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掺杂二氧化钛颗粒的光催化聚合物薄膜粉化现象的显微观察
摘要: 当掺杂二氧化钛(TiO?)的聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜受到紫外光照射时,薄膜会变得模糊,这是因为局部光催化分解PVDF导致亚微米级表面粗糙度增加,这种现象被称为"粉化"。粉化会导致薄膜的光催化活性下降。本研究采用扫描电镜/能谱仪(SEM/EDX)和原子力显微镜(AFM)探究了TiO?掺杂PVDF薄膜的粉化过程。在粉化初期,PVDF薄膜表面普遍出现微小凹坑。研究发现,在紫外光持续照射下,这些微小凹坑的密度会不断增加直至横向连通,最终形成微细裂纹。随着PVDF分解的加剧,带有裂纹的TiO?颗粒团聚体逐渐暴露于表面。这些结果表明,PVDF的分解过程会产生拉应力。
关键词: 原子力显微镜、粉化、聚合物薄膜、光催化、溶剂浇铸法
更新于2025-09-09 09:28:46
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集成压电薄膜的MEMS悬臂梁可调Q因子
摘要: 在原子力显微镜(AFM)中,通过共振激发的微加工悬臂梁及其末端探针来检测表面相关特性。当需要将AFM集成至真空环境(例如提升扫描电子显微镜性能时),可调谐的悬臂梁共振品质因数(Q值)是实现高局部分辨率高速测量的关键特性。为实现该目标,本研究在宏观压电驱动器提供的激励基础上,对悬臂梁施加了额外机械激励——由集成于悬臂梁的氮化铝压电薄膜驱动器产生,并采用相移激励方式驱动。通过惠斯通电桥电路中的压电层进行电学Q值测定,同时利用激光多普勒测振仪进行光学验证。根据测量方法不同,Q值分别降低约1.9倍(电学法)和1.6倍(光学法),从而可通过简单廉价的电子手段实现MEMS结构的阻尼调控。
关键词: 相移激励、真空、电子可调Q因子、原子力显微镜、MEMS悬臂梁、氮化铝、压电、峰值整形
更新于2025-09-09 09:28:46
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光学制造材料科学与技术 || 新型工艺与表征技术
摘要: 现有多种常规的光学制造工艺与表征技术,相关内容在文献[1, 2]中有详细记载。这些技术包括:? 采用干涉测量技术和测试镀层来测量面形、楔角和平行度 ? 运用针式轮廓仪、白光干涉仪和原子力显微镜(AFM)测量表面粗糙度 ? 通过光学显微镜、共聚焦显微镜、暗场显微镜及目视检测评估表面质量 ? 利用波美密度浮子、pH传感器和粒度分析仪表征抛光液 ? 使用硬度计检测抛光盘材料(尤其是沥青)特性 本章将介绍一些能深入洞察光学制造过程的新颖技术(可能还包括鲜为人知的技术)。前文第2-5章重点阐述了光学制造过程中及完成后决定工件基本特性的现象,即面形、表面质量、表面粗糙度和材料去除率。本章探讨的新型工艺与表征技术,是为可能希望运用这些方法的光学制造工程师或磨镜技师而介绍的。
关键词: 光学制造、原子力显微镜、干涉测量法、表征技术、抛光浆料
更新于2025-09-09 09:28:46
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二茚并苝和并五苯在热能及高热能入射动能下的成核过程
摘要: 作者主要采用原子力显微镜研究了二茚并苝(DIP)在二氧化硅基底上的成核过程,重点分析了热源与超声速源两种入射动能的影响。在所有测试的入射动能范围(Ei=0.09-11.3 eV)内,DIP成核均呈均匀分布,且最大岛密度与生长速率的关系符合幂律规律。数据显示临界晶核约由两个分子构成。重新检验五苯并芪在二氧化硅上的成核过程也得出相同主要结论:最大岛密度由生长速率决定,且与入射动能无关。通过考量各体系中临界晶核尺寸及岛密度可知,在亚单层生长阶段,分子向生长岛的扩散输运主导了生长动力学过程。
关键词: 热,二氧化硅,超声源,二茚并苝,超热,动能,成核,原子力显微镜,并五苯
更新于2025-09-09 09:28:46
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120 MeV S9+离子辐照对射频溅射沉积氧化锆薄膜结构、光学及形貌特性的影响
