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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
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用于固体氧化物燃料电池的BaCo0.4Fe0.4Zr0.1Y0.1O3-δ阴极的脉冲激光沉积
摘要： 我们在此报道了采用脉冲激光沉积（PLD）法制备钙钛矿型BaCo0.4Fe0.4Zr0.1Y0.1O3-δ（BCFZY）薄膜，用于固体氧化物燃料电池（SOFC）阴极。首先通过溶胶-凝胶法合成BCFZY粉末并压制成靶材用于PLD系统。结果表明，PLD沉积的薄膜呈现纳米多孔形貌——这种结构正是SOFC阴极所需的优选纳米架构，且未产生或转变为第二相。通过使用BCFZY阴极组装SOFC并在500°C下运行，测得其稳定开路电压达1.13V并持续一小时，进一步证实了该薄膜作为SOFC阴极的适用性。
关键词： 脉冲激光沉积，氧还原反应，薄膜，固体氧化物燃料电池，BCFZY
更新于2025-09-23 15:22:29
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铁电外延Hf<sub>0.5</sub>Zr<sub>0.5</sub>O<sub>2</sub>薄膜的生长窗口
摘要： 铪的亚稳态正交相通常在多晶薄膜中获得，而在外延薄膜中其形成机制研究较少。我们通过脉冲激光沉积法制备了Hf0.5Zr0.5O2薄膜，并绘制了铁电相外延稳定化所需的生长窗口（沉积温度、氧压及薄膜厚度）。残余铁电极化强度最高可达约24 μC/cm2，该值取决于正交相含量与应变程度，且在固定薄膜厚度条件下随温度和压力升高而增强。漏电流通过增加厚度和温度、特别是降低氧压得以减小。矫顽电场(EC)遵循EC-t-2/3标度律（该规律首次在铁电铪氧化物中被发现），且该标度关系可延伸至5纳米以下超薄尺度。实验证明我们能够调控高质量外延铁电Hf0.5Zr0.5O2薄膜的功能特性，这为深入理解其铁电性质及器件原型开发奠定了基础。
关键词： 生长参数，脉冲激光沉积，铁电氧化铪，铁电氧化物，外延稳定，氧化物薄膜
更新于2025-09-23 15:22:29
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Al2O3/SrTiO3界面处的高导电二维电子气
摘要： 我们采用脉冲激光沉积法在Al2O3/SrTiO3/LaAlO3异质结构中制备出二维电子气，其面电阻随Al2O3薄膜生长温度升高而降低。通过截面透射电镜确认了薄膜的结构表征。与在原始SrTiO3和TiO2终止面SrTiO3衬底上沉积Al2O3薄膜的异质结构相比，Al2O3/SrTiO3/LaAlO3异质结构具有更强的导电性。X射线光电子能谱显示界面SrTiO3侧形成了氧空位，这是由还原SrTiO3薄膜的氧化还原反应所致。此外，通过蓝光发射验证了SrTiO3侧存在氧空位。
关键词： Al2O3/SrTiO3/LaAlO3异质结构、脉冲激光沉积、氧空位、二维电子气、电导率
更新于2025-09-23 15:21:21
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脉冲激光沉积法生长的BST薄膜的结构与介电性能
摘要： 采用脉冲激光沉积（PLD）技术在铂化硅衬底上制备了钛酸锶钡（BaSrTiO3，BST）薄膜。研究了薄膜沉积过程中生长压力和温度对BST薄膜结晶特性及介电行为的影响，并分析了沉积腔体内参数变化导致的羽辉动力学效应。在1MHz频率下，不同沉积压力条件下制备的BST薄膜介电常数随沉积温度升高而增大。当沉积压力为1.33×10?4巴、衬底温度为800°C时，所得BST薄膜表现出高介电常数（约475）及65%的可调谐性，可有效用于可调谐谐振器和滤波器的制备。
关键词： 钛酸锶钡，BST，脉冲激光沉积，可调谐性，介电性能
更新于2025-09-23 15:21:21
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具有可控光学特性的等离子体纳米粒子
摘要： 通过脉冲激光沉积法，在c面蓝宝石和p面二氧化硅衬底上合成了金银等离激元纳米颗粒。研究表明，调节生长原位金银薄膜的厚度可制备出不同尺寸与密度的等离激元纳米颗粒，从而实现表面等离激元共振频率在宽光谱范围内的重调谐。
关键词： 光学特性、等离子体纳米粒子、脉冲激光沉积、表面等离子体共振
更新于2025-09-23 15:21:01
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超宽带隙(ScGa)?O?合金薄膜及相关的灵敏快速响应日盲光电探测器
