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[机械工程讲义] 薄膜、纳米结构材料与涂层进展（2018年"纳米材料：应用与性能"国际会议精选论文集）|| 极性电介质薄膜的染色效应对其性能的影响
摘要： 低成本、可扩展的加工工艺与衬底材料对功能氧化物薄膜实现极化电介质性能优化及商业化至关重要。本研究系统考察了低成本MgO、Al?O?、SrTiO?和Si衬底对溶胶-凝胶法制备的SrTiO?（ST）与K?.?Na?.?NbO?（KNN）薄膜结构及电学特性的影响。发现衬底会显著改变薄膜应力/应变状态，进而影响其介电与铁电响应特性：当ST和KNN薄膜分别沉积于镀铂Al?O?和Si衬底时，衬底与薄膜间的热膨胀失配会在面内产生拉应力，导致平行板电容器构型中相对介电常数和剩余极化值降低；而MgO/Pt衬底上的ST薄膜与SrTiO?/Pt衬底上的KNN薄膜则呈现压应力/应变状态，这种状态使ST薄膜中Ti??离子和KNN薄膜中Nb??离子产生更优的面外位移，从而获得更高的极化强度与介电常数。研究证实，通过诱导压应力状态可有效优化多晶极化电介质薄膜的相对介电常数与极化性能。
关键词： 介电性能、溶胶-凝胶法、薄膜、应力/应变、热膨胀、铁电滞回线
更新于2025-11-14 17:28:48
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《AIP会议论文集》[作者 2018年第四届电子与绿色材料国际会议（EGM 2018）——印度尼西亚万?。?018年7月27-28日）] - 利用热技术的光纤布拉格光栅可调谐滤波器设计与分析
摘要： 本文从理论上研究并实验验证了一种基于光纤布拉格光栅（FBG）的热调谐滤波器。结果表明，在C波段区域实现了约1.5纳米的调谐范围；而在L波段区域，波长偏移量略大于C波段，约为1.6纳米。这种偏移源于光纤热光效应和热膨胀的变化，导致折射率进而布拉格波长发生改变。实验验证在1552.7纳米波长处进行，当温度从21°C变化至61°C时，调谐量约为1.2428纳米。
关键词： 热膨胀、光纤布拉格光栅、热光效应、热技术、可调谐滤波器
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于氧化铪材料在超高温度下的结构稳定性
摘要： 本研究评估了以下选定成分在超高温度下的结构稳定性：掺杂6.5和14摩尔% RE2O3（RE = Dy、Y、Er、Yb和Lu）的HfO2。在热循环和热冲击条件下，使用配备3千瓦CO2激光器的特定测试台，在2400°C及水蒸气通量下评估了结构稳定性。通过X射线衍射图的定量分析，确定了立方相稳定性——该相在25至2800°C的宽温域内具有理论重要性。分别采用14摩尔%和6.5摩尔%掺杂剂获得的全稳定和部分稳定HfO2，对热损伤表现出不同行为。热膨胀测量至1650°C，以预测这些稳定样品的尺寸变化，并设计出符合未来燃烧室要求的优化材料解决方案。综合所有结果后，展示了2400°C下掺杂剂离子半径与其最佳掺杂率的热稳定性趋势。
关键词： 相稳定性、超高温陶瓷、热膨胀、航天器推进、二氧化铪
更新于2025-09-23 15:22:29
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二元氮化物（AlN、GaN和InN）的热释电特性
摘要： 已对二元氮化物（AlN、GaN和InN）的热释电（PY）特性进行了理论研究。自发极化和压电极化（PZ）会改变这些氮化物的热导率。包含与不包含极化机制的热导率随温度变化关系（kp和k）预测了主次热释电效应之间的转变温度（Tp）。在Tp以下，热导率kp低于k，这是由于二元氮化物存在负热膨胀现象。在Tp以上，kp高于k，其中kp显著受到压电极化的贡献，而热膨胀是次级热释电效应的成因。预测AlN、GaN和InN的转变温度Tp分别为100K、70K和60K。本研究表明，通过热导率研究可以揭示半导体中的热释电特性。
关键词： 热膨胀、热性能、热释电系数、III-V族二元氮化物、内建极化
更新于2025-09-23 15:22:29
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TlInSe?晶体的声学和热膨胀性能各向异性
摘要： 基于对TlInSe2晶体中声波速度的实验研究，确定了其弹性刚度和柔顺张量的所有分量。该晶体具有三个平行于主要晶向的声轴。利用声本征波的最低速度估算了声光优值。我们分析了偏离纯纵波和横波偏振态的情况，以及声能流倾斜现象。测量了沿三个主要晶向的应变以及声波速度v11、v22和v33的温度依赖性。这些参数在T1≈245 K和T2≈145 K处出现异常行为。研究表明，在温度点T1以下，TlInSe2的对称性低于四方对称性。
关键词： TlInSe2晶体、铁性材料、弹性性能、热膨胀、各向异性、声波速度
更新于2025-09-23 15:21:21
