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(Sn1?xMgxO)薄膜的结构特性及γ射线辐照下光学参数的依赖性
摘要: 采用化学喷雾热解技术在玻璃基板上制备了锡镁氧化物(Sn1?xMgxO)薄膜,并使用Co-60放射源对样品进行γ射线辐照。X射线衍射表明所有制备的薄膜均为四方结构的 polycrystalline 材料,且晶粒优先沿(110)晶面生长。总体而言,随着Mg掺杂浓度从0%增至8%,平均晶粒尺寸、晶格常数、位错密度和晶粒密度均呈下降趋势。原子力显微镜观测显示薄膜表面光滑均匀。通过紫外-可见分光光度法测得光学性能,对比了所有样品辐照前后的透射率和吸收光谱,研究了辐照前后吸收系数、消光系数以及介电常数的实部和虚部。结果显示:未辐照时,禁带宽度随Mg掺杂浓度从0%增至8%从3.94 eV降至3.72 eV;辐照后则从3.92 eV降至3.59 eV。所有光学常数在掺杂比例增加时均呈现上升趋势(无论辐照与否)。能谱分析表明:未掺杂样品仅含Sn和O元素,而掺杂样品包含SnO2和Mg元素。
关键词: 掺杂、二氧化锡薄膜、伽马射线、能量色散X射线技术、化学喷雾热解法、结构特性
更新于2025-09-23 15:21:21
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一种简便的喷雾热解法制备Sm掺杂CdS薄膜用于高性能光电探测器应用
摘要: 基于硫化镉(CdS)实现高性能光电探测器是当前研究的关键领域与挑战。本研究展示了新型钐掺杂(1、3和5 wt.% Sm)CdS薄膜用于光电探测器的简易制备与表征方法。所制薄膜具有良好的结晶性,晶粒尺寸介于18-30纳米之间。通过扫描电子显微镜/能量色散X射线光谱(SEM/EDX)证实了钐掺杂薄膜的形貌均匀性。场发射扫描电镜研究表明形成了低维纳米晶粒且薄膜无孔隙裂纹。研究阐明了钐掺杂对薄膜线性与非线性光学特性的影响:掺杂导致折射率、带隙宽度及磁化率等光学参数降低。纯CdS光致发光(PL)谱中536纳米处的发射峰经钐掺杂后发生偏移并猝灭。针对532纳米激光光源,研究发现1 wt.% Sm:CdS薄膜光电探测器性能显著优于纯CdS(响应度1.01 AW?1 vs 0.213 AW?1,探测率2.21×1012琼斯 vs 7.43×1011琼斯,光电灵敏度约4.9×103 vs 2.0×103,外量子效率257% vs 49.70%),为光电探测器应用提供了更简便的高质量CdS薄膜制备途径。
关键词: 光致发光、结构特性、硫化镉、光学特性、光电探测器、钐掺杂、薄膜
更新于2025-09-23 15:21:01
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采用固相反应法制备Pr-Bi共掺杂M型钡锶六铁氧体的结构、光谱及磁性能研究
摘要: 首次采用固相反应法合成了名义组成为Ba0.35Sr0.65?xPrxFe12.0?xBixO19(0.00 ≤ x ≤ 0.40)的Pr-Bi共掺杂M型钡锶六铁氧体。通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、振动样品磁强计(VSM)和热重分析仪(TGA)对这些六铁氧体进行了表征。XRD图谱显示,仅当Pr-Bi含量(x) ≤ 0.24时获得单一M型六铁氧体相。FT-IR中(608-610) cm?1和(445-447) cm?1频段分别对应六铁氧体中金属氧化物四面体和八面体团簇的形成。FE-SEM照片表明晶粒呈片状形貌。饱和磁化强度(Ms)、剩余磁化强度(Mr)、磁各向异性场(Ha)、第一各向异性常数(K1)和矫顽力(Hc)随Pr-Bi含量(x)从0.00增至0.08先升高,当x ≥ 0.08后下降。居里温度(Tc)随Pr-Bi含量(x)从0.00增至0.40持续降低。
关键词: Pr-Bi共掺杂、结构特性、固相反应法、光谱特性、磁性能、M型钡锶六铁氧体
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于薄层转移应用的纳米多孔硅基底的结构和光学性能优化
