- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
激光快速凝固法制备的纳米结构Al2O3-ZrO2共晶层的微观结构表征
摘要： 本工作通过激光辐照快速凝固工艺，在常规烧结的Al2O3-ZrO2陶瓷表面制备出厚度约1000微米、无裂纹和孔隙的纳米结构Al2O3-ZrO2共晶表层。采用扫描电子显微镜和拉曼光谱表征了熔池形貌与微观结构，建立了熔池几何形态随激光功率和扫描速度的演变规律：低速时熔池俯视图呈圆形，高速时逐渐演变为椭圆形。激光重熔层表面发现尺寸为100-200微米的孤立Al2O3-ZrO2共晶团簇，其形成于自发形核的枝晶状ZrO2核心周围，共晶团簇相间距为190-280纳米。对数坐标下共晶间距随生长速率的变化基本符合线性关系λ=KV-0.4（二元回归分析）。根据Jackson-Hunt共晶凝固理论（JH理论）预测，共晶间距与生长速率的平方根倒数成正比，比例常数为3.32。该共晶团簇由α-Al2O3、t-ZrO2和m-ZrO2相组成，其中α-Al2O3和t-ZrO2为主导相，m-ZrO2相含量随激光扫描速度降低而增加。
关键词： Al2O3-ZrO2纳米共晶层，激光重熔，表面纳米结构化
更新于2025-11-28 14:24:20
-
硬脆材料的微纳尺度激光加工 || 硬脆材料表面纳米结构化
摘要： 在激光加工技术的最新发展中，表面结构化技术引起了指数级增长的关注。根据所采用的激光参数，可以实现各种形状和尺寸的结构。本章我们将重点讨论纳米级表面结构化。从技术角度看，激光表面纳米结构化是一种极具吸引力的工艺，因为它非常简单。通过单步工艺就能在大表面积上生成纳米结构——这是其他方法无法在硬脆材料上实现的。然而与许多简单技术一样，其背后的基础科学原理极为复杂。表面结构的生成归因于脉冲间和脉冲内物理过程的复杂组合。本章将试图阐明纳米结构形成机制的科学过程，描述纳米结构化技术的最新趋势，并展示纳米结构表面的创新应用，特别聚焦于硅和氧化锆的表面纳米结构化。
关键词： 氧化锆、表面纳米结构化、激光诱导周期性表面结构、硅、激光加工
更新于2025-09-23 15:21:01
-
通过表面纳米结构实现GaAs宽带宽角减反射以应用于太阳能电池
摘要： 我们采用可变剂量电子束光刻（EBL）技术在GaAs半导体上实现了宽带宽角抗反射表面纳米结构化。通过在涂覆正性电子束抗蚀剂的GaAs上使用EBL写入各种设计结构，随后进行显影和浅层感应耦合等离子体刻蚀。优化后的纳米结构表面在450-700纳米可见光范围内反射率降至2.5%以下，在900-1400纳米近红外宽波段平均反射率低于4%。该效果在33.3°大入射角范围内均能实现。本研究表明，采用更简单的反向EBL工艺制备抗反射结构具有潜力，可提升太阳能光伏或发光二极管相关半导体的光学吸收或提取效率。
关键词： 砷化镓，表面纳米结构化，宽带，太阳能电池应用，宽角度，减反射
更新于2025-09-23 15:19:57
-
[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 基于调谐LIPSS的金属偏振光栅制备
摘要： 近年来，表面纳米结构化技术因其广泛的应用优势而备受关注。其中，激光诱导周期性表面结构（LIPSS）已被证实可用于表面功能化[1]。当大多数材料受到线偏振辐射照射时，会产生这种周期性结构。这些结构的取向直接取决于入射光的偏振方向，而其形貌的其他参数（如周期和深度）则可通过入射光的脉冲数量、能量密度、波长及脉冲持续时间进行调控?；谄渲芷谛蕴卣?，LIPSS在光学上表现为纳米光栅[2]，这类结构作为偏振转换器（或称偏振光栅PG）已被深入研究。偏振光栅能对入射光引入相位差从而改变其偏振态[3]，因此可作为反射式波片应用[4]，相比透射式波片具有更高损伤阈值和更低脉冲时间色散的优势。目前偏振光栅主要通过直接激光干涉或光刻法制备[5]，但这些方法存在结构周期选择有限、制备工艺复杂且不环保等缺陷，而基于LIPSS的制备方法可有效克服这些问题。 为制备基于LIPSS的偏振光栅，研究人员采用800纳米飞秒钛宝石激光器辐照不锈钢样品。激光通过焦距10厘米的柱面透镜聚焦于样品表面，机械载物台以恒定速度垂直于光束方向移动，在数秒内即可在5毫米×5毫米大面积区域制备LIPSS。通过调节激光能量密度和载物台移动速度，可获得不同参数的LIPSS结构。原子力显微镜与扫描电镜表征结果（图1a）显示，样品形貌与激光椭圆率变化呈梯度对应关系（图1b），且LIPSS几何特征随工艺参数平滑改变。实验证实了基于LIPSS的偏振光栅可成功制备，且其性能可通过调控LIPSS形貌进行调节，该结论与不同LIPSS形貌的FDTD模拟结果高度吻合。
关键词： 表面纳米结构化、偏振光栅、激光诱导周期表面结构、偏振转换、飞秒激光
更新于2025-09-12 10:27:22