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光栅局域调控二维光电探测器

物理学报 2021年第2期70卷 257-267页

作者：雷挺吕伟明吕文星崔博垚胡瑞时文华曾中明中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所多功能材料与轻巧系统重点实验室苏州215123 中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院合肥230026

近年来,二维材料独特的物理、化学和电子特性受到了越来越多的科研人员的关注.特别是石墨烯、黑磷和过渡金属硫化物等二维材料具有优良的光电性能和输运性质,使其在下一代光电子器件领域具有广阔的应用前景.本文将主要介绍二维材料在光... 详细信息

近年来,二维材料独特的物理、化学和电子特性受到了越来越多的科研人员的关注.特别是石墨烯、黑磷和过渡金属硫化物等二维材料具有优良的光电性能和输运性质,使其在下一代光电子器件领域具有广阔的应用前景.本文将主要介绍二维材料在光电探测领域上的应用优势,概述光电探测器的基本原理和参数指标,重点探讨光栅效应与传统光电导效应的区别,以及提高光增益和光响应度的原因和特性,进而回顾光栅局域调控在光电探测器中的最新进展及应用,最后总结该类光电探测器面临的问题及对未来方向的展望.

关键词：二维材料光电探测光栅局域调控异质结内建电场

基于离子注入制备的InGaN横向Micro-LED阵列

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发光学报 2021年第2期42卷 215-222页

作者：谭毅庄永漳卢子元张晓东赵德胜蔡勇曾中明张宝顺中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院安徽合肥230026 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所多功能材料与轻巧系统重点实验室江苏苏州215123

采用离子注入工艺在InGaN/GaN量子阱蓝光LED结构的p-GaN层形成高阻态隔离区域,实现了最小4μm超小尺寸高光效Micro-LED阵列的制备,并系统研究了氟离子注入隔离工艺制备的横向结构Micro-LED阵列的电学和光学性能。实验结果表明,在采用的... 详细信息

采用离子注入工艺在InGaN/GaN量子阱蓝光LED结构的p-GaN层形成高阻态隔离区域,实现了最小4μm超小尺寸高光效Micro-LED阵列的制备,并系统研究了氟离子注入隔离工艺制备的横向结构Micro-LED阵列的电学和光学性能。实验结果表明,在采用的离子注入能量范围内,氟离子在p-GaN层中的注入深度越深,对应器件的电学和光学隔离效果越好。当离子注入能量为60 keV时,Micro-LED阵列具有相对最佳的光电效果,同时基于该离子注入能量制备的4μm超小尺寸Micro-LED阵列的光功率密度高达200 W/cm2,展现了离子注入工艺在新一代Micro-LED微显示芯片中的应用潜力。

关键词：蓝光Micro-LED 离子注入隔离氮化镓横向结构高光功率密度

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磁场下碳化物析出的热力学机制

原子与分子物理学报 2025年第4期42卷 121-130页

作者：廖已莹侯廷平杨雨豪郑一航于涛刘伍明吴开明武汉科技大学理学院武汉430081 冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室武汉430081 省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 江汉大学光电材料与技术学院光电化学材料与器件教育部重点实验室武汉430056 中国科学院物理研究所北京100190

钢中碳化物的形成主要由合金元素的种类以及含量的决定,碳化物对钢铁材料的显微组织形态和力学性能有重要影响.磁场是影响碳化物析出规律发生改变的重要因素之一.以常见的碳化物M_(6)C(M=Fe,Mo)作为研究对象,利用第一性原理计算η-Fe_(... 详细信息

钢中碳化物的形成主要由合金元素的种类以及含量的决定,碳化物对钢铁材料的显微组织形态和力学性能有重要影响.磁场是影响碳化物析出规律发生改变的重要因素之一.以常见的碳化物M_(6)C(M=Fe,Mo)作为研究对象,利用第一性原理计算η-Fe_(2)C、Fe_(3)C、Fe_(2)Mo_(4)C、Fe_(3)Mo_(3)C-Ⅰ、Fe_(3)Mo_(3)C-Ⅱ和Fe_(4)Mo_(2)C等合金碳化物的磁矩,计算结果表明其中Fe_(4)Mo_(2)C的磁矩最大,达到了7.04μB.磁矩不仅由碳化物晶胞中Fe原子个数有关,还与Fe Wyckoff占位紧密相关.通过模拟计算碳化物的磁致磁热熔、磁熵、磁焓和磁自由能,从热力学角度对各碳化物进行分析,结果表明磁场会使碳化物的磁致磁热熔和磁熵增加;强磁场会降低M_(6)C的磁自由能进而提高其稳定性.此工作为研究核聚变材料磁性能提供理论基础和技术参考.

