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oe1(光电查) - 科学论文

10 条数据
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  • 具有可见光盲光电响应的晶体取向多孔ZnO纳米结构：生长与光学性能调控

    摘要： 我们通过脉冲激光沉积（PLD）方法制备了无催化剂、晶体学取向的多孔氧化锌纳米结构。每个样品的沉积过程分为两个阶段：第一阶段在石英基底上进行ZnO自成核，通过改变沉积角度（成核角）实现差异化成核；第二阶段以固定时间在85°掠射角下进行纳米结构生长。这些PLD生长的纳米结构具有高度取向的纤锌矿结构。研究发现，第一阶段的成核角是决定性沉积参数，能可控地影响纳米结构的生长特性及其他性能。成核角的系统性变化可调控晶体学取向和孔隙率，进而影响该纳米网络的可见光盲区和紫外（UV）光响应特性。本文报道了完全无缺陷、具有必要孔隙率的晶体学取向纳米结构制备，适用于可见光盲紫外光电探测应用。

    关键词： 晶体氧化锌、无催化剂氧化锌、掠射角沉积（GLAD）、籽晶、脉冲激光沉积（PLD）、纳米结构

    更新于2025-11-21 11:03:13

  • 通过脉冲激光沉积形成的n型硅/B掺杂p型超纳米晶金刚石异质结的C–V–f、G–V–f和Z″–Z′特性

    摘要： 采用脉冲激光沉积法在550°C加热衬底温度下制备了n型硅/p型硼掺杂超纳米晶金刚石异质结光电二极管。根据电容-电压-频率(C-V-f)和电导-电压-频率(G-V-f)曲线，零偏压下的串联电阻(Rs)值在2MHz时为154.41Ω，在40kHz时为1.72kΩ。Rs应归因于金属接触中的Rs以及有源层中的体电阻。在40kHz时，界面态密度(Nss)为1.78×10^13 eV^-1 cm^-2，并随频率升高呈指数下降至2MHz时的1.39×10^12 eV^-1 cm^-2。评估认为异质结界面处的Nss是导致光探测性能退化的原因。在不同电压值下，实部(Z')和虚部(Z'')特性曲线的呈现显示出中心位于Z'轴下方的单半圆，且曲线幅度随电压增大而减小。Z''-Z'曲线的特性可识别为等效电路模型，合适的模型包含与电阻和恒定相位元件并联电路组合的Rs。

    关键词： UNCD（类金刚石碳薄膜）、界面态密度、串联电阻、脉冲激光沉积（PLD）、阻抗

    更新于2025-11-14 17:28:48

  • 外延硅掺杂HfO?薄膜铁电性的起源

    摘要： 基于HfO2的非传统铁电（FE）材料近期被发现，在学术界和工业界均引发高度关注。外延Si掺杂HfO2薄膜的生长为理解铁电性机制开辟了新途径。本研究采用脉冲激光沉积（PLD）技术在N型SrTiO3衬底的不同晶向生长外延Si掺杂HfO2薄膜。通过压电力显微镜可写入并读取极性纳米畴，这些畴能以180°相变实现可逆翻转。不同厚度的薄膜表现出约4～5 MV/cm的矫顽场Ec和8～32 μC/cm2的剩余极化Pr。X射线衍射（XRD）与高分辨透射电镜（HRTEM）结果表明，所生长的Si掺杂HfO2薄膜具有应变萤石结构。HRTEM观测到的Hf原子网格ABAB堆垛模式明确证实，该铁电性源自非中心对称Pca21极性结构。结合软X射线吸收谱（XAS）发现，Pca21铁电晶体结构因界面应变与Si掺杂相互作用导致O子晶格畸变，进而形成纳米尺度铁电有序态下的进一步晶体场分裂。

    关键词： 高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、脉冲激光沉积（PLD）、X射线衍射（XRD）、铁电性、压电力显微镜（PFM）、X射线吸收谱（XAS）、外延硅掺杂氧化铪薄膜（Epitaxial Si-doped HfO2 thin films）、n型钛酸锶衬底（N-type SrTiO3 substrates）

