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oe1(光电查) - 科学论文

81 条数据
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  • 通过原位电阻、X射线衍射和扫描电子显微镜研究揭示的薄层Ge<sub>15</sub>Te<sub>85</sub>薄膜的温度依赖性结构演变与结晶特性

    摘要： 基于硫系化合物的Ge15Te85薄膜近期被探索用于垂直堆叠交叉点存储器的双向阈值开关(OTS)选择器器件。尽管学界对其结晶动力学和阈值开关特性已有合理认知，但高温下的结构稳定性和形貌特征仍是关键挑战。本文研究了室温至325°C范围内非晶态Ge15Te85薄膜的热稳定性、表面形貌及局域结构。实验结果表明：加热过程中，非晶态退化始于120°C时Te原子的局部偏聚，随后Te在约220°C、GeTe在约263°C发生结晶（该结论通过电阻温度依赖性测量、X射线衍射及扫描电镜研究共同证实）。此外，这些薄膜的结晶区域呈现细晶粒形貌，清晰区分了Te与GeTe微结构的结晶偏聚特征。这些发现通过形貌证据深化了对多相结晶过程的理解，将有助于优化双向阈值开关(OTS)选择器应用的材料体系。

    关键词： 硫系化合物薄膜、相变材料、OTS选择器、扫描电子显微镜、Ge15Te85

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 利用相变材料（PCMs）在临界工作温度下冷却光伏组件的热力学评估

    摘要： 提高光伏电池温度会降低其发电量。相变材料（PCM）是控制光伏电池升温速率最常用的方法之一。本研究聚焦于光伏?？樽畲蠊ぷ魑露龋?5°C）下带翅片与不带翅片的PV/PCM系统热力学分析。实验室内采用熔点不同的聚乙二醇600（PEG-600）和石蜡作为PCM进行研究，并考察了翅片的使用效果。针对该临界温度，结果表明由于石蜡熔点更接近?？槲露龋湓诳刂乒夥绯匚露确矫娓哂攀啤０沧俺崞?，与传统光伏?？橄啾龋?翅片方案与PEG600+翅片方案分别实现了28.0°C和8.8°C的温差。在此临界温度条件下，光伏?？槭涑龉β什怀疃üβ实囊话搿Ｊ?翅片方案的?效率比传统方案高4.2%，且熵产计算显示其较传统方案降低达5%。此外，还计算了各方案下瑞利数的变化情况。

    关键词： 能量，临界运行温度，熵，光伏，相变材料，火用

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 极性晶体上可切换介电薄膜中的类表面极化子s偏振波导模式

    摘要： 表面声子极化激元（SPhPs）和表面等离极化激元（SPPs）是负介电常数介质支持的倏逝波模式，构成了纳米光子学的基本单元。这些模式在场增强和空间限制方面具有无与伦比的优势，并可通过相变材料实现动态全光调控。然而平面结构中表面极化激元的激发本质上仅限于p偏振光。相比之下，高介电常数薄膜中的波导模式能与p偏振和s偏振光耦合，且在薄膜中其限制效应可与表面极化激元相当。本文证明薄锗锑碲（Ge3Sb2Te6，GST）薄膜中的s偏振波导模式具有与碳化硅（SiC）衬底SPhP模式相似的色散特性、限制效应和电场增强效果，同时扩展了允许的频率范围。实验进一步表明，通过切换GST薄膜状态可实现SPhP和波导模式色散的非易失性调控。我们建立了描述GST/SiC波导模式的解析模型，并证明该概念适用于整个红外波段多种极性晶体。因此，作为对偏振受限表面极化激元的补充，s偏振波导模式为纳米光子学应用提供了极具前景的新型构建单元。

    关键词： 波导模式、红外光谱范围、相变材料、表面等离极化激元、碳化硅、纳米光子学、Ge3Sb2Te6（锗锑碲）、表面声子极化激元、s偏振光

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 由共晶混合物组成的可逆热致变色纳米粒子用于温度控制的光热治疗

