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oe1(光电查) - 科学论文

49 条数据
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  • 各向异性带隙超结构中瞬态波传播的松弛微形态模型

    摘要： 本文表明，微结构材料中若干局域脉冲产生的瞬态波形可通过相应类型的松弛微形态广义连续体进行复现。具体而言，我们对比了有界微结构材料的动态响应与具有特殊运动学特性的有界连续体的响应：(i)松弛微形态连续体；(ii)等效柯西线性弹性连续体。研究发现，柯西理论仅在低频段能描述超结构的整体行为，而松弛微形态模型通过正确刻画带隙频段及与光学支相交频率处的脉冲传播特性，展现出更卓越的预测能力。此外，相较于微结构域瞬态计算所需的显著计算时长，采用松弛微形态连续体还能实现计算时间的缩减。

    关键词： 各向异性、瞬态动态响应、弹性超材料、松弛微形态模型

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 单晶III族氮化物薄膜中位错诱导的热传输各向异性

    摘要： 位错作为一维晶格缺陷，在III-V族半导体等技术重要材料中普遍存在，并会不利影响例如氮化物基高功率电子器件的散热性能。数十年来，传统非线性弹性模型预测这种热阻仅在热流垂直于位错方向时才显著。然而，这种位错诱导的各向异性热输运现象迄今尚未在实验中观测到。通过时域热反射技术，我们测量了微米厚单晶氮化铟薄膜中由高度取向的穿透位错阵列主导的强烈热输运各向异性。研究发现当位错密度约为3×10^10 cm^-2时，80K温度下的面外热导率比面内热导率高近十倍。这一巨大各向异性无法用传统模型预测。随着对位错-声子相互作用认知的深入，我们的研究结果可能实现通过线缺陷调控各向异性热输运，并为多种器件应用的热管理提供定向散热方法。

    关键词： 位错、时域热反射法、热输运、各向异性、III族氮化物薄膜

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 采用金属有机气相外延法在a面（11$\bar{2}$0）蓝宝石衬底上生长的GaN(0001)层结构各向异性研究

    摘要： 通过X射线衍射仪研究了金属有机气相外延（MOVPE）法在a面（11 0）蓝宝石衬底上生长的GaN(0001)异质外延层的结构特性。观察到氮化镓对称(0004)面与不对称{11 4}和{10 5}反射面的摇摆曲线宽度随样品旋转呈现各向异性。对比两种不同面内取向关系的GaN(0001)/Al2O3(11 0)层摇摆曲线宽度各向异性发现，该结构特性的各向异性与异质结构冷却过程中产生的热弹性应力无关。

    关键词： 结构特性、金属有机气相外延、各向异性、蓝宝石、氮化镓、X射线衍射分析

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 单晶β-氧化镓的三维各向异性热导率张量

    摘要： 近年来，β-Ga2O3因其在高功率电子器件领域的应用潜力备受关注，其中热学性能起着关键作用。由于单斜晶格结构，β-Ga2O3的热导率预计呈现三维各向异性。本研究采用新开发的椭圆光束时域热反射法，测量了(010)取向β-Ga2O3单晶的三维各向异性热导率张量。该方法可直接测定(010)面内任意方向及垂直于(010)面的热导率，从而推导出热导率的三维方向分布。测量结果表明：室温下最高面内热导率出现在[001]与[102]之间的方向，数值为13.3±1.8 W·m?1·K?1；最低面内热导率接近[100]方向，数值为9.5±1.8 W·m?1·K?1。沿[010]方向的垂直面热导率为所有测量方向中的最高值（22.5±2.5 W·m?1·K?1）。研究还测定了β-Ga2O3的热导率温度依赖性，并通过与理论模型计算对比，阐明了温度效应及杂质散射的作用机制。

    关键词： 单斜晶格，β-氧化镓，各向异性，时域热反射法，热导率

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 基于密度泛函计算石墨烯的超弹性材料建模

    摘要： 获得了一套新的石墨烯材料模型参数集[1]。该材料模型为各向异性超弹性模型，通过密度泛函理论（DFT）生成的试验数据集进行标定。DFT实验包括一次纯膨胀试验和两次沿扶手椅方向与锯齿方向的轴向拉伸试验?；诘谝恍栽砟Ｄ饧扑阌Ρ淠?，并用于标定超弹性模型参数。采用新参数集计算的应变能与应力结果，经验证与文献[1]结果相符。

    关键词： 密度泛函理论，超弹性材料模型，DFT，各向异性，应变能，石墨烯

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 采用具有双壳结构取向Bi2S3纳米棒的聚偏氟乙烯基纳米复合材料，实现高介电性能与损耗抑制

