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基于石英晶体音叉实现的无带宽限制红外探测器
摘要: 我们开发了一种基于标准石英晶体音叉(QCTF,共振频率约32 kHz)的新型光电探测器,用于红外光谱应用。与传统半导体探测器的光电效应类似,我们利用QCTF的压电效应来测量光强。为验证该技术,我们记录了C2H2分子的光谱吸收特征,并与商用碲镉汞(MCT)探测器进行了对比。这种探测技术可能为开发无带宽限制且无需复杂低温冷却的新型光电探测器开辟新途径。
关键词: 红外探测器、压电效应、QCTF、激光光谱学
更新于2025-09-23 15:23:52
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磁场对ZnO及ZnO/Co?O?核壳纳米线阵列压电效应与压电光电子学特性的耦合影响
摘要: 压电相关的多场耦合效应近期因其在下一代多功能器件开发中的潜力而备受关注。本文研究了ZnO纳米线阵列中磁场、压电性与光激发之间的多场耦合效应。阵列电流对施加磁场的响应随磁场强度增加而减弱,但通过压磁电子效应,施加外应力可使磁致电流放大一个数量级。相反,在紫外光照下,由于磁场有利于光生电子-空穴对的分离,磁致电流响应随磁场强度增加而增强。压电-光-磁电子效应使磁致电流响应至少提升两个数量级。此外,采用ZnO/Co3O4核壳异质结纳米线阵列后,在压磁电子和压电-光-磁电子作用下,电流响应分别提升至9倍和3倍,这归因于核壳界面处载流子分离与传输效率的提高。该现象为多功能压磁电子及压电-光-磁电子器件的开发展现了潜在价值。
关键词: 压电效应、磁场、压光电磁效应、压磁电效应
更新于2025-09-23 15:21:21
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激光辐照与外电场作用下核壳纳米粒子的可调谐热-压电-等离子体效应
摘要: 本研究聚焦于金-钛酸铅锆(PZT)核壳纳米粒子热释电等离子体溶液中的光热效应特性。采用液相激光烧蚀法制备了核壳纳米粒子,通过光谱学和Z扫描技术在外加电压条件下研究其线性与非线性光学性质以探究压光效应。此外,运用偶极近似法计算了不同核尺寸、不同壳层厚度样品在水和聚乙烯吡咯烷酮介质中的线性光学特性。通过COMSOL Multiphysics V5.4有限元法和红外相机,在激光辐照与外电场作用下对样品的热等离子体效应进行了理论与实验研究。结果表明:在外部调控下呈现出显著可调的线性/非线性行为及热释电等离子体特性,不同外部作用下的温升范围为ΔT=3.7-14.1°C。这些发现证实该材料体系可用于癌症治疗及其他生物医学应用。
关键词: 非线性折射率、外电场、核壳纳米粒子、激光辐照、热等离子体效应、压电效应、Z扫描技术、肖特基势垒
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于单结构的多元耦合效应纳米发电机,用于柔性自供电多功能耦合传感器系统
摘要: 未来传感器系统必须实现多物理信号的同步监测,但目前仅能通过将多种传感器类型集成于单一设备来实现。然而,采用共享公共电极的单一传感器结构,既能实现多功能传感,又可减小器件尺寸并提高空间分辨率。本研究报道了一种基于铁电钛酸钡薄膜的多效应耦合纳米发电机,无需外接电源即可收集光能、机械能和热能,构建自供电多功能耦合传感系统。该耦合纳米发电机展现出强耦合增强效应:在405 nm光照下检测灵敏度为0.42 nA/(mW/cm2),压力检测灵敏度为1.43 nA/kPa,温度传感灵敏度为-8.85 nA/K。其中光/压力传感性能在约19.5 K的降温过程中达到最高灵敏度,而最大温度检测灵敏度可在83.2 mW/cm2强光照条件下获得。此外,该耦合纳米发电机阵列可柔性集成,用于触觉压力、温度及光传感器,为实现电子皮肤的多重耦合传感提供支持。
关键词: 光伏效应、热释电效应、压电效应、电子皮肤
更新于2025-09-23 15:19:57
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柔性碲纳米网光电探测器宽带光响应的压电调制
摘要: 柔性光电探测器在智能可穿戴设备、健康监测和生物传感领域展现出巨大应用潜力。本研究通过分子束外延技术在柔性云母衬底上生长单晶β-碲纳米线,构建了高密度有序纳米网格结构?;陧谀擅淄裰票傅墓獾缣讲馄骶哂杏乓旎等崛托?,在紫外至近红外宽波段范围内响应迅速且光敏性良好。研究发现采用肖特基接触的柔性光电探测器能显著抑制暗电流,但与欧姆接触器件相比响应速度有所降低——这是因为空穴需要较长时间隧穿金属与p型碲之间的肖特基势垒。此外,柔性肖特基光电探测器的光响应可通过碲的压电效应进行调控,在多次弯曲后光电流出现显著提升。外应力作用下,极化电荷可调节金属/碲界面的肖特基势垒高度,从而导致光电流变化。该研究不仅揭示了碲纳米网格的宽波段光响应特性和压电效应,更推动了宽带柔性光电器件的集成与发展。
关键词: 碲纳米网、压电效应、宽带光响应、分子束外延、柔性光电探测器
更新于2025-09-11 14:15:04
