李保家
- 作品数：28 被引量：86H指数：6
- 供职机构：江苏大学材料科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划江苏省光子制造科学与技术重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：电子电信理学一般工业技术金属学及工艺更多>>
- 飞秒激光结合水热法制备不锈钢高粘附超疏水表面被引量：12
- 2013年
- 提供了一种在不锈钢基体上制备高粘附超疏水薄膜的方法。利用飞秒激光结合水热法在316L不锈钢表面制备了高粘附超疏水薄膜。先在高真空环境下,用能流密度2.4J/cm2的飞秒激光在不锈钢表面制备出微米级周期性锥状钉结构;然后采用水热法在已经溅射了一层ZnO种晶层的不锈钢微结构表面制备出ZnO纳米杆薄膜,形成微米级锥状钉结构与ZnO纳米杆相结合的双尺度微纳结构。SEM和XRD分析结果表明产物为六方纤锌矿结构的ZnO晶体。这种双尺度结构表面的表观接触角为160.2°,同时对水滴具有高粘附性。根据建立的微结构几何模型和假定的润湿状态,给出了接触角的计算公式,计算值与实验结果一致性较好。
- 吴勃周明李保家蔡兰
- 关键词：飞秒激光水热法不锈钢
- 飞秒激光不锈钢表面陷光微结构的制备与性能研究被引量：3
- 2013年
- 利用飞秒激光在高真空环境下，在316L不锈钢表面两次交叉扫描制备了周期性微纳结构，并研究了微纳结构对波长范围200～900nm的光波的吸收增强能力。样品表面微结构形貌与成分采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪测试。第1次扫描采用高能流激光，获得了微米级锥状钉结构，表面覆盖了典型的激光诱导周期性表面结构（LIPSS）。然后将样品旋转90°，采用能流为0．02J／cm^2的激光进行第2次扫描，路径与第1次扫描相交。第1次扫描的结构中的LIPSS被第2次低能流激光打断纳米颗粒，从而与锥状钉结构结合形成双尺度微结构。反射率测试结果表明，这种双尺度微结构表面的平均反射率约为2．28％，为光滑表面平均反射率的3．42％。结合xRD分析结果，不锈钢表面获得强陷光性能主要归因于飞秒激光制备的微结构。
- 吴勃周明李保家蔡兰
- 关键词：飞秒激光不锈钢
- 基于超快激光定域去除的Cu/Ag复合金属网格透明电极性能优化研究
- 2024年
- [目的]Ag网格透明电极方块电阻低,但反射率高。[方法]在钠钙玻璃基底表面利用等离子射频磁控溅射沉积Cu/Ag复合金属薄膜,然后采用飞秒脉冲激光定域去除金属层,获得Cu/Ag复合金属网格透明电极。分析了激光能量密度、激光扫描速率和激光扫描线重叠率对电极材料去除的影响机制。[结果]在激光能量密度1.4 J/cm^(2)、激光扫描速率300 mm/s和激光扫描线重叠率70%的工艺参数下获得了综合光电性能最为出色的Cu/Ag复合金属网格透明电极,其平均透光率为87.58%,方块电阻为2.15Ω,品质因子为1.235×10^(-1)Ω^(-1)。[结论]该电极的综合性能与传统商用ITO(掺锡氧化铟)透明电极相比有巨大提升。
- 王轶伦李双双李保家
- 关键词：超快激光透明电极光电性能
- 二维光子晶体1.55μm带隙中心的优化设计
- 2010年
- 利用平面波展开法对正方晶格二维光子晶体带隙随结构参数的变化进行了研究,计算结果表明,能带频率随着归一化半径r/a的增大有减小的趋势,带隙宽度是先增大后减小。带隙宽度随介电常数比ε的变大而增加,能带频率有减小的趋势。当格子常数a=0.594μm,r/a=0.16,ε=13时得到能带中心波长为1.55μm,最大能带归一化频率宽度为0.15。
- 高永锋周明张伟李保家
- 关键词：光子晶体带隙平面波展开法
- 医用316L不锈钢表面微结构的飞秒激光制备及血液相容性研究被引量：12
- 2013年
