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oe1(光电查) - 科学论文

8 条数据
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  • 平面纳米晶和多孔纳米结构金刚石的分子功能化以构建与新生及成年神经元的界面

    摘要： 本文研究了新开发的纳米结构多孔掺硼金刚石（BDD）与神经细胞形成界面的能力，以及聚合物分子功能化对该界面的作用。凭借其高稳定性、生物相容性和电学特性，BDD是构建神经电极的理想材料。纳米结构化和表面积增加能进一步提升此类电极的灵敏度与性能。本研究考察了在由聚合物和静电纺丝SiO2纤维构成的多孔模板上通过多步金刚石沉积制备的多孔BDD。结果表明这种新材料具有生物相容性，且对成纤维细胞系无任何细胞毒性。此外，当用聚-L-赖氨酸功能化时，多孔BDD能支持新生和成年神经元的再生。

    关键词： 纳米晶金刚石、硼掺杂金刚石、增强表面积、神经接口、化学功能化

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • (110)单晶金刚石与Si(100)基底上沉积的纳米晶金刚石薄膜生长动力学及摩擦学性能对比研究

    摘要： 在甲烷/氢气/氮气等离子体环境中，采用微波等离子体增强化学气相沉积法（MPCVD）于高温高压（HPHT）(110)晶向单晶（SC）金刚石衬底上生长了纳米晶金刚石（NCD）薄膜。薄膜厚度介于2.2至22.5微米之间。通过原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）观察到菜花状表面形貌。研究了NCD薄膜生长的标度行为，发现较高的粗糙度指数αs=1.5-1.6表明存在异常标度现象，因此遮蔽效应和扩散不稳定性可能影响薄膜生长。对比了SC(110)金刚石衬底与Si(100)衬底上制备的NCD薄膜的摩擦学性能，在相同赫兹接触压力下测试发现，NCD/SC(110)试样的磨损体积损失更低，由此推测Si(100)衬底及其界面特性对NCD薄膜摩擦学行为的影响可能导致薄膜偏转。

    关键词： 磨损，单晶，摩擦学，纳米晶金刚石

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 前驱体组成对纳米晶金刚石薄膜结构特性的影响

    摘要： 采用热丝化学气相沉积法生长了纳米晶金刚石（NCD）薄膜，并研究了前驱体组分对结构特性的影响。当甲烷体积分数为1%和2%时生长的薄膜为晶粒尺寸约23-25纳米的NCD层；而甲烷体积分数为3-5%时生长的薄膜则呈现微晶金刚石与石墨相的混合态。随着甲烷含量增至3%，所生长薄膜中sp2/sp3键合碳比例升高，超过4%后该比例下降。前驱体组分还影响了微观结构和沉积速率——甲烷体积分数为1%时生长的NCD薄膜具有最致密的微观结构及最高约3纳米/分钟的沉积速率。

    关键词： 前驱体组成、结构特性、纳米晶金刚石

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [IEEE 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 日本京都 (2018年7月9日-2018年7月13日)] 2018年第31届国际真空纳米电子学会议(IVNC) - 磷掺杂纳米晶金刚石薄膜的结构表征与发射特性

    摘要： 采用等离子体增强化学气相沉积法（PECVD），以H2、CH4和PH3混合气体为前驱体，在n型硅衬底上生长了磷掺杂纳米晶金刚石（NCD）薄膜，用于冷阴极应用。通过室温下532 nm绿光拉曼光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及电子能量损失谱对结构特性进行了表征。所生长的薄膜具有良好的导电性，其典型结构由尺寸约20-100 nm的sp3金刚石晶粒与sp2晶界组合构成。通过与单晶、NCD薄膜及尖端阵列NCD进行对比，测试了电子发射特性。结果表明尖端阵列NCD具有优异的发射性能，其阈值电场更低且饱和电流更高。

    关键词： 结构表征、纳米晶金刚石（NCD）、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、电子发射器、磷掺杂

