1 北京工业大学 激光工程研究院，北京 100124
2 北京市数字化医疗3D打印工程技术研究中心，北京 100124
通过将纳米管解压缩可以很容易地生产石墨烯纳米带，因为碳纳米管结构可以被认为是卷起的石墨烯筒。这是一种特殊的2D石墨结构，具有出色的性能。应用领域广泛，包括晶体管、光学和微波通信设备、生物传感器、化学传感器、电子存储和处理设备以及纳米机电系统和复合材料。通过扫描电子显微镜（SEM）观察薄膜的形貌，通过拉曼光谱法表征石墨烯的性质，并通过半导体参数测量系统测量薄膜的电导率。拉曼光谱表明，通过优化工艺可以增强石墨烯的拉曼特性。碳纳米管制备石墨烯带的两个重要参数是激光能量密度和辐照时间。在这项研究中，通过准分子激光辐照碳纳米管薄膜来生产石墨烯纳米带。实验结果表明，在150 mJ的激光能量下，观察到连接时碳纳米管没有打开。在450 mJ的能量下，可以有效地破坏碳纳米管，并且使其部分地形成石墨烯带。此时，膜的电导率达到最大值。由于蓄热作用，在碳纳米管壁上出现大量的多孔结构。
碳纳米管 石墨烯 准分子激光 拉曼光谱 carbon nanotubes graphene excimer laser Raman spectroscopy 红外与激光工程
2020, 49(9): 20200298
1 北京工业大学激光工程研究院, 北京 100124
2 北京工业大学北京市激光应用技术工程研究中心, 北京 100124
通过实验研究了超快激光诱导亚波长周期结构表面形貌的变化和调控, 利用1 064 nm皮秒激光和800 nm飞秒激光辐照金属钛, 通过改变脉冲个数和激光辐照方式, 研究孵化效应在亚波长表面周期结构产生过程中的影响。研究发现: 1)亚波长周期结构区域、烧蚀区域和亚波长表面结构周期均随着皮秒激光脉冲个数的增加而增大, 但是增加相同的脉冲个数, 因孵化效应的作用使其增幅不同; 2)改变激光辐照方式可有效增大亚波长表面周期结构面积的同时可制备更精细的亚波长周期结构: 亚波长周期结构区域和烧蚀区域直径在辐照方式为N=500+1000和N=1000+500情况下均有增大, 同时前序脉冲个数较少后序脉冲个数较多的情况下(如N=500+1000), 增幅更大; N=500+1000和N=1000+500辐照情况下其亚波长表面周期小于N=1500的情况。由此可知, 综合考虑脉冲个数、激光辐照方式和孵化效应的影响, 通过分序两步法可有效调控亚波长表面周期结构的形貌, 提高亚波长表面周期结构的制备效率和质量, 可高效制备高质量大面积一致性亚波长表面结构。
超快激光 亚波长表面周期结构 孵化效应 脉冲个数 激光辐照方式 ultra-fast Laser sub-wavelength ripples incubation effects pulse number irradiation modes
利用自主开发的选区激光熔化设备以钴铬合金为成型材料，在进行了系统的工艺优化研究的基础上，对选区激光熔化(SLM)制件成型过程中表面粗糙度演化、微观形貌、致密度以及硬度之间的内在联系进行了研究。研究发现：成型过程中粉层的熔化收缩以及厚度的累积是造成成型质量变差的重要原因；较小的表面粗糙度累积效应，可大大减少成型件内部的孔隙数量从而提高致密度，粉层厚度的降低是减小表面粗糙度累积效应和提高致密度的关键；制件的宏观硬度比显微硬度对制件致密度存在更显著的依赖关系：致密度越大，宏观硬度越大。通过优化工艺制得的工件致密度达到98.04%，宏观硬度为40HRC，符合美国材料实验协会(ASTM)标准。
光学制造 选区激光熔化 表面粗糙度 致密度 硬度 中国激光
2015, 42(11): 1103006
分析了传统牺牲层材料铝在制备LaB6场发射阵列时存在的问题,利用溅射及热蒸发工艺依次制备铝膜和氧化锌膜,制备出了一种新型的牺牲层——ZnO-Al复合牺牲层,并对所制备的阵列进行了测试。实验结果表明：ZnO-Al复合牺牲层能够有效地解决电化学腐蚀的问题,所制备出的LaB6场发射阵列尖锥保持了完好的形貌,其发射特性也达到了最初制备场发射阵列的要求,说明ZnO-Al复合牺牲层是作为LaB6场发射阵列牺牲层的理想材料。
六硼化镧 场发射 牺牲层 溅射 LaB6 field emission array sacrificial layer sputtering ZnO-Al ZnO-Al complex sacrificial layer
