- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
通过模板法实现自组装有序三相Au-BaTiO?-ZnO垂直排列纳米复合材料
摘要： 复杂多相纳米复合材料的设计为开发下一代集成光子与电子器件提供了巨大机遇。本研究展示了一种独特的三相纳米结构——结合铁电材料BaTiO3、宽带隙半导体ZnO和等离子体金属Au以实现多功能特性。通过创新的两步模板生长法，成功制备出具有独特"纳米人"形态的高度有序Au-BaTiO3-ZnO纳米复合材料（即自组装的ZnO纳米柱和Au纳米柱嵌于BaTiO3基体中），这与随机分布Au纳米颗粒和ZnO纳米柱的传统三相无序结构截然不同。这种有序的三相"纳米人"结构展现出独特功能：相比其他无序结构，其高度各向异性的纳米结构能在可见光及近红外波段产生显著的双曲色散效应。该自组装有序三相纳米复合材料是通过气-液-固(VLS)生长机制与两相外延生长机制协同实现的。这项研究为多相结构的设计、生长及应用开辟了新途径，并为精准调控纳米尺度电子-光-物质相互作用提供了复杂纳米复合体系有序化的新方法。
关键词： 垂直排列的纳米复合材料、等离子体学、外延薄膜、超材料、三相纳米复合材料、自组装
更新于2025-10-22 19:40:53
-
采用化学气相沉积技术制备的高响应度、快速响应时间的n-ZnO/p-GaN异质结紫外光电探测器
摘要： 采用化学气相沉积技术，以金属锌为锌源，在p型c面蓝宝石衬底上生长出高质量的c轴取向n型氧化锌外延薄膜，从而形成n-ZnO/p-GaN异质结。该异质结呈现整流特性，开启电压约2.4 V，漏电流极低（1×10?11 A）。对其光响应特性的光谱分布研究表明：在零偏压条件下，366 nm波长处出现响应峰值，峰值响应度约为0.4 mA/W；随着正向偏压增大，峰值响应度进一步提升，1 V偏压时达到约191 mA/W。光谱曲线显示当波长超过≈400 nm时响应度急剧下降，使该器件适用于日盲紫外探测。测试还发现这些器件具有快速响应特性，上升/衰减时间仅需数毫秒。研究同时揭示，器件的光响应度关键取决于氧化锌层的微晶质量。
关键词： 紫外探测器、光响应、n-ZnO/p-GaN异质结、外延薄膜
更新于2025-09-23 15:21:01
-
未掺杂Gd3(Ga,Al)5O12单晶、Ce3+掺杂Gd3(Ga,Al)5O12单晶及外延薄膜在Gd3+相关吸收带辐照下的缺陷产生
摘要： 首次在未掺杂的Gd3Ga3Al2O12单晶、Ce掺杂的Gd3(Ga,Al)5O12单晶及外延膜中，通过选择性辐照Gd3+相关的8S7/2→6IJ和8S7/2→6PJ吸收带，观察到有效的光激发缺陷产生现象。采用热释发光(TSL)方法在4.2-500K温度范围内研究了缺陷产生过程，测量并分析了TSL发光曲线峰强度与辐照光子能量、辐照温度及辐照时长的依赖关系。发现TSL发光曲线峰产生的激活能约为0.02eV，并探讨了Gd3Ga3Al2O12和Gd3(Ga,Al)5O12:Ce中Gd3+吸收带辐照下可能的缺陷产生机制。
关键词： 缺陷，Gd3(Ga,Al)5O12:Ce，Gd3Ga3Al2O12，晶体，发光，外延薄膜
更新于2025-09-24 02:59:47
-
通过晶格失配和晶体取向调控β-Ga2O3外延薄膜的日盲光电响应特性
摘要： 实现宽禁带半导体光电特性的调控是下一代功能性光电子器件发展的主要挑战。作为一类引人注目的宽禁带半导体，β-Ga2O3（禁带宽度约4.9 eV）正成为日盲区光电探测器极具潜力的候选材料。本研究通过选用不同对称性和晶格参数的衬底[即(100)面MgO、(100)面MgAl2O4和(0001)面α-Al2O3]，成功制备出具有(100)或(2?01)晶向的外延β-Ga2O3薄膜。研究发现光电响应特性与晶格失配度和薄膜取向密切相关：在晶格失配较小的MgO衬底上生长的(100)取向β-Ga2O3薄膜，在254 nm波长下展现出0.1 A·W-1的响应度和4.3×1012 Jones的探测率，较(2?01)取向薄膜提升约一个数量级。该研究为开发高性能日盲光电探测器提供了新策略。
关键词： β-Ga2O3、晶体取向、外延薄膜、晶格失配、日盲光电探测器
更新于2025-09-19 17:13:59
-
化学成分可控的YbFe?O?外延薄膜制备
摘要： YbFe2O4的晶体生长需要贫氧化剂条件，因此即使在块体单晶中通常也含有大量铁空位。采用ArF激光进行激光烧蚀能有效减少活性氧物种的数量，从而获得更宽的YbFe2O4外延膜形成工艺窗口。通过利用拓宽的工艺窗口和富铁靶材，成功控制了YbFe2O4外延薄膜的化学成分。利用非线性I-V特性可以讨论铁成分对电荷有序转变的影响。由于三维(3D)电荷有序区域的展宽改变了阈值电场，该区域展宽会影响YbFe2O4薄膜中三维电荷有序对外加电场的稳定性。
