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oe1(光电查) - 科学论文

124 条数据
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  • 通过脉冲激光沉积生长Bi?O?/CuO并进行快速热处理以提高纯CuBi?O?光电极的稳定性

    摘要： 据报道，一种通过脉冲激光沉积（PLD）在氟掺杂氧化锡基底上依次沉积Bi2O3和CuO层，再经快速热处理（RTP）来增强CuBi2O4光电极电荷分离与光电化学稳定性的新方法。该方法可在650°C下10分钟获得相纯且高度结晶的薄膜，而传统炉式退火（500°C下72小时）无法得到相纯的CuBi2O4。结合PLD与RTP技术能精确控制Bi:Cu化学计量比，所制光电极电子性能优于喷雾热解法制备的样品。本研究PLD/RTP法制备的CuBi2O4光阴极光电流较低主要源于其比表面积小、无CuO杂质及未掺杂薄膜中缓慢的电荷传输。未加?；げ愕腜LD/RTP制CuBi2O4光电极在5小时后光电流仅下降26%，创下该材料迄今最高稳定性纪录。该PLD/RTP制备工艺为在高于玻璃基透明导电衬底热稳定温度条件下，制造具有高结晶度与优良电子特性的复杂金属氧化物光电极提供了新可能。

    关键词： CuBi2O4，太阳能水分解，快速热处理，三元氧化物，脉冲激光沉积

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于MoS?/AlN/Si的自供电、宽带超快光电探测器中的缺陷介导传输

    摘要： 通过将超薄二维材料的独特性质与常规三维半导体相结合，可实现功能增强的器件。我们在此报道一种基于混合MoS2/AlN/Si异质结构的自供电超快光电探测器。该异质结通过在AlN/Si(111)模板上采用脉冲激光沉积法制备MoS2薄膜形成。器件在黑暗和光照条件下的垂直输运特性显示：在0V偏压下对300-1100nm宽波段具有优异的光响应。该光电探测器最大响应度达9.93 A/W（波长900nm处），并展现出超快时间响应特性（上升/恢复时间分别为12.5/14.9微秒）。X射线光电子能谱与截面透射电镜分析揭示：AlN体相中存在本征氧杂质，这些氧缺陷在AlN中形成深施主能级，对光生载流子输运起关键作用，从而提升器件性能。

    关键词： 宽带和超快光响应、深能级缺陷、二硫化钼、氮化铝、脉冲激光沉积

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 铋酸钒薄膜的脉冲激光沉积——氧压对形貌、成分及光电化学性能的影响

    摘要： 采用脉冲激光沉积技术在商用氟掺杂氧化锡（FTO）基底上制备了钒酸铋薄膜。以烧结的四方相BiVO4陶瓷靶为溅射源，在不同氧压（0.1至2毫巴）条件下进行薄膜沉积，激光束垂直于靶面并与FTO基底平行。氧压对薄膜形貌和组分影响显著，表现为沿基底沉积层存在Bi:V比例梯度。除主相BiVO4外，通过X射线衍射（XRD）和拉曼光谱还检测到V2O5与Bi4V2O11两相。低中氧压沉积样品的富钒区域会形成从BiVO4膜表面凸起的V2O5纵向结构，而高氧压条件下则生成Bi4V2O11@BiVO4体异质结。结果表明：靶材烧蚀产生的等离子体中，Bi/V离子会因与氧分子相互作用发生空间分离。为深入研究该现象，采用激光诱导击穿光谱进行了测量。所得电极用作光电化学水分解的光阳极时，在1毫巴氧压下制备的薄膜表现出最佳光电流性能——在相对于Ag/AgCl（3 M KCl）约0.8 V电位处达到1 mA cm?2。研究发现BiVO4表面的V2O5会降低其光活性，而体相Bi4V2O11@BiVO4异质结的存在则有利于水的光氧化反应。

    关键词： 光电化学、脉冲激光沉积、钒酸铋

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 脉冲激光沉积的BaTiO3/LaNiO3异质结中的空间电荷限制传导

    摘要： 我们报道了采用脉冲激光沉积技术在LaNiO3（LNO）缓冲层上制备BaTiO3（BTO）薄膜所形成的金属-绝缘体-金属结（Au/BTO/LNO）的电荷传输机制。通过测量、分析温度依赖的电流密度-电压（J-V）特性，并与La0.67Ca0.33MnO3（LCMO）缓冲的BTO薄膜（Au/BTO/LCMO）进行对比。虽然发现其机制与BTO/LCMO情况相同属于空间电荷限制传导（SCLC），但Log J-Log V图中欧姆区的缺失表明具有更高的注入率。从拟合的J-V曲线中提取了陷阱密度、激活能以及自由载流子与陷阱载流子比率（h）等参数，并研究了它们的温度依赖性，与BTO/LCMO进行了对比。与BTO/LCMO相比，BTO/LNO表现出更高的电流密度、更低的激活能、更低的陷阱密度以及更高的自由载流子与陷阱载流子比率（h）。此外，较低的激活能表明存在浅能级陷阱。