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 脉冲激光沉积法制备的氮化铝纳米薄膜特性研究

    摘要： 本文采用脉冲激光沉积（PLD）法制备了氮化铝（AlN）纳米薄膜。通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对纳米薄膜的微观结构和晶粒尺寸进行了表征。结果表明：激光能量密度、环境气压和衬底温度等PLD工艺参数会显著影响纳米薄膜的厚度、形貌及晶粒尺寸——随着激光能量密度、环境气压和衬底温度的升高，纳米薄膜表面粗糙度增大且晶粒尺寸增加。此外，薄膜中存在择优取向生长现象。

    关键词： 微结构、脉冲激光沉积（PLD）、氮化铝、晶粒尺寸、纳米薄膜

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 通过脉冲激光沉积法制备Pd/TiO2多孔层用于表面声波氢气传感器

    摘要： 研究了脉冲激光沉积（PLD）法制备的敏感多孔薄膜对室温下表面声波（SAW）传感器氢气响应的影响。在SAW传感器的石英基底上分别沉积了TiO?单层膜和Pd/TiO?双层膜。通过调节PLD沉积腔室中的氧气与氩气压力，获得了不同形貌的敏感薄膜（基于扫描电子显微镜图像分析）。所实现的SAW传感器具有不同孔隙度等级，并在不同氢气浓度下进行了测试。证实高孔隙度薄膜与双层结构能产生更大的频率偏移，且可在更低浓度下进行检测。其中性能最佳的Pd-1500/TiO2-600传感器（TiO?沉积压力600 mTorr，Pd沉积压力1500 mTorr）在2%氢气浓度下呈现1.8 kHz的频率偏移，灵敏度为0.10 Hz/ppm，检测限（LOD）达1210 ppm。此类基于多孔薄膜的SAW传感器不仅能检测氢气，还能检测其他气体（室温条件下），且通过PLD方法可便捷开发这类敏感多孔纳米结构薄膜。

    关键词： 双层薄膜、脉冲激光沉积（PLD）、钯、氢传感器、表面声波（SAW）、Pd/TiO?、多孔形貌、二氧化钛

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 采用脉冲激光法制备并沉积Pr-Fe-B永磁粉末

    摘要： 我们已通过脉冲激光沉积（PLD）法获取磁粉，制备出厚度为亚毫米级的薄型永磁体。该研究采用PLD工艺结合快速退火处理，成功在适用于微型电机的不锈钢细轴上沉积了矫顽力（Hcj）>1000 kA/m的各向同性Pr-Fe-B磁粉。我们对Pr-Fe-B磁体的表面形貌进行了观测，并评估了其机械性能。由于退火过程中Pr-Fe-B磁体表面形成了Pr氧化物?；げ悖浯判阅茉谝荒旰笪闯鱿炙ゼ?。同时证实该Pr-Fe-B磁体具备应用于微磁化工艺的潜力。研究表明，基于PLD的粉末技术能有效制备适用于下一代小型电机的薄型磁体。

    关键词： 不锈钢轴、涂层、Pr-Fe-B永磁粉末、脉冲激光沉积（PLD）

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 背景气氛和衬底温度对采用不同激光脉冲激光沉积法制备的SrO:Bi3+(0.2 mol%)薄膜的影响

    摘要： 采用Nd:YAG激光器（266 nm，33.3 mJ/脉冲）、KrF激光器（248 nm，300 mJ/脉冲）或ArF激光器（193 nm，150 mJ/脉冲），通过脉冲激光沉积法在真空及不同氧分压环境下，于不同衬底温度的Si(100)基板上制备了SrO:Bi3+（0.2 mol%）磷光体薄膜。研究发现这些薄膜的微观结构和光致发光性能高度依赖于背景气氛与衬底温度。X射线衍射分析表明，根据沉积条件的不同，SrO:Bi3+（0.2 mol%）薄膜从非晶态转变为高度结晶态。原子力显微镜结果显示，随着衬底温度升高，表面粗糙度降低。与粉末样品（445 nm）相比，薄膜的主要PL发射峰位出现蓝移至427 nm，该波长差异归因于对环境极为敏感的Bi3+离子。在真空和氧气中、不同衬底温度下沉积的样品飞行时间二次离子质谱深度剖析曲线相似，仅存在轻微厚度差异。