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 钻石纳米羽

    摘要： 本文报道了一种我们称之为"金刚石纳米羽"（DNFs）的特殊金刚石纳米结构。该结构通过电化学刻蚀掺杂纳米晶金刚石（NCD）薄膜后形成。高分辨率扫描电镜显示，DNFs具有高度多孔的分形几何特征，可观察到其"羽轴"、"羽枝"和"羽小枝"结构。这种纳米结构具有极高长径比——高度与刻蚀金刚石薄膜厚度相当，横向尺寸小至数纳米。该结构既不属于常规定义的NCD，也不属于超纳米晶金刚石（UNCD）。拉曼光谱表明，电化学刻蚀后DNFs的晶界信号强度较刻蚀前显著降低，暗示其多孔结构与晶界质量损失相关。初步电化学测试显示，从NCD薄膜制备DNFs后电容提升超过300倍。凭借特定孔径结构和简便制备方法，DNFs有望成为超级电容器、电池、传感器及太阳能电池等器件的理想材料。

    关键词： 金刚石纳米羽状结构、超级电容器、纳米晶金刚石、拉曼光谱、电化学蚀刻

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 纳米晶金刚石拉伸性能的晶粒尺寸依赖性

    摘要： 纳米晶金刚石（NCD）因其卓越的力学性能成为极具前景的材料，然而关于其力学性能与晶粒尺寸（d）依赖关系的研究仍较为有限。本文采用分子动力学（MD）模拟方法研究了不同d值三维NCD的力学行为。研究发现NCD的力学性能对d值敏感：杨氏模量（E）随d增大而升高（因晶粒内部占比增加），断裂应变（εf）随d增大而降低（因晶界占比减少）。同时发现断裂强度（σf）也随d增大而下降，这归因于较大d值时晶界应力集中更显著，可能更容易引发裂纹。与εf和σf类似，变形功密度随d减小而增大，表明小尺寸NCD具有更优韧性。对于不同d值的样品，穿晶裂纹与晶间裂纹的形核与扩展均为主要失效机制，这与实验观测结果一致。

    关键词： 分子动力学模拟，机械性能，纳米晶金刚石，拉伸，晶粒尺寸

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 空气退火纳米晶金刚石薄膜中增强且可调控的硅空位光致发光

    摘要： 化学气相沉积法制备的纳米金刚石颗粒或薄膜中的硅空位（SiV）色心始终表现出光致发光（PL）猝灭现象。为解决这一问题，本研究采用对均匀掺杂硅原子的纳米晶金刚石（NCD）薄膜进行空气退火处理以提高SiV色心的PL发射效率。在金刚石未发生严重质量损失的情况下，随着退火温度和时间的增加，SiV色心在738 nm处的PL发射强度显著提升。与未处理薄膜相比，当NCD薄膜在600°C退火60分钟和700°C退火20分钟时，PL增强倍数分别达到约200倍和1473倍。高分辨透射电镜（HRTEM）、拉曼光谱和X射线光电子能谱（XPS）测试证实，这种SiV PL发射的巨大提升主要归因于金刚石表面从氢终止向氧终止的转变以及退火后薄膜结晶质量的优化?；诒砻婺艽淝砺郏颐翘岢鲆桓鍪疽馔寄Ｐ屠床餮踔罩筃CD薄膜中SiV PL增强的机制：氢终止NCD中形成的近表面光陷阱层在氧化过程中发生转变，从而促进来自内层的SiV PL发射额外收集。

    关键词： 热处理、发光、表面改性、色心、纳米晶金刚石

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 掺氮纳米晶金刚石薄膜的微波腔微扰

    摘要： 采用微波腔微扰系统实现了对氮掺杂纳米晶金刚石薄膜的非接触、无损电导率测量。通过简单调节微波等离子体化学气相沉积过程中的甲烷气体浓度来控制薄膜电导率，从而促进晶界处sp2碳的形成。拉曼光谱、X射线光电子能谱和电子能量损失谱证实了sp2碳的存在，扫描电子显微镜则显示sp2碳形成所需的表面积不断增加。微波腔微扰结果表明，测得的腔品质因数随甲烷浓度变化而改变。当样品尺寸小于腔体时，需通过退极化模型并综合考虑电场与磁场微扰来实现电导率提取。当薄膜电导率大于衬底时，微波测量结果与接触式有损测量具有可比性，从而证明该方法无需在薄膜上沉积任何电极即可测定电导率，具有重要价值。

    关键词： 非接触式微波介电谱、纳米晶金刚石、电导率

    更新于2025-09-04 15:30:14