    摘要： 光热疗法（PTT）是治疗癌症的有效手段。然而治疗过程中的高温会加剧对周围正常组织的损伤。热致变色材料具有温度激活的颜色变化和光学吸收特性，是实现精准控温PTT的理想光热剂。但目前构建具有适宜转变温度（44-47℃）的纳米级热致变色颗粒仍面临重大挑战。本研究基于隐色染料-显色剂-溶剂体系，开发了转变温度为45℃的热致变色纳米颗粒，用于肿瘤恒温光热治疗。当温度低于转变点时，纳米颗粒呈现深绿色以高效吸光产热；达到转变温度后，有色颗粒转变为无色状态，将温度维持在预设水平并促进更深部光穿透。这种自调节纳米颗粒在有效杀伤肿瘤的同时不会损伤正常组织。

    关键词： 温控、热致变色纳米粒子、相变材料、光热、共晶混合物

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 相变材料集成光伏板（PV-PCM）：技术概述与材料选择

    摘要： 近年来，相变材料（PCMs）在光伏组件热管理中的应用受到广泛关注，因为光伏-相变材料混合技术不仅能提高光电转换效率，还能实现相变材料储能的梯级利用。尽管已有大量光伏-相变材料系统研究，但实际应用前景仍不明朗，存在技术经济性待提升等技术壁垒尚未解决。本文对光伏-相变材料系统最新研究进展进行全面文献综述，重点聚焦技术原理与材料选择。首先探讨混合系统的基本构型与能量平衡关系以明确关键性能影响因素；通过系统分析2004-2018年间104篇研究文献，梳理光伏-相变材料研究发展路径，阐明各阶段代表性成果与现存问题；特别针对相变材料分类、特性及其在光伏系统中的应用进行详述，并创新性提出材料选择标准与相变温度确定策略的三角关系模型。最后指出未来研究面临的挑战与发展方向，强调需重点关注提升系统可靠性与经济可行性的新策略。

    关键词： 相变材料（PCM）、光伏冷却、光伏-相变材料（PV-PCM）、太阳能光伏（PV）、综述

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [2019年IEEE欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 相变材料界面的硅光子学

    摘要： 相变材料（PCMs）能够调控光的相位[1]、偏振[2]、振幅及颜色[3]。二氧化钒（VO2）、GeSbTe和AgInSbTe等材料可通过折射率变化来改变光特性。虽然现有研究多聚焦于光从低折射率介质（如空气）入射相变材料的情况，但涉及全内反射时存在更多可能性。本文研究了光在致密介质中传播并与相变层相互作用的现象，特别关注含硅界面。这种在硅界面调控光的可能性对硅光子学应用具有重要研究价值。

    关键词： 硅光子学、全内反射、二氧化钒、相变材料、偏振

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [2019年IEEE欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019年6月23日-27日)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 利用相变材料通过等离子体结构实现光操控

    摘要： 过去十年间，大量研究聚焦于利用等离子体结构与超材料来控制电磁辐射。这类结构的响应特性高度依赖于制备过程中的参数设置，例如所用材料组合及其结构尺寸。尽管在光电子学领域具有广阔应用前景，但这类结构在制备后无法调节光学响应的特性带来了严重局限。为解决这一问题，我们提出了一种由二氧化钒（VO?）薄膜上的等离子体纳米结构构成的可调谐等离子体元件——VO?作为一种相变材料具有显著优势。该材料在接近室温的临界温度68°C时，能发生从半导体相到金属相的可逆大范围转变。虽然现有VO?研究多集中于相变时近红外波段（1μm以上）光学特性的显著变化，但本研究重点关注可见光波段内VO?介电函数的变化。我们通过实验与数值模拟，特别探究了利用VO?相变动态调控贵金属纳米结构等离子体特性，以及操纵邻近等离子体纳米结构的量子发射体发光特性的可能性。 实验观察到：当热触发VO?从半导体相向金属相转变时，生长在VO?薄膜层上的金纳米棒阵列等离子体特性发生剧烈变化。暗场散射实验显示（图1a），相变过程中红色光谱区域（尤其是650nm附近）的散射强度下降超过50%。此外，我们的光谱与时间分辨测量表明（图1b）：通过底层VO?薄膜的热致相变，可调控金纳米棒阵列附近量子点（CdSeS/ZnS）的发光特性。当VO?处于半导体相时，纳米棒阵列上量子点的光致发光（PL）强度较远离阵列的同薄膜区域显著猝灭；而当VO?层被热激活转变为金属相时，阵列上量子点则呈现发光增强现象。同时加热效应导致阵列内外量子点的主要PL发射峰均红移15nm。相关实验结果均配有FDTD模拟验证。