- 利用飞秒激光在316L不锈钢表面诱导制备血液相容性微结构,并从微结构的润湿性角度分析血液相容性改善的机理。随着激光能量密度的增加,在样品表面分别制备了单一的亚微米级典型激光诱导周期性波纹(LIPSS),以及两种双尺度结构,即覆盖了LIPSS的微米级波纹结构和锥状钉结构。硅烷化后的微结构样品表观接触角都超过150°,达到了超疏水性能要求,并且随着所采用激光能量密度的增强而增大,尤其是锥状钉双尺度结构的接触角达到了163.8°。采用了3种常规评价方法对微结构表面的血液相容性进行了评价,结果表明微结构表面的血液相容性显著优于光滑表面,且随着表面的表观接触角的增大而改善。
- 吴勃周明李保家王云龙蔡兰
- 关键词：超快光学飞秒激光血液相容性
- 飞秒激光脉冲诱导不锈钢表面微结构研究被引量：6
- 2013年
- 采用中心波长800nm、脉宽130fs、频率1kHz的飞秒激光脉冲对316L不锈钢样品,在高真空环境中进行了微结构制备研究。实验获得了飞秒激光对316L不锈钢的单脉冲烧蚀阈值;并分别对高于和低于能量阈值的激光在多次脉冲下激光能量的累积效应进行了实验研究。实验结果表明:高于阈值的单脉冲能量100μJ,随着脉冲次数的增加,分别获得了亚微米级激光诱导周期性表面结构(LIPSS)、微米级波纹结构和微米级锥状钉结构;低于阈值的单脉冲能量20μJ,在累积脉冲下也能获得LIPSS和微米级波纹结构。
- 吴勃周明李保家蔡兰
- 关键词：激光技术超快光学烧蚀
- AZO基双层/多层薄膜的制备及性能被引量：1
- 2021年
- 采用磁控溅射法在普通钠钙浮法玻璃表面先获得厚度为50 nm的AZO(掺铝氧化锌)底层,然后制备出不同Ag层厚度(4、6、8或10 nm)的Ag/AZO双层膜以及不同AZO顶层厚度(10、30、50或70 nm)的AZO/Ag/AZO多层膜,考察了它们的表面形貌、晶体结构、方块电阻、透光率和品质因子。结果表明,Ag层厚度为6 nm时,Ag/AZO双层膜表面Ag粒子分布均匀,致密度较好,晶粒尺寸最大,综合性能最佳。在此双层膜的基础上沉积50 nm厚的AZO顶层可以较好地覆盖Ag层,提高薄膜的致密度,令晶粒尺寸明显增大,得到综合性能最佳的AZO/Ag/AZO多层膜。
- 赵佳乐段林烨邹石坪李保家杨光宇黄立静
- 关键词：磁控溅射方块电阻透光率品质因子
- 激光刻蚀对Ag/FTO/AZO薄膜光学和电学性能的影响
- 2022年
- 采用不同能量密度的激光对制备的Ag/FTO/AZO多层薄膜进行光栅结构刻蚀,分析激光刻蚀后薄膜的表面形貌、光学性能和电学性能的变化,并确定薄膜获得最佳性能时的激光能量密度。结果表明,以一定的激光能量密度对薄膜进行光栅结构刻蚀处理,不仅能有效提高薄膜的抗反射能力,还能产生附加退火作用,促使薄膜晶粒生长,减少晶界面积,从而减少晶界的光子和载流子的散射损失,提高载流子的迁移率,最终提高薄膜的透过率,优化薄膜的导电性能,实现薄膜的光学性能和电学性能的优化。
- 周运龙雷敏王陈林许倩李保家黄立静
- 飞秒激光微构造硅表面镀AZO膜的形貌及其光学吸收性能被引量：2
- 2011年
- 在SF6气氛中使用飞秒激光对单晶硅表面进行辐照,制造了尖峰状的微结构表面,随后在该表面上通过磁控溅射了一层掺铝氧化锌(AZO)薄膜。考察了样品镀膜前后的表面微结构和光学吸收性能。结果表明,表面尖峰尺寸和间隙会受到激光能量密度的影响,光在这些尖峰中的多次反射是微构造硅在200～1000nm波段具有良好光学吸收性能的主要原因。镀膜后,粗糙表面对入射光的散射和AZO薄膜的增透作用增强了样品在可见光区域(400～800nm)的光学吸收性能,AZO薄膜对红外光的高反射导致样品反射峰的红移。
- 唐万羿周明任乃飞李保家张伟
- 关键词：光学吸收
- 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：3
- 2022年
- 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。
- 任乃飞宋佳佳李保家黄立静李志祥辛志铎
- 关键词：氧化锆飞秒激光化学修饰润湿性
