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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 电子束熔炼Ti-6Al-4V与锻造Ti-6Al-4V的激光焊接：焊接角度对微观结构和力学性能的影响

    摘要： 电子束熔化（EBM）是一种成熟的粉末床增材制造工艺，适用于Ti-6Al-4V中小型部件的制备。为进一步将EBM技术应用于大型部件制造，研究者采用激光焊接方法将EBM成形的Ti-6Al-4V板材与锻造件进行连接，并选取了0°、30°和45°三种EBM构建方向与焊缝之间的焊接角度。研究表征了焊接角度对基体金属、熔合区及热影响区的微观组织、显微硬度以及宏观拉伸性能的影响。各区域的显微硬度由局部微观结构决定，而宏观拉伸性能主要受EBM基体金属影响——这是由于EBM工艺过程中产生的内部缺陷所致。焊接角度对拉伸强度的影响不显著，但当焊接角度从0°增至45°时，延伸率从9.4%降至5.8%?；谥淳Я５挠αψ刺澳诓咳毕荩疚奶教至说ブ崂旃讨蠩BM基体金属的应力机制。

    关键词： 缺陷、微观结构、力学性能、增材制造、焊接

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 光学相干断层扫描——采后品质评价的机遇与挑战综述

    摘要： 光学相干断层扫描（OCT）是一种成熟的无损、非接触式光子技术，现已被证实适用于监测储藏果蔬近表面内部结构。这种实时横截面成像技术能更直观地呈现并理解内部结构的时序变化。然而，尽管具备这些优势，该技术在成像分辨率与穿透深度的权衡、图像分析与数据处理，以及实验室外原位研究的适用性等方面仍存在问题。本综述总结了既往采后OCT研究成果，评估了由此产生的机理结论及未来应用潜力。

    关键词： 微观结构、无损检测、成像、光子学、新鲜农产品

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 高功率脉冲磁控溅射制备氮化铝薄膜的最优靶材溅射模式

    摘要： 低表面粗糙度、低残余应力且具有(002)择优取向的氮化铝(AlN)薄膜在微电子和光电器件中备受青睐。本文采用反应式高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)技术沉积AlN薄膜，研究了铝靶溅射模式及溅射功率对薄膜残余应力、晶体结构、表面粗糙度及形貌的影响。结果表明：当铝靶溅射模式从金属模式依次转变为过渡模式和化合物模式时，铝物种数量减少而离子-中性粒子比升高。与化合物模式相比，过渡模式下制备的AlN薄膜具有更低的表面粗糙度和残余应力。此外，在过渡模式下提高溅射功率可获得具有(002)择优取向且残余应力更低的AlN薄膜。要制备具有特定(002)择优取向、低表面粗糙度及残余应力的反应式HPPMS-AlN薄膜，采用高溅射功率的过渡模式靶材溅射为最优方案。

    关键词： 氮化铝，微观结构，织构，高功率脉冲磁控溅射，溅射模式，溅射功率

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 钙钛矿薄膜瞬态吸收测量中由微观形貌结构瞬态反射引起的伪影