    关键词： 光致发光、二氧化钒、等离子体结构、量子点、相变材料

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 相变材料在太阳能电池热控制中的应用研究

    摘要： 为了掌握相变材料（PCM）在太阳能电池热控制中的特性，建立了光伏/相变材料（PV/PCM）太阳能电池热控制系统的二维热控制结构模型，并研究了PCM相变温度、导热系数、潜热值等因素对太阳能电池温度控制特性的影响。结果表明，PCM的相变温度、导热系数、潜热值会不同程度地影响太阳能电池的温度控制特性。同时，PCM的热控制特性受环境气象条件（太阳辐照度、环境温度）的影响较大。研究成果为光伏/相变材料太阳能电池热控制系统的优化设计提供了参考。

    关键词： 热控制、相变材料、太阳能电池、光伏/相变材料系统

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 相变材料在飞秒激光激发后弹性软化的直接观测

    摘要： 利用飞秒激光泵浦和X射线自由电子激光探测技术，通过皮秒时间分辨X射线衍射分析了晶体Ge2Sb2Te5中光激发弹性波的产生与传播。晶格在激发后约20皮秒内出现各向异性初始膨胀，随后伴随晶格应变的周期性振荡。立方[111]方向的弹性刚度在初始膨胀阶段显著软化，且[100]与[110]方向的应变幅度最大。这表明飞秒激光激发在Te层与Ge-Sb层间形成了较浅的层间势，最终导致立方[111]方向弹性刚度软化。此外，这种软化态增强了体系对外部应力场的敏感性。薄膜中的残余内应力会促进立方相向菱方相转变过程中特定变体的选择性形成，从而引发后续的各向异性膨胀。这些现象与材料超快非晶化过程密切相关，具有重要的研究价值。

    关键词： 弹性刚度、飞秒激光激发、弹性波、X射线衍射、相变材料

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 为确定太阳能光伏板最佳吸热与散热方法而开展的实验研究

    摘要： 太阳能光伏技术已成为传统化石燃料资源的重要替代方案。当前研究聚焦于提升光伏系统效率的技术，以应对全球电力需求不断增长的需求。将光伏板温度维持在规定标准有助于持续获取最佳功率输出。尽管现有文献中存在多种光伏板冷却技术，但能源行业始终对提高效率值和降低投资成本抱有极高期待。本研究提出的方法通过采用相变材料（PCM）调节温度来提升太阳能光伏板效率，该材料嵌入外部翅片散热器以增强PCM的热传导性，从而提供了最佳解决方案。本研究通过自然环境条件下直射阳光中的实验装置对四种不同案例（案例A、B、C和D）进行了概念验证，通过FLIR热成像仪记录温度调节过程并展示观测结果。经过对全部四种案例的全面实验研究后发现，嵌入散热器的相变材料方案（案例D）能以最低成本有效降低光伏板运行温度，并最大限度提升光伏板效率。

    关键词： 相变材料、太阳能光伏（PV）板、散热器、FLIR热成像图

    更新于2025-09-16 10:30:52