人工晶体学报

陈绍华, 穆文祥, 张晋, 董旭阳, 李阳, 贾志泰, 陶绪堂

2023, 52(8): 1373-1377.

摘要 ( 198 )

PDF (3478KB) ( 238 )

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本文使用导模(EFG)法生长了Ni掺杂β-Ga₂O₃单晶,并通过粉末X射线衍射(PXRD)和劳厄衍射(Laue diffraction)分别验证了其晶体结构和晶体质量。进一步通过紫外-可见-近红外透过光谱及红外透过光谱研究了Ni²⁺掺杂对β-Ga₂O₃光学特性的影响,发现其(100)面的紫外截止边为252.9 nm,对应的光学带隙为4.74 eV。此外,阴极荧光(CL)光谱测试结果显示,Ni²⁺掺杂β-Ga₂O₃单晶在600~800 nm具有宽带近红外发光特性,有望拓宽β-Ga₂O₃单晶材料在宽带近红外方面的应用。

金刚石线锯锯切β-Ga₂O₃晶体应力场分析

李宗平, 程大猛

2023, 52(8): 1378-1385.

摘要 ( 78 )

PDF (7625KB) ( 97 )

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作为典型的硬脆材料,氧化镓晶体(β-Ga₂O₃)加工时易裂解。金刚石线锯是生产β-Ga₂O₃晶片的主要方式,切片加工过程中会在晶片表面产生微裂纹损伤层,应力作用下微裂纹会发生扩展,导致材料破碎和断裂。本文建立了金刚石线锯多线切割β-Ga₂O₃(010)晶面的有限元模型,研究了锯切过程中机械应力、热应力和热力耦合应力的分布变化规律,分析了锯丝速度、进给速度和恒速比下不同参数组合对热力耦合应力的影响。结果表明,锯切过程中锯切热产生的热应力占据热力耦合应力的主导地位,锯切力引起的机械应力占比较小,但机械应力会影响热力耦合应力的分布情况,锯丝速度和进给速度的增加会引起热力耦合应力的增加。

组分阶梯InGaN势垒对绿光激光二极管光电性能的影响

侯俨育, 董海亮, 贾志刚, 贾伟, 梁建, 许并社

2023, 52(8): 1386-1393.

摘要 ( 60 )

PDF (6938KB) ( 53 )

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为探究不同铟(In)组分In_xGa_1-xN势垒对绿光激光二极管光电性能的影响,本文采用SiLENSe(simulator of light emitters based on nitride semiconductors)仿真软件对一系列具有不同In组分In_xGa_1-xN势垒的激光二极管进行研究,结果发现In_xGa_1-xN势垒中In组分最佳值为3%,此时结构的斜率效率最高,内部光学损耗最低,光学限制因子最大,性能最优。在具有In_0.03Ga_0.97N势垒的多量子阱结构基础上,设计了一种组分阶梯(composition step-graded, CSG)InGaN势垒多量子阱结构,提高了激光二极管的斜率效率和电光转换效率,增加了光场限制能力。仿真结果表明,当注入电流为120 mA时,具有CSG InGaN势垒的多量子阱结构,电光转换效率从17.7%提高至19.9%,斜率效率从1.09 mW/mA增加到1.14 mW/mA,光学限制因子从1.58%增加到1.62%。本文的研究为制备高功率GaN基绿光激光二极管提供了理论指导和数据支撑。

双轴应变对单层CdZnTe电子特性和光学性能的影响

聂凡, 韩硕, 曾冬梅

2023, 52(8): 1394-1399.

摘要 ( 64 )

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研究双轴应变对单层CdZnTe半导体材料电子特性与光学性能的影响,可为制备光学性能优异的CdZnTe器件提供理论支持。本文采用Material Studio 软件构建单层CdZnTe模型,并在其(100)和(010)方向上施加应变。基于密度泛函理论的第一性原理模拟计算了单层双轴应变对单层CdZnTe带隙、载流子有效质量、迁移率和介电常数等性能的影响。结果表明,拉伸和压缩应变均能减小单层CdZnTe的带隙,且双轴应变可有效调控单层CdZnTe的载流子有效质量、迁移率和介电常数。与拉伸应变相比,相同大小的压缩应变对单层CdZnTe性能的调控更加明显。随施加双轴压缩应变的增大,单层CdZnTe的带隙值逐渐减小,CdZnTe半导体吸收光的波长范围得到提高,单层CdZnTe的载流子有效质量、迁移率总体呈下降趋势,介电常数实部逐渐下降,虚部逐渐上升,意味着单层CdZnTe的金属性增强,光学性能提高。

基于第一性原理的Au、Cu、Sb掺杂CdTe的结构模拟和光学性能预测

张平威, 林龙, 张战营

2023, 52(8): 1400-1406.