    关键词： 非易失性存储器、钛酸钡、金属-绝缘体-金属结、空间电荷限制传导、脉冲激光沉积

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 脉冲激光共沉积碳和硼制备掺硼石墨烯

    摘要： 在石墨烯中掺杂硼等元素，对电化学、传感器、光伏和催化等诸多应用至关重要。目前已有多种制备硼掺杂石墨烯（BG）薄膜的方法，包括化学工艺。另一种能更好控制掺杂石墨烯薄膜中硼浓度的方法，是采用碳和硼固体源的脉冲激光共溅射，随后对沉积在金属催化剂上的硼掺杂碳薄膜进行快速热加热。通过在镍膜催化剂上进行脉冲激光沉积，合成了含2%原子比硼的非晶a-C:B薄膜。经1100°C快速热退火后形成硼掺杂石墨烯薄膜，其特性通过拉曼光谱、X射线光电子能谱、场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电镜和原子力显微镜进行了表征。结果证实制备出了1-4层的硼掺杂石墨烯薄膜，其硼浓度（约2%原子比）与作为石墨烯固体前驱体的a-C:B相当。硼掺杂未改变石墨烯的纳米结构，但增加了薄膜中的缺陷浓度。本研究为采用激光加工以可控且可重复的方式合成硼掺杂石墨烯开辟了新途径，尤其有助于在各类电子和电化学应用中实现预期的电学与化学性能。

    关键词： 拉曼光谱、硼掺杂石墨烯、脉冲激光沉积、快速热退火、高分辨透射电子显微镜、X射线光电子能谱、原子力显微镜

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 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

  • 纳米结构PLD AlN薄膜的合成：XRD与表面增强拉曼散射研究

    摘要： 采用脉冲激光沉积法，在真空和氮气环境中以3 Hz或10 Hz的激光重复频率制备了硅基氮化铝薄膜。X射线衍射分析和透射电镜成像显示这些薄膜具有纳米结构特征。真空沉积的薄膜为含六方相氮化铝的柱状多晶结构，而氮气环境沉积的薄膜主要为含纳米晶粒的非晶态。表面增强拉曼光谱中Al-N声子模式因薄膜应力发生显著偏移，仅低压沉积样品观察到与表面氧化相关的Al-O声子模式。

    关键词： 微观结构、纳米结构薄膜、透射电子显微镜、脉冲激光沉积、氮化铝、拉曼光谱、X射线衍射分析

    更新于2025-09-22 11:56:24

  • 采用混合及双靶（硼-金刚石/石墨）脉冲激光沉积法制备的BC薄膜的结构、电学和力学性能

    摘要： 通过分别采用B-金刚石混合靶和双B-石墨靶的脉冲激光烧蚀，实现了BCx薄膜相对较低和较高的沉积速率。沉积过程在500°C下进行，薄膜沉积速率根据每个激光脉冲生长的原子单层数量（明显少于或多于一个单层）确定。在低沉积速率形成BCx薄膜的情况下，硼掺杂促进了纳米复合结构的生长，该结构具有更高的sp3键比例、极低的电阻率和改善的机械性能。这些薄膜的方块电阻随温度从300K降至65K的变化呈现金属特性。对于厚度约95nm、体相组成为BC1.7和BC0.6的薄膜，室温电阻率约为1.5 mΩ·cm，而富硼薄膜在85K时测得最低电阻率为0.23 mΩ·cm。随着此类薄膜中硼原子浓度的增加，载流子（空穴）浓度降低，其迁移率因样品冷却从180提升至10,500 cm2·V?1·s?1。采用双B-石墨靶的较高沉积速率激活了凝聚原子的表面迁移，导致颗粒形态发展、硼偏析及sp3键比例降低。此类薄膜的硬度和电导率明显逊色于低沉积速率PLD法获得的薄膜。

    关键词： 硬度、薄膜、电阻率、脉冲激光沉积、硼、类金刚石碳

    更新于2025-09-22 16:21:32

  • [IEEE 2018年国际半导体会议（CAS）- 锡纳亚（2018.10.10-2018.10.12）] 2018年国际半导体会议（CAS）- 沉积条件对氧化钛薄膜性能的影响

    摘要： 本文介绍了在不同实验条件下采用脉冲激光沉积法制备的氧化钛薄膜及其表征研究。本工作旨在探究沉积腔室中氧气压力对材料性能的影响。薄膜表征包括弹性模量、硬度和附着力等力学与摩擦学性能，这些材料的力学与摩擦学性能通过原子力显微镜技术进行实验测定。研究分析了氧气压力对薄膜厚度的影响：随着沉积过程压力降低，薄膜厚度相应增加；而沉积压力降低会导致表面粗糙度增大，进而使附着力减?。煌庇捕群偷阅Ａ克娉粱沽档投?。研究表明，所探究薄膜的力学与摩擦学性能强烈依赖于晶粒尺寸和薄膜密度，这些因素又受沉积条件（沉积腔室中的氧气压力）影响。

    关键词： 脉冲激光沉积、薄膜、附着力、硬度、弹性模量

    更新于2025-09-23 08:42:53

  • 氧化钛（Ti2O、TiO1+和Ti3O5）薄膜的结构与输运特性

    摘要： 钛氧化物具有部分填充或空的d轨道，在不同氧化态下结构稳定且具有独特性质。本研究通过脉冲激光沉积技术，在不同氧压条件下对纯钛靶材进行溅射，在α-Al2O3衬底上成功制备出三种钛氧化物薄膜：六方相Ti2O金属、立方相TiO1+d超导体和单斜相g-Ti3O5半导体。这些薄膜的电阻率随氧含量增加而升高。块体钛和Ti2O薄膜的金属特性可用布洛赫-格林艾森公式描述；TiO1+d薄膜在常态下的半导体行为与g-Ti3O5薄膜分别遵循变程跳跃传导和小极化子跳跃传导机制。对于一氧化钛TiO1+d（1.05≤1+d≤1.17）薄膜，氧含量增加会导致无序度上升、费米能级电子态密度降低及载流子局域化增强，从而抑制超导性。

    关键词： 电子能量损失谱、氧含量、超导性、输运性质、氧化钛薄膜、脉冲激光沉积

    更新于2025-09-23 21:23:28