关键词：磁场碳化物析出相热力学机制

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高掺钪AlN压电薄膜HBAR器件及工艺研究

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传感器与微系统 2025年第1期 76-79页

作者：赵佳姜文铮周琮泉母志强中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室中国科学院大学

本文研究了高掺钪氮化铝(AlxSc1-xN)压电薄膜高次谐波体声波谐振器（HBAR）的设计仿真与关键制备工艺。仿真研究了钪掺杂对压电材料和HBAR器件性能影响，研究表明：30%钪组分的Al0.7Sc0.3N薄膜能够提升谐振器近5倍的有效机电耦合系数(ke... 详细信息

本文研究了高掺钪氮化铝(AlxSc1-xN)压电薄膜高次谐波体声波谐振器（HBAR）的设计仿真与关键制备工艺。仿真研究了钪掺杂对压电材料和HBAR器件性能影响，研究表明：30%钪组分的Al0.7Sc0.3N薄膜能够提升谐振器近5倍的有效机电耦合系数(keff2)。研究了电感耦合等离子体刻蚀（ICP）刻蚀工艺对Mo电极斜坡角度的影响，通过调控工艺参数可以实现侧壁倾角10°～90°大范围调节。研发了Cl2/BCl3/Ar混合气体作为反应气体的Al0.7Sc0.3N薄膜ICP刻蚀工艺，刻蚀速率高达100 nm/min并获得垂直的侧壁形貌。在此基础上成功制备出Al0.7Sc0.3N压电薄膜HBAR谐振器，keff2达到0.24%,与纯氮化铝（AlN）相比具有显著的提升效果。

关键词：掺钪氮化铝高钪掺杂压电薄膜电感耦合等离子体刻蚀高次谐波体声波谐振器

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离子凝胶纤维的制备及其传感性能研究进展

科学通报 2024年

作者：范源张其冲中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所多功能材料与轻巧系统重点实验室

近年来,柔性可拉伸、可穿戴电子设备取得了显著进展,在健康监测、人体运动、人机交互、电子皮肤等领域展现出广泛应用前景.离子凝胶材料的兴起与发展,为开发高性能柔性传感器提供了新契机.其中,相较于传统的薄膜或块状凝胶,一维离子凝... 详细信息

近年来,柔性可拉伸、可穿戴电子设备取得了显著进展,在健康监测、人体运动、人机交互、电子皮肤等领域展现出广泛应用前景.离子凝胶材料的兴起与发展,为开发高性能柔性传感器提供了新契机.其中,相较于传统的薄膜或块状凝胶,一维离子凝胶纤维凭借其柔性、透气性、舒适性及轻质特性,成为可穿戴电子产品的理想选择.本文对近年来离子凝胶纤维的制备及其传感性能研究进展进行了总结.首先,介绍了离子凝胶的特性,包括机械性能、离子导电性和热稳定性,并讨论了影响其性能的参数和改善策略.然后,阐述了离子凝胶纤维的制备方法.接着,分析和讨论了利用离子凝胶纤维作为柔性传感器的传感机理以及传感性能.最后,结合该领域近年来的研究成果,进一步讨论了离子凝胶纤维发展面临的挑战和未来的发展机遇.

关键词：离子凝胶纤维柔性传感器稳定性

聚吡咯@二氧化锰/碳纳米管薄膜电极的制备及在高性能锌离子电池中的应用

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物理化学学报 2022年第5期38卷 52-59页

作者：沈晓帆王晓娜俞能晟杨薇周雨融石艳红王玉莲董立忠邸江涛李清文中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所先进材料部中国科学院多功能材料与轻巧系统重点实验室江苏苏州215123 中国科学技术大学纳米科学技术学院江苏苏州215123 中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院合肥230026

中性/弱酸性水系锌锰电池因其能量密度高、价格低廉、环境友好等优势受到广泛关注。然而,现有的二氧化锰正极材料存在导电性能差,在充放电过程中易于溶解等问题。这严重影响了电池的倍率性能和循环稳定性,阻碍了中性锌锰电池的应用。为... 详细信息

中性/弱酸性水系锌锰电池因其能量密度高、价格低廉、环境友好等优势受到广泛关注。然而,现有的二氧化锰正极材料存在导电性能差,在充放电过程中易于溶解等问题。这严重影响了电池的倍率性能和循环稳定性,阻碍了中性锌锰电池的应用。为了解决上述问题,本文设计了以碳纳米管(CNT)网络薄膜为导电基底沉积聚吡咯(PPy)包覆二氧化锰(PPy@MnO_(2)/CNT)的多级结构电极。碳纳米管和聚吡咯组装形成高比表面积的三维交联导电网络,为活性材料提供了快速的电子、离子传输通道;聚吡咯包覆纳米级二氧化锰能够有效地抑制二氧化锰的溶解,进而提升电池的倍率特性和循环稳定性。以PPy@MnO_(2)/CNT作为正极材料组装的水系锌锰电池在1 A·g^(-1)的电流密度下,比容量达到210 mAh·g^(-1),循环1000圈后,电池依然具有较高的容量保持率(85.7%)。本工作的导电聚合物包覆活性物质的策略可为发展高稳定柔性储能器件提供新思路。