摘要 ( 51 )

PDF (8854KB) ( 30 )

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基于密度泛函理论研究了Au、Cu、Sb掺杂CdTe体系的电子结构和光学性能。Au、Cu、Sb掺杂CdTe体系均能稳定存在,过渡金属原子与Cd原子轨道的杂化减小了CdTe的带隙,提高了CdTe对可见光的利用,同时降低了光生电子从价带跃迁到导带所需的能量,从而促进了更多的光生电子发生迁移,大大提高了其光学性能。三种掺杂体系中Sb/CdTe体系在可见光范围内光吸收系数提升最显著,其光生电子和光生空穴迁移率相对于CdTe体系分别增加5.97倍和15.54倍。通过计算掺杂体系的能带、态密度、电子布居、光吸收函数、载流子迁移率,从理论上揭示了Au、Cu、Sb提高CdTe光学性能的机理。

Dy、Lu掺杂对TSAG晶体磁光特性影响研究

张榕贵, 陈腾波, 李来超, 李玉虎, 马艳丽

2023, 52(8): 1407-1412.

摘要 ( 129 )

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Tb₃Sc_xAl_5-xO₁₂(TSAG)晶体是一种性能优异的磁光晶体材料,解决大尺寸TSAG晶体生长过程中开裂问题对高功率磁光隔离器的应用有着重要的意义。本文采用提拉法晶体生长技术,考察了稀土离子Dy、Lu在晶体生长过程中的分凝规律,分析了Dy、Lu掺杂对TSAG晶体性能的影响。结果表明,Dy、Lu掺杂有助于解决大尺寸TSAG晶体的开裂问题,生长的TSAG晶体均具有良好的内部质量,且所得晶体消光比均大于33 dB。Lu掺杂对TSAG晶体的维尔德常数有一定提升,而Dy掺杂则对TSAG晶体的维尔德常数提升无明显作用。Dy、Lu共掺的TSAG晶体磁光性能与TSAG基本相近,所制备晶体均满足高功率激光隔离器生产要求。

具有大磁各向异性和高居里温度的二维笼目磁性材料Fe₃As

黄田, 马赛, 刘宵宇, 黎迎, 武红, 徐永兵, 魏陆军, 李峰, 普勇

2023, 52(8): 1413-1421.

摘要 ( 57 )

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最近,对二维铁磁材料的研究已成为自旋电子器件领域的热点。本文通过自旋极化密度泛函理论计算,设计出一种新型的二维材料Fe₃As,其居里温度(T_c)为300 K,可达到室温。预测的二维Fe₃As具有很强的面内Fe—Fe耦合,其大的磁各向异性能量(MAE)大约为366.7 μeV,有助于材料维持长程铁磁序。这种二维Fe₃As的能带同时具有平带和狄拉克点的特征。值得注意的是,平带的位置与磁耦合的强度正相关。此外,在双轴应变的作用下,随着平带和费米面之间的距离不断减小,T_c也在逐渐升高。因此,Fe₃As单层有望成为二维室温自旋电子学器件的一种有前途的候选材料。

新型热电材料Y₂Te₃热电性能应变调控研究

夏雨虹, 杨振清, 周露露, 邵长金

2023, 52(8): 1422-1431.

摘要 ( 115 )

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具有低晶格热导率的稀土硫族化合物Y₂Te₃是一种非常有前途的新型热电材料,施加应变是调控热电材料热电性能的有效手段。本文采用第一性原理方法结合半经典玻尔兹曼输运理论,通过施加-4%到4%的应变对Y₂Te₃材料的热电性能进行应变调控。研究表明,施加压缩应变对Y₂Te₃材料热电性能的提高优于施加拉伸应变。300 K下p型Y₂Te₃的最大功率因数由0.4 mW·m^-1·K^-2提升到1.6 mW·m^-1·K^-2,n型Y₂Te₃在压缩应变下最大功率因数由8 mW·m^-1·K^-2提升到11 mW·m^-1·K^-2。300 K下p型Y₂Te₃在应变调控下最大热电优值ZT由0.07提升到0.15,n型Y₂Te₃在压缩应变下最大热电优值ZT由0.7提升到0.9。因此,n型Y₂Te₃具有非常优异的热电性能,通过施加应变可以有效调控Y₂Te₃材料的热电性能,n型Y₂Te₃具有作为热电材料的巨大潜力。

一种新型二维声子晶体的低频带隙特性及其形成机理

胡培洲, 赵静波, 刘红, 张晓生, 韩东海, 姚宏, 张广军

2023, 52(8): 1432-1440.

