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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 基于脉冲激光沉积法制备的层状SnSe薄膜的双模电子突触

    摘要： 人工突触（如忆阻电子突触）因其对神经形态计算的潜在价值而受到全球关注，该技术有望大幅减小计算机体积并降低能耗。研究表明，引入层状二维材料可提升忆阻电子突触的性能。然而，通过可扩展方法制备大面积层状二维薄膜仍是挑战，这极大限制了二维材料的工业应用潜力。本研究采用可扩展的脉冲激光沉积（PLD）法制备了大面积层状SnSe薄膜，并将其作为具有双模态的忆阻电子突触功能层。该SnSe基忆阻电子突触同时实现了电阻渐变的长期忆阻行为（模式1）和电阻突变的短期忆阻行为（模式2）。通过系列电压扫描和编程脉冲可实现模式1与模式2的切换。研究认为Sn空位的形成与恢复引发了短期忆阻行为，而Ag丝形成/断裂与肖特基势垒调制的共同作用是长期忆阻行为的成因。通过密度泛函理论（DFT）计算进一步阐明了Ag原子和Sn空位在SnSe层中的扩散及丝状结构形成机制。采用PLD法制备的层状硫族化合物忆阻器成功模拟突触功能，表明其在未来神经形态计算机中的应用潜力。

    关键词： 神经形态计算、层状二维材料、脉冲激光沉积、SnSe薄膜、忆阻电子突触、人工突触、双模态

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 脉冲激光沉积过程中羟基磷灰石激光烧蚀产生瞬态等离子体的研究

    摘要： 本文尝试优化脉冲激光沉积工艺以制备羟基磷灰石薄膜。采用ICCD（增强型耦合电荷器件）快门相机和高分辨率光谱仪监测沉积过程。激光等离子体的整体动力学表现出自组织形成三种不同成分和动力学特性的组分。发射光谱分析揭示了化学计量比等离子体的形成，并证实等离子体结构中动能的分离也体现在喷射粒子的个体能量上。通过原子力显微镜研究了沉积薄膜的特性和质量。原位ICCD成像显示在高激光能量密度沉积时存在微米级团簇。我们基于薛定谔型函数建立了分形模型，该模型可描述激光等离子体中激发态的分布。此外，我们证明SL(2R)不变性可通过振幅自调制促进等离子体亚结构的同步化。

    关键词： 羟基磷灰石薄膜、脉冲激光沉积、等离子体诊断、等离子体结构化、SL(2R)不变性

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 脉冲激光沉积法制备的Co?.?Zn?.?Fe?O?/(K?.??Na?.??Li?.?)NbO?双层薄膜的结构、电学及磁学性能

    摘要： 采用脉冲激光沉积技术在Pt/Si衬底上制备了由(K,Na,Li)NbO3-CoZnFe2O4(P-S)和CoZnFe2O4-(K,Na,Li)NbO3(S-P)两层组成的无铅双层复合薄膜，并研究了其结构、铁电及磁学性能。X射线衍射和拉曼散射结构分析证实钙钛矿相与尖晶石相独立形成，未出现中间相/次生相。通过X射线光电子能谱测量探针化学计量元素组成和间隙位阳离子分布，证实铁离子呈现混合价态而锌离子保持+2价。根据生长顺序不同，双层膜同时表现出铁电与铁磁行为。以尖晶石为顶层的薄膜具有更高饱和磁化强度。介电常数遵循热扰动载流子引起的麦克斯韦-瓦格纳极化机制。S-P薄膜获得显著铁电性能，而P-S薄膜因高漏电流值呈现有损耗的铁电滞回环。

    关键词： 脉冲激光沉积、结构特性、磁学特性、电学特性、双层薄膜

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 采用脉冲激光沉积法一步生长高质量CIGS/CdS异质结

