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oe1(光电查) - 科学论文

147 条数据
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  • 22.3：利用纳米压印光刻技术低成本制备高对比度、高透射率的线栅偏振器

    摘要： 本文提出了一种低成本制备大面积线栅偏振器（WGP）的新方法。作为传统后置偏振片和DBEF的潜在替代方案，WGP具有高对比度（CR）和高透射率的优点。目前WGP主要通过电子束直写技术制备，但该方法速度慢且成本高，不适用于大面积应用。随着纳米制造技术（如纳米压印光刻NIL）的发展，可实现大面积WGP的低成本快速制备。此外，通过卷对卷（R2R）纳米压印还能制造柔性偏振器。本文将通过纳米制造实现一种在可见光谱范围内TM透射率约85%、TE透射率低至0.2%的高性能WGP，其对比度可达>450（峰值>3000）。制备过程中将采用原子层沉积（ALD）技术制作压印掩模，从而实现对目标结构的高度精密控制。论文后半部分还将阐述所设计WGP的特性表征，包括透射率、对比度及SEM示意图。我们认为这种低成本制备方法未来有望应用于偏振器的工业化生产。

    关键词： 原子层沉积（ALD）、大面积制备、低成本制造、线栅偏振器（WGP）、高对比度、纳米压印光刻（NIL）、高TM透射率

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 用于被动太赫兹成像的氮化钛动能电感探测器子阵列设计与表征

    摘要： 我们报道了通过原子层沉积（ALD）法制备的氮化钛（TiN）薄膜用于微波动力学电感探测器（MKID）的研究。利用自主开发的ALD工艺，我们生长了一系列厚度为15、30和60纳米的TiN薄膜。这些薄膜的超导转变温度Tc、方块电阻Rs及微观结构均经过表征。我们制作了测试谐振器结构，并在300毫开尔文温度下进行了特性分析。在350吉赫兹频率下，测得光学等效噪声功率NEPopt≈2.3×10?1?瓦/√赫兹，这一结果对被动式太赫兹成像应用具有良好前景。

    关键词： 氮化钛，原子层沉积，动力学电感探测器

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 粒子原子层沉积

    摘要： 通过原子层沉积（颗粒ALD）对微细初级颗粒进行功能化处理，可在包括纳米颗粒表面在内的颗粒内外表面共形沉积近乎完美的纳米级薄膜。通过依次实施有限次数的自限性表面反应，可轻松将薄膜厚度控制在几埃至纳米范围内。薄膜既可以是连续的，也可以是半连续的。本综述首先简述颗粒ALD的早期发展历史，内容涵盖搅拌式反应器工艺、原子层与分子层沉积（MLD）、无机及聚合物颗粒/纳米颗粒/纳米管的包覆技术，并介绍了多项应用案例，最后指明了发展路径（包括近期可能实现的商业产品）。

    关键词： 涂层、粒子原子层沉积、纳米粒子、纳米层、原子层沉积

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 通过分子偶极子和金属氧化物解耦半导体-液体结中p-Si(111)光电压的表面复合与势垒高度效应

    摘要： 本研究揭示了由半导体、金属氧化物和金属构成的模型光电化学体系中的载流子动力学机制。为分离载流子动力学与催化效应，采用常见催化金属（铂）与外球氧化还原对协同作用。通过电负性芳基基团（对硝基苯基和间二硝基苯基）对硅（111）基底进行表面功能化修饰。X射线光电子能谱分析表明，使用对硝基苯基/甲基混合单层的基底具有高表面质量（低SiOx含量）和低表面复合速率。该基底还展现出预期的正表面偶极矩——p型基底上的整流J-V特性及表面光电压谱测得的正光电压可资佐证。其结构相近的间二硝基苯基则因高SiOx覆盖率和表面复合速率（S>3000 cm/s）表现出较差的电子表面质量。当p型硅功能化表面与水溶液中高浓度（50 mM）甲基紫精（MV2+）接触时，光电化学J-V测试显示开路电压值与实测势垒高度相关；而低浓度（1.5 mM）MV2+实验则呈现显著的表面复合贡献。 进一步研究了原子层沉积金属氧化物（TiO2、Al2O3）和铂沉积对电子及（光）电化学性能的影响。对于间二硝基苯基基底，150℃下沉积非晶态TiO2和Al2O3均降低了表面复合速率。值得注意的是，TiO2沉积导致所有基底的开路电压负向偏移（可能源于ALD-TiO2缺陷能带效应），但后续铂沉积不仅恢复了TiO2沉积造成的效率损失，更使各基底获得最正向的开路电压值。总体而言，本研究证实：（1）当载流子收集动力学过程较快时，p-Si(111)-R器件的性能限制因素是载流子热发射越过势垒而非表面复合；（2）尽管TiO2|Pt提升了所有基底的光电化学性能，但底层（正向）表面偶极矩的有益效应依然存在；（3）铂沉积除提升催化速率外，还能产生有益的电荷分离效应。