摘要: 本文研究了纳米多孔硅的光学与结构特性。样品通过电化学腐蚀重掺硼硅片制备,采用氢氟酸电解液,并在超高真空化学气相沉积反应器(UHVCVD)中于900至1100°C高温氢气环境下进行原位烧结。利用原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)分析其结构与形貌特性;通过光致发光光谱(PL)、时间分辨光致发光(TRPL)、拉曼光谱及傅里叶变换红外光谱(FT-IR)测定光学性质。研究表明:900°C原位加热可脱除多孔层原生氧化层并封闭孔隙,在多孔层顶部形成连续无缺陷表面。该工艺能获得结构与光学性能增强的稳定多孔层,同时调控形貌特性与可见光发射。本文旨在全面测定烧结多孔硅的物理特性,尤其聚焦其结构与光学性质。
关键词: 结构特性、光学特性、纳米多孔硅、薄层转移、烧结
更新于2025-09-23 15:19:57
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表面改性和激光重复频率对柔性钛金属箔上氮化镓纳米棒生长、结构、电子及光学性质的影响
摘要: 研究了激光分子束外延生长过程中柔性钛金属箔表面改性与激光重复频率对氮化镓纳米棒形貌演变及其结构、电学与光学特性的影响。实验在700°C下分别采用不同激光重复频率(10-30 Hz)在裸钛箔和预氮化钛箔基底上生长GaN纳米结构。结果表明:低重复频率(10 Hz)促进预氮化钛表面形成稀疏的三维倒锥状GaN纳米结构,而30 Hz生长时整个钛箔基底几乎被大晶粒组成的膜状GaN覆盖。当采用20 Hz生长时,预氮化钛箔上成功制备出均匀排列、高密度(~8×10? cm?2)的GaN纳米棒阵列,而相同条件下裸钛箔仅获得稀疏的垂直GaN纳米棒。X射线光电子能谱分析证实生长结构中存在Ga-N键合,且预氮化钛箔上生长的GaN纳米棒呈现富镓化学组成。相比Ga-N反应,裸钛基底更易发生Ti-N优先反应导致GaN纳米棒稀疏生长,因此钛箔预氮化是获得致密排列GaN纳米棒阵列的必要条件。X射线衍射、高分辨透射电镜及拉曼研究表明,氮化镓纳米棒沿纤锌矿结构c轴生长,具有优异的结晶质量与结构完整性。室温光致发光光谱显示致密GaN纳米棒在3.42 eV处呈现近带边发射峰,半高宽为98 meV。这种在柔性基底上实现的高结构/光学质量密度可控GaN纳米棒生长,为未来柔性氮化镓光电子器件与传感器的应用提供了重要前景。
关键词: 钛金属箔,激光分子束外延,光学特性,氮化镓纳米棒,结构特性,表面改性,电子特性,激光重复频率
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过抑制不同喷雾沉积温度下制备的SnO?纳米晶薄膜中氧空位密度实现可控光电特性及光敏性的突变
摘要: 采用改进化学喷雾热解法(MCSP)在不同基底温度下合成了纳米结构SnO2薄膜。X射线衍射(XRD)图谱证实所有薄膜样品均呈现四方相金红石型SnO2结构。XRD结果表明:随着喷雾沉积温度升高,晶粒生长速率加快,结晶度显著提升。光学光谱分析显示可见光区透光率随沉积温度升高而明显提高,同时光学带隙显著增大。但吸收系数谱分布证实SnO2薄膜样品以直接允许跃迁为主导。电流-电压特性曲线分析表明喷雾沉积温度变化对薄膜样品的光敏性具有显著影响。电学测试结果显示:在整个研究工作温度范围内,这些薄膜样品均呈现半导体传输特性,且存在两种不同的导电机制。综合光学与电学测试结果,评估了沉积温度变化对SnO2薄膜样品品质因数(FOM)的影响。
关键词: MCSP技术、光谱分析、电输运性能、优值、结构特性、喷雾沉积温度
更新于2025-09-23 15:19:57
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采用脉冲激光沉积技术制备的Cr2O3:ZnO纳米结构薄膜用于NO2气体传感器
摘要: 采用脉冲激光沉积技术制备了不同氧化锌(ZnO)掺杂量(0至9 wt%)的六方相氧化锌纳米颗粒掺杂三氧化二铬(Cr2O3)薄膜,其呈菱方结构。X射线衍射分析表明掺杂薄膜为多晶结构,且合成薄膜的平均晶粒尺寸与ZnO浓度相关。通过原子力显微镜表征了薄膜表面形貌,采用紫外-可见光吸收光谱研究了光学特性,测得光学带隙范围为2.45至2.68 eV,较块体Cr2O3(约3 eV)发生长波方向偏移。研究并讨论了传感器对二氧化氮(NO2)气体的灵敏度、响应时间和恢复时间,发现灵敏度随掺杂浓度增加而提升,当ZnO浓度达7 wt%时开始下降。NO2气体灵敏度的最佳ZnO掺杂量为5 wt%,在523 K温度下可获得87.5%的最大灵敏度。