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[IEEE 2018年第19届国际电子封装技术会议(ICEPT)- 上海(2018.8.8-2018.8.11)] 2018年第19届国际电子封装技术会议(ICEPT)- 带有ZnO纳米线的微金字塔硅晶圆作为高效压电纳米发电机
摘要: 压电纳米发电机(PENG)是纳米技术发展中的重要里程碑。这种在纳米尺度将机械能转化为电能的装置,依赖于纳米材料压电性与半导体特性的耦合效应,为环境能量采集实现自供能纳米技术提供了潜在解决方案。如何提高转换效率仍是当前PENG面临的核心挑战之一?;谘沟缒擅追⒌缁幕⊙芯浚颐翘岢鲆恢旨虻?、稳健且可扩展的纳米线纳米发电机制备方法:先在硅晶圆微金字塔纹理表面生长氧化锌纳米线,再将两片氧化锌纳米线面对面贴合的基底简单组合即构成纳米发电机。该结构能多方位收集机械能——当采用40千赫兹超声波驱动时,这种金字塔构型的氧化锌纳米线纳米发电机可产生平均约3纳安的压电电流信号。
关键词: 金字塔Si、压电效应、ZnO纳米线、纳米发电机
更新于2025-09-10 09:29:36
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铌酸锂上石墨烯薄膜的表面声波声电效应实验研究
摘要: 展示了在128°Y切向、X传播的铌酸锂(128-LN)基片上覆盖单层薄膜石墨烯时,测量表面声波(SAW)声电效应(AE)的实验结果。在SAW通信设备(尤其是吉赫兹频段)中应用声电放大器,可能为无线电、传感器等应用带来根本性突破。1350MHz频段的实验数据显示:当对石墨烯薄膜施加直流电压时,延迟线呈现3dB的非对称性(该数值以正向与反向峰值SAW频率响应之比表示)。
关键词: 表面声波(SAW)、压电效应、表面声波(SAW)滤波器
更新于2025-09-10 09:29:36
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正交晶系ZnSnN2纳米柱阵列的物理、光化学及扩展压电性能研究
摘要: 本研究报道了通过自然沉积Sn3N4和Zn厚度梯度(在氟掺杂氧化锡衬底上反向沉积形成Zn-Sn3N4成分渐变层)来增强阳离子比例相对变化并促进正交相ZnSnN2(ZTN)形成的压电相关特性。组合磁控溅射过程中未采用移动挡板以降低制备复杂度。Zn-Sn3N4成分渐变层中富Sn3N4区域(位置1)呈现沿[001]方向生长的单晶正交相(Pna21)ZTN纳米柱阵列及Sn3N4,该结构经锁定耦合X射线衍射和透射电镜确认。通过二次离子质谱和X射线光电子能谱的深度剖析追踪了沿衬底法线方向的组分元素扩散及各元素原子结合态变化。根据紫外-可见光谱估算ZTN带隙约为2.0 eV。通过简易电流-电压测量确定了ZTN的压电效应和压光电效应,并通过肖特基势垒高度变化进行解释。压光催化反应显示出测量中最高的速率常数(k约9×10?3/分钟),这归因于压电势分布降低了光生e?-h?对的复合。此外降解过程中主要检测到O??自由基。
关键词: 压电效应,正交相ZnSnN?纳米柱阵列,压光催化,压光电子效应,组合Zn–Sn?N?成分梯度
更新于2025-09-10 09:29:36
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[IEEE 2018年电子器件工程实际问题国际会议(APEDE) - 俄罗斯萨拉托夫(2018.9.27-2018.9.28)] 2018年电子器件工程实际问题国际会议(APEDE) - 基于横向结构的应变调谐多通道耦合器
摘要: 我们观察到双侧复合多层结构中存在应变诱导的自旋波路由现象。通过布里渊光散射技术,研究了跨越三个相邻磁振子条带的自旋波传输过程——这些条带与压电层存在应变耦合。该应变能有效引发电压调控的偶极自旋波相互作用。我们实验验证了电压控制自旋波开关的基本特性,证实由于压电层与层状复合材料的压电效应、磁致伸缩效应及其间的机械耦合,自旋波特性可通过电场进行调控。
关键词: 自旋波传输、压电效应、布里渊光散射、电压控制的自旋波开关、应变诱导的自旋波路由、磁振子条纹、压电层、磁致伸缩、电压控制的偶极自旋波相互作用
更新于2025-09-04 15:30:14
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二维材料中的压电子学与压光电子学
摘要: 本文讨论了二维(2D)材料压电电子学与压电光电子学的最新研究进展。二维半导体材料展现出优异的电学与光电子学特性,这些超薄材料是下一代器件的候选材料。在二维半导体中,过渡金属硫族化合物因沿扶手椅方向的非中心对称性而具有显著的本征压电效应。研究表明,即使在单层材料中,肖特基接触和p-n结也表现出压电与半导体特性的强耦合。由于超薄二维材料的载流子浓度可通过外加压电电荷轻松调控,铁电体/二维材料的层状复合材料也展现出良好的压电电子学与压电光电子学特性。
关键词: 压电光电子学、压电效应、过渡金属二硫化物、压电电子学、二维材料
更新于2025-09-04 15:30:14