    关键词： 太阳能燃料、界面偶极子、原子层沉积（ALD）、表面功能化、带边调制、光电化学

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/自然氧化层/n-GaN电容器的金属化后退火特性

    摘要： 本研究通过后金属化退火（PMA）工艺，探究了Al2O3/自然氧化层/n-GaN MOS电容器的特性。分别采用仅硫酸双氧水混合液（SPM）清洗和SPM联合缓冲氢氟酸清洗的方法，在n-GaN表面制备了由ε相与γ相Ga2O3构成的自然氧化层（自然氧化层组）及氧化层减量样品（减量组）。采用原子层沉积法生长Al2O3时，未观察到三甲基铝前驱体对自然氧化层的去除效应。初始生长的电容器（自然氧化层组）呈现约30 mV的小平带电压（Vfb）滞后和显著的频率色散，表明Al2O3初始生长导致GaN表面形成电学缺陷。经300°C PMA处理后，器件的Vfb滞后和频率色散均得到显著改善。根据等效电容厚度与Vfb关系推算的正固定电荷值（QIL）显示：在300-600°C PMA温度范围内，初始生长电容器和PMA处理电容器的QIL分别为+6.1×10^12 cm^-2与+0.4-1.0×10^12 cm^-2。采用电导法测定的界面态密度（Dit）经300°C PMA处理后也降低了一个数量级。自然氧化层组和减量组均呈现QIL与Dit数据的相同变化趋势，说明该中间层对Al2O3/自然氧化层及Al2O3/改性自然氧化层界面的固定电荷产生影响甚微。因此，两种处理方式导致的电容器电学性能差异不显著。

    关键词： 平带电压，氮化镓，氧化铝电介质，原子层沉积，固定电荷，本征氧化物中间层

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 溶胶-凝胶浸涂法与原子层沉积法在三维纳米弹簧垫上制备ZnO的形貌及电学性能比较

    摘要： 我们首次报道了通过溶胶-凝胶法和原子层沉积（ALD）技术在二氧化硅纳米弹簧上制备的ZnO共形涂层在紫外光（光照）和无紫外光（黑暗）条件下的形貌与电学特性。场发射扫描电子显微镜（FESEM）图像显示，两种方法均在纳米弹簧表面形成了共形ZnO涂层。溶胶-凝胶涂层在高浸渍/烧结循环次数下表面出现裂纹，而ALD ZnO薄膜的形貌始终保持光滑无裂纹。溶胶-凝胶ZnO涂层纳米弹簧垫的有效光电导率随涂层厚度增加呈非线性增长，其对应的黑暗环境有效电导率在同一厚度范围内也有所提升。相比之下，ALD ZnO涂层纳米弹簧垫的有效光电导率随涂层厚度增加呈线性增长，其对应的黑暗环境有效电导率同样在该厚度范围内递增。ALD ZnO涂层纳米弹簧垫具有更优异的有效电导率和光电导率，这归因于涂层的均匀性以及较厚溶胶-凝胶ZnO涂层中观察到的裂纹缺失现象。

    关键词： 原子层沉积（ALD）、半导体、溶胶-凝胶法、纳米弹簧、场发射扫描电子显微镜、导电性、氧化锌

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 超薄原子层沉积ZnO和TiO?包覆富锂层状氧化物正极的电化学与结构研究

    摘要： 通过原子层沉积（ALD）技术在富锂层状氧化物正极材料（Li1.2Mn0.6Ni0.2O2，LLO）表面制备了二氧化钛和氧化锌超薄涂层（1.5±0.3纳米）。研究了这些涂层的结构、电化学性能及热稳定性。由于成膜机制差异，二氧化钛形成了均匀超薄涂层而氧化锌未能实现。在0.04C倍率下初始充放电曲线显示：二氧化钛涂层样品放电比容量达242毫安时/克（高于氧化锌涂层220毫安时/克及原始样品228毫安时/克）。两种涂层样品均展现出比原始样品更优异的循环稳定性和热稳定性——在0.5C倍率循环80次后，二氧化钛与氧化锌涂层样品容量保持率分别为94%和78%（原始样品仅68%）。热分析表明：二氧化钛与氧化锌涂层样品在4.8V处的放热峰温度分别偏移至280°C（放热量88.7焦/克）和270°C（放热量154.6焦/克），显著高于原始样品的258°C放热峰（放热量253.5焦/克）。特别值得注意的是，仅二氧化钛涂层样品表现出倍率性能提升：当电流密度超过2C时，其容量明显优于原始样品和氧化锌涂层样品，在5C和10C倍率下分别达到120毫安时/克和95毫安时/克。这种电化学性能改善主要归因于二氧化钛涂层形成的阻抗更低薄膜特性——其层状形貌促进了电荷转移预活化，实现了比氧化锌岛状结构更顺畅的电子传输并抑制了更多副反应。

