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氧化铝增韧氧化锆的飞秒激光微结构化用于牙科种植体表面功能化
摘要: 为满足既能承受机械负荷又能促进植入体与骨结合的高性能植入物持续需求,近期研究聚焦于硬质陶瓷的表面改性。其生物相容性、优异力学及抗疲劳性能以及美观色泽等特性,使其在牙科领域获得成功应用。氧化铝增韧氧化锆(ATZ)凭借卓越的力学性能和体温环境下的极低降解率,正逐渐成为牙科植入体的优选材料。但为改善机体对该生物惰性材料的组织反应,仍需进一步优化改性。提升该陶瓷的表面功能性可增强植入体-组织相互作用,从而实现成功整合。本研究采用超快激光技术在氧化铝增韧氧化锆表面构建微拓扑结构,旨在改善细胞对该陶瓷的响应。通过脉宽150飞秒、波长800纳米、重复频率1千赫兹的飞秒激光烧蚀,在ATZ陶瓷表面制备出微米级沟槽与网格状几何结构,系统考察了不同激光参数对表面形貌、粗糙度、化学性质及润湿性的影响。采用前成骨细胞MC3T3-E1评估微结构表面与非处理对照组的7天细胞-表面相互作用,结果显示两种微拓扑结构均能提升细胞响应——相比未处理对照组,细胞代谢活性增强且能调控细胞形态长达7天。结果表明飞秒激光纹理化可作为非接触式工艺,在ATZ陶瓷表面构建可调微尺度拓扑结构以增强生物响应。
关键词: 飞秒激光微纹理化、牙科种植体、硬质陶瓷、氧化铝增韧氧化锆、表面形貌、生物响应
更新于2025-09-11 14:15:04
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红外激光参数对表面形貌及疏水性能的影响研究
摘要: 多项研究表明,超疏水表面已应用于微纳结构与低表面能材料领域。本研究采用红外激光扫描结合简易盐化改性方法提升表面疏水性。当扫描速度为100毫米/秒、激光功率30瓦且扫描间距200微米时,表面表观接触角可达157°。通过表面特性评估发现,降低扫描速度或提高激光功率均能增强表面疏水性能。经老化处理后,该方法制备的超疏水表面仍保持良好耐久性。
关键词: 红外激光、表面形貌、激光参数、超疏水
更新于2025-09-11 14:15:04
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通过引入非富勒烯受体拓宽长波长探测光谱的高性能有机光电探测器
摘要: 我们通过在基于聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT)与[6,6]-苯基C71-丁酸甲酯(PC71BM)的传统体异质结(BHJ)体系中引入非富勒烯受体3,9-双(2-亚甲基-(3-(1,1-二氰亚甲基)-茚酮))-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩并[2,3d:2,3′-d′]-s-茚并[1,2-b:5,6-b′]二噻吩(ITIC),展示了宽带可见光有机光电探测器(OPDs)。所得OPDs在整个380-760 nm可见光区域表现出超过10^12琼斯(Jones)的比探测率,最高探测率达2.67×10^12 Jones(710 nm处)。通过紫外-可见吸收光谱、稳态光致发光、原子力显微镜和空间电荷限制电流特性分析了OPDs的薄膜特性。由于ITIC的长波长吸收带,光谱光探测范围得到有效拓宽,更优的薄膜形貌、更高效的能量转移以及活性层中降低的电子迁移率共同促成了优异的光电探测性能。该方案为高性能宽带可见光OPDs的实现提供了可靠策略。
关键词: 有机光电探测器、紫外-可见吸收、非富勒烯受体、表面形貌、全可见光范围光电探测
更新于2025-09-11 14:15:04
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铈掺杂对外延钇铁石榴石薄膜的作用
摘要: 本研究探讨了采用脉冲激光沉积技术生长的掺铈钇铁石榴石(YIG)薄膜的生长优化与磁学特性。X射线衍射(XRD)显示薄膜具有高度结晶的单相特性,原子力显微镜(AFM)表明薄膜表面极为光滑,均方根粗糙度小于1纳米。通过X射线反射率(XRR)计算得出薄膜厚度分别为约17、35、52、70和122纳米。磁学测量显示掺铈YIG的饱和磁化强度有所提升,但随着生长时间延长,观察到磁饱和度下降。这种饱和磁化强度降低源于长时生长薄膜中残留Ce2O相的形成。实验中观测到薄膜的纵向自旋塞贝克电压信号,且在掺铈YIG薄膜上沉积的铂(Pt)未显示出磁化迹象。
关键词: 微波技术、表面形貌、铈、亥姆霍兹线圈
更新于2025-09-10 09:29:36
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射频磁控溅射制备的GZO薄膜的生长特性
摘要: 本文研究了薄膜厚度对掺镓氧化锌(GZO)特性的影响。采用纯度为99.99%的GZO陶瓷靶材,通过射频磁控溅射法在玻璃基板上沉积GZO薄膜。通过将沉积时间从10分钟调整至50分钟来改变薄膜厚度,同时固定溅射功率、氩气流量和靶距,以探究薄膜厚度对其生长特性、结构、光学性能及表面形貌的影响。实验在100瓦射频功率和10标准立方厘米每分钟氩气流量的条件下进行,成功在玻璃基板上制备出厚度范围为130纳米至460纳米的GZO薄膜,其晶粒尺寸介于20.63纳米至22.04纳米之间,光学透过率超过85%。
关键词: 射频溅射、生长特性、GZO(氧化镓锌)、光学性能、表面形貌、结构特性
更新于2025-09-10 09:29:36
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耐用、光学透明、超疏水的聚合物薄膜
