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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 采用原子层沉积氧化铝对MCz硅上AC耦合n-in-p像素探测器进行加工

    摘要： 我们报道了在磁控直拉硅衬底上制备电容耦合（交流）n+-in-p像素探测器的研究。我们的器件采用原子层沉积（ALD）生长的氧化铝（Al2O3）薄膜作为介质和场绝缘层，替代常用的二氧化硅（SiO2）。早期研究表明，Al2O3薄膜具有高负氧化物电荷特性，因此可替代像素间的p-stop/p-spray绝缘注入层。此外，由于其高介电常数，Al2O3能提供远高于SiO2的电容密度，从而实现更高效的像素电容耦合。研究还采用金属氮化钛（TiN）偏置电阻替代穿通或poly-Si电阻。通过电容-电压、电流-电压测试以及2 MeV质子微探针对所得器件进行表征，结果显示Al2O3介质具有预期的强负电荷特性、像素大面积区域均匀的电荷收集效率以及可接受的漏电流密度。

    关键词： 电容耦合，氧化铝，原子层沉积（ALD），像素探测器

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 通过陶瓷填充聚合物混合物的单轴压制对齐α-氧化铝薄片以提高烧结透明度

    摘要： 采用单轴温压法对氧化铝片层填充的聚乙烯基共聚物混合物进行取向排列。通过改变固体填充量（30-40体积%）和片层直径（1.2及11微米），对比研究了其对粘度、减薄率和最终取向效果的影响。所有陶瓷填充热塑性聚合物混合物均呈现假塑性行为。通过摇摆曲线分析获得的取向参数（r值）和晶粒错位角（半高宽FWHM）对生坯样品的晶体学取向进行了量化。与1.2微米直径片层混合物相比，11微米直径片层混合物表现出更高的温度敏感性常数、更优的流动性能及更好的取向效果。最优样品采用含30体积% 11微米直径片层的混合物制备，其取向度达r=0.251±0.017，FWHM=11.16°±1.16°。将取向最优的样品进行热压透明化处理后，在645纳米波长下获得70.0%的轴向透射率。该预取向热压样品的最终取向度（r=0.254±0.008，FWHM=11.38°±0.54°）较未预取向样品（r=0.283±0.005，FWHM=13.40°±0.38°）有所提升。

    关键词： 热压、流变学/流变测量、氧化铝、光学材料/性能

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • X射线吸收光谱揭示的Al2O3/GaN界面GaN侧局域原子结构

    摘要： 通过检测源自镓K壳层吸收的Ga LMM俄歇电子，采用表面敏感的镓K边扩展X射线吸收精细结构光谱技术，研究了栅极绝缘体（Al2O3）与半导体（GaN）之间的界面。该GaN侧界面研究是在通过原子层沉积形成的Al2O3薄膜上进行的。确定的原子结构揭示了由于氮退火导致的GaN晶体变化和Ga-O键的形成。

    关键词： 氧化铝（Al2O3）、界面、沉积后退火（PDA）、氮化镓（GaN）、扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）、原子层沉积（ALD）

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • AISI 304不锈钢复合材料选择性激光熔化过程中熔池行为的分析

    摘要： 对Al2O3增强型及Al2O3-ZrO2共晶混合物增强型AISI 304不锈钢复合材料的选区激光熔化(SLM)过程中熔池行为进行了数值分析与实验验证。热分析结果表明：由于粉末混合物熔点与导热系数的差异，熔池几何形态显著受增强颗粒影响。采用Al2O3-ZrO2共晶混合物替代Al2O3增强颗粒时，熔池最高温度升高。同时发现两种增强体的冷却速率相关性微弱，由此确认熔池液相存续时间而非冷却速率影响熔化行为，且该液相存续时间随Al2O3-ZrO2共晶比例增加而延长。由于熔池宽度增大，采用Al2O3-ZrO2增强颗粒时顶面温度梯度降低，而厚度方向温度梯度则相应升高。这些熔池行为研究结果将深化对增强颗粒影响AISI 304不锈钢复合材料尺寸精度与性能的认知。

