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金属永磁材料的发展与研究现状

宇航材料工艺 1998年第5期28卷 19-24页

作者：褚卫国费维栋杨德庄哈尔滨工业大学哈尔滨150001

着重论述了AlNiCo、R－Co、Nd－Fe－B及Sm－Fe－N等金属永磁材料的发展与研究现状，对各种合金的性能与应用前景进行了评价。此外，简单介绍了FeCrCo、FeCoV及MnAlC永磁材料。并展望了磁性材料的未来发展趋势。

关键词：金属永磁材料性能应用永磁合金现状发展

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石墨烯/铜异质结室温气体传感器性能研究

传感技术学报 2021年第12期34卷 1615-1621页

作者：赵珉褚卫国刘桂英纪捷先岭南师范学院电子与电气工程学院广东湛江524048 国家纳米科学中心北京100190

为了改善石墨烯室温气体传感器响应低、恢复性差等缺点,本文设计了一种石墨烯基气体传感器,其具有石墨烯叉指电极以及中央铜薄层沉积区结构。通过XPS分析发现,由于存在不同程度的自然氧化,铜薄层存在Cu;、Cu;、Cu;及Cu;四种价态成分;且... 详细信息

为了改善石墨烯室温气体传感器响应低、恢复性差等缺点,本文设计了一种石墨烯基气体传感器,其具有石墨烯叉指电极以及中央铜薄层沉积区结构。通过XPS分析发现,由于存在不同程度的自然氧化,铜薄层存在Cu;、Cu;、Cu;及Cu;四种价态成分;且随着沉积厚度的变化,四种价态成分所占比例也发生变化。实验发现铜薄层沉积厚度为8nm对应的器件性能最佳,对5×10^(-6)和0.3×10^(-6)NO_(2)的室温响应分别为-30.9%和-8.1%,对105×10^(-6)和10×10^(-6)NH;的响应分别为+29.1%和+5.9%,且具有较好的恢复性能。本文基于密度泛函理论计算了本征石墨烯、修饰有铜及铜氧化物的石墨烯表面对NO_(2)和NH;吸附的微观参量,并讨论了器件的响应机制。

关键词：石墨烯基室温气体传感器铜沉积 NO_(2)检测 NH 检测响应机制

超薄钛沉积石墨烯基传感器室温氨气响应性能研究

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传感技术学报 2020年第10期33卷 1412-1418页

作者：赵珉褚卫国纪捷先刘桂英岭南师范学院信息工程学院广东湛江524048 国家纳米科学中心北京100190

本征石墨烯气体传感器(Gr器件)对NH_3气体的室温响应非常微弱,为此本文采用电子束蒸镀方法在原器件沟道区域分别沉积3 nm、5 nm和10 nm的薄层金属Ti,形成三种Ti/Gr器件。实验发现Ti/Gr器件在黑暗条件下对NH3气体的室温响应灵敏度远高于G... 详细信息

本征石墨烯气体传感器(Gr器件)对NH_3气体的室温响应非常微弱,为此本文采用电子束蒸镀方法在原器件沟道区域分别沉积3 nm、5 nm和10 nm的薄层金属Ti,形成三种Ti/Gr器件。实验发现Ti/Gr器件在黑暗条件下对NH3气体的室温响应灵敏度远高于Gr器件;而引入可见光照射使三种Ti/Gr器件的响应灵敏度进一步提高,同时恢复性也得到一定提升。其中,5 nm Ti/Gr器件获得最佳的性能提升,对通入3 min 400×10^-6 NH3的灵敏度达+17.9%,恢复时间为3 min。通过XPS分析,发现不同Ti/Gr器件沟道处所沉积的薄层Ti发生不同程度的氧化,生成包含不同价态成份的钛氧化物,导致特定Ti层厚度的Ti/Gr器件具有最佳性能。

关键词：石墨烯基气体传感器 NH3气体室温检测灵敏度恢复性能钛沉积

Sm_2(Fe,M)_(17)N_x稀土永磁材料的研究进展

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功能材料 1999年第5期30卷 456-458页

作者：褚卫国费维栋胡晓和杨德庄哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 合肥柴油机厂安徽合肥230021