    摘要： 对于聚合物基纳米复合材料而言，设计填料的纳米结构、其在基体中的分布以及与聚合物的界面关系对实现高介电性能至关重要。本研究通过单向拉伸法将包覆均匀SiO2和聚多巴胺（PDA）双层壳层的一维半导体Bi2S3纳米棒平行排列导入聚偏氟乙烯（PVDF）基体，制备了Bi2S3@SiO2@PDA/PVDF纳米复合材料。通过对比无壳层或未取向的Bi2S3填料体系，系统研究了取向化Bi2S3@SiO2@PDA/PVDF的介电性能。采用微电容器模型精确计算了垂直方向的介电常数。绝缘SiO2@PDA双层包覆导电Bi2S3纳米棒显著降低了复合材料的介电损耗，而一维Bi2S3@SiO2@PDA纳米棒的取向赋予材料电学各向异性——该特性既通过双向J-V曲线测定获得验证，又经三维有限元分析明确揭示了核壳结构填料取向对局部电场和电流密度分布的影响。本研究为高性能介电材料设计提供了简便有效的解决方案。

    关键词： 聚合物基复合材料、各向异性、数值模拟、介电性能、有序结构、核壳结构

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 探测多层二硫化铼中的独特电子传导特性

    摘要： 多层范德华(vdW)材料中载流子输运过程（该类材料由多个导电层构成）可通过托马斯-费米电荷屏蔽效应(λTF)和层间电阻(Rint)得到良好描述。当这两种效应同时影响载流子输运时，通道质心会沿c轴方向受垂直静电力作用发生迁移，导致多层层状体系中导电质心的重新分布——这与传统块体材料存在本质差异。迄今虽已发现vdW材料诸多独特性质，但二维层状材料特殊电荷输运行为的直接证据尚未得到证实。本研究报道了多层二硫化铼(ReS2)中独特的电子传导特征：该材料相邻层间具有解耦的vdW相互作用，且其层间电阻率远高于其他过渡金属硫族化合物材料。其跨导曲线中两个平台的出现清晰揭示了导电路径相对于上下表面的位置迁移，通过引入λTF与Rint耦合效应的理论电阻网络模型可对此进行合理解释。低频噪声谱探测到的有效隧穿距离进一步证实了电子传导通道沿ReS2厚度方向的偏移现象。

    关键词： 库仑屏蔽、电荷传导机制、多层结构、输运、各向异性、二硫化铼

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 电子-空穴双层膜中的各向异性电荷密度波：以磷烯为例

    摘要： 我们研究了由六方氮化硼绝缘层分隔的两个耦合电子与空穴单层系统中的非均匀电荷密度波相可能性。通过假设电子/空穴气体在电子-空穴薄片间库仑拖曳构型中具有负压缩率，诱导出电荷密度波态。在平衡条件下，我们推导出沿锯齿和扶手椅方向的密度振荡解析表达式。研究发现，密度调制不仅取决于压缩率的符号，还与低能带的各向异性有关。我们的结果适用于任何具有不同有效质量的各向异性抛物线能带的二维系统。当有效质量相等（即能带各向同性）时，结果与Hroblak等人[Phys. Rev. B 96, 075422 (2017)]一致。数值计算结果应用于黑磷体系。

    关键词： 磷烯、电子-空穴双层膜、电荷密度波、各向异性、库仑拖曳

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 利用硅(100)晶向的各向异性KOH腐蚀制备具有微米级尖端的金字塔形腔体结构

    摘要： 微机电系统（MEMS）是由微米级结构组成的系统，通常与微电子元件集成。利用湿法各向异性刻蚀的体硅微加工技术，能够根据硅晶体取向将硅衬底刻蚀成所需的三维（3D）结构。迄今为止，包括热敏、压力、机械及生物/化学传感器在内的MEMS元件均已通过硅的湿法各向异性刻蚀制造而成。本文采用80℃下质量分数45%的KOH溶液对各向异性刻蚀硅（100）晶圆，成功制备出具有微米级尖端的3D金字塔形腔体结构。在KOH刻蚀液中添加10%体积比的异丙醇（IPA）作为弱极性稀释剂，既可饱和溶液又可控制刻蚀选择性与速率。添加IPA后能获得无丘状突起的平滑硅刻蚀表面。实验成功形成了侧角为54.8度的特征V形腔体，其结构与理论模型高度吻合。研究还对比了两种不同氮化硅窗口掩模对微米级尖端形成的影响，并针对影响微尖尺寸变化的常见工艺问题——欠刻蚀、过刻蚀及刻蚀选择性进行了分析。结论证实：作为一项简单、快速且低成本的体硅微加工技术，各向异性KOH刻蚀在利用硅（100）晶圆制造3D MEMS结构方面具有显著优势。

    关键词： 金字塔形腔体结构、微机电系统（MEMS）、氢氧化钾（KOH）蚀刻、各向异性、晶体取向

    更新于2025-09-04 15:30:14