    关键词： 有限元法，氧化铝，氧化铝-氧化锆，304（不锈钢），复合材料，选择性激光熔化，增材制造，选择性激光熔融，不锈钢

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 通过Nd:YAG脉冲激光烧蚀将纳米结构金属氧化物（CdO、Al2O3、Cu2O）嵌入PVA对其光学和结构特性的影响

    摘要： 通过一步绿色法——纳米秒Nd:YAG脉冲激光液相烧蚀技术(PLAL)，将纳米结构金属氧化物(CdO、Al2O3和Cu2O)嵌入聚乙烯醇(PVA)薄膜，显著提升了其理化性能。该工艺通过高能脉冲激光聚焦烧蚀浸没于PVA溶液中的金属靶材(镉、铜和铝)实现。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光谱、光致发光(PL)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDX)等技术，对比研究了掺杂前后薄膜的结构、光学特性和形貌变化。结构分析显示XRD图谱表明CdO、Al2O3和Cu2O纳米颗粒在PVA链中分散度降低；光学研究表明PVA链与各金属氧化物纳米颗粒相互作用引发结构修饰，通过Tauc方程计算得Cd、Al、Cu氧化物的光学带隙值(Eg)分别为2.33、3.63和3.54 eV，与既有研究吻合，光致发光光谱显示掺杂后发射强度减弱；形貌观测中FE-SEM图像呈现金属氧化物在PVA聚合物中呈球形均匀分布；EDX元素定性半定量分析证实金属氧化物成功嵌入PVA结构。本研究为通过掺杂不同纳米结构金属氧化物制备多功能PVA材料开辟了新途径。

    关键词： 激光烧蚀、氧化铝、Nd:YAG、金属氧化物、纳秒、聚乙烯醇、纳米材料、氧化镉、氧化亚铜

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 氧化铝三维电路载体的选择性激光诱导金属化

    摘要： 由热塑性塑料（注塑成型电路载体）制成的机电一体化装置（miD）如今已成为将电子电路和传感器技术应用于具有复杂三维几何形状组件的最先进技术。该技术现已成功扩展至陶瓷三维电路载体，其特点是具有更优的耐化学性和耐热性以及更高的导热性，从而开辟了更多应用领域。

    关键词： 微结构技术、掺杂、氧化铝、金属化、空间电子学

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 氧化铝基底掺杂用于激光诱导选择性金属化

    摘要： 激光诱导陶瓷选择性活化与金属化是一种新型的加法金属镀覆工艺，可在复杂三维陶瓷基体上实现精细金属线路或金属表面的制备。通过选择性激光活化预先对基体进行局部活化后，采用化学镀方式实现选择性金属沉积。该工艺主要受陶瓷基体材料、微观结构与光学特性、激光类型、激光工艺参数及金属化参数的影响。近期仅在使用氢气气氛烧结的含氧空位氧化铝基体上，通过绿光皮秒激光活化取得了积极效果。为能在空气中采用常规低成本烧结工艺，尝试通过掺杂不同氧化物进行成分改性——将2质量%的钕、锰、钐、铬、镍、铁、二氧化铈及锑掺杂氧化锡细颗粒，经混合球磨引入氧化铝基体。注浆成型样品经1500°C空气烧结后机加工，采用波长532nm、脉宽10ps的Nd:YVO4激光对抛光表面进行活化，并使用市售铜电解液实施化学镀。研究考察了微观结构特性、激光-物质相互作用及金属化效率。氧化铝基体掺杂锑掺杂氧化锡、铬、铁及氧化镍时，激光活化区域可实现优异金属化效果，这些掺杂剂能扩大可镀覆面积并绘制精细电路路径以实现微电子器件集成，其他添加剂则无效。掺杂剂触发的活化机制尚未完全明确，需分离鉴定各掺杂剂的单一作用机制，并进一步研究掺杂剂与激光活化对力学性能的影响。

