icf靶用苝%2f酞菁类涂层制备与激光烧蚀特性研究

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1、西南科技大学硕士研究生学位论文第1I页摘要惯性约束聚变(ICF)是目前较有前途的可控热核聚变途径之一。在文献调研的基础上，本文从优化靶丸材料结构的思路出发，将太阳能电池中的p-n结结构多层功能薄膜引入到靶丸烧蚀层中，以期当激光／X光辐照到靶丸表面时，利用这些功能薄膜独特的广谱吸收与高效能量转换性能，达到提高靶丸的烧蚀性能和减少靶丸爆聚过程中的流体力学不稳定性的目的，最终实现较高的氘氚燃料压缩效率和能量增益。本文首先设计并合成了一系列典型的n型材料，即l，6，7，12．四溴．花四酸酐(PeryBr)、l，6，7，12．四溴一N，

2、N’一二苯胺一花四羧酸二酰亚胺(PeryBrAn)、1，6，7，12．四对叔丁基苯氧基一N，N’．二苯胺．花四羧酸二酰亚胺(PeryAnBp)和N，N’．二苯并咪唑一花四羧酸二酰亚胺(PV)。利用FTIR、HNMR、UV／vis、EA、光学显微镜等分析手段对目标产物的结构和性能进行了表征。其次，通过真空蒸镀沉积的方法成功地制得系列平面薄膜靶样品，采用UV／vis、FTIR、AFM、FL等对其结构与性能进行表征，最后将制得的功能薄膜进行初步的激光烧蚀实验。通过上述一系列实验研究，成功地得到以下实验结果：(1)成功的合成了几种n型

3、材料，目标产物经柱色谱法和升华的方法纯化后纯度达95％以上。(2)通过真空蒸镀沉积的方法制得了表面光滑且膜厚均匀的单层和多层功能薄膜A1q3／CuPc／PS、PV／H2Pc／Ps、PV／CuPc／Ps、cuPc／PV／Ps等等。Alq3、PV、H2Pc和CuPc单层薄膜表面粗糙度分别为：O．983、2．268、0．633和1．021nm。此外，研究发现，单层薄膜在紫外区有较强的吸收和荧光现象，但是多层薄膜却表现出很强的荧光淬灭，这有利于能量的转化。(3)利用波长为1053nm，焦斑直径为1．Omm，脉冲为1．1ns的激光进行了

4、薄膜烧蚀特性研究，实验的结果表明：本文设计的p．n结结构功能薄膜，可以横向快速传输能量，减少了能量在纵向的分布，使能量的沉积更加均匀。其中A1q3／CuPc停S的效果最好，其烧蚀面积和烧蚀深度分别为无保护涂层PS薄膜的8倍和70％。关键词：激光惯性约束聚变靶丸材料p—n结功能薄膜激光烧蚀AbstractTheinertialconfinementlhsion(ICF)isoneofthepotentialwaystocontrolnuclear如sion．Inordertooptimizetargetstructure，the

5、p-nstructuremultilayerflilmsinsolarcellhavebeenintroducedintotheablationlaveroffusiontargets．When1aserorX—rayi盯adiatesthoseoptimizedtargetssurface，highef石cientcompressionimplosionandenergygainwillbeachievedbecauseoftheuniquepropertiesofthe血nctionaIfilmswhicharebroad

6、absorptionspectmmandhighe佑cientenergyconversion．Inthispaper，asetofn—typematerialshavebeenfirstlydesignedandsynthesized，suchasPeryBr'PeryBrAn，PeryAnBp，andPVjTheproductsarepurifiedthroughcolumnchromatography1Filledwithsilicaandsublimation．Afterthat，FTIR，HNMR，UV／vis，an

7、dEAhavebeenusedtoextensive】vcharacterizetheproductsproperties．ThentheplantargetsamplesaresuccessfullyobtainedbyVacuumdepositiontechniquethatisthen．typematerialsisdepositedonapieceofsilicaf．oming6lms．ThestlllctureandthepropertiesofthefilmsarealsoinVestigatedbycharact

8、erizationtecbniquessuchasUV／Vis，FTIR，AFM，eta1．Finany，theprimary1aserablationexperimentsareperformedwiththeemploymentofthese向nctionalfilms。