关键词：锌离子电池聚吡咯@二氧化锰碳纳米管柔性电池长循环

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材料组成对3D打印水泥基材料早龄期收缩的影响

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硅酸盐学报 2025年第01期 84-94页

作者：郝鹏宇王振地王玲中国建筑材料科学研究总院有限公司绿色建筑材料国家重点实验室

由于胶凝材料用量大、通常不使用粗骨料、缺乏模板保护且打印后立即暴露等原因，3D打印水泥基材料(3DPC)的收缩问题值得系统研究。为掌握典型材料组成对3DPC收缩的影响规律，采用接触式收缩测试方法，研究了水胶比、砂胶比、粉煤灰及矿... 详细信息

由于胶凝材料用量大、通常不使用粗骨料、缺乏模板保护且打印后立即暴露等原因，3D打印水泥基材料(3DPC)的收缩问题值得系统研究。为掌握典型材料组成对3DPC收缩的影响规律，采用接触式收缩测试方法，研究了水胶比、砂胶比、粉煤灰及矿渣粉掺量对3DPC总收缩、自收缩及干燥收缩的影响，基于灰色关联分析计算了材料组成对3DPC收缩的影响程度，对比分析了现有砂浆体系的收缩特性。结果发现增大3DPC的水胶比降低自收缩的作用大于干燥收缩。在3d龄期后的干燥收缩随砂掺量的增加而减小。掺入粉煤灰可同比例地降低3DPC的14 d自收缩和干燥收缩，而掺入矿渣粉会增大2 d后的自收缩和5d前的干燥收缩。材料组成影响3DPC收缩的权重从大到小为：水胶比、砂胶比、矿渣粉掺量、粉煤灰掺量。通过综合对比给出了3DPC、超高性能混凝土和浇筑砂浆的收缩当量，建议对3DPC的收缩研究予以重视。

关键词： 3D打印水泥基材料自收缩干燥收缩灰色关联分析

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钇铝石榴石上Mn-Co-Ni-O薄膜的制备及其相关特性表征

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红外与毫米波学报 2015年第1期34卷 41-43,59页

作者：步海军焦新兵蒋春萍中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所、纳米器件及相关材料研究部、中国科学院纳米技术与应用重点实验室江苏苏州215123

利用化学溶液法在具有良好导热性和红外透过性的钇铝石榴石单晶衬底上成功制备了具有单一尖晶石相的Mn1.56Co0.96Ni0.48O4薄膜.傅里叶红外光谱测试表明薄膜在2.5~5μm波段具有明显的吸收带.通过研究其电阻-温度关系并利用最近邻跳跃模... 详细信息

利用化学溶液法在具有良好导热性和红外透过性的钇铝石榴石单晶衬底上成功制备了具有单一尖晶石相的Mn1.56Co0.96Ni0.48O4薄膜.傅里叶红外光谱测试表明薄膜在2.5~5μm波段具有明显的吸收带.通过研究其电阻-温度关系并利用最近邻跳跃模型进行拟合,得到薄膜的特征温度约为2 530 K,室温下的负电阻温度系数约为-3.66%K-1.

关键词：热敏电阻钇铝石榴石红外吸收

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可调谐超构透镜的发展现状

中国光学 2020年第1期13卷 43-61页

作者：林雨蒋春萍中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院中国科学院纳米器件与应用重点实验室中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所

随着新兴光学设备对微型化、一体化、智能化光学变焦系统的需求与日俱增,大大促进了纳米光电子学的迅猛发展。超构透镜是由具有特殊电磁属性的人造元素按照一定的排列方式组成的具有透镜功能的二维平面结构,其最大优点就是:轻薄和易于... 详细信息

随着新兴光学设备对微型化、一体化、智能化光学变焦系统的需求与日俱增,大大促进了纳米光电子学的迅猛发展。超构透镜是由具有特殊电磁属性的人造元素按照一定的排列方式组成的具有透镜功能的二维平面结构,其最大优点就是:轻薄和易于集成。然而,集成在超构透镜上的微纳结构一旦制备完成,便难以再改变其形貌或者尺寸,因而无法对其聚焦性能进行实时调控,限制了其功能及应用范围的进一步扩展。近年来,科学家们探索了实现超构透镜聚焦性能实时调控的多种途径,其中最引人注目的是将智能材料与超构透镜相结合。本文首先回顾了可调谐超构透镜的最新进展,分别详细阐述和分析了它们的调节原理和器件性能。最后,归纳分析了当前阻碍可调谐超构透镜发展的主要问题,并进一步对未来可调谐超构透镜的发展趋势做出了展望。

关键词：纳米光电子学可调谐超构透镜智能材料聚焦性能