    摘要： 在过去十年中，有机铅卤钙钛矿MAPbX3（MA=CH3NH3+；X=Cl?、Br?、I?）因其在太阳能电池和发光器件中的应用而备受关注。评估钙钛矿材料质量时，静态与瞬态吸收光谱及光致发光等光谱表征对研究其光物理性质至关重要。最新研究发现，由于MAPbX3薄膜表面覆盖度差或微观结构复杂导致强烈光散射，其静态吸收光谱的准确测量确实存在困难。这些形貌复杂性在薄膜制备中似乎不可避免，不仅影响稳态光谱测量，更会显著干扰对理解材料中光生载流子动力学至关重要的瞬态光谱表征。 半导体材料中的光激发态会引起介电函数实部与虚部的变化，从而导致吸收（虚部）和反射率（实部）改变——这对铅卤钙钛矿等折射率较高的材料影响尤为显著。瞬态吸收（TA）光谱是探测钙钛矿及其他半导体材料光激发态动力学的典型技术。TA测量中，泵浦激光脉冲激发钙钛矿薄膜，记录随波长和时间变化的诱导吸收变化（ΔA）。以透射光为探针时（图1a），TA信号（ΔA）主要取决于有无泵浦激发时透射探针光强度的比值（参见SI中公式S1），该假设基于透射探针光的损耗完全源于样品吸收。相同实验装置下，也可通过反射探针光作为检测信号进行瞬态反射（TR）测量（图1b），其信号（ΔR/R）由有无泵浦激发时反射探针光强度的比值决定（参见SI中公式S4）。 与主要探测样品体相性质的TA测量不同，TR信号主要检测样品表面折射率变化引起的光诱导反射变化。因此即使同一样品，TR光谱与动力学也可能与TA存在显著差异。例如先前TA与TR测量发现，由于更多表面缺陷存在，MAPbX3钙钛矿薄膜或单晶表面的载流子复合动力学比体相快得多。当对具有大尺寸非均质微观结构的薄膜（如覆盖度差、晶粒粗大或有针孔的薄膜）进行常规TA测量时会出现异常情况——此时透射探针光的损耗可能不仅来自样品吸收，还源于薄膜表面或微结构边界的反射。这种情况下，虽以透射模式采集的瞬态光谱（图1c及SI中公式S6）可能同时包含TA与TR信号成分，导致TA光谱失真及光诱导动力学分析不准确。 溶液法制备的有机/无机卤化铅钙钛矿薄膜是典型形貌微观结构显著影响器件性能的材料。虽然TA光谱已广泛用于研究钙钛矿薄膜的光生载流子动力学，但源自薄膜表面及微结构光诱导反射率变化的TR信号可能造成的TA结果伪影却未被重视。本研究通过对系列不同微观形貌的MAPbBr3钙钛矿薄膜进行精细瞬态光谱分析，并对比MAPbBr3单晶（SCs）的TR测量，证实大尺寸非均质微观结构的MAPbBr3钙钛矿薄膜TA光谱确实包含不可忽略的微结构光诱导反射TR信号——当微结构尺寸从<200 nm增至1-2 μm时，其贡献权重从约20%提升至约100%。TR信号的存在会导致TA光谱出现"伪影"特征，并因更快的表面载流子复合呈现加速的表观动力学，从而误导体相载流子动力学分析。我们还提出通过添加折射率接近样品的溶剂来抑制实际TA测量中TR信号的方法，可在一定程度上减弱TR畸变效应。

    关键词： 人工制品、瞬态反射、瞬态吸收、载流子动力学、钙钛矿薄膜、微观结构

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 以极性面为主导的八角形锡掺杂氧化锌纳米线及其室温光致发光特性

    摘要： 通过化学气相沉积法制备了以极性面为主导的八角形截面锡掺杂氧化锌纳米线(NWs)。这些纳米线沿[010]方向生长，其表面包裹着非极性面(200)与极性面(0001)及(110)。掺杂纳米线中部形成了(0001)晶面的平面缺陷，该区域出现应变集中现象，这可能降低了纤锌矿晶格的能量从而维持极性面主导的构型。X射线光电子能谱(XPS)和拉曼测试表明，掺杂后氧空位(VO)浓度显著降低，从而导致深能级发射(DLE)减弱。

    关键词： 极表面，光致发光，锡掺杂氧化锌纳米线，微观结构

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 激光熔覆Ti-6Al-4V合金在不同腐蚀环境中的腐蚀研究

    摘要： 采用与基体相同化学成分的Ti-6Al-4V粉末，在不同激光功率下进行激光熔覆，并研究了激光功率对微观结构和腐蚀行为的影响。通过动电位极化测试在不同腐蚀环境（3.5% NaCl、2% H2SO4和5% HCl溶液）中开展电化学研究。微观结构分析与相表征表明，激光熔覆Ti-6Al-4V涂层由针状马氏体（ɑ'）和共轴六方致密（ɑ）相组成。涂层无裂纹，但在高激光功率制备的涂层中观察到部分孔隙。在所有三种腐蚀环境中，涂层的耐腐蚀性均优于未处理基体。结果显示：在NaCl溶液中腐蚀电位从-410 mV升至-130 mV，在H2SO4溶液中从-50 mV升至-20 mV，但在HCl溶液中从-60 mV降至-270 mV。提高激光功率对NaCl和H2SO4溶液中的腐蚀行为具有积极影响，但对HCl溶液中的腐蚀行为产生负面影响。

