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通过光度测量获取钯的光学、电荷传输及磁性能：接近量子力学背景
摘要： 采用参数化德鲁德-洛伦兹（DL）模型描述块体钯样品在低温和室温下介电函数的光谱变化。该模型不仅考虑了传导电子的贡献，还明确计入了空穴的贡献。通过模拟退火法获得模型中各参数的最优值：传导电子的体积等离子体频率、高频介电常数、空穴的碰撞频率及相应弛豫时间，以及用于推导空穴有效质量和传导电子碰撞频率的两个附加参数。同时优化了洛伦兹项中介电函数的振子强度、共振频率和线宽。振子强度的重整化需要在DL模型框架中引入新参数——传导电子数密度与金属原子数密度的比值，其最优值与能带结构计算结果及独立测量值高度吻合。该参数的引入使得我们能够进一步评估与载流子输运相关的物理量：平均有效质量、费米能级、对应费米能级的电子态密度、本征电阻率、本征平均自由程、热容、迁移率，以及电子和空穴的顺磁/抗磁磁化率。将优化得到的共振频率与合理带间跃迁的能量差进行对比，结果与文献报道的能带结构图谱及基于密度泛函理论计算获得的能带结构相符。
关键词： 德鲁德-洛伦兹模型、钯、密度泛函理论、模拟退火、金属薄膜
更新于2025-11-14 15:19:41
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利用金属-半导体界面处的高原子迁移率来定制金属薄膜纹理
摘要： 研究了在非晶态SiO2(a-SiO2)和非晶态Ge(a-Ge)衬底上生长的Al薄膜的微观结构和织构演变差异。令人惊讶的是，发现a-Ge衬底能将Al晶粒的择优取向从常规的(111)面转变为非常规的(110)面。本研究探讨了金属-半导体界面处Ge原子高迁移率对金属薄膜微观结构和织构演变的影响。由于Ge原子在薄膜表面的偏析，抑制了Al吸附原子在a-Ge衬底上的扩散。同时Ge原子的晶界润湿作用也抑制了Al晶界的迁移。研究表明，a-Ge衬底通过改变薄膜生长模式（从三维成核转变为二维成核），能够调控Al晶粒取向从(111)面转向(110)面。本文还讨论了基于Volmer-Weber生长模型的相互作用诱导岛状生长模型概念。该工作揭示了金属薄膜与半导体衬底界面处的原子迁移率如何控制沉积过程中的薄膜微观结构和织构。
关键词： 基底、微观结构、表面扩散、织构、金属薄膜、晶界润湿
更新于2025-09-23 15:23:52
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社论：面向新兴薄膜光伏技术的窗电极
摘要： 通过低温印刷工艺在柔性基板上制造的太阳能电池（光伏器件）因其灵活性、色彩可调性和轻量化特性，在建筑与交通领域具有广泛应用前景。当前处于商业化前夜的两项新兴光伏技术是有机光伏和钙钛矿光伏。铜铟镓硒（CIGS）、碲化镉（CdTe）和非晶硅太阳能电池同样适用于柔性光伏应用。学界普遍认为，只有当合适的透明柔性电极材料出现时（Lu等，2018），这类光伏技术才能充分发挥其相对于传统薄膜光伏的成本优势与功能优势。 氧化铟锡（ITO）是目前光电器件（包括太阳能电池和显示器）中最常用的透明导电材料。然而这种脆性陶瓷材料的特性使其难以满足未来柔性、可拉伸及可穿戴电子设备的需求——机械形变时极易产生裂纹。相比之下，导电性最强的金属（铜Cu、银Ag、金Au）制成的光学薄膜或金属纳米线网络（Sannicolo等，2016）虽面临铜的氧化与寄生吸收问题、银和金的高材料成本问题，但仍展现出良好潜力。虽然基于这些金属的透明电极在化学稳定性、热稳定性和电稳定性方面存在挑战，但研究表明薄涂层能有效维持其完整性与性能（Celle等，2018）。此外，空间原子层沉积（SALD）（Mu?oz-Rojas和MacManus-Driscoll，2014；Khan等，2018）等低温高通量沉积技术可用于制备这些?；げ恪?
