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基于法拉第笼斜角蚀刻技术的全金刚石扫描探针开发
摘要： 我们提出了一种利用法拉第笼斜角蚀刻（FCAE）技术制备原子力显微镜（AFM）用单晶金刚石扫描探针的新方法。传统的基于氧气的感应耦合等离子体（ICP）干法蚀刻工艺在实现金刚石微结构时存在几何形状限制，因此制备独立式微纳结构具有挑战性。这对多个应用领域（例如基于氮空位（NV）中心、能够测量纳米尺度磁场的扫描磁测探针）是主要缺陷。将平面设计与FCAE及先进的电子束光刻（EBL）技术相结合，相比现有的微光机金刚石器件制备技术，可降低工艺复杂度和成本。本文直接对比了两种方法，并展示了用于扫描探针应用的首批平面-FCAE-原型概念验证样品。
关键词： 法拉第笼斜角蚀刻、扫描磁测技术、原子力显微镜、金刚石扫描探针、氮空位中心
更新于2025-09-23 15:19:57
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用于二维材料无创定量成像的数字全息术
摘要： 数字全息技术因其能够测量复杂场，在从医学到计量的众多领域得到应用。本文利用数字全息技术的强大功能，对放置在SiO?/Si衬底上的二维过渡金属硫化物（如MoS?和WS?）进行定量成像，并测定其复折射率或层厚度。通过考虑TMDs从块体减薄至单层时不同的折射率，并通过全息术捕获反射光的振幅和相位，可以分辨出约0.7纳米厚的单原子层TMDs。利用全息术，我们还预测了厚TMD薄片中所含层数，该结果与原子力显微镜（AFM）的测量结果一致。通过Bland-Altman分析将我们的实验结果与标准AFM测量值进行比较，对于厚度在15至60纳米范围内的样品，其一致性限值<5纳米。我们的技术具有非接触、无损伤、无需扫描的特点，单次捕获即可获得几百微米见方的视场。为深入研究，我们还通过模拟演示了SiO?层厚度和激光波长对优化二维材料振幅和相位响应的关键作用。这些模拟可作为确定理想波长和SiO?层厚度的路线图，从而准确测定任意给定样品的折射率或厚度。
关键词： 数字全息术、原子力显微镜、层厚度、布兰德-阿尔特曼分析、过渡金属二硫化物、二维材料、复折射率
更新于2025-09-23 15:19:57
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纳米晶Hg1-xMnxO稀磁半导体薄膜的光谱椭偏仪与形貌表征
摘要： 采用电子束沉积技术制备的纳米晶Hg1-xMnxO（0 ≤ x ≤ 0.2）稀磁半导体薄膜的结构、光学椭偏光谱及形貌特性，通过X射线衍射（XRD）、椭偏光谱（SE）和原子力显微镜（AFM）技术进行了研究。所有沉积薄膜均呈六方晶系结晶。X射线与原子力显微镜数据的整合显示，沉积薄膜具有优异的纳米尺寸特性。表面粗糙度方面，椭偏光谱与原子力显微镜测量结果高度吻合。在200-1200 nm光谱范围内，通过椭偏光谱测量获得了纳米晶Hg1-xMnxO薄膜的介电常数实部（ε1）和虚部（ε2）。固定能量值时，ε1（即折射率）随Mn2+掺杂浓度增加而降低；相反，由ε2确定的薄膜带隙（Eg）则随Mn2+浓度升高而增大?；诼迓鬃?洛伦茨关系和sp-d交换相互作用，分别阐释了ε1和Eg随Mn2+浓度变化的规律。研究表明，Mn掺杂HgO纳米晶薄膜可用于纳米级光学和磁光器件的制备。
关键词： 原子力显微镜、气相沉积、椭圆偏振光谱法、光学特性、半导体、原子力显微镜、光学材料、纳米结构材料、薄膜、X射线衍射
更新于2025-09-23 06:54:41
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并五苯双层膜垂直于表面方向的弹性模量变化
摘要： 近年来，对电子材料固有力学性能的研究迅速增长，这主要归因于其在柔性电子器件、有机显示器和传感器开发中的重要性。然而，我们对薄膜形态有机半导体力学性能的认知仍十分有限。本文报道了四苯基蒽薄膜垂直于表面方向的结构及相关弹性模量的研究。典型的四苯基蒽/Si(100)薄膜具有团簇状形貌，其内部主要由结晶纳米畴构成。我们提出双分子层结构模型来解释该薄膜的分层特性——随着薄膜厚度增加，弹性模量的提升可归因于硬质下层上存在软质表面层?；谒奶秸氩饬拷峁庵植牧系乃惚局士捎糜诒碚髌涞缱栊形?，而界面粗糙度则对传导电子的输运路径具有敏感性。这些信息对未来有机半导体在柔性器件中的应用具有重要价值。
关键词： 四探针测量、原子力显微镜、rubrene（红荧烯）、应力
更新于2025-09-23 13:24:17
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基于富勒烯C<sub>60</sub>的有机分形纳米维结构
摘要： 已确定在双组分有机溶剂（甲苯+四氢呋喃）中合成纳米多孔型和密堆积型富勒烯C60聚集体的方法，并通过高分辨透射电子显微镜和原子力显微镜研究了其结构与尺寸特征。明确了初始分子溶液中富勒烯分子自组织过程的物理特性与规律。提出了一种在平面介电玻璃表面制备纳米级富勒烯C60分形涂层（厚度可达~1200纳米）的方法。
关键词： 自组装、原子力显微镜、溶剂、富勒烯C60、透射电子显微镜、分形、纳米涂层
更新于2025-09-23 16:13:21
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利用原子力显微镜研究悬浮导电GaAs/AlGaAs纳米结构的弹性特性