    关键词： 氧化锌、阴极、原子层沉积、富锂层状氧化物、二氧化钛、锂离子电池

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 用于量子电路的氮化钛原子层沉积

    摘要： 具有高本征动力学电感的超导薄膜对于光子探测器、实现混合系统中的强耦合以及保护量子比特具有重要意义。我们报道了采用原子层沉积法生长的薄膜（9-110纳米）上制备的氮化钛谐振器性能，其面电感高达234皮亨/平方。对于厚度超过14纳米的薄膜，在量子区域测得品质因数范围为0.2至1.0×10^6，这可能受限于介电双能级系统。此外，我们展示了高达28千欧姆的特征阻抗，且随着阻抗增加内部品质因数未出现显著退化。这些高阻抗对应着单光子耦合强度相比50欧姆谐振器提升了24倍，这对混合量子系统和量子传感具有变革性意义。

    关键词： 超导薄膜、原子层沉积、量子电路、氮化钛、动力学电感

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 等离子体增强原子层沉积过程中的高能离子及其在调控材料性能中的作用

    摘要： 等离子体增强原子层沉积（PEALD）在具有精确生长控制的纳米级薄膜合成中占据了重要地位。除了PEALD中高活性中性自由基对薄膜生长的公认贡献外，等离子体曝光过程中产生的离子也起着重要作用。本工作报道了在商用200毫米远程感应耦合等离子体ALD系统中，使用射频衬底偏压时，通常用于PEALD的等离子体（O2、H2、N2）在接地和偏置衬底上曝光期间的离子能量和通量特性的测量。利用栅控减速场能量分析仪获得了IFEDFs，并研究了变化的ICP功率、压力和偏压条件对这三种反应性等离子体的离子能量和通量特性的影响。基于从IFEDFs导出的能量和通量参数，研究了使用这些等离子体沉积的三种材料示例——TiOx、HfNx和SiNx的特性。材料特性根据每个ALD周期内传递给生长薄膜的总离子能量剂量进行分析，该剂量是平均离子能量、总离子通量和等离子体曝光时间的乘积。材料特性对离子能量剂量的响应因控制方式不同而异：通过射频衬底偏压增强离子能量，或在不施加偏压的情况下通过增加等离子体曝光时间。这表明材料特性受离子能量是否超过与物理原子位移或PEALD期间离子诱导化学反应激活相关的能量势垒的影响。此外，一旦通过射频衬底偏压将离子能量增强超过这些阈值势垒，材料特性就成为增强离子能量及其在等离子体曝光期间增强持续时间的函数。这些结果加深了对高能离子与随后材料特性之间关系的理解，例如通过提供PEALD期间基于离子能量剂量的材料特性能量图。这证明了在PEALD期间测量和控制离子能量和通量特性如何为合成具有所需材料特性的纳米级薄膜提供平台。

    关键词： 离子能量剂量，离子能量通量，离子轰击，原子层沉积，减速场能量分析仪，薄膜，衬底偏压，离子通量，离子能量控制，减速场能量分析仪，等离子体原子层沉积

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • [2018年IEEE微机电系统(MEMS)会议 - 贝尔法斯特(2018.1.21-2018.1.25)] 2018年IEEE微机电系统(MEMS)会议 - 一种通过原子层沉积制备黑色二氧化钛用于能量存储的新方法

    摘要： 据我们所知，这项工作首次展示了原子层沉积（ALD）制备黑色二氧化钛（TiOx）。通过ALD技术制备b-TiOx，我们实现了四项突破性成果：(1) 开发出无需当前工艺必需的脱氧退火步骤的直接b-TiOx沉积方法；(2) 能够以埃级精度在高度多孔材料上沉积b-TiOx；(3) 相较于TiO2，对太阳光谱的响应显著增强——光电流检测值提升超过10倍；(4) b-TiOx超级电容器相比TiO2超级电容器，电容性能提升超过7倍。该研究实现了更稳健精准的黑色二氧化钛沉积，为基于b-TiOx的器件开发开辟了新途径。

    关键词： 原子层沉积、超级电容器、能量存储、光电流、黑色二氧化钛

    更新于2025-09-23 15:21:21