摘要 ( 54 )

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本文设计了一种新型的二维声子晶体结构,采用有限元法和等效模型法进行了深入研究,发现该结构具有良好的低频吸声性能。通过理论推导和仿真计算发现,在21 mm的晶格常数条件下,该结构在0~800 Hz具有完整的四条带隙。第一带隙下限低至40.28 Hz,且具有约为93 Hz的带宽,计算其传声损失后,发现其在低频域内具有良好的隔声效果,最大隔声量可达87.31 dB。对该结构的多个振动模态分析,建立相应的等效模型,并基于等效模型探究了不同因素对带隙频段造成的影响,总结出该新型二维声子晶体的一般性规律。研究结果表明,增大散射体密度和减小基体密度可以增加带宽,增大填充率和对散射体适当进行开孔处理可以改善带隙特性。该研究对于解决低频噪声控制问题具有一定参考意义和工程应用价值。

大尺寸非对称薄膜型声学超材料的低频隔声特性研究

闫文惠, 刘禧萱, 方添寅, 孙小伟, 温晓东, 欧阳玉花

2023, 52(8): 1441-1450.

摘要 ( 50 )

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针对低频声波的衰减问题,设计了一种大尺寸月牙盘非对称薄膜型声学超材料结构,利用有限元法计算了其传输损失和位移场。其结构尺寸可达 100 mm,隔声频率降低至 10 Hz,并在 10~500 Hz 的低频范围内展现出良好的隔声性能。与对称型薄膜声学超材料结构的隔声频带和隔声量相比,通过在单胞中引入不对称性,使得结构的低频隔声频带拓宽了 23 Hz。通过模态分析发现,不对称性使薄膜声学超材料产生更多的振动耦合模式,Lorentz 共振与 Fano 共振的同时存在提升了月牙盘型非对称结构的隔声性能。同时,薄膜和质量块的尺寸与偏心量等参数变化可进一步优化隔声效果,为声屏障低频隔声效果的提升在结构优化设计方面提供了一种解决思路。

镁和铝离子电池负极材料Nb₂N的第一性原理研究

张万贺, 胡建英, 周涛, 吕怡婷, 王克良

2023, 52(8): 1451-1457.

摘要 ( 40 )

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高性能二维负极材料的开发是可充电离子电池应用的关键。本文基于第一性原理计算,系统研究了Mg和Al离子与二维Nb₂N的相互作用,包括其几何构型、电子结构、离子扩散特性、开路电压和理论容量。Mg和Al离子均能吸附在二维Nb₂N上,吸附能为负,表明金属与二维Nb₂N有较强的结合作用,有利于在可充电离子电池中的应用。二维Nb₂N的金属性能保证了离子电池良好的导电性。两种离子的扩散势垒均小于0.2 eV,说明其具有良好的充放电速率。此外,镁离子和铝离子电池均具有比较低的开路电压和高的理论容量。这些结果表明,二维Nb₂N适合作为高性能的负极材料而应用于镁离子和铝离子电池。

自组装层修饰溅射氧化镍对刮涂制备的宽带隙钙钛矿太阳电池性能影响研究

李佳宁, 葛欣, 黄子轩, 刘振, 王鹏阳, 石标, 赵颖, 张晓丹

2023, 52(8): 1458-1466.

摘要 ( 84 )

PDF (9772KB) ( 40 )

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氧化镍作为高效钙钛矿太阳电池中常用无机空穴传输层材料,具有良好的光学透过性及化学稳定性,并且还可以通过磁控溅射等方法进行大面积制备,且成本低廉。然而相比于有机空穴传输材料,氧化镍和钙钛矿界面处的能级失配、缺陷及不良化学反应等限制了基于氧化镍空穴传输层的宽带隙钙钛矿太阳电池的性能。为解决这一问题,本文提出了采用(2-(9H-咔唑-9-基)乙基)膦酸((2-(9H-carbazol-9-yl) ethylphosphonic acid, 2PACz)自组装层作为氧化镍/宽带隙钙钛矿界面修饰材料。该分子可以有效钝化氧化镍表面缺陷、调节上层钙钛矿的成膜及促进界面电荷传输,最终宽带隙钙钛矿太阳电池的光电转换效率由16.18%提升至18.42%。本工作为氧化镍空穴传输层在宽带隙钙钛矿太阳电池中的应用提供了一种可借鉴的策略。

K₃ScF₆∶Tm³⁺,Yb³⁺/CdS光催化复合材料的制备及其光催化性能研究

帅朋飞, 黄翡菲, 郭庆丰, 廖立兵, 梅乐夫

2023, 52(8): 1467-1476.