概述了Sm2（Fe，M）17Nx稀土永磁体，详细论述了磁性能及其影响因素，着重强调了成为新一代实用永磁体的巨大潜力，并展望了未来发展趋势。

关键词： Sm2(Fe,M)17Nx 稀土永磁体磁性能

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超薄金属修饰石墨烯基气体传感器性能研究

传感技术学报 2019年第5期32卷 693-698页

作者：赵珉褚卫国梁启文龙世瑜岭南师范学院信息工程学院广东湛江524048 国家纳米科学中心北京100190

为了改善本征石墨烯基电阻型气体传感器的室温气体响应性能,采用电子束蒸镀方法在原器件沟道区域分别沉积六种超薄金属,包括1 nm的Au、Ag、Pt、Pd、Ti和Al,并检测这些器件对NO_2和NH_3气体的响应特性。发现修饰有1 nm Pt的器件对通入3 m... 详细信息

为了改善本征石墨烯基电阻型气体传感器的室温气体响应性能,采用电子束蒸镀方法在原器件沟道区域分别沉积六种超薄金属,包括1 nm的Au、Ag、Pt、Pd、Ti和Al,并检测这些器件对NO_2和NH_3气体的响应特性。发现修饰有1 nm Pt的器件对通入3 min 3×10^(-6) NO_2气体有最高的响应灵敏度,达-56.6%,比原石墨烯器件提高了约9.3倍,但该器件响应饱和较早。而修饰有1 nm Ti的器件对NO_2气体的响应在灵敏度、恢复性等方面都有较好改善,且对NO_2气体浓度有最佳的线性响应,表现出较大的动态探测范围。然而除1 nm Ti以外,修饰有其他五种金属的石墨烯对400×10^(-6) NH_3的响应均没有明显改善。文章对不同金属材料修饰导致器件气体敏感性能差异的原因进行了分析与讨论。

关键词：气体传感器石墨烯金属沉积室温探测灵敏度恢复率

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纳米器件

现代物理知识 2018年第5期30卷 31-37页

作者：褚卫国国家纳米科学中心

1.概述随着1991年碳纳米管的发现,在全世界范围内掀起了研究纳米技术的热潮,而纳米器件及其加工制备水平是衡量纳米科技发展水平的重要标志。纳米器件是指利用微纳米加工技术制备得到的特征尺寸为纳米尺度(通常为1～100 nm)的具有特定... 详细信息

1.概述随着1991年碳纳米管的发现,在全世界范围内掀起了研究纳米技术的热潮,而纳米器件及其加工制备水平是衡量纳米科技发展水平的重要标志。纳米器件是指利用微纳米加工技术制备得到的特征尺寸为纳米尺度(通常为1～100 nm)的具有特定功能的器件。因此,纳米器件具有两个显著特征,一是器件处于纳米尺度;二是具有特定功能。在制备纳米器件过程中需要利用微纳米加工技术,根据加工方式的不同,微纳米加工技术主要可分为"自

关键词：纳米器件纳米激光器纳米电子器件硅纳米线阵列纳米结构气体敏感材料纳米材料微纳米加工技术纳米光学纳米光电子器件纳米尺度纳米光栅超表面规模化制备

高性能三维纳米结构SERS芯片设计、批量制备与痕量汞离子检测

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光谱学与光谱分析 2021年第12期41卷 3782-3790页

作者：黄辉田毅张梦蝶徐陶然牟达陈佩佩褚卫国长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 中国科学院纳米光子材料与器件重点实验室中国科学院纳米科学卓越创新中心国家纳米科学中心纳米加工实验室北京100190 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

表面增强拉曼散射(SERS)是一种无损、高灵敏、快速检测痕量重金属离子的光谱技术。通过调控和优化纳米结构图案和尺寸可显著增强局域表面等离子体共振(LSPR)与表面等离子体激元(SPP)的耦合以提升电磁场强度,是获得高性能SERS芯片的重要... 详细信息

表面增强拉曼散射(SERS)是一种无损、高灵敏、快速检测痕量重金属离子的光谱技术。通过调控和优化纳米结构图案和尺寸可显著增强局域表面等离子体共振(LSPR)与表面等离子体激元(SPP)的耦合以提升电磁场强度,是获得高性能SERS芯片的重要新途径。提出一种用于检测痕量汞离子的新型金属/介质三维周期纳米结构高性能SERS芯片。利用新型应力分化式双层模板纳米压印方法实现了大面积高均一纳米结构SERS芯片的低成本、批量制备。该芯片成功用于痕量汞离子的高灵敏快速检测。采用有限元方法对压印过程界面微区应力进行模拟,通过调控压印模板纵向结构和横向尺寸对模板进行设计。模拟结果表明,纵向有台阶结构的双层模板图案区域呈现高、低两个应力分区,其中,高应力区占图案~72%的面积,其应力均匀性比单层模板提升17%;低应力区分布在图案边缘~28%的区域,可有效减小脱模切应力。当模板横向尺寸从15 mm缩减至7 mm,界面应力整体提升1~2个数量级,将显著提高压印成功率。使用不同横向尺寸的单、双层模板进行压印实验结果表明,尺寸为7 mm的压力分化式双层模板实现了大面积高均一纳米结构的高质量制备,这与模拟结果高度一致。在压印胶纳米结构上构筑金纳米颗粒得到金属/介质三维周期纳米结构SERS芯片。此芯片对罗丹明6G分子的检测极限为2.08×10^(-12) mol·L^(-1),增强因子达3×10^(8),检测均一性RSD为8.07%。该芯片对汞离子的探测限浓度仅为10 ppt(5.0×10^(-11 )mol·L^(-1)),浓度线性工作范围为5.0×10^(-11)~5.0×10^(-5) mol·L^(-1),跨度达6个数量级,呈现良好的线性关系(R^(2)=0.966),在目前汞离子检测技术中具有显著优势。提出一种通用的高灵敏快速检测痕量物质的SERS芯片设计和制备方法。这种基于光学原理芯片“结构设计-批量制备-实际应用”的研究范式将连接芯片设计和批量制备两个关键点,推动其实际应用。