关键词： YbFe2O4，激光烧蚀，外延薄膜，化学成分控制，电荷有序
更新于2025-09-11 14:15:04
-
脉冲激光沉积铁电BaTiO?薄膜中的岛状生长模式：沉积过程中氧压的作用
摘要： 脉冲激光沉积法被广泛用于生长BaTiO3薄膜。我们研究了生长过程中氧压对铁电外延BaTiO3薄膜形貌、微观结构和粗糙度的影响。同时利用像差校正透射电子显微镜分析了整个膜厚范围内的外延生长模式和缺陷。虽然未观察到铁弹性（孪晶界）畴壁，但发现了若干失配位错，这些位错可能是导致所观察到的岛状生长模式的主要原因。
关键词： 钛酸钡，铁电薄膜，外延薄膜，失配应变，晶体缺陷
更新于2025-09-11 14:15:04
-
基于HfO?的外延薄膜中由铁弹畴转变介导的铁电性
摘要： 本文展示了铁电薄膜中从非极性b轴向极性c轴取向畴的铁弹畴转变。扫描透射电子显微镜（STEM）对7% YO1.5掺杂HfO2（YHO-7）外延薄膜的观测表明：采用脉冲激光沉积法在Sn掺杂In2O3/(001)YSZ衬底上制备的原始薄膜，其极化方向倾向于沿面内取向以避免面外方向较强的退极化场。施加电场有助于YHO-7薄膜发生铁弹畴转变。该薄膜通过极化方向从面内向面外的重定向及介电常数的提升，展现出饱和极化强度约30 μC/cm2的显著铁电特性。针对原始区域与极化区域的同步辐射X射线衍射聚焦光束测量显示：当仅允许存在于非极性b轴取向的奇数级反射峰消失时，证实发生了铁弹90°畴转变。STEM观测同时发现c轴取向畴显著增加。这一铁弹畴转变现象强有力地支持了HfO2铁电性源于非中心对称正交相的结论。
关键词： 铁电性、铁弹畴翻转、外延薄膜、氧化铪
更新于2025-09-10 09:29:36
-
用于锐钛矿型TiO?能带工程的(TiO?)???(TaON)?固溶体
摘要： 通过锐钛矿相(TiO2)1?x(TaON)x (TTON)固溶体实现了锐钛矿TiO2的能带工程。采用氮等离子体辅助脉冲激光沉积法在(LaAlO3)0.3(SrAl0.5Ta0.5O3)0.7衬底上制备了TTON (0.1 ≤ x ≤ 0.9)外延薄膜。X射线衍射证实了锐钛矿TTON的外延生长。根据Vegard定律，TTON薄膜的晶格常数随TaON含量增加而增大，表明形成了完整固溶体。结合光谱椭偏仪和X射线光电子能谱研究了TTON薄膜的带隙、能带排列和折射率。锐钛矿TTON的带隙随x值增加系统减小，这主要源于浅层N 2p轨道杂化导致价带展宽并使价带顶上移。导带底位置对化学成分变化较不敏感，使得锐钛矿TTON的能带排列适合可见光驱动的光催化水分解。锐钛矿TTON的折射率随x值增加单调上升。
关键词： 外延薄膜、维加德定律、X射线光电子能谱、TTON固溶体、能带工程、光催化水分解、光谱椭偏仪、氮等离子体辅助脉冲激光沉积、锐钛矿相二氧化钛
更新于2025-09-10 09:29:36
-
畸变简单金属氧化物中极轻的载流子有效质量
摘要： 诸如准一维导电性等奇异电子输运特性有助于实现具有独特性能的先进电子器件。复杂金属氧化物常因其复杂的晶体结构而表现出各向异性电子输运特性。虽然具有畸变晶体结构的简单金属氧化物也可能呈现这种特性，但由于高质量外延薄膜制备困难，相关研究甚少。本研究报道了简单畸变金属氧化物NbO2中存在"快速电子传输通道"的各向异性输运现象。我们在(0001)和(11$\bar{2}$0)α-Al2O3单晶衬底上制备了不同晶向的高质量NbO2外延薄膜，并测量了室温电子输运特性。沿[112]晶向的电阻率和热电势绝对值较其他方向显著更小。实验测得[112]方向的电子有效质量低至惊人的0.051me（与高迁移率GaAs相当）。鉴于简单金属氧化物在制备便利性上的优势，本研究成果将有助于推动基于简单金属氧化物的先进电子器件开发。
关键词： 畸变简单金属氧化物，二氧化铌，外延薄膜，载流子有效质量，各向异性电子输运
更新于2025-09-09 09:28:46
-
MIT对外延VO?薄膜太赫兹透射率的影响
摘要： 太赫兹技术（通信、成像、光谱学等）的发展需要设计能在太赫兹频段实现高速辐射调制的材料。这类应用中，具有金属-绝缘体转变（MIT）特性的氧化物薄膜因其临界点前后光学透过率存在显著差异而备受关注。在众多具备MIT特性的氧化物材料中，二氧化钒因相变温度最接近室温（块体样品为68°C）而尤为突出——其MIT过程以创纪录的转变速度（<1皮秒）和大幅值（单晶电导率变化达10^5倍）为特征。研究表明，二氧化钒的MIT转变伴随一级相变过程：晶体结构从具有半导体特性的单斜晶系（类MoO2型）转变为具有金属导电性的四方晶系（金红石型）。该电子转变可由温度、电场或激光辐射触发。这些独特性质使二氧化钒成为太赫兹波段光电器件（开关、调制器、透镜等）的关键材料，可通过热作用、电压或激光脉冲实现调控。
关键词： 二氧化钒、外延薄膜、金属-绝缘体转变、太赫兹透射率、太赫兹技术
更新于2025-09-09 09:28:46