 到目前為止,，解決固體激光器的熱管理問題仍然具有挑戰(zhàn)性,。在所有已知材料中，金剛石具有最高的熱導(dǎo)率,、極其穩(wěn)定的物化性質(zhì),，這使得金剛石成為熱管理應(yīng)用的首選材料。近些年來,，金剛石與激光晶體的鍵合技術(shù)迅速發(fā)展,，有效緩解了固體激光器的熱效應(yīng)，然而該技術(shù)對金剛石的平整度和粗糙度的要求極高,，給金剛石加工帶來了巨大的挑戰(zhàn),。 近日，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所微納光電子功能材料實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)在金剛石異質(zhì)外延研究方面取得新進(jìn)展,，相關(guān)研究成果以“Heteroepitaxial growth of diamond films on Y3Al5O12 single crystals”為題發(fā)表在Materials Chemistry and Physics Materials Chemistry and Physics上,。 該提出了一種新的熱管理方法，即直接在晶體表面異質(zhì)外延生長金剛石薄膜,。采用微波等離子體氣相沉積(MPCVD)方法,，成功地在Y3Al5O12(YAG)襯底上合成了高質(zhì)量的金剛石薄膜，提高了YAG晶體的熱性能,。采用不同的前處理方法和沉積參數(shù)生長金剛石薄膜,，其中預(yù)處理方法是在晶種步驟之前將襯底暴露在金剛石生長條件下。 沉積后,，詳細(xì)研究了生長樣品的質(zhì)量,、熱性能和光學(xué)性能，研究了前處理和沉積參數(shù)對薄膜性能的影響,。結(jié)果表明,，在YAG襯底上沉積連續(xù)的金剛石膜需要充分的預(yù)處理工藝，而沉積過程中相對較高的溫度和較低的甲烷濃度有利于獲得高質(zhì)量的金剛石膜,。此外,，在YAG晶體上沉積金剛石膜可以有效地提高材料的熱導(dǎo)率，而對材料的光學(xué)性能影響極小,，滿足激光應(yīng)用的需求,，為固體激光器的熱管理提供了新的選擇。  圖1. 不同樣品的表面形貌及其熱學(xué)性能 研究亮點(diǎn)
文獻(xiàn)信息： Heteroepitaxial growth of diamond films on Y3Al5O12single crystals Shulong Zhang, Chengchun Zhao, YingZhu, Yifei Fang, Shanming Li, Mingzhu He, Yin Hang Materials Chemistry and Physics https:///10.1016/j.matchemphys.2021.125152  |
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