摘要： 本文通过基于相对较厚的GaAs/AlGaAs悬空膜结构（其刚度显著超过原子力显微镜悬臂梁刚度）的实验研究，证实了采用原子力显微镜悬臂梁进行纳米压痕技术测定悬空半导体结构弹性特性的适用性——该结论得到了实验测得的不同测试点处相对刚度与绝对刚度值均与理论预测相符的验证。
关键词： 纳米机电系统、砷化镓/铝镓砷、原子力显微镜、悬浮纳米结构
更新于2025-09-23 16:14:49
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基于聚酰胺基材的CdSe涂层形貌研究
摘要： 在聚酰胺6（PA）基膜表面，通过先用硒代硫酸钾（K2SeS2O6）溶液处理（硒化），再用醋酸镉（Cd(CH3COO)2）溶液处理（镉化），形成了硒化镉（CdSe）基层。采用原子力显微镜和扫描电子显微镜研究了CdSe基层的形貌。结果表明，CdSe基层的形成以岛状形式不均匀进行，随后倾向于聚集，因此形成的表层相对不平整且较为粗糙。经过硒化和镉化处理后，该层的平均高度从硒化1小时的337纳米逐渐降至硒化2.5小时和3.5小时的153纳米。研究还发现，随着PA硒化时间从1小时延长至2.5小时，形成层的均方根粗糙度（RMS）略有增加（从32纳米增至42纳米）；而当含Cd(II)盐的溶液处理硒化PA的温度从50°C升至70°C时，RMS则减?。ù?3纳米降至22纳米）。XPS数据显示，涂层表面及深层均形成了大量氢氧化镉（Cd(OH)2）和氧化镉（CdO）。此外，在硒化和镉化后，仅少量（约0.1%~2%）的硒化镉存在于涂层表面，而深层中Cd和Se的浓度更高，且Cd(OH)2和CdO的比例降低。
关键词： 扫描电子显微镜，聚酰胺，硒代三硫酸钾，原子力显微镜，形貌，硒化镉基层
更新于2025-09-23 19:20:23
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同时进行红细胞的光还原和拉曼光谱分析以研究有机磷暴露的影响
摘要： 采用532纳米激光同步光还原与拉曼光谱技术，研究了有机磷农药（毒死蜱）暴露对人红细胞的影响。由于红细胞中自氧化作用会引发氧化应激，而细胞解毒剂会平衡这种应激，因此毒死蜱若破坏这种平衡将导致受损（永久性氧合）血红蛋白水平升高。当以适当功率的532纳米激光对细胞进行光还原时，仅常见氧合态血红蛋白被还原，而永久性氧合血红蛋白仍可通过同一激光同步激发的拉曼光谱检测。通过比较不同拉曼谱带的相对强度，该技术可在低至10ppb浓度下检测出毒死蜱对红细胞氧化应激的累积效应。联合使用过氧化氢（氧化剂）和/或3-氨基-1,2,4-三唑（抗氧化酶过氧化氢酶抑制剂）与毒死蜱共同处理细胞的实验表明，毒死蜱具有抑制细胞抗氧化机制的作用。鉴于高浓度毒死蜱（>100ppm）作用产生的大量受损血红蛋白可能造成膜损伤，研究采用原子力显微镜识别此类损伤。
关键词： 原子力显微镜、光还原、光学陷阱、拉曼光谱、红细胞、毒死蜱
更新于2025-09-23 22:50:50
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成像双极碲烯场效应晶体管中的载流子不均匀性
摘要： 开发范德华（vdW）同质结器件需要具备窄带隙且同时具有高空穴和电子迁移率以实现双极传输的材料，以及能够以纳米空间分辨率成像并研究载流子类型及其相关电导率空间变化的方法。本研究通过探究一维范德华材料碲的二维形式所构成的双极场效应晶体管（FET），展示了近场扫描微波显微镜（SMM）在原位条件下成像和研究局部载流子类型及相关导电性的通用能力。为定量理解器件中的电子变化，我们绘制了具有纳米分辨率的局部载流子等效背栅电压图谱。结果表明，从传输测量中确定的全局器件电导率最小值并非源于均匀的载流子中性，而是由于微米级器件边缘的p型区域与内部n型区域的持续共存。这项工作既强调了理解纳米尺度器件电子特性空间变化的必要性，也为此提供了研究手段。
关键词： 二维材料、场效应晶体管、微波、近场显微镜、原子力显微镜
更新于2025-09-24 04:38:03
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采用可行的雾化喷雾热解技术制备p型Al掺杂PbS薄膜用于异质结太阳能电池器件
摘要： 用金属原子掺杂PbS薄膜可显著影响其结构和电子传输特性，使其适用于光伏等器件应用。本研究旨在探究不同铝掺杂比例下PbS:Al薄膜的结构、形貌、光学及电学性能。通过雾化喷雾热解法(NSP)，在钠钙玻璃衬底上制备了铝掺杂量从0 wt%至8 wt%的PbS及Al掺杂PbS薄膜。XRD图谱显示所有薄膜均呈面心立方晶结构的 polycrystalline特性，且均沿(200)晶面取向生长。AFM分析表明随着铝掺杂浓度增加，薄膜表面粗糙度显著降低。计算得出光学带隙值随铝掺杂浓度升高呈增大趋势，从1.54 eV移至1.66 eV。PbS:Al薄膜的电阻率随铝掺杂量提升从3.08×103 Ωcm降至1.63×103 Ωcm。采用6%铝掺杂PbS薄膜构建的FTO/n-CdS/p-PbS:Al结构太阳能电池效率约为0.44%。
关键词： 扫描电子显微镜/原子力显微镜、霍尔效应测量、PbS:Al结构、紫外-可见光谱、太阳能电池、X射线衍射
更新于2025-09-19 17:13:59