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oe1(光电查) - 科学论文

19 条数据
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  • 阶梯退火喷墨打印InGaZnO薄膜晶体管

    摘要： 采用喷墨打印技术制备薄膜晶体管（TFT）可降低传统TFT制造工艺的复杂度与材料损耗。我们配制了适用于打印、具有不同元素摩尔比的沟道墨水。通过旋涂与刻蚀方法，仅通过调控InGaZnO沟道元素的摩尔比就获得了耗尽型和增强型两种TFT。为解决图案化薄膜在高温退火时易断裂的问题，提出阶梯式退火法以去除沟道层有机分子并改善图案化薄膜性能。采用氩等离子体处理绝缘层、沟道层与漏/源电极之间的不同界面，以此提升图案化InGaZnO沟道层、漏/源电极的打印精度，优化沟道层打印厚度，降低缺陷密度，最终增强打印TFT器件的电学性能。

    关键词： 薄膜晶体管、退火、等离子体处理、喷墨打印

    更新于2025-10-24 16:37:46

  • 氮掺杂还原氧化石墨烯的大规模制备及其四元氮增强型高性能光电探测

    摘要： 我们在8英寸晶圆级尺度上展示了一种简单且可扩展的氮掺杂还原氧化石墨烯（N-rGO）光电探测器制备方法。通过乙炔-氨气氛围下的原位等离子体处理制备N-rGO，形成具有大量四配位氮取代石墨烯晶格的n型半导体。我们系统表征了N-rGO的形貌、结构、化学成分及电学特性，并据此制备器件。该器件采用非常规金属底层配置的简易金属-半导体-金属（MSM）结构以实现高性能光电探测。N-rGO器件在1.0V偏压下展现出高达0.68 A W?1的光响应度，较原始石墨烯提升约两个数量级，且在可见光至近红外（NIR）波段呈现宽带光致响应——对785nm、632.8nm和473nm激发波长表现出依次增强的灵敏度。我们还进一步证实了器件对任意位置局部激光激发的光致响应均具有对称特性。这种晶圆级N-rGO器件的优异性能为融合现有硅技术与二维材料开发未来光电器件提供了可行路径。

    关键词： 光电探测器，等离子体处理，四元N掺杂，晶圆级制备，氮掺杂还原氧化石墨烯

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 通过原子层退火和低温外延生长的纳米级GaN外延层

    摘要： 半导体与衬底之间存在较大热失配和晶格失配的异质外延生长是实现高质量外延层的关键难题。传统金属有机化学气相沉积法通常需要超过1000°C的高温才能获得优质GaN外延层。本研究通过原子层退火外延技术(ALAE)，在300°C的低温条件下实现了高质量GaN异质外延生长。该方法在原子层沉积每个循环中引入低等离子体功率的逐层原位He/Ar等离子体处理，从而产生有效退火效应显著提升GaN晶体质量。由于氦元素融入氩等离子体产生的彭宁效应，GaN晶体质量得到显著改善。高分辨透射电镜、纳米束电子衍射和原子力显微镜分析显示形成了高质量的纳米级单晶GaN异质外延层并具有极光滑表面。X射线摇摆曲线半高宽低至168角秒。这种低温ALAE技术对于制备高性能固态照明、太阳能电池和高功率电子器件等可持续节能高效设备所需的优质纳米级GaN外延层具有重要价值。

    关键词： 原子层退火，原子层沉积，氮化镓，原子层外延，等离子体处理

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 孔隙率和孔径对低能氩离子溅射纳米多孔结构的影响：分子动力学研究

    摘要： 本文对具有不同孔隙率和孔径的纳米多孔均质材料进行了低能氩离子辐照的分子动力学模拟。结果表明：在小孔径（Rpore=0.8 nm）且相对较低孔隙率（22%）的模型中，近表层孔隙因离子轰击发生坍塌；而在大孔径（Rpore=2.8 nm）且较高孔隙率（44%）的模型中，相同辐照条件下未出现显著结构变化。为研究多孔结构的热稳定性并揭示孔径与孔隙率对孔隙坍塌的影响，我们对纳米多孔结构进行了梯度加热。模拟结果显示，纳米多孔材料的结构变化机制存在明显差异，这取决于单位体积过剩表面能的大小。