    关键词： 腐蚀、激光熔覆、Ti-6Al-4V合金、微观结构

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 锶改性钛酸钙铜的介电与输运性能

    摘要： 本文详细研究了锶对通过经济高效的陶瓷加工技术合成的锶改性钛酸铜钙（即Ca0.95Sr0.05Cu3Ti4O12，后称CSCTO）的结构、微观结构、介电及电学特性的影响。结构分析表明制备样品呈立方对称性。采用多种先进光谱工具（介电与阻抗分析）研究了CSCTO的介电弛豫和电导机制。介电常数温度依赖性研究表明：在中等温度（315°C）和低频（1kHz）条件下呈现极高（巨）介电常数（5×103）与低损耗因子。在宽频范围（103-10?Hz）和温度范围（25-315°C）内系统研究了结构-性能关系及导电机理。低频高温区时，界面极化与Maxwell-Wagner介电弛豫机制在CSCTO块体陶瓷中起主导作用。通过奈奎斯特图可辨识晶粒、晶界及电极对样品电容-电阻特性的贡献。室温烧结CSCTO块体样品的铁电（P-E）回线显示损耗型滞回特性。这些发现进一步证实了CSCTO作为超级电容器基材的应用潜力。

    关键词： X射线衍射、超级电容器、铁电相、微观结构、介电性能

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 煅烧温度对CeO2纳米纤维形貌结构及其光催化活性的影响

    摘要： 煅烧温度对CeO?纳米纤维的形貌和结构具有关键影响，进而决定其光催化活性。通过电纺结合煅烧工艺成功制备出直径为95纳米的CeO?纳米纤维，煅烧温度范围（500-800℃）由热重分析（TGA）确定。采用扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）表征了不同煅烧温度下样品的形貌与结构，同时通过比表面积测试（BET）发现：当温度从500℃升至800℃时，样品比表面积从56.3 m2/g骤降至3.3 m2/g（降低17倍）。通常比表面积越大光催化效率越高，但有趣的是：在紫外光照射60分钟条件下，500℃和800℃煅烧制得的CeO?催化剂对亚甲基蓝的光降解率从67%提升至98%，且反应动力学常数提高4倍。这表明CeO?纳米纤维催化剂的光催化活性与比表面积无直接关联，提高煅烧温度反而能增强光催化效率。

    关键词： 煅烧、多孔材料、微观结构、CeO2纳米纤维、光催化

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 单激光与多激光选区熔化AlSi10Mg的对比研究：缺陷、微观组织与力学性能

    摘要： 本文研究了采用多激光束选区激光熔化系统制备的AlSi10Mg样品?？疾炝硕懒⑶蛴胫氐虻南喽悦芏?、缺陷、微观组织及力学性能。研究发现，重叠区域的熔池宽度和深度大于独立区域，导致两者间存在明显分界线，且在重叠边界熔池中发现少量小孔隙。原始态样品中独立区域与重叠区域的微观组织、显微硬度和抗拉强度相近。退火处理后Si形貌由连续枝晶转变为颗粒状，但未引起晶粒长大。由于晶粒尺寸基本相同，显微硬度和抗拉强度差异甚微。独立与重叠样品强度及延伸率的细微差异应源于小孔隙影响。研究表明微观组织显著影响AlSi10Mg样品的显微硬度和强度，而小孔隙影响有限。两类样品断口均存在若干光滑面（经证实为熔池边界），表明裂纹主要沿熔池边界扩展。

    关键词： 缺陷、微观结构、力学性能、多激光束、重叠区域

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • [IEEE 2018年第38届电子与纳米技术国际会议（ELNANO）- 基辅（2018.4.24-2018.4.26）] 2018年IEEE第38届电子与纳米技术国际会议（ELNANO）- 薄铜膜结构与光学特性研究

    摘要： 采用真空磁控溅射技术在多种工艺模式（沉积速率、工作压力、放电功率）下制备了铜纳米层。本文展示了沉积在石英、玻璃和硅基底上、厚度为1至65纳米的铜纳米薄膜的微观结构研究结果。研究了铜纳米薄膜在0.2微米至1.1微米波长范围内的透射和反射系数光谱。薄膜的透射和反射光谱与已知块体材料的光谱高度吻合。该研究成果对开发具有预设光学特性的纳米结构系统，以及设计用于光电子学、信息技术和节能技术的功能器件具有重要实际意义。

    关键词： 透射光谱、微观结构、纳米薄膜、反射光谱

    更新于2025-09-23 15:23:52