摘要 ( 46 )

PDF (13310KB) ( 21 )

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上转换材料与光催化剂复合可以产生吸收光谱“红移”的效果,对提高光催化剂的降解效率具有重要意义。为了提高CdS对近红外光的利用率,通过高温固相反应法合成了冰晶石结构上转换发光材料K₃ScF₆∶Tm³⁺,Yb³⁺,并采用高能球磨法将其与CdS复合制备出一种新型光催化复合材料K₃ScF₆∶Tm³⁺,Yb³⁺/CdS。采用X射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、荧光光谱(PL)和紫外-可见漫反射吸收光谱对其成分、结构和性能进行了系统表征。同时,对不同复合比例下制备的复合催化剂对罗丹明B(RhB)的光降解效率和K₃ScF₆∶Tm³⁺,Yb³⁺/CdS光催化复合材料的光催化机理进行了研究。结果表明,K₃ScF₆∶Tm³⁺,Yb³⁺和CdS的最佳复合比为3.6∶1,上转换发光材料K₃ScF₆∶Tm³⁺,Yb³⁺的引入协同促进了CdS的光催化作用,光催化过程中·OH与·O^2-均参与了对RhB的降解,并且·OH起主要作用。此外,在最佳复合比下,经过80 min,K₃ScF₆∶Tm³⁺,Yb³⁺/CdS样品降解率达到99.9%,与未复合的CdS相比,降解率提高了近50倍。所有结果表明K₃ScF₆∶Tm³⁺,Yb³⁺/CdS光催化复合材料在光催化领域具有潜在的应用价值。

柠檬酸辅助溶剂热法制备Bi₂MoO₆及其光催化性能

马占强, 王楠, 郭葳, 张凯悦, 李娟

2023, 52(8): 1477-1484.

摘要 ( 42 )

PDF (9979KB) ( 25 )

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高效可见光响应光催化材料的开发对光催化技术的发展有着至关重要的作用。采用柠檬酸(CA)辅助溶剂热法制备Bi₂MoO₆,对其进行XRD、SEM、UV-Vis DRS、BET及PL表征,并研究可见光下降解环丙沙星(CIP)、灭活大肠杆菌(E. coli)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)的性能。CA添加量为3 mmol时制备的BM-3展现出最优的光催化活性,在100 min内对CIP的降解率达到89.5%,其反应速率常数为不添加CA制备的BM-0的2.45倍,也能在150 min内将E.coli完全灭活,在200 min内将S. aureus灭活,失活后的细菌细胞由于内容物泄漏而表面凹陷且易聚集。多次循环实验证明BM-3具有良好的稳定性。宽的可见光吸收范围、大的比表面积和高效的光生载流子分离效率有利于CA辅助溶剂热法制备的Bi₂MoO₆光催化性能增强。

3-(3-吡啶)丙烯酸配体杂化的Keggin型多酸基超分子化合物的合成、结构及光催化性能

孙佳馨, 李爽, 李晓慧, 史思柳, 刘宝慧, 齐嘉慧, 李嘉琦, 张众

2023, 52(8): 1485-1490.

摘要 ( 48 )

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本文在水热条件下成功合成了一例Keggin型多酸基超分子化合物1,其分子式为H₃[(3-PA)₄(PW₁₂O₄₀)](3-PA=3-(3-吡啶)丙烯酸),并通过单晶X射线衍射、元素分析(EA)、红外(IR)光谱、X射线粉末衍射(PXRD)、热重(TG)和固体紫外-可见(UV-Vis)漫反射对化合物1的结构进行了表征。化合物1属于三斜晶系,P-1空间群,a=1.200 33(3) nm,b=1.216 42(3) nm,c=1.424 66(4) nm,α=75.030(1)°,β=73.452(1)°,γ=69.372(1)°,V=1.837 00(8) nm³,Z=1,M_r=3 476.78,F(000)=1 538,μ=18.815 mm^-1,D_c=3.143 mg·m^-3,S=1.062,R₁=0.046 2,wR₂=0.138 7。化合物1的结构单元包含一个[PW₁₂O₄₀]^3-多阴离子和四个3-PA配体,并通过[PW₁₂O₄₀]^3-多阴离子和3-PA配体之间的氢键连接形成二维超分子层。化合物1在光催化还原Cr(Ⅵ)反应中展现出良好的光催化活性,并具有较好的结构稳定性和可循环利用性。