    摘要： 本工作报道了在不同工艺条件下，分别采用脉冲激光沉积(PLD)技术在钠钙玻璃(SLG)和镀钼钠钙玻璃(Mo-SLG)衬底上制备CdS薄膜及CdS/Cu(In,Ga)Se2异质结结构的研究。当能量密度为1.1 J/cm2、沉积温度为200-400℃时，可获得单相、化学计量比准确且光学质量高的CdS薄膜。基于此研究结果，采用PLD技术在Cu(In,Ga)Se2/Mo/SLG衬底上连续沉积生长CdS层。本研究首次系统考察了CdS沉积温度对CdS/Cu(In,Ga)Se2异质结性能的影响。当CdS在200℃和300℃沉积时，样品呈现低串联电阻和高并联电阻特性。其中300℃沉积CdS制备的CdS/Cu(In,Ga)Se2二极管具有最低理想因子和漏电流，表明其具有更优的器件质量。结果表明：采用脉冲激光沉积单步生长工艺可获得高质量CdS/Cu(In,Ga)Se2二极管，无需对Cu(In,Ga)Se2进行硒化处理，也无需采用化学水浴沉积等其他技术制备CdS层。

    关键词： 硫化镉沉积温度、电学性能、脉冲激光沉积、硫化镉、光学性能、硫化镉/铜铟镓硒结

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 脉冲激光沉积技术制备的SnO2薄膜光学性能

    摘要： 采用脉冲激光沉积技术在玻璃基底上通过不同沉积参数制备了二氧化锡(SnO2)薄膜。通过研究光学特性，分析了Q开关Nd-YAG激光器参数（如激光功率、频率和脉冲重复频率）变化的影响。分别在真空环境和10-3毫巴氩气背景压力下对脉冲激光沉积的SnO2薄膜进行了研究。光学特性测试结果显示光谱发生显著偏移：当激光重复频率较高(200脉冲/秒)时，充入氩气后吸收光谱的吸收边向长波方向移动，表明真空环境中充入氩气增强了薄膜的吸收能力。此外，充氩气时薄膜透射起始波长向长波方向移动。提高氩气压力可能影响薄膜沉积过程进而增强吸收，同时也显示无氩气时透射起始能量更低。充入氩气后反射率随波长增加缓慢降低，这可能归因于真空压力升高影响了薄膜吸收速率。

    关键词： 氧化锡，脉冲激光沉积，光学性质

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 脉冲激光沉积法生长的Yb:LuAG双包层平面波导的特性及激光性能

    摘要： 我们报道了通过非掺杂钇铝石榴石衬底上的异质外延脉冲激光沉积法，制备出以掺镱为核心的多晶层状镥铝石榴石平面波导。该器件的物理与光学特性表征显示生长薄膜具有良好的结晶度，模式传播研究证实了其波导特性。实测荧光寿命及计算得出的吸收与受激发射截面光谱与传统方法生长的Yb:LuAG晶体相当。当采用二极管激光棒端面泵浦时，该晶体双包层Yb:LuAG平面波导通过准单片腔结构实现激光输出。在1.2 dB cm?1的波导传播损耗限制下，获得了>3 W的输出功率及20%的斜率效率。这项多层LuAG双包层平面波导激光器的首次验证，展现出实现紧凑型高功率波导激光器与放大器的巨大潜力。

    关键词： 脉冲激光沉积、激光性能、Yb:LuAG、平面波导

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 脉冲激光沉积法制备的YSZ薄膜经后退火处理后的电学性能影响

    摘要： 本文详细分析了原位退火对脉冲激光沉积法在硅衬底上生长的氧化钇稳定氧化锆(YSZ)薄膜电学性能的影响。优化后的金属/YSZ/硅器件表现出低漏电流、良好的介电强度和4.13 MV/cm的击穿场强。通过MOS结构的电容-电压(C-V)特性提取了平带电压和界面电荷密度的数值。C-V特性显示出微小迟滞现象，表明存在陷阱态。借助X射线光电子能谱(XPS)解释了平带电压偏移和迟滞现象的成因。通过对样品的XPS深度剖析发现：从表面到界面方向，沉积薄膜中的氧浓度逐渐降低，即氧化物趋向富锆状态。该现象与观测到的电学特性具有关联性。