摘要: 透明且超疏水的自支撑薄膜有助于将不润湿特性拓展至光学应用领域,尤其适用于暴露于流动水环境中的情况。然而透明度和耐久性这两大挑战一直难以攻克。虽然维持水滴处于卡西状态的必要条件是表面具有高度粗糙度,但这种粗糙度会导致显著的光散射和光学清晰度下降。将粗糙度降低至小于光波长1/4的尺度虽能减少散射,却可能牺牲耐久性。本文介绍了一种新颖简便的层压处理方法:通过将疏水性二氧化硅纳米颗粒部分嵌入环烯烃聚合物(COP)薄膜表面,使自支撑薄膜同时具备超疏水性、高透明度和优异耐久性。部分嵌入工艺既确保纳米颗粒牢固附着,又使其纳米级粗糙结构得以显露,最终实现卓越的超疏水性能(接触角>160°且滚动角<10°)、高透光率(500nm波长处透光率超过87%)及流动水环境下的长期耐久性(在70升/分钟流量下保持>6小时)。我们系统研究了包括颗粒涂层厚度与层压条件在内的工艺参数对薄膜光学性能、疏水性及机械耐久性的影响规律。
关键词: 润湿性、光学透过率、表面形貌、超疏水性、耐久性、层压
更新于2025-09-10 09:29:36
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基底固定化金属氧化物纳米结构材料的光催化活性受表面形貌影响
摘要: 材料的结构、形貌和表面形态直接由用于制备纳米结构金属氧化物材料的基底和生长方法决定。这些特性对材料的光催化活性起着至关重要的作用。本文简要综述了近期关于纯的和掺杂的纳米结构金属氧化物用于光催化应用的一些相关文献,重点关注材料的结构、形貌和表面形态对光催化活性的影响?;毓肆薚iO2、ZnO和CuO金属氧化物以及各种半导体和金属掺杂的情况。结论是,根据所综述的文献,影响光催化活性的最重要的表面参数是表面积、表面积与体积比、纳米晶粒尺寸和结晶度,与材料无关。特别是,对于每种材料,可能有更多的表面参数具有重要意义。
关键词: 表面形貌、光催化活性、金属氧化物
更新于2025-09-09 09:28:46
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准大气压下N2和NH3等离子体处理对p-GaN表面形貌的影响
摘要: 我们采用微带线结构的微波激发等离子体源,在准大气压下对暴露于氮气(N2)和氨气(NH3)等离子体的p型氮化镓(p-GaN)表面形貌进行原子力显微镜表征。实验在700°C衬底温度下,将等离子体暴露时间控制在2至20分钟范围。当N2和NH3等离子体分别作用2分钟时,原始p-GaN表面的脊状特征立即钝化且表面粗糙度显著降低,同时保持了原子级台阶结构。随着两种等离子体暴露时间的延长,表面台阶交叉与聚集现象逐渐消失。但当NH3等离子体暴露时间增至20分钟时,台阶边缘出现坑洞和颗粒物,导致表面剧烈粗糙化。研究表明:通过准大气压下的适度等离子体处理可在不破坏台阶结构的前提下实现GaN表面平滑化,这类等离子体源有望应用于氮化物半导体生长的金属有机化学气相沉积系统。
关键词: 微波辅助等离子体、表面形貌、氮气和氨气等离子体、原子力显微镜、金属有机化学气相沉积、氮化镓
更新于2025-09-09 09:28:46
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Ba和Mn共掺杂BiFeO?中结构、磁性和光学性质改变的理论与实验证据
摘要: 为改善纯BiFeO3(BFO)相关的空位缺陷,采用溶胶-凝胶法制备了不同Ba-Mn共掺杂样品(Bi1-xBaxFeyMnyO3;x=0.1;y=0.0, 0.05, 0.1, 0.15)。在不同实验条件下研究了共掺杂对BiFeO3结构、磁性和光学性能的影响。分别通过SEM和VSM分析测量了粒径和磁性能,同时通过紫外分析计算了带隙。共掺杂样品显示出更小的粒径和更好的表面形貌。M-H回线表明Mn2+的存在在一定程度上增加了铁磁性含量。但所有样品的M-H回线显示室温铁磁性的出现均呈现弱铁磁行为。此外,Ba2+取代Bi3+位点和Mn2+取代Fe3+位点降低了带隙,这通过增强的光学性能得到证实。
关键词: 表面形貌、铁磁性、BFO(钛酸铋)、多铁性材料、带隙
更新于2025-09-09 09:28:46
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阳极氧化参数对TiO2纳米管表面形貌及光电化学性能的影响
摘要: 通过化学抛光时间、阳极氧化电压、阳极氧化时间和NH4F电解液浓度的不同组合对钛片进行阳极氧化处理,制备出二氧化钛纳米管(TiO2 NTs)。采用扫描电子显微镜(SEM)观察TiO2 NTs的表面形貌,用于表征其内径(di)、中心间距(l)和壁厚(w)。通过测量光电流密度和入射光子-电流转换效率(IPCE)来描述TiO2 NT阵列的光电化学性能。数据显示:l可通过阳极氧化电压调控;而di和w则受阳极氧化时间及NH4F电解液浓度影响。此外,阳极氧化参数对TiO2 NTs表面形貌的影响存在相互作用。在最佳工艺条件(0.125质量% NH4F乙二醇溶液,60V电压阳极氧化60分钟)下制备的TiO2 NTs,在300nm波长处表现出90.42 μA/cm2的光电流密度和18.76%的最大IPCE值。结果表明:阳极氧化参数对TiO2 NTs光电流响应的影响主要通过控制壁厚及直径与壁厚比(di/w)实现。当壁厚超过临界值时,di/w比值可达到使TiO2 NTs呈现高光电流输出的范围。
关键词: 表面形貌、壁厚、二氧化钛纳米管、阳极氧化、光电化学性能
更新于2025-09-04 15:30:14