摘要: 经校准与调控的强流重离子(SHI)束辐照会产生缺陷,这些缺陷可导致材料多种性能(如结构、光学、磁学、形貌及化学性质等)发生变化。离子穿过靶材时会产生核能损失(Sn)和电子能损失(Se),在强流重离子辐照中Se占主导地位。本研究采用射频溅射沉积技术在硅和玻璃基底上制备了ZrO?薄膜,并利用印度新德里大学间加速器中心(IUAC)串列加速器产生的120 MeV S??离子束(束流强度1 pnA,离子注量5×1012至1×1013 ions/cm2)进行辐照以诱导材料改性。X射线衍射(XRD)图谱证实形成了单斜相和四方相,且观察到XRD峰强度在注量达5×1012 ions/cm2时增强,更高注量时则呈现相反趋势。原子力显微镜(AFM)研究表明SHI辐照后表面粗糙度增加。紫外-可见光谱(UV-Vis)结果显示光学带隙区形成电子跃迁态且吸收边增强,导致直接带隙能量值低于未辐照样品。以290 nm为激发波长测得光致发光(PL)宽发射光谱,其中415 nm主峰可归因于Zr空位引起的带边发射(自由激子复合所致)。采用卢瑟福背散射谱(RBS)技术分析了氧化锆薄膜的深度分布与元素组成,并讨论了离子辐照过程中电子能损失对材料改性的预期作用。
关键词: PL,氧化锆薄膜,X射线衍射,紫外-可见光谱,原子力显微镜,卢瑟福背散射,重离子辐照
更新于2025-09-09 09:28:46
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光学玻璃在单点金刚石车削中的延性行为
摘要: 在B270型玻璃上进行了单点金刚石车削试验。采用亚微米级切削条件以实现单点加工过程中的韧性去除。通过原子力显微镜分析刀具快速离开工件表面后形成的轮廓显示,脆塑转变发生在数十微米量级。根据加工结果表明,能够实现韧性模式加工的最大进给速率为0.9微米/转。此外,当切削深度低于0.100微米/转时,材料去除机制完全呈现韧性特征。进行韧性加工时未观察到常见的半导体晶体加工中出现的带状切屑,所去除的切屑呈细针状。该材料在加工过程中表现出的脆性行为可能与刀具/材料相互作用时的高致密化效应及随后的弹性恢复响应有关。
关键词: 苏打钙硅酸盐,原子力显微镜,脆性-延性转变,金刚石车削
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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针尖诱导应变导致的V?O?薄膜金属-绝缘体转变
摘要: 我们通过接触式原子力显微镜在亚微米区域施加局部应力,证明了c轴取向的三氧化二钒(V2O3)薄膜从强关联金属态到莫特绝缘态的压力诱导转变。为实现亚吉帕斯卡量级的压力范围,采用聚焦离子束(FIB)对商用探针进行铂化学气相沉积,制备了半径达335纳米的大曲率探针。该FIB改性探针在低工作压力(0.25-0.4吉帕)下能形成良好电接触,从而通过局部电流-电压特性研究明确证实了脉冲激光沉积V2O3薄膜中可逆的金属-绝缘体转变。有限元分析证实,该探针压力导致的c/a晶格比减小可解释薄膜中电子态密度所观测到的相变现象。
关键词: 尖端诱导应变、莫特绝缘体、金属-绝缘体转变、V2O3薄膜、原子力显微镜
更新于2025-09-09 09:28:46
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[IEEE 2018年第20届透明光网络国际会议(ICTON) - 布加勒斯特(2018.7.1-2018.7.5)] 2018年第20届透明光网络国际会议(ICTON) - 氧化物薄膜的非线性光学特性
摘要: 本工作描述了在高真空条件下,采用物理气相沉积技术在室温下制备于透明(石英)和半导体(n型硅)基底上的氧化物薄膜。选取二氧化钛、二氧化锡和氧化铟作为研究对象。所制薄膜在常压环境下分别经100°C、150°C、250°C和450°C退火处理12小时。通过光学图像和原子力显微镜测量分析了薄膜的结构特性,结果显示其结构高度依赖于退火温度,选择合适的退火温度可改善薄膜质量。采用1064nm波长的Nd:YAG激光器作为基频光进行三次谐波测试,研究了非线性光学效应,计算并分析了三阶非线性光学系数。研究发现非线性光学性能与薄膜形貌密切相关,且退火温度能改变被测氧化物薄膜的结构和光学特性。
关键词: 三次谐波产生、原子力显微镜、氧化物薄膜、物理气相沉积
更新于2025-09-09 09:28:46
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逐行构建二维材料:规避成核障碍
摘要: 在表面组装二维(2D)分子阵列可产生具有独特性质的多种结构基元,但对其成核机制的研究甚少。我们利用筛选出的对二硫化钼具有结合亲和力的肽段,通过分子级分辨的原位原子力显微镜研究二维阵列的成核过程,并将结果与分子动力学模拟进行对比。这些阵列逐行组装,成核体从最初阶段就呈现有序状态,且形成过程无需克服自由能势垒或达到临界尺寸。该结果验证了一维经典成核理论中长期存在但未经证实的预测,同时揭示了二维组装背后的关键相互作用。
关键词: 二维材料、原子力显微镜、成核、肽、分子动力学模拟
更新于2025-09-04 15:30:14