关键词: Cr2O3:ZnO纳米结构、结构特性、光学特性、气体敏感性、脉冲激光沉积技术
更新于2025-09-23 15:19:57
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喷雾沉积Cd1-xZnxS薄膜的带隙结构可控固溶体:光致发光与光电响应特性研究
摘要: 通过传统化学喷雾热解法在不同温度下于玻璃基底上制备了纳米晶Cd1-xZnxS(x=0.00-1.00原子百分比)薄膜。当x<0.70时薄膜呈现六方相,更高x值时出现立方相。XRD峰位随锌含量增加的偏移证实了Cd1-xZnxS固溶体的形成。较高沉积温度改善了薄膜结晶度,而x值增大会降低结晶度。SEM图像显示x=0时为近球形颗粒状结构,随着x增大颗粒尺寸逐渐劣化,x>0.60时转变为纤维状结构。其中x=0.40-0.60的薄膜具有多孔特性,特别适合气体传感应用。EDS分析确认了Cd、Zn和S元素的存在且符合预期化学计量比。光学透过率和带隙宽度随温度及x值升高而增大。锌含量增加使吸收边向短波方向移动,赋予薄膜在蓝光区域的高透射性。消光系数随x增大而减小,乌尔巴赫能量表明存在缺陷。光致发光光谱呈现宽发射带,可解卷积为多个源自缺陷态的峰位。薄膜电阻率随x增大而升高,导致霍尔效应测量的载流子浓度降低。研究发现结晶度影响薄膜的光响应特性——高镉含量薄膜在带边区呈现优异光响应(电阻快速下降),适合作为光电探测器;本工作获得的小晶粒纤维状结构薄膜(具有大开放表面积)可用于气体传感,而x>0.60的薄膜非常适合制备太阳能电池窗口层。
关键词: 结构特性、CdZnS薄膜、光响应、光学特性、电阻率、光致发光
更新于2025-09-23 15:19:57
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喷雾热解法制备的Zn1-xMnxO薄膜的非线性光学及光限幅特性研究
摘要: Zn1-xMnxO(x=0、0.02、0.04、0.06、0.08和0.1)薄膜采用0.0125M摩尔浓度的溶液,通过喷雾热解法在723K温度下沉积于玻璃基底上。X射线衍射(XRD)分析证实所有薄膜均以(002)为择优取向,具有六方纤锌矿结构。掺杂量增加使晶粒尺寸和晶格参数发生微小变化。表面形貌随掺杂浓度升高从纤维状转变为球状结构。X射线光电子能谱(XPS)测量证实锰以Mn2+过渡态形式存在,同时含有氧和锌元素。薄膜在可见光区显示出约90-80%的透过率,且随锰浓度增加而变化。由于sp-d交换相互作用,禁带宽度随掺杂量增加而减小。采用连续波(CW)二极管泵浦固态(DPSS)激光器(波长532nm)通过z扫描技术研究了非线性光学(NLO)特性,在未掺杂和锰掺杂薄膜中均观察到源于双光子吸收(TPA)过程的反饱和吸收(RSA)行为。光学限制特性研究表明,所制备薄膜可作为可见光区的光学限制器。
关键词: ZnMnO薄膜、结构特性、非线性光学特性、光学特性
更新于2025-09-22 16:51:06
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光诱导热处理对LiNbO?薄膜结构和形貌特性的影响
摘要: 在本研究中,采用旋涂技术实现铌酸锂的沉积过程。使用卤素灯在沉积过程中维持所需加热温度。对单晶硅片基底施加60-120°C的温度范围以确保高质量沉积。沉积薄膜随后在500°C退火温度下进行退火处理。通过X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱对薄膜进行表征分析。结果表明基底温度对制备薄膜的结构和形貌特性具有显著影响,同时存在能使形貌与结构特性达到最佳组合的临界基底温度值。此外,较高的折射率数值表明该材料更适用于光学波导应用。
关键词: 结构特性,铌酸锂,纳米与微米材料,形貌特性
更新于2025-09-23 02:29:43