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oe1(光电查) - 科学论文

35 条数据
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  • [2019年IEEE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年6月23日-27日)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 利用相变材料通过等离子体结构实现光操控

    摘要： 过去十年间，大量研究聚焦于利用等离子体结构与超材料来控制电磁辐射。这类结构的响应特性高度依赖于制备过程中的参数设置，例如所用材料组合及其结构尺寸。尽管在光电子学领域具有广阔应用前景，但这类结构在制备后无法调节光学响应的特性带来了严重局限。为解决这一问题，我们提出了一种由二氧化钒（VO?）薄膜上的等离子体纳米结构构成的可调谐等离子体元件——VO?作为一种相变材料具有显著优势。该材料在接近室温的临界温度68°C时，能发生从半导体相到金属相的可逆大范围转变。虽然现有VO?研究多集中于相变时近红外波段（1μm以上）光学特性的显著变化，但本研究重点关注可见光波段内VO?介电函数的变化。我们通过实验与数值模拟，特别探究了利用VO?相变动态调控贵金属纳米结构等离子体特性，以及操纵邻近等离子体纳米结构的量子发射体发光特性的可能性。 实验观察到：当热触发VO?从半导体相向金属相转变时，生长在VO?薄膜层上的金纳米棒阵列等离子体特性发生剧烈变化。暗场散射实验显示（图1a），相变过程中红色光谱区域（尤其是650nm附近）的散射强度下降超过50%。此外，我们的光谱与时间分辨测量表明（图1b）：通过底层VO?薄膜的热致相变，可调控金纳米棒阵列附近量子点（CdSeS/ZnS）的发光特性。当VO?处于半导体相时，纳米棒阵列上量子点的光致发光（PL）强度较远离阵列的同薄膜区域显著猝灭；而当VO?层被热激活转变为金属相时，阵列上量子点则呈现发光增强现象。同时加热效应导致阵列内外量子点的主要PL发射峰均红移15nm。相关实验结果均配有FDTD模拟验证。

    关键词： 光致发光、二氧化钒、等离子体结构、量子点、相变材料

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于二氧化钒的薄膜忆阻器结构的激光形成技术

    摘要： 基于VO2薄膜及其构建的Au/VO2/VO2-x/Au金属-氧化物-金属（MOM）结构（这些结构在神经形态电子器件领域具有应用前景），研究人员通过脉冲激光无液滴沉积法在室温条件下于c面蓝宝石衬底上成功制备。通过循环I-V特性测试，揭示了Au/VO2/VO2-x/Au MOM结构在垂直构型中呈现忆阻效应。在真空腔室中通过将缓冲氧压强从0.1调整至40毫托来控制生长过程中的x值变化，从而为耗尽注入层提供所需导电性。研究确立了忆阻特性与半导体层厚度及氧空位浓度之间的关联。通过PLD方法确定了氧压参数——当氧化物区域厚度为10/30纳米时，忆阻器电阻开关的挥发性行为开始显现。

    关键词： 忆阻器、二氧化钒、脉冲激光沉积、神经形态电子器件、电阻开关

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [2019年IEEE欧洲激光与光电子学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年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 基于掺钨二氧化钒超材料的太赫兹通带传输低压调谐

    摘要： 二氧化钒（VO?）在接近室温的340K温度下呈现半导体-金属相变特性，已被用作构建超材料（由具有非自然电磁特性的亚波长晶格阵列人工设计的组合结构）的合适材料，应用于太赫兹（THz）频段的滤波器、调制器和吸收器等器件[1-3]。我们证明当方环超材料（SLM）与钨（W）掺杂VO?薄膜结合时，可在低于2V的低电压下精确控制0.3–0.6THz范围内的振幅。与基于未掺杂VO?薄膜的器件（其振幅响应呈数字式开关特性）不同，采用1.2at.% W掺杂VO?薄膜的器件在垂直于电压偏置线方向的偏振态（即传输线偏振THz电场方向垂直于SLM结构电压偏置线图案的方向）下实现了0.4THz频率0.72的调制深度（MD=（(E2@0V - E2@2V)/E2@0V））。所提出的双方形结构连接超材料可通过各独立方环产生的共振来定义所需通带。此外，采用溶胶-凝胶法制备的W掺杂VO?薄膜作为基底时，可连续调控THz波透射率。这些相变材料耦合的超材料结构可用于太赫兹频段的模拟/数字调制器和带通滤波器应用。

    关键词： 掺钨、低压调谐、超材料、太赫兹、二氧化钒

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 一种基于VO2和弹光效应的超紧凑型等离子体调制器/开关

    摘要： 本文设计了一种基于定向耦合器结构中金属-介质-金属波导的等离子体调制器，在通信波长下具有19.44 dB的调制深度、-2.55 dB的损耗、7.62的品质因数和2.5 μm的尺寸。主波导采用弹性光学材料作为介质，侧臂则使用氧化钒作为介质。施加电场时，侧臂用于关断而主波导用于导通。我们利用主波导中的弹性光学效应实现了调制、开关和滤波功能的主动器件。该器件可作光开关、滤波器和调制器使用，在滤波操作中实现了26.33的品质因数及0至5伏特电压下360 nm的调谐范围。通过改变多种器件参数进行优化，发现滤波用途时50的品质因数对应特定间隙尺寸。该等离子体调制器有望成为前沿芯片技术中完全集成化等离子体纳米电路的关键组件之一。

    关键词： 电光、调制器、等离子体激元、二氧化钒、滤波器、开关

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 通过可见光-红外椭圆偏振法测量二氧化钒金属-绝缘体转变过程中的介电函数热滞效应