    关键词： 低k电介质、等离子体处理、纳米多孔材料、孔隙塌陷、溅射

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 聚合物上的光敏化TiO2薄膜——二氧化钛与聚合物的相互作用及可见光诱导的光活性

    摘要： 具有可见光诱导光活性的聚合物光催化涂层，可通过低温氧等离子体处理聚丙烯（PP）后沉积二氧化钛纳米颗粒，并以有机配体进行敏化制备而成。整个工艺包含三大步骤：通过部分氧化实现表面活化、二氧化钛纳米颗粒的固定化，以及采用能形成表面Ti(IV)电荷转移复合物的有机配体溶液浸渍对二氧化钛薄膜进行光敏化。XPS和红外分析表明，等离子体处理会在聚合物表面生成含氧基团，这些基团参与形成确保二氧化钛薄膜与聚合物基底良好结合的Ti-O-C键。采用二氧化钛纳米颗粒水性溶胶的浸涂工艺，可制得厚度100-300纳米的致密涂层。儿茶酚类配体与表面Ti(IV)中心的配位作用会形成有色电荷转移复合物，从而实现可见光吸收及高效的光生电荷分离。光生电子和空穴可参与导致污染物降解的表面氧化还原反应。多种有机配体（儿茶酚、2,3-萘二酚、邻苯三酚和芦?。┑牟馐韵允?，在可见光照射下经儿茶酚修饰的二氧化钛涂层光活性最佳。该光催化涂层可作为可见光激活的自灭菌表面有效应用。

    关键词： 光催化、X射线光电子能谱分析、二氧化钛涂层、光敏化作用、等离子体处理

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 球面近场天线测量中探头位置误差的分析与校正

    摘要： 纤维素是地球上最丰富的天然聚合物。随着石油资源日益短缺，人们越来越关注天然纤维素的生产。本研究以愈创木酚为模型化合物，探究丝瓜中木质素的降解过程。通过基于水介质中辉光放电等离子体的氧化与酸性预处理方法，从天然丝瓜中提取出新型纤维素材料。所得丝瓜纤维素溶于无水磷酸/多聚磷酸（aPPAC）溶剂制备纤维素薄膜。结果表明：水介质放电过程中产生了·OH、HO?·和H?O?等活性粒子，其中自由基·OH通过破坏芳香结构有效去除木质素，而H?O?则用于消除丝瓜原料中的半纤维素。当丝瓜粉浓度为9.26 g/L、放电时间20分钟、等离子体功率100W时，纤维素组分提高到81.2%。经过25分钟后，丝瓜纤维素在0–5℃条件下完全溶解于aPPAC溶剂中，从而制得纤维素II型再生薄膜。aPPAC溶剂对丝瓜纤维素具有良好的非衍生化溶剂特性，再生薄膜表现出优异的力学性能、润湿性和致密结构。因此，等离子体预处理是丝瓜脱胶的高效环保方法，所获丝瓜纤维素适用于薄膜溶解与再生应用。

    关键词： 等离子体处理、薄膜、溶解、丝瓜纤维素

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 溅射锐钛矿相TiO?薄膜的接触角弛豫与长效亲水性：基于新型定量XPS分析研究

    摘要： 二氧化钛表面的接触角弛豫是一个必须理解的重要问题，尤其是其在黑暗条件下长期保持亲水性的特性。通过定量XPS分析，我们观测了溅射制备的锐钛矿相TiO?薄膜在大气环境中长达约22天的弛豫过程。研究发现晶格氧峰上方约2.57 eV处存在一个新峰，该峰归属于供体-受体复合物中的H?O分子。这种供体-受体复合物正是实现长效亲水性的关键因素，我们据此建立了理论模型。实验表明表面偶然碳污染并非接触角弛豫的主因：当供体-受体复合物含量较低（IDAC/Ibulk ≤ ~5%）时，样品接触角会随时间发生弛豫；而高密度复合物样品（IDAC/Ibulk ≥ ~10%）在22天内始终保持优异亲水性（接触角 ≤ 20°）。当碱性Ti-OH与酸性OH桥的比例较高（ITi?OH/Ibridge ≥ 1）时，会形成更多供体-受体复合物（IDAC/Ibulk ≥ ~10%）。因此，碱性Ti-OH通过与H?O形成强静电供体-受体复合物实现长效亲水。事实上，通过高密度氧等离子体处理可在TiO?表面生成足量Ti-OH基团及供体-受体复合物中的H?O分子，从而获得长效亲水特性。接触角弛豫本质上源于黑暗环境中水分子与TiO?表面的相互作用，其程度取决于静电供体-受体复合物的数量。本研究通过将理论分析与实际环境中的TiO?表面接触角实验数据相关联，首次揭示了该弛豫机制，为相关研究提供了新视角。