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[2019年11月1日至4日，中国石家庄 - IEEE第14届压电学、声波及器件应用研讨会(SPAWDA)] 2019年第14届压电学、声波及器件应用研讨会(SPAWDA) - 具有极端不同热特性的太阳能电池双层结构热应力分析简化模型
摘要： 本文旨在建立一个简化的解析模型（该模型已通过界面裂纹的希尔伯特-黎曼理论解得到验证），用于研究热载荷作用下太阳能电池层压结构中的热应力分布。从模拟模型的封装材料与太阳能电池材料、最大界面正应力及应力临界点等方面分析了界面热失效问题，为太阳能组件的设计与优化提供了一定指导。
关键词： 太阳能电池，热膨胀，临界点，简化模型
更新于2025-09-23 15:21:01
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太赫兹光谱中α-氮冰的热膨胀
摘要： 通过太赫兹透射数据与声子模型，计算了α-氮（N?）冰在10至25K温度范围内的体积热膨胀系数。基于由Lennard-Jones势与四极矩-四极矩相互作用项组成的分子间势能，将1.45THz附近观测到的太赫兹透射凹陷建模为声子吸收现象。利用该模型及实验数据，我们获取了α-氮冰的晶格参数。
关键词： 热膨胀、太赫兹、时域光谱、α-氮冰
更新于2025-09-23 15:19:57
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二维过渡金属二硫化物双层中热控层间堆叠位移的原位原子级研究
摘要： 我们发现由于样品加热过程中引入的应变，过渡金属二硫化物（TMD）双层中会出现层间堆叠位移，这归因于一层相对于另一层的波纹效应。通过使用配备原位加热样品台的环形暗场扫描透射电子显微镜研究了层间堆叠的原子结构。加热前，双层显示出均匀的AA9和AB层间堆叠。加热时，观察到对比度变化，这与由波纹引起的原子尺度上的层间堆叠变化相关。当冷却至室温时，这些对比特征消失，证实这是一个与缺陷或空位无关的可逆过程。由于底层附着在由Si3N4制成的原位加热芯片上，而顶层与下层TMD层通过弱范德华力接触，两层在热膨胀过程中受到不同的力。
关键词： 过渡金属二硫化物、热膨胀、扫描透射电子显微镜、层间堆叠、二维材料
更新于2025-09-23 15:19:57
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二维材料赋能的纳米机械测辐射热计
摘要： 我们在此描述一种新型长波辐射探测器，该探测器通过机械传感方式在室温下测量光照强度。与半导体测辐射热计相比，我们的纳米机械探测器具有低测量噪声特性，且本质透明、可弯曲。这种固态器件基于二维材料薄膜，该薄膜既作为辐射吸收体，又能在基底-吸收体界面检测机械应变。通过对二维材料特性的优化及新型边缘取向器件结构的实现，我们将探测灵敏度提升至前所未有的3.34×10? cm Hz1/2 W?1，同时具备微米级空间分辨率。这种仅通过液相工艺即可实现的优异性能与简易可扩展制备的结合，展现了该探测器在未来普适化可穿戴电子领域的应用潜力。
关键词： 热膨胀、二硫化钼、红外探测器、石墨烯、测辐射热计
更新于2025-09-23 15:19:57
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掺杂LiF、NaF、CaF2或TiO2的二元SrO-B2O3玻璃的结晶与光谱表征
摘要： 基于二元硼酸锶（SrO 50-B?O? 50 mol%）基本化学成分的玻璃，以及掺杂2%氟化物（LiF、NaF、CaF?）或TiO?的样品，已通过常规熔融退火技术合成。研究人员测量了所制备玻璃的综合结构、光学和热学性能。通过两步控温热处理制得相应微晶玻璃，并进行了X射线衍射和扫描电镜检测。傅里叶变换红外吸收光谱显示400-1600 cm?1中波段存在复合振动模式，这与体系中同时存在三角和四面体硼酸盐构筑单元有关，且不同波数位点呈现特征差异。低掺杂量未引起红外光谱显著变化。X射线衍射图谱揭示了结晶后形成的主要晶相——偏锶硼酸盐及其他相关硼酸盐相；LiF未呈现明显变化，而NaF?和CaF?除生成NaF或萤石（CaF?）外，还诱导形成了含钠或含钙的额外晶相。TiO?既作为成核剂又以金红石形式析出。结晶行为与SrO在主二元硼酸盐玻璃中诱发相分离的倾向性相关，受控热处理促使偏锶硼酸盐晶相根据其组成从基础二元SrO-B?O?体系中分离，且掺杂剂作用因类型不同而异。所制备玻璃的热膨胀参数测量显示，转变温度和软化温度的数值变化取决于掺杂剂类型。热曲线不同区段热膨胀系数的变化与网络通过键弯曲吸收晶格膨胀的能力相关。观测到的均匀紫外吸收带与作为杂质存在的微量铁离子（Fe3?）有关。
关键词： 氟化锂、氟化钙、氟化钠、热膨胀、傅里叶变换红外光谱、氧化锶-三氧化二硼玻璃、微晶玻璃、二氧化钛
更新于2025-09-23 05:45:16