    关键词： 薄膜、界面、介电击穿、栅极介质、氧化锆（ZrO2）、脉冲激光沉积

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 采用脉冲激光沉积技术在N2/CH4气氛中制备氮铁共掺杂TiO2薄膜的研究

    摘要： 采用脉冲激光沉积（PLD）技术在1毫巴氮气/甲烷（N2/CH4）（5:1）混合气氛中合成了氮铁共掺杂二氧化钛薄膜。多数样品经X射线衍射检测呈非晶态，但拉曼光谱显示存在一定量金红石晶相。仅检测到金红石相且其结晶度较低的现象，可能源于氧化物基体的氮掺杂作用。当表面氮含量最高时，含5% Fe2O3或Fe3O4的二氧化钛薄膜展现出最强的可见光吸收能力和最低的带隙值。XPS分析表明，在550°C下制备的、含5%铁氧化物的二氧化钛靶材所制薄膜，因具有最优的Ti-N和Ti-O-Fe结构片段比例，成为紫外或可见光照射下重铬酸盐还原反应中最强的光催化剂。XPS数据证实了被氧原子包围的Fe3+和Fe2+以及Fe-N键的存在。

    关键词： 脉冲激光沉积，磁铁矿，光催化，赤铁矿，二氧化钛，氮掺杂

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 脉冲激光沉积法制备的氧化锌薄膜的非线性光学特性

    摘要： 本工作展示了采用脉冲激光沉积（PLD）法在室温（RT）条件下于载玻片玻璃衬底上制备的氧化锌（ZnO）薄膜的非线性光学特性。PLD系统由真空腔室（配备涡轮分子泵及前级旋转泵）、旋转式样品与衬底夹持器、光学厚度测量系统、红外温度测量系统及纳秒激光系统组成。沉积前将真空腔室抽至约10^-8 mbar，沉积过程在约1.3×10^-1 mbar的氧气背景气压下进行。通过原子力显微镜（AFM）获得的薄膜形貌特性显示其具有均匀平滑的膜层结构。采用X射线衍射（XRD）法分析薄膜结晶性，结果表明主要为具有(002)晶向择优取向的多晶ZnO结构，但部分薄膜含有(101)晶向的Zn相。通过反射率测量结合拟合软件推导薄膜厚度，并采用轮廓仪与AFM测量进行交叉验证，所得薄膜厚度范围为10-220 nm。线性光学特性通过紫外-可见光谱仪测得。此外，我们还通过z扫描法测定了这些ZnO薄膜的非线性光学特性。

    关键词： Z扫描系统，氧化锌薄膜，非线性光学特性，脉冲激光沉积

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 具有不同形貌特性的金属纳米粒子等离激元性质的实验与理论对比

    摘要： 在本研究中，我们采用脉冲激光沉积（PLD）技术结合纳秒级Nd:YAG激光系统，根据环境背景气压和激光脉冲次数，在载玻片和硅片基底上制备了具有不同形貌特性的等离子体金属纳米颗粒薄膜。通过原子力显微镜分析了这些纳米颗粒薄膜的形貌特征。紫外-可见光谱显示，等离子体金属纳米颗粒在可见光及近红外（NIR）区域呈现局域表面等离子体共振（LSPR）带，其位置取决于纳米颗粒薄膜的形貌结构。我们使用边界元法模拟程序对等离子体金属纳米颗粒的LSPR特性进行了理论计算，并将本工作获得的PLD实验结果与理论计算结果进行对比验证。本研究系统呈现并讨论了理论计算与实验结果及其对比分析，最终得出铜体系的理论与实验结果高度吻合的结论。

    关键词： LSPR、BEM、纳米粒子、气压、脉冲激光沉积

    更新于2025-09-12 10:27:22