利用分步傅里叶法, 数值研究了艾里光束在自聚焦克尔非线性介质中的传输。结果表明, 当较强的非线性作用于艾里光束时, 主瓣能量在传输过程中会发生脱落形成具有周期振荡的空间孤子。随着非线性的增强, 该孤子的振荡周期与半高宽都减小。调节艾里光束的入射角度时, 脱落孤子的传输轨迹随之发生变化, 不同于艾里光束的是, 艾里孤子的传输始终保持直线传输。
非线性光学 克尔介质 艾里孤子 nonlinear optics Kerr media Airy soliton
基于硅的电化学腐蚀基理, 通过电化学阳极氧化法制备多孔硅结构, 用扩散限制模型和Si的氧化原理来探究阳极氧化条件对多孔硅性质的影响。首先, 研究HF对多孔硅孔隙率和刻蚀速率以及腐蚀界面的粗糙度的影响, 然后研究了在不同电流密度时多孔硅的刻蚀特性。结果表明, 在HF(49 wt.%)与乙醇的体积比为2:3的电解液中刻蚀多孔硅时, 随电流密度的增大, 多孔硅结构的孔隙度及刻蚀速率均逐渐增大；在电流密度为55 mA/cm2时, 刻蚀速率随电解液中HF体积含量的增大而增大, 多孔硅的孔隙度随HF体积含量的增大而减小；多孔硅-硅的界面粗糙度随电流密度和HF体积含量的增大而增大, 在HF与乙醇的体积比高于3:2时多孔硅-硅的界面粗糙度很大, 而且多孔硅膜层发生龟裂现象, 这将严重影响多孔硅光学器件的发光质量。
电化学 多孔硅 孔隙度 刻蚀速率 粗糙度 electrochemical porous silicon (PS) porosity etching rate surface roughness