    摘要： 通过脉冲激光沉积法在r面蓝宝石衬底上制备的VO2薄膜，其介电函数的实部与虚部采用可见-红外椭圆偏振法进行测量，波长范围覆盖0.4至15微米，温度区间包含其相变过程。研究显示，在绝缘体-金属（升温）和金属-绝缘体（降温）相变过程中，两个椭圆偏振信号均呈现三种温度驱动行为，这些行为可通过Tauc-Lorentz模型、高斯模型和德鲁德振荡器的适当组合精确描述。通过将布儒斯特有效介质模型的介电函数拟合至相应实测数据，并以VO2相变区间内不同温度下金属畴体积分数作为拟合参数，发现该模型适用于描述可见光及近红外波段（约0.4至3.0微米）的介电函数，但对更长红外波段普遍失效。此外，我们测定并发现VO2发射率在相关波长区间的滞后回线值从绝缘相的约0.49变化至金属相的约0.16?；赩O2介电函数得出的这些数值与文献报道的先前测量结果一致，因此本测量数据将有助于描述VO2薄膜在光学及辐射应用中的行为特性。

    关键词： 金属-绝缘体转变、椭圆偏振法、发射率、二氧化钒、介电函数

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 用于可切换定向散射的亚波长非对称金-二氧化钒纳米盘二聚体

    摘要： 我们提出一种非对称金-二氧化钒（Au–VO2）纳米盘二聚体，用于实现可切换的定向散射。具体而言，通过控制VO2纳米盘从金属态到半导体态的相变，可以开启/关闭定向散射功能。更显著的是，在VO2纳米盘处于金属态时，实现了方向性达~40分贝的明显定向散射。这种可调谐定向散射现象进一步通过将金和VO2纳米盘视为两个弱相互作用电偶极子的干涉模型进行解释。随后，从这两个偶极子之间的相位差出发，很好地阐释了非对称金-VO2纳米盘二聚体的相变调控散射图案。

    关键词： 定向散射、二氧化钒、局域表面等离子体共振

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 改性剂对二氧化钒形貌及功能特性的影响

    摘要： 在可溶性钼和钨化合物作为成核剂、氯化钾和氯化钠作为生长限制剂的条件下，通过水热合成法获得了二氧化钒纳米颗粒。研究了改性剂的性质及合成条件对所得产物相组成的影响。

    关键词： 层状氧化物、水热合成、二氧化钒、纳米颗粒、锂离子电池

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 以VCl4为前驱体通过原子层沉积法制备无需退火的单斜相VO2薄膜生长

    摘要： 二氧化钒（VO?）是一种具有半导体-金属相变（SMT）特性的多功能材料。通常采用有机钒化合物作为原子层沉积（ALD）前驱体来生长VO?薄膜。然而，据报道沉积态薄膜呈非晶结构且无明显SMT特性，因此需要退火工艺将非晶VO?转化为晶态VO?。本研究首次使用无机四氯化钒（VCl?）作为ALD前驱体生长VO?薄膜，该薄膜无需任何退火过程即可在衬底上直接结晶生长。通过变温拉曼光谱和四探针系统验证，该VO?薄膜展现出显著的SMT行为。结果表明VCl?适合作为生长晶态VO?薄膜的新型ALD前驱体?？梢院侠硗撇猓ü骺谹LD工艺参数，VCl?还可用于生长多种直接晶化的钒氧化物。

    关键词： 四氯化钒、氧化钒、原子层沉积、半导体-金属转变、二氧化钒

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 基于二氧化钒薄膜的双端器件中场致振荡的压力与温度依赖性

    摘要： 本文研究了基于二氧化钒（VO?）薄膜的双端器件中电场诱导振荡的频率与振幅对压力和温度的依赖性。首先，我们使用VO?双端器件、标准电阻和直流电源构建了一个简易振荡电路。随后，在压力腔中对VO?器件施加压力变化，观测了电场诱导振荡的频率与振幅变化；同时采用平板加热器改变环境温度，考察了温度变化对振荡特性的影响。当腔室压力以1MPa为步长从0升至5MPa（25°C条件下）时，振荡频率从约592kHz增至约739kHz，振幅则从约12.60V降至约11.40V。类似地，在无外加压力情况下，当加热器温度以5°C为步长从25°C升至50°C时，振荡频率从约592kHz增至约819kHz，振幅从约12.60V降至约7.16V?；赩O?振荡对压力和温度的线性响应，通过测量数据可获得表征振荡频率与振幅对压力/温度敏感性的四个不同常数系数。这些系数可直接用于同步测量作用于VO?器件的压力与温度变化，适用于小于1mm2微小区域的局域温压传感应用。

    关键词： 二氧化钒，薄膜，传感器，场致振荡

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 高密度聚乙烯/石墨复合材料的VO<sub>2</sub>增强型双正温度系数效应

    摘要： 通过熔融共混法制备了高密度聚乙烯/石墨（HDPE/Gr）复合材料，添加二氧化钒（VO2）后表现出增强的正温度系数（PTC）效应和降低的室温电阻率。特别是含6 wt% VO2的HDPE/Gr复合材料展现出显著的双重PTC效应和优异的重复性?；贖DPE复合材料明显的双形态结构和加热过程中的非晶态演变，构建了简单的填料补偿导电网络和独特的分散模型以进一步理解PTC行为。最终得出结论：通过引入第二填料实现了单一聚合物复合材料的优异双重PTC效应。

    关键词： PTC效应、石墨、二氧化钒、高密度聚乙烯

    更新于2025-09-09 09:28:46