关键词：表面增强拉曼散射(SERS) 痕量检测纳米压印(NIL) 三维纳米结构有限元分析

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固溶处理态Alnico8合金的微观组织

光谱实验室 2002年第5期19卷 580-584页

作者：徐跃孙开亮褚卫国费维栋吉林大学分析测试中心山东省日照市工业学校山东省日照市278600 哈尔滨工业大学材料物理与化学系

本文利用透射电镜、X射线衍射及小角散射的分析手段 ,研究了淬火态 Alnico8合金的微观组织结构。研究结果表明 ,Alnico8合金在固溶淬火过程中就发生了调幅分解 ,且冷却速度越快 ,组织越细小。合金在冷却过程中的调幅分解过程进行的并不... 详细信息

本文利用透射电镜、X射线衍射及小角散射的分析手段 ,研究了淬火态 Alnico8合金的微观组织结构。研究结果表明 ,Alnico8合金在固溶淬火过程中就发生了调幅分解 ,且冷却速度越快 ,组织越细小。合金在冷却过程中的调幅分解过程进行的并不充分。

关键词：固溶处理态微观组织 Alnico8合金调幅分解有序化转变小角散射永磁合金透射电镜 X射线衍射

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混合抗蚀剂法制备纳米球型SERS基底

光学学报 2022年第15期42卷 186-195页

作者：周一轩杨婧徐陶然乔治牟达陈佩佩褚卫国长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 国家纳米科学中心纳米加工实验室中国科学院纳米光子材料与器件重点实验室(筹)中国科学院纳米科学卓越创新中心北京100190 中国环境监测总站国家环境保护环境监测质量控制重点实验室北京100012 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

报道了一种利用混合抗蚀剂的一步电子束曝光制备表面增强拉曼散射(SERS)基底的新方法。基于氢倍半硅氧烷(HSQ)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)电子束抗蚀剂的混合产生相分离形成纳米球体的现象,并利用合适剂量(2000μC/cm^(2))电子束曝光、固... 详细信息

报道了一种利用混合抗蚀剂的一步电子束曝光制备表面增强拉曼散射(SERS)基底的新方法。基于氢倍半硅氧烷(HSQ)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)电子束抗蚀剂的混合产生相分离形成纳米球体的现象,并利用合适剂量(2000μC/cm^(2))电子束曝光、固化纳米球,经显影去除多余残胶后再使用电子束蒸发沉积Au薄膜,得到纳米球型SERS基底。纳米球尺寸分布均匀,相对标准偏差为7.56%,表面粗糙Au层及球之间的间隙能够提供丰富SERS“热点”,从而使其表现出良好的拉曼增强效应。该SERS基底对多种目标物均能表现出良好的检测性能。对4-巯基苯硼酸(4-MPBA)检测的SERS增强因子为5.8×10^(6),检测限为1.06×10^(-8) mol/L。对罗丹明6G(R6G)和三聚氰胺的检测限分别达到7.08×10^(-9 )mol/L和7.94×10^(-10) mol/L。三聚氰胺的检测范围为1.0×10^(-9)~1.0×10^(-5) mol/L,跨度达4个数量级,并呈现良好线性关系(R2=0.952),检测优势十分显著。这种利用不同性质抗蚀剂在纳米尺度独特的分离现象制备纳米球的方法简单、重复性好,对发展新型纳米结构高性能SERS基底及其制备方法具有重要意义。

关键词：表面光学表面增强拉曼散射(SERS) 电子束曝光痕量检测三聚氰胺