高价态W掺杂对NiFe磷化物全分解水制氢催化活性影响的研究

张依擎, 梁俊辉, 范浩阳, 陈达, 陈华予, 黄岳祥, 姚鑫, 秦来顺

2023, 52(8): 1491-1499.

摘要 ( 48 )

PDF (11151KB) ( 26 )

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近年来,通过光伏辅助电催化(PV-EC)分解水制备“绿氢”成为实现碳中和目标的关键。然而,普通电解水催化剂不能满足PV-EC系统中较高的太阳能到氢能(STH)转换效率的需求。因此,获取价格低廉、低反应过电势的电催化剂材料极为重要。本文选取具有高价态的过渡金属W作为掺杂源,采用一步电沉积方法制备出NiFeW三元金属磷化物。通过一系列的表征发现,NiFeW磷化物电催化剂表现出优异的析氢反应(HER)和析氧反应(OER)活性,且作为双功能电催化剂时,在10 mA/cm²电流密度下W掺杂后样品的过电势降低了51 mV。使用NiFeW磷化物作为双功能电催化剂和太阳能电池(a-Si∶H/a-SiGe∶H/a-SiGe∶H)作为驱动源,PV-EC器件实现了超过7%的理论STH转换效率,对推动太阳能分解水制氢装置的实际应用具有重要意义。

铂/铜合金催化剂的制备及其电解水析氢性能研究

李艳, 杨振峰, 樊月瑶, 张小婷

2023, 52(8): 1500-1508.

摘要 ( 63 )

PDF (9604KB) ( 26 )

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面对化石能源危机问题,清洁高效的氢能源受到人们的广泛关注,电解水制氢成为新的研究热点。本文主要围绕铂/铜合金催化剂的合成、表征及其电解水析氢催化应用展开研究。采用溶剂热法合成铂/铜合金,通过XRD、SEM、TEM、EDS、XPS等表征铂/铜合金的组成结构和微观形貌,对铂/铜合金的构效关系进行探索。利用电化学测试系统测得铂/铜合金不同条件下的析氢催化性能。在0.5 mol/L H₂SO₄中,铂/铜合金的起始过电位为20.3 mV(10 mA·cm^-2时),塔菲尔斜率为37.56 mV·dec^-1;在1 mol/L 磷酸缓冲盐溶液(PBS)中,铂/铜合金的起始过电位为35.0 mV(10 mA·cm^-2时),塔菲尔斜率为52.12 mV·dec^-1;在1 mol/L KOH中,铂/铜合金的起始过电位为25.3 mV(10 mA·cm^-2时),塔菲尔斜率为36.82 mV·dec^-1。对比发现,铂/铜合金在酸性电解质中展现出更为优异的催化性能。而且,进一步实验表明铂/铜合金催化剂在酸性电解质中具有高的电催化活性面积(30.83 cm²)和良好的循环稳定性。

Sm³⁺掺杂0.96Na_0.5Bi_0.5TiO₃-0.04CaTiO₃陶瓷的制备及光致发光性能研究

马春林, 王梓珩, 范雨香, 胡颖, 胡亚洲

2023, 52(8): 1509-1515.

摘要 ( 48 )

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采用固相烧结法制备了一系列Sm³⁺掺杂0.96Na_0.5Bi_0.5TiO₃-0.04CaTiO₃(NBT-0.04CT∶xSm³⁺,0.002≤x≤0.020)无铅陶瓷。通过X 射线衍射仪表征样品的物相结构,所有样品均呈现单一钙钛矿结构。用荧光光谱仪测量样品的发光性能,样品在 479 nm处激发峰最强,可与白光LED合成中使用的蓝色LED芯片相匹配。发射主峰位于597 nm(⁴G_5/2→⁶H_7/9),呈现强橙红色发光。NBT-0.04CT∶0.010Sm³⁺陶瓷在Sm³⁺掺杂NBT-0.04CT陶瓷