关键词： 太阳能电池，光伏，透明电极，钙钛矿太阳能电池，有机光伏，金属薄膜，有机太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过TiO<sub>x</sub>基底化学计量比调控等离子体金膜中的载流子动力学
摘要： 贵金属中的等离激元激发具有诸多迷人特性，并催生了广泛的应用领域。我们通过非绝热分子动力学结合含时密度泛函理论证明：基底材料的化学成分与化学计量比能显著影响电荷动力学行为。通过调控二氧化钛中的氧含量（包括化学计量比、富氧及贫氧相）以及钛金属基底，可使金薄膜中载流子寿命改变达5倍，电子-空穴弛豫速率比调控幅度达10倍。值得注意的是，薄层TiOx基底能对更厚的金薄膜载流子特性产生深远影响。这种显著变化源于钛和氧原子质量远轻于金原子，其振动模式能更快速耗散能量。对特定载流子类型及能量范围的调控取决于金与TiOx的能级匹配及界面相互作用强度——这些因素极易受TiOx化学计量比影响。具体而言，富氧与贫氧二氧化钛可分别调控空穴与电子行为，而金属钛则同时影响两类载流子。通过原子尺度解析界面电子-振动相互作用，我们获得了设计光伏器件、光催化系统、光电器件、传感器及纳米医疗设备等所需的关键等离激元材料特性基础认知。
关键词： 非绝热分子动力学、衬底层、时域密度泛函理论、金属薄膜、电子-声子能量弛豫、表面等离激元
更新于2025-09-19 17:13:59
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提高薄金属膜上热化学激光写入空间分辨率的技术与光学方法
摘要： 本文研究了多种技术、效应和因素，这些因素有助于提高薄金属膜上热化学直接激光书写的空间分辨率。同时探讨了连续波绿光激光聚焦光束实验加工的若干特定条件。本研究的目标之一是寻找合适的金属及其厚度以实现全氧化加工模式。通过精确调节激光曝光量，发现该模式能显著提升激光书写的空间分辨率——这源于聚焦光斑峰值附近氧化膜的漂白效应。除金属膜激光加工技术的相关实验结果外，本文还探讨了若干缩小直接激光书写聚焦光斑尺寸的方法。
关键词： 衍射结构、空间分辨率、无损氧化穿透、金属薄膜、热化学激光写入
更新于2025-09-16 10:30:52
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通过脉冲激光沉积法合成重费米子CeCoIn5薄膜
摘要： 通过脉冲激光沉积(PLD)技术在Al2O3(0001)衬底上生长了CeCoIn5(Co115)薄膜。这些薄膜主要沿c轴生长，包含CeIn3和含铟合金相。岩盐型晶粒成核形成，其中混有过量铟的Co115晶粒均匀分布于衬底表面。该薄膜电阻率在47 K附近呈现近藤相干峰，并在1.8 K呈现零电阻超导态——这是PLD生长Co115薄膜中的首次观测。薄膜的Rietveld精修显示其c/a比(四方度)从单晶的1.6374被抑制至1.6312，这与超导转变温度和四方度的线性关系相符。这种良好一致性表明PLD技术可为调控临界自旋涨落的二维特性提供新途径，从而有助于理解Co115的超导配对机制。
关键词： 金属薄膜、CeCoIn5薄膜、重费米子、超导性、脉冲激光沉积
更新于2025-09-12 10:27:22
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通过F2激光辐照实现聚碳酸酯上铝薄膜的无阻抗图案化方法
摘要： 近年来，聚碳酸酯作为一种轻质高强度的智能窗材料备受关注。本文报道了一种通过157纳米F2激光辐照，在硅酮硬涂层聚碳酸酯上实现铝薄膜无掩模图案化的方法。将光掩模置于聚碳酸酯上的铝薄膜表面，经F2激光照射后，未辐照区域通过氢氧化钾水溶液去除。XPS测量分析表明该方法机理为：F2激光辐照使铝薄膜表面改性生成Al2O3，该氧化层可阻止化学蚀刻。对铝薄膜下方聚碳酸酯表面的ATR-FTIR和XPS检测显示，即便存在铝薄膜，F2激光仍会氧化聚碳酸酯的硅酮硬涂层，并可能在铝与硅酮硬涂层界面形成Al-O-Si化学键。铝薄膜表面生成的Al2O3及铝/硅酮硬涂层界面的Al-O-Si键，有望赋予硅酮硬涂层聚碳酸酯上铝薄膜优异的耐磨性和强附着力。这种铝薄膜图案化制备方法有助于智能聚碳酸酯窗用电极的制造。
关键词： 表面改性、金属薄膜、真空紫外激光、图案化、化学蚀刻
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于电子束蒸镀自组装银膜的SERS活性基底纳米工程化
摘要： 表面增强拉曼光谱（SERS）作为分析化学和生物传感领域潜在解决方案的研究已持续数十年。大量研究致力于基于半连续纳米结构银/金薄膜或溶液中微纳颗粒团聚体制备信号增强的SERS活性基底。本文展示利用电子束蒸镀连续自组装银膜，从超低浓度溶液（低于10 μg/mL）中沉淀肌红蛋白获得的高幅值光谱。与对照样品相比，经特殊设计的SERS活性基底可实现高达10?倍的拉曼信号放大。通过精确控制纳米结构表面形貌的电子束蒸发银薄膜制备SERS活性基底，其形貌单元特征尺寸分布在数至数十纳米范围。光学共聚焦显微镜观测表明，蛋白质在自组装银膜表面形成特定构象，从而有效增强巨拉曼散射信号。我们结合Gwyddion软件深度数据分析与多种机器学习技术，通过原子力显微镜（AFM）研究不同SERS基底表面形貌?；谡庑┙峁范嘶竦米罡叻礢ERS光谱的关键薄膜表面形貌模式及蒸镀工艺参数，并实现了高幅值光谱适用形貌参数的自动筛选?？⒌腁FM数据自动分析流程用于SERS活性基底纳米工程过程的智能优化。
关键词： 金属薄膜、神经网络、肌红蛋白、SERS基底、电子束蒸发
更新于2025-09-12 10:27:22