摘要： 尽管β-Ga?O?因其直接带隙（4.9 eV）和高稳定性被视为日盲光电探测器（PDs）的优异候选材料，但其截止波长常超出深紫外（DUV）区域，降低了探测器的抑制比。此外，β-Ga?O?薄膜中普遍存在的氧空位作为陷阱中心阻碍载流子复合，显著降低响应速度。为解决这些问题，本研究提出通过掺杂钪形成三元(ScGa)?O?合金来改性β-Ga?O?。得益于Sc?O?比Ga?O?更宽的带隙（~5.7 eV）及更强的Sc-O键合力，(ScGa)?O?合金薄膜如预期般展现出比纯Ga?O?更宽的带隙（5.17 eV）和更少的氧空位，最终使基于该合金薄膜的PDs具有超低暗电流（10 V下0.08 pA）和更快的响应时间（上升时间：41/149 ms；衰减时间：22/153 ms）。此外，(ScGa)?O? PD的峰值与截止响应波长相对纯Ga?O? PD发生蓝移，从而获得更高抑制比（>500 vs ~317）。这种利用Sc?O?更宽带隙和更强Sc-O键合来拓宽带隙、同时减少(ScGa)?O?合金本征载流子和氧空位的钪合金化策略，有望广泛应用于其他宽带隙氧化物合金设计，开发具有低暗电流和高响应速度的高性能紫外光电探测器。
关键词： 氧化镓薄膜、脉冲激光沉积、日盲光电探测器、钪合金化
更新于2025-09-23 15:21:01
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背景气体和压力对脉冲激光沉积掺铝氧化锌的影响
摘要： 在室温下进行355纳米激光沉积掺铝氧化锌时，使用压力范围为~10?3帕至133.3帕的背景气体（O?、He或Ar）。通过光学发射光谱（OES）和飞行时间（TOF）测量研究了这些气体及压力对等离子体形成的影响。OES结果显示：O?和Ar中粒子的发射强度在~5帕以上先略微下降后呈指数增长，其中Ar的发射强度最高，O?次之，而He的发射强度较低且对背景气压依赖性弱。TOF测量表明：在约5-10帕范围内，O?和Ar压力增加时离子速度降低，He中的离子速度最高，O?与Ar中的离子速度相近。在2.6帕不同气体中沉积的薄膜样品呈非晶态，而在133.3帕沉积的样品为晶态，其形貌和光学性质随气体类型呈现差异——O?沉积样品具有高透光性，He和Ar沉积样品则含有纳米至微米级结构且透光率<50%。此外，X射线衍射检测到Zn晶粒。
关键词： 脉冲激光沉积、背景气体、掺铝氧化锌、压力、激光等离子体、纳米结构薄膜
更新于2025-09-23 15:21:01
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脉冲激光沉积技术助力高性能光电探测器取得新进展
摘要： 过去十年间，光电探测器在图像传感、光通信、火灾探测、环境监测、太空探索、安全检测等诸多科研与工业技术领域展现出重要应用价值，被视为可穿戴设备的关键组件。与传统制备工艺相比，脉冲激光沉积（PLD）技术制备的光电探测器材料具有多重优势：首先，该技术属于洁净的物理气相沉积方法，能将化学计量比的原子从靶材精准转移至衬底，避免复杂且潜在危险的化学反应；其次，整个过程在高真空环境下进行，几乎不会引入催化剂、前驱体、表面活性剂及副产物等污染物；通过调节脉冲激光的能量与脉冲次数即可精确控制薄膜厚度；其制备温度相对较低，适用于包括柔性衬底在内的多种基底材料沉积；最重要的是，该技术具备大面积成膜能力，可制备厘米级薄膜，其平面几何结构为结合现代半导体技术实现紧凑型器件集成提供了重要潜力。本综述将从整体视角介绍脉冲激光沉积技术在高性能光电探测器材料、制备工艺及应用领域的最新进展，并探讨当前挑战与未来发展趋势。
关键词： 可穿戴设备、制造、光电子学、应用、光电探测器、PLD、脉冲激光沉积、高性能、材料
更新于2025-09-23 15:21:01
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脉冲激光沉积纳米级CeNi5薄膜的介电性能
摘要： 采用复介电函数描述了玻璃或SiO2基底上脉冲激光沉积纳米级CeNi5合金层的介电特性。分别研究了该函数在紫外-可见-近红外光谱范围内实部ε1（介电常数或介电系数）与虚部ε2（介电损耗函数）的行为特征。这些纳米合金层是通过短调制激光脉冲从研磨的CeNi5块体粉末制备获得。使用液氮冷却稳定的氦氖激光器在632.8 nm波长下测量了所得纳米合金层的绝对反射率，并据此对紫外-可见-近红外波段相对微分反射光谱测量结果进行重新归一化处理。通过克拉默斯-克勒尼希理论处理获得的绝对反射光谱，从而计算出复介电函数的实部与虚部，并进一步推导出电子损耗函数-Im ε?1和-Im(1 + ε)?1。结合相关理论分析确定了这些函数在光谱拐点附近的行为特征，由此阐释了介电函数的变化规律并推断了电子态密度与能带结构形态。本研究表明所制备纳米级CeNi5结构的光学与电学性质具有层厚及沉积基底的依赖性。
关键词： 介电常数、纳米级CeNi5薄膜、介电损耗函数、脉冲激光沉积、电子能带结构
更新于2025-09-23 15:21:01