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oe1(光电查) - 科学论文

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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

  • 基于上转换纳米荧光粉的近红外光触发光电化学生物传感器用于甲胎蛋白检测

    摘要： 基于NaYF4:Yb,Tm、氧化锌(ZnO)和硫化镉(CdS)复合材料构建了一种新型光致电化学(PEC)生物传感器用于检测甲胎蛋白(AFP)，该传感器具有背景噪声低且不损伤生物物质的优点。本研究通过脉冲激光沉积法制备了NaYF4:Yb,Tm/ZnO/CdS复合薄膜电极。所选的ZnO和CdS材料能充分利用NaYF4:Yb,Tm纳米荧光粉在980nm激光激发下的上转换发光(~360nm, ~480nm)。同时，CdS与ZnO导带之间的能级有效匹配可提升电极的光致电化学性能。该生物传感器对AFP表现出超灵敏检测能力，线性范围宽达0.01 ng mL-1至200 ng mL-1，检测限低至5 pg mL-1。因此，这种基于上转换纳米荧光粉的PEC生物传感器有望为临床分析中其他癌症标志物的检测提供优异的光致电化学传感方案。

    关键词： 光电化学、脉冲激光沉积、上转换发光、近红外光触发生物传感器

    更新于2025-11-14 15:27:09

  • 脉冲激光沉积法制备的Cu2SnS3光吸收薄膜的结构、电学及光学特性：一项实验与计算相结合的研究

    摘要： 采用X射线衍射、拉曼光谱、紫外-可见-近红外光谱、扫描电子显微镜技术及密度泛函理论，对脉冲激光沉积的Cu2SnS3（CTS）薄膜的结构、电学和光学特性进行了表征。研究发现，低温退火的薄膜样品呈现亚稳态四方结构，而450°C退火的薄膜则以稳定的单斜相为主。根据透射光谱测得其直接带隙为1.1 eV，与密度泛函理论计算获得的0.89 eV理论带隙值高度吻合。光学特性表明CTS在1.5 eV处具有约0.5×104 cm?1的大吸收系数，与CuInS2和Cu2ZnSnS4等其他铜硫基材料相当。该直接带隙与大吸收系数的特性使CTS成为薄膜太阳能电池应用中极具潜力的替代吸收材料之一。

    关键词： 退火、拉曼光谱、薄膜、密度泛函理论、脉冲激光沉积、光学性质

    更新于2025-10-22 19:40:53

  • Bi?O?薄膜的合成及其光学、结构和表面粗糙度特性的研究

    摘要： 采用反应脉冲激光沉积系统在不同激光能量密度下制备了Bi2O3薄膜，并研究了其对薄膜物理性能的影响。XRD结果表明获得了多晶结构。AFM微观观测显示晶粒尺寸介于33.48纳米至131.6纳米之间。通过光学透射估算的带隙值范围为1.7-2.9电子伏特。

    关键词： 脉冲激光沉积、形貌特性、光学特性、三氧化二铋、结构特性

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • Pt/BaTiO<sub>3</sub>/LaNiO<sub>3</sub>铁电隧道结的电阻变化效应及其对BaTiO<sub>3</sub>厚度的依赖性

    摘要： 近期，铁电隧道结（FTJs）因其下一代非易失性存储器中的巨大潜力备受关注。本研究报道了具有2.0、3.2和4.8纳米不同BaTiO3厚度的Pt/BaTiO3/LaNiO3隧道结中厚度依赖的隧穿电致电阻（TER）效应及相应输运行为的演变。在3.2纳米厚的Pt/BaTiO3/LaNiO3隧道结中观察到TER效应，由于极化反转对势垒高度的调控，实现了约170的开关电流比。当BaTiO3厚度增至4.8纳米时，势垒轮廓的铁电调制效应更为显著，主导输运机制从电子隧穿转变为热激活热电子注入。因此，随着BaTiO3势垒宽度和高度的增加，Fowler-Nordheim隧穿被抑制，关态电流显著降低，从而在4.8纳米厚的Pt/BaTiO3/LaNiO3 FTJ器件中实现了高达约12500的开关电流比。这些结果从势垒轮廓和输运机制双重角度深化了对TER效应的理解。

    关键词： 脉冲激光沉积、铁电隧道结、铁电存储器、电阻开关

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 氧氮化物薄膜与颗?；庋艏汗獾缁裟芩纸獾亩员妊芯?