    关键词： 不同的激光器、衬底温度、脉冲激光沉积（PLD）、氧压

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 原位激光反射率监测与控制原子级薄二维材料的成核与生长

    摘要： 原子级薄的二维（2D）层状材料及其他量子材料的生长过程通常缺乏原位监测与控制。本研究展示了一种简便的激光反射率方法，可在脉冲激光沉积（PLD）制备MoSe2薄膜时实现亚单层厚度与生长动力学的原位调控。首先重点阐述该通用技术原理：通过结合菲涅尔方程，合理选择薄膜厚度、衬底材料、激光监测波长、入射角及偏振方向，从而设计光学对比度的最大灵敏度。随后预测了SiO2/Si衬底上MoSe2层的633 nm光学反射率，并与实际生长条件下采用HeNe探针激光束进行PLD原位监测的MoSe2生长数据进行对比。测量结果显示该方法具有高灵敏度，且与通过原子级分辨率STEM分析生长停滞实验中沉积的二维层所计算的MoSe2表面覆盖率高度吻合。这些测量揭示的生长动力学表明：二维MoSe2层的形成过程呈现S型形核与生长阶段，该特征可通过简易模型描述，证实了激光反射率技术在二维材料沉积原位监测与控制中的应用潜力。

    关键词： 脉冲激光沉积（PLD）、二硒化钼（MoSe2）、动力学建模、原位反射率、二维材料

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 通过全激光沉积与退火工艺合成的纯碳导电透明电极

    摘要： 光电器件和光伏器件面临的最大挑战之一，是需要为氧化铟锡（ITO）等透明导电氧化物（TCO）提供可靠的替代方案。我们最近发表了一项研究，提出了一种仅基于碳材料制备透明导电电极的方法。首先，我们采用脉冲激光沉积（PLD）技术制备高性能类金刚石碳（DLC）薄膜。这类薄膜具有与金刚石相似的优异特性，例如在可见光范围内具有高透光率、化学惰性和生物相容性。此外，DLC是完美的电绝缘体，在紫外（UV）波段呈现较高不透明度。这一特性为第二步在DLC表面实施紫外激光退火提供了重要基础——通过破坏表面原有的金刚石键合（sp3杂化），促使原子重新排列形成石墨键合（sp2杂化）。实验证明，原子级石墨键合的增加能显著提升表面导电性。在优化退火参数后，其表面导电率可达ITO相当水平。研究同时表明，激光处理仅轻微影响DLC的透光性。更重要的是，这种全激光加工工艺与标准微电子制造流程完全兼容。

    关键词： 类金刚石碳（DLC）、石墨化、脉冲激光沉积（PLD）、透明电极、激光表面退火

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 基于WO?-1wt%In?O?-1wt%Nb?O?的氮氧化物检测器：具有最先进选择性与ppb级灵敏度

    摘要： 快速、灵敏且精准地检测一氧化氮（NO）对环境监测及通过呼吸测试进行早期疾病诊断等诸多应用至关重要。有效的检测系统需要能检测十亿分之一（ppb）级NO气体的传感器，且该系统应具备高度抗干扰选择性。为实现这些目标，我们成功制备了一系列基于本征WO?、单添加剂掺杂WO?（通过掺杂In?O?或Nb?O?制得）以及双添加剂掺杂WO?（通过掺杂In?O?和Nb?O?合成）的氧化物气体传感薄膜。通过分析气体传感器的灵敏度、选择性、响应度和恢复时间等特性，我们发现WO?-1wt%In?O?-1wt%Nb?O?相比本征WO?、WO?-In?O?和WO?-Nb?O?具有压倒性优势。当NO浓度低至20 ppb时，WO?-1wt%In?O?-1wt%Nb?O?传感器的传感响应值达到2.4。在70°C下，该传感器对100 ppb NO气体实现了高达56.1的响应值，这在低工作温度条件下是NO检测的前沿性能表现。WO?-1wt%In?O?-1wt%Nb?O?在选择性和稳定性方面也较本征WO?、WO?-In?O?和WO?-Nb?O?有显著提升。对传感机制的研究表明，晶粒尺寸而非n-n异质结构效应是观测结果的主导因素。通过减小晶粒尺寸使其接近空间电荷层厚度，可增强传感响应。尽管仍有进一步改善传感性能的空间，但WO?-1wt%In?O?-1wt%Nb?O?的性能已足以应用于低含量NO检测设备。

    关键词： 共掺杂、高选择性、一氧化氮气体传感器、检测限（LOD）、ppb级响应、脉冲激光沉积（PLD）

    更新于2025-09-09 09:28:46