    关键词： 亲水性、溅射、等离子体处理、接触角弛豫、X射线光电子能谱分析、给体-受体复合物、二氧化钛薄膜

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 控制颗粒状和多孔银薄膜的表面形貌与灵敏度以实现表面增强拉曼散射（SERS）

    摘要： 设计用于表面增强拉曼光谱（SERS）的高效基底以实现低成本大规模制备，是进一步推动SERS常规化学分析应用的重要课题。本研究系统考察了不同射频等离子体（氩气、氢气、氮气、空气和氧气等离子体）及其组合对薄银膜表面形貌的影响。通过系统改变等离子体类型与条件、功率及处理时间，可获得具有不同表面结构与粗糙程度的银膜。以罗丹明B为探针分子时，这些经不同粗糙化处理的银表面作为高效SERS基底，其增强因子显著高于未经处理的溅射银膜。我们采用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS与俄歇）、紫外-可见光谱（UV-vis）及接触角测量对粗糙化银膜进行了全面表征。结果表明，在可控条件下可获得不同形貌的粗糙银膜，这些银膜以罗丹明B为探针时展现出1.93×102至2.35×10?的宽范围可调SERS增强因子?？刂圃銮啃Ч闹饕蛩厥撬玫壤胱犹迤寮肮ひ仗跫ㄑ沽?、功率和处理时间）。本研究首次证实了等离子体处理对银薄膜表面粗糙化的有效性及其对界面调控SERS增强效应的深远影响，该制备方法可用于低成本大规模生产SERS基底。

    关键词： 等离子体处理、溅射、表面增强拉曼光谱（SERS）、银、表面粗糙化

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 氦等离子体辐照制备的纳米结构钨在亚甲基蓝光诱导脱色中的应用

    摘要： 通过在钨板表面进行氦等离子体辐照，制备出枝晶状纳米结构。该由钨金属构成的纳米结构暴露于空气中部分氧化形成三氧化钨（WO3），所得表面在1至5电子伏特范围内呈现宽谱光吸收特性。我们研究了亚甲基蓝（MB）在该材料表面的光诱导反应，发现部分氧化与完全氧化的纳米结构表面即使在近红外光（<1.55电子伏特，其能量低于WO3带隙）照射下仍能促进MB褪色。反应速率随表层钨与三氧化钨比例变化——部分氧化样品的反应促进速率高于完全氧化样品。同时发现反应速率随时间递减，这可能是由于产物在表面积累及表面持续氧化所致。

    关键词： 扫描电子显微镜（SEM）、氧化钨、表面光化学、等离子体处理、纳米线、量子线和纳米管、可见/紫外吸收光谱、X射线光电子能谱

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 光寻址电位传感器中的氟代石墨烯传感膜

    摘要： 研究了一种用于光寻址电位传感器（LAPS）的氮化硅（Si3N4）基底氟化石墨烯传感膜。通过低压化学气相沉积（LPCVD）生长的三层单层石墨烯经滤光片屏蔽CF4等离子体处理后转移堆叠于Si3N4 LAPS表面。拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）及接触角测量证实三层石墨烯发生明确氟化。该氟化石墨烯传感膜的pH灵敏度为56.8 mV/pH，线性度达99.4%，漂移系数和迟滞效应分别为2.6 mV/h与2.9 mV，其传感性能与Si3N4传感膜相当。氟化石墨烯传感膜的光电流-栅压特性呈现显著负偏移，这源于碳-氟键偶极效应导致功函数升高。通过X-Y载物台扫描控制与LAPS测量系统，在相同表面集成氟化石墨烯与Si3N4传感膜的样品上获取pH 7缓冲溶液的二维光电流图像，适当栅压下静态二维pH图像中两者的高低光电流可清晰区分。实验证明氟化石墨烯是理想的pH传感膜材料，建议未来针对生物医学靶标开展表面固定化研究。

    关键词： 氟代石墨烯、LAPS、pH值、等离子体处理

    更新于2025-09-23 20:46:30