华东理工大学材料科学与工程学院，上海 200237
磷硅酸盐玻璃因有着良好的生物活性和光学性能，已广泛用于生物材料、光纤等领域。运用分子动力学模拟方法研究Li2O含量对Na2O-Al2O3-SiO2-P2O5玻璃的微观结构以及扩散性能影响，着重讨论了其微观结构与维氏硬度，扩散系数之间的关系。结果表明：玻璃的磷网络聚合度(Qp)随着Li2O逐渐替代Na2O而增加，硬度随着Qp的增加而增大。体系中Li+的自扩散系数比Na+大，即Li+比Na+更易扩散。Li+的势垒随着Li2O增加而逐渐变小，Li2O对Na2O取代有益于Li+扩散。
磷硅酸盐玻璃 分子动力学 模拟 结构性质 扩散行为 网络聚合度 phosphosiliate glass molecular dynamics simulation structure properties diffusion behavior network polymerization
1 上海理工大学 材料科学与工程学院，上海 200093
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室，上海 200083
3 上海师范大学 数理学院，上海 200234
4 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083
在平面型InGaAs P-i-N短波红外探测结构中，p型杂质在材料中纵向和横向的扩散是决定pn结位置及其光电性能的主要因素，本文采用扫描电容显微方法（SCM）获得了扩散成结InGaAs/InAlAs像元剖面的二维载流子分布，从而实现对不同扩散条件下pn电场结的精确定位和分析。此外，对于InGaAs/InP探测器，SCM测量揭示了Zn杂质在各功能层中扩散行为的显著差异。在InGaAs吸收区中，Zn的侧向扩散速度是深度方向的3.3倍，远高于其在n-InP帽层中0.67的侧向与深度扩散比，这将对光敏元的边缘电容以及暗电流特性产生影响。
扫描电容显微（SCM） InGaAs平面型探测器 扩散行为 光电流响应 Scanning Capacitance Microscopy（SCM） planar InGaAs detector diffusion behavior photocurrent response
上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240
基于氚扩散基本模型建立了氚扩散行为一维模拟程序，对模拟程序进行了典型实验验证，模拟结果与实验结果符合较好。分析了不同氚浓度、温度分布对锆合金包壳材料中氚的扩散行为的影响。分析结果表明：包壳-芯块间隙内氚浓度的升高会导致进出包壳的氚扩散通量提高，渗透通量增大；由于包壳氧化层相对较低的扩散系数，包壳氧化层的存在对氚渗透有较大的限制作用；温度对氚扩散速率的影响很显著，温度越高，扩散速度越快；锆合金外表面氧化层的相对低温限制了氚渗透出包壳管的速率，温度梯度导致的热致扩散有利于氚向包壳冷测扩散。
氚 锆合金 扩散行为 数值模拟 tritium zirconium alloy diffusion numerical simulation 强激光与粒子束
2021, 33(3): 036001
1 太原理工大学物理与光电工程学院， 山西 太原 030024
2 太原理工大学材料科学与工程学院， 山西 太原 030024
采用密度泛函理论的第一性原理计算了不同Ag(111)/MgF2(001)薄膜界面结构的界面能，分析了薄膜界面稳定性。通过搭建Ag扩散的Ag(111)/MgF2(001)界面模型,研究了界面处Ag的扩散行为和扩散机理，分析了Ag扩散对薄膜光学性能的影响。结果表明，所建立的光滑界面模型的界面结构稳定。Ag(111)/MgF2(001)界面处的Ag扩散主要发生在表面层/次表面层，扩散的Ag与附近F，Mg之间存在弱共价键作用。Ag扩散使得薄膜光吸收增强，折射率减小；在可见光波段，折射率有较大幅度减小。
材料 薄膜 密度泛函 扩散行为 光学性质 激光与光电子学进展
2017, 54(6): 061601
昆明理工大学材料科学与工程学院，云南 昆明 650093
采用机械振动辅助同步送粉，通过激光熔覆技术在45钢表面制备了Fe60合金涂层。利用光学显微镜（OM）、X射线扫描仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）仪研究了了铁基涂层与基体结合界面处的显微形貌、物相组成，元素分布及其扩散行为。结果表明，熔覆层结合界面处均是完整向上生长的胞状树枝晶，主要物相为 (Fe,Cr) 固溶体和少量化合物(Fe,Cr)7C3，Fe2B和Fe0.9Si0.1。机械振动的能量致使树枝晶中Fe0.9Si0.1由枝晶内离散至枝晶间，大量(Fe,Cr) 固溶体未能在凝固前端排出而残留在枝晶内。机械振动的能量越高，越有利于激光熔池中元素的扩散。同时，振动的振幅和频率对结合界面前沿晶粒细化及元素分布的影响也存在差异，频率的增加有利于枝晶定向生长，振幅增加则有利于在结合界面前沿40 μm左右范围内的枝晶弥散分布。振幅增加对结合界面间的Si和Cr元素扩散影响更大。
激光技术 激光熔覆 机械振动 铁基涂层 微观结构 扩散行为 光学学报
2015, 35(s2): s214007