    关键词： 激光激活、氧化铝、三维互连器件、注浆成型、陶瓷、化学镀

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 法国昂热(2019.7.9-2019.7.13)] 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 光子器件用III-V族半导体的可控氧化

    摘要： III-V族半导体的氧化是（单模）垂直腔面发射激光器大规模量产以及最新集成光子器件制造中的关键工艺环节。为推动VCSEL在新兴市场的应用，并维持上述前沿技术的持续发展，必须以更高精度和可靠性控制含铝III-V族半导体埋层选择性侧向氧化形成的光学/电学孔径形貌与尺寸。本文综述了我们近期针对该氧化过程开展的实验研究与模型开发工作，重点揭示其各向异性程度受氧化工艺条件影响，且通过精心设计用于实现埋层氧化的刻蚀台面结构，可有效缓解该各向异性导致的不良形貌畸变。

    关键词： 氧化，垂直腔面发射激光器，波导，氧化铝，各向异性

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • AIP会议录 [美国物理联合会出版社第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 摩洛哥非斯（2019年3月25-27日）] 第15届聚光光伏系统国际会议（CPV-15）- 基于电晕充电Al2O3的体寿命研究用低温硅表面钝化技术

    摘要： 对晶体硅晶圆进行体寿命研究（例如研究光致降解与再生行为）时，需要采用不改变硅体特性的低温表面钝化方案（如避免氢化处理）。氧化铝（Al2O3）能提供优异稳定的表面钝化效果，但为实现最佳钝化通常需约400°C的退火步骤——该温度被发现会改变部分硅材料的体特性。因此本文研究了采用低热预算Al2O3层进行硅表面钝化的可能性。我们证明通过原子层沉积的Al2O3，在不超过250°C条件下可实现优异的硅表面钝化，实测有效表面复合速度Seff低至1.3 cm/s。通过结合250°C的沉积后退火步骤与Al2O3表面负电晕电荷沉积，我们实现了这种卓越的低温钝化效果。对于仅退火至220°C的样品，在沉积负电晕电荷后仍能获得低至2 cm/s的Seff值。研究表明，经电晕电荷处理的低温Al2O3钝化层在储存218天后，Seff值仅从1.6 cm/s轻微劣化至5 cm/s。即使不进行任何沉积后退火仅施加负电晕电荷，也能获得稳定的15 cm/s Seff值。作为电晕充电的替代方案，短时强紫外光（λ=395 nm）照射也能显著提升低温退火Al2O3钝化硅样品的表面钝化质量，但该方法的Seff最佳值限于6.6 cm/s——这对体寿命研究仍具实用价值。

    关键词： 体寿命研究、氧化铝、电晕充电、硅表面钝化、低温退火

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 激光能量密度和脉冲重叠对Nd:YAG激光加工氧化铝陶瓷微通道的影响

    摘要： 不同技术中微特征的加工质量大多受所选微制造工艺的影响，进而导致材料、生产效率和成本等方面存在诸多限制。激光束微加工在材料选择、加工精度、形状复杂度和表面完整性方面相比其他非传统方法具有显著优势。本研究采用掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）激光器加工氧化铝陶瓷微通道时，探究了激光能量密度和脉冲重叠率的影响。通过调节不同激光峰值能量密度和脉冲重叠率（连续激光脉冲间的重叠百分比），加工出了宽度200微米、深度各异的微通道。研究发现应避免高脉冲重叠率和能量密度，因其会导致V形微通道（即底部宽度误差达100%）。最佳峰值能量密度范围约为125-130焦耳/平方厘米，对应每次扫描3-5微米的加工深度。此外，中等脉冲重叠率加工的通道相比低重叠率具有更优质量。

    关键词： 微通道、激光、能量密度、氧化铝、微加工

    更新于2025-09-11 14:15:04