    摘要： 半导体光催化剂辅助的太阳能水分解制氢技术作为清洁可持续能源载体，正吸引全球日益增长的研究兴趣?；谄涔庋Ш偷缪匦?，多种氧氮化物材料在制备高效太阳能水分解光催化剂方面展现出巨大潜力。本研究采用三种不同氧氮化物材料，对颗?；氡∧せ獯呋两辛硕员妊芯俊９獾缁Щ钚缘木员冉舷允?，颗粒基电极因具有更优的吸光特性和更大的电化学表面积而占优；但薄膜电极凭借更适宜的形貌特征，在促进光生载流子分离与迁移方面表现优于颗?；獾缂Ｎ颐堑姆治鼋沂玖苏饬街只ゲ狗椒芪牧咸匦匝芯刻峁┠男┚咛迦现?。

    关键词： 氮氧化物，脉冲激光沉积，光电化学，薄膜，太阳能水分解，光阳极

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 高载流子迁移率还原氧化石墨烯薄膜器件的温度依赖性电输运特性

    摘要： 我们证实了通过脉冲激光沉积法制备的高迁移率还原氧化石墨烯（RGO）薄膜具有可变的电输运特性。温度依赖性（5K–350K）的四端电输运测量显示：在低温区（5K–210K）和高温区（210K–350K），载流子分别呈现变程跳跃和热激活输运机制。计算得出的局域长度、费米能级（EF）附近态密度、跳跃能及阿伦尼乌斯能隙为解释RGO薄膜的优异电学性能提供了重要依据。霍尔迁移率测量证实薄膜呈p型特性。通过调节生长参数可调控载流子霍尔迁移率，实测最大迁移率达1596 cm2V?1s?1。拉曼光谱和X射线衍射分析揭示的结构特性（如缺陷密度、sp2团簇平均尺寸及还原程度）有力支撑了电学性能优化的实现。

    关键词： PLD（脉冲激光沉积）、变程跳跃传导、拉曼光谱、霍尔迁移率、还原氧化石墨烯、局域化长度

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 脉冲激光沉积法制备的镍掺杂二氧化锡薄膜的局域几何结构、电子态及磁性能研究

    摘要： 我们研究了镍（2%和10%原子比）掺杂二氧化锡（SnO2）薄膜的铁磁行为、电子态及局域几何结构。这些薄膜采用脉冲激光沉积（PLD）技术在超高真空（UHV）条件下成功制备于硅（100）衬底上。X射线衍射（XRD）结果表明样品具有P42/mnm空间群的单一金红石相SnO2晶格结构。通过拉曼散射、Ni L3,2和O K边近边X射线吸收精细结构（NEXAFS）光谱分析发现：镍离子掺入SnO2基质后引发了氧空位（Vo），增强了八面体局域对称性畸变，并使主体Sn4+（SnO2）氧化态降低至Sn3+（Sn2O3）。利用FEFF6程序对实验傅里叶变换EXAFS谱|X(R)|进行拟合，进一步获得了镍离子周围局域几何结构的定量信息。室温（RT）磁化测量表明，薄膜呈现的磁行为可能与相同晶体生长条件（UHV）相关，而非直接受镍掺杂浓度限制?；诒ズ痛啪刂凶孕至言又誓艽钜欤颐翘致哿颂判藕庞氡砻嫒毕莸淖饔谩词乖黾幽恳嗳?。因此，不同镍掺杂量SnO2薄膜显示的铁磁（FM）信号具有相似性，且未出现显著的铁磁性渗流机制。

    关键词： 表面缺陷、X射线吸收近边结构光谱、二氧化锡纳米结构薄膜、脉冲激光沉积、局部对称性、X射线衍射、近边X射线吸收精细结构

    更新于2025-09-23 15:22:29