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oe1(光电查) - 科学论文

20 条数据
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  • 激光辅助应变工程制备薄弹性体薄膜以形成用于细胞培养的可变波状基底

    摘要： 内皮细胞和上皮细胞通常生长于器官表面的曲面环境中，许多技术都试图重现这种微环境。本文提出一种控制基底曲率的简易方法：通过红外激光照射预拉伸的薄弹性体薄膜使其表面固化，当激光辐照剂量超过临界值时，应力松弛过程会产生褶皱形貌。褶皱波长和深度可通过预拉伸量、激光功率及扫描速度进行调控。采用"沙漏型"宽度分布的弹性体基底拉伸可形成应力梯度，从而产生具有深度梯度的褶皱图案，进而在同一基底上实现多种拓扑结构变化的组合。这些特征波长和深度达数十微米量级的褶皱，可通过基底的往复拉伸实现动态调节。研究表明，这类各向异性特征能有效调控细胞形态极化和迁移方向。该方法为细胞生物物理学研究提供了灵活多样的应用工具。

    关键词： 细胞曲向趋性、激光处理、曲率、动态基底、应变工程

    更新于2025-11-21 11:08:12

  • 量子书法：在二维材料平台上书写单光子发射器

    摘要： 我们提出一种将应变编码至二维材料（2DM）的范式，可在任意位置以纳米级精度确定性制备单光子发射器（SPEs）。该材料平台由置于可变形聚合物薄膜上方的2DM构成。当利用原子力显微镜探针施加足够机械应力时，2DM/聚合物复合材料发生形变，从而形成具有优异可控性与重复性的高度局域化应变场。研究表明，SPEs在这些纳米压痕处生成并定位，且单光子发射温度高达60K——这是该类材料报道中的最高温度。这种量子书法技术能实现SPEs任意图案的确定性排布与实时设计，便于其与光子波导、腔体及等离子体结构的耦合。除支持SPEs的灵活排布外，这些成果还为以纳米级精度向2DM引入应变提供了通用方法，为2DM及其器件的应变工程研究及未来应用提供了宝贵工具。

    关键词： 二硫化钨、原子力显微镜、二维材料、单光子发射器、应变工程

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 机械应变调制下二维碲烯的相变

    摘要： 我们基于密度泛函理论（DFT）开展计算模拟，研究二维碲烯的不同相态。这些相态通过其特征空间群和对称元素进行分类，并阐明了它们与块体晶体碲结构的关联。我们重点关注不同相态的力学性能计算及其可能的相变过程。模拟结果表明：由于原子键合方式和弛豫结构差异，这些二维碲相具有显著不同的弹性模量。沿面内方向压缩会促进α→β相变，而面内拉伸应变始终使α相比β相更稳定——不过两相能量差取决于面内应变方向，可能接近甚至远小于热能kT。研究发现：当沿链方向的拉伸应变超过约12%的临界值时，可能发生α→γ相变；当拉伸应变超过15%后，γ相将比α相更稳定，且相变能垒进一步降低。

    关键词： 相变、弹性模量、碲烯、应变工程、密度泛函理论（DFT）、二维材料

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 高掺杂n型3C-SiC/玻璃衬底中的应变效应：用于机械传感器及迁移率提升

    摘要： 本工作报道了采用阳极键合技术将高掺杂n型单晶立方碳化硅(3C-SiC)转移至6英寸玻璃衬底后，应变对其电学性能的影响。实验数据显示沿[100]晶向纵向压阻系数高达8.6，横向达10.5。高掺杂3C-SiC薄膜的压阻效应还表现出优异线性度，且经多次弯曲循环后仍保持良好重复性。该实验结果与基于n型3C-SiC导带多能谷间电子转移现象的理论分析高度吻合。我们发现n型3C-SiC具有大压阻系数且消除了向绝缘衬底的漏电流，这为基于单晶SiC-玻璃的MEMS应用开发铺平了道路。

    关键词： 压阻效应、晶圆键合、碳化硅、微机电系统、应变工程

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 范德瓦尔斯异质结构中的应变气泡作为波长可调的局域光致发光发射源

    摘要： 利用应变、掺杂和外部环境等外部因素调控单层过渡金属二硫化物（TMDCs）的光致发光（PL）特性，在光电子学应用中具有重要意义。其中应变尤其可作为连续改变带隙的有效手段。微米级应变梯度被提出用于构建能利用所谓激子漏斗效应的"人工原子"，例如作为激子凝聚器。本文描述了单层TMDC沉积在原子级平整基底上时自然形成的室温PL发射体——这些由碳氢化合物填充的气泡能在间距明确的亚微米区域产生可预测的局域化PL。其发射能量仅由基底材料控制的本征应变决定，使得最大应变值与应变分布曲线对给定基底上的所有气泡都具有普适性（即与气泡尺寸无关）。研究表明：当单层MoS2气泡形成于PtSe2、WS2、MoS2或石墨等块体基底时，其PL可在1.72至1.81 eV范围内调控，且通过漏斗效应实现强度显著增强。MoS2与基底良好接触区域的强基底依赖性PL猝灭效应确保了发光仅局限在气泡内；通过光学反射率测量我们确定了猝灭机制。鉴于现有丰富的单层TMDCs和原子级平整基底选择，以及此类气泡的简易制备特性，本发现为制造和研究所述可用于实际应用的发光"人工原子"开辟了新途径。

    关键词： 光致发光、激子漏斗效应、单层过渡金属硫族化合物、激子、应变工程

    更新于2025-09-22 12:04:29

  • 扭转和应变MoS2/PtS2异质界面的电子与光学性质研究

    摘要： 我们基于第一性原理模拟，报道了不同扭转角度下MoS2/PtS2异质界面的电子与光学特性。为维持结构稳定性并避免使用过大晶胞，优化后的MoS2/PtS2异质界面旋转角度为19.1°、30.0°和40.9°。第一性原理模拟发现，在30.0°旋转角度下，折射率、消光系数、反射率和吸收系数曲线的绝对禁带振幅比19.1°和40.9°旋转角度的MoS2/PtS2异质界面高出6-12倍。此外，在30.0°扭转角度下，吸收光谱中的吸收系数可达或超过10?/cm。随着拉伸应变（从约700 nm（0%外应变）到1050 nm（5%外应变）），吸收光谱呈现红移和展宽效应。考虑自旋轨道耦合（SOC）效应后，30°旋转角度下MoS2/PtS2异质界面的优异光学特性依然存在。这些结果表明，MoS2/PtS2异质界面在可调谐光电器件中具有巨大应用潜力。

    关键词： 扭转角、光学性能、应变工程、MoS2/PtS2异质结构

    更新于2025-09-22 15:35:13

  • 应变工程与光学调控相结合实现高灵敏度In2S3光电探测器

    摘要： 非层状二维材料具有引人入胜的特性，拓展了二维材料库的应用范围，并在下一代光电子器件领域展现出巨大潜力。然而，由于原子级薄层结构产生的表面悬键和弱光吸收效应，其光电灵敏度仍受限。本研究通过应变工程与光学调控相结合，制备出超灵敏二维In?S?光电探测器。通过引入SiO?纳米光栅阵列构建具有应变形貌的二维In?S?，该形貌诱导电荷局域化并形成背靠背内建电场阵列，有效抑制暗电流并分离光生载流子。同时，SiO?纳米光栅阵列实现光管理并提升光捕获效率。由此器件展现出3.2 pA的超低暗电流及高达1.7×10?的信噪比，特别实现了1810 A/W的卓越光电响应度、2.09×101? Jones的优异探测率以及0.41 ms的快速响应速度。本研究为光电子应用中光子/电子特性协同调控提供了有效方案。

    关键词： 应变工程、二氧化硅纳米光栅、硫化铟、光学调控、光电探测器、二维材料

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 具有应变增强电子和光学特性的GaN/BP范德华纳米复合材料在光电子学中的理论研究

    摘要： 通过构建范德华(vdW)纳米复合材料，可以推进具有理想特性的二维(2D)材料发展并显著拓展其应用领域?；诘谝恍栽砑扑?，我们证实氮化镓/磷化硼(GaN/BP) vdW纳米复合材料是一种具有I型能带排列的直接带隙半导体。该纳米复合材料在可见光和近紫外区域展现出显著的光学特性。此外，通过面内双轴应变可调控GaN/BP纳米复合材料的带隙、能带边缘位置及光学吸收性能。3%强度的双轴拉伸应变可使GaN/BP纳米复合材料形成II型能带排列，从而实现光生载流子的有效分离。同时，施加双轴应变还能显著增强该材料在近红外和可见光区域的光学吸收能力。进一步研究表明，层间耦合的调节也是调控GaN/BP纳米复合材料电子与光学特性的有效途径。我们的研究揭示了GaN/BP纳米复合材料在光电器件中的潜在应用价值。

    关键词： 第一性原理计算、光吸收、应变工程、能带结构、氮化镓/黑磷纳米复合材料

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 采用多脉冲纳秒激光退火实现超高剂量磷注入硅的再结晶与激活

    摘要： 研究了高磷掺杂硅源/漏极，通过降低其电阻并向沟道施加应变来提升N型金属-氧化物-半导体场效应晶体管的性能。为寻找激活源/漏极中磷元素的有效高温退火方法，我们对高磷掺杂硅施加单脉冲与多脉冲纳秒激光退火处理，并分析了激光退火前后高磷掺杂硅的微观结构、应变及电学特性。结果表明：采用600 mJ cm?2能量密度的10脉冲退火时，再结晶硅区域与射程末端缺陷均减少，同时实现了磷元素激活率的显著提升。

    关键词： 纳秒激光退火、应变工程、激活、磷掺杂硅、再结晶

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 无机钙钛矿薄膜的精确应力控制助力碳基太阳能电池实现1.622伏超高电压

    摘要： 全无机铯铅溴（CsPbBr3）钙钛矿太阳能电池是平衡有机-无机杂化光伏器件高效率与低稳定性问题的理想候选方案。通过在钙钛矿晶粒生长过程中精确控制应力，可获得高质量全溴CsPbBr3卤化物薄膜，从而实现高效器件的载流子传输最大化。本研究通过精确调控PbBr2薄膜的结晶温度，制备出单层排列且晶粒尺寸大的CsPbBr3钙钛矿薄膜——由于PbBr2向CsPbBr3相转变时晶格体积扩大2.18倍，该工艺能有效减少残余应力诱导的晶界和缺陷诱导的电荷复合。进一步采用氮掺杂碳量子点进行界面修饰后，无空穴传输层的纯无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池实现了10.71%的冠军效率及1.622 V的超高空穴电压。此外，未封装器件在85%湿度空气环境中展现出卓越的长期稳定性。

    关键词： 稳定性、应变工程、晶体生长、溴化铯铅、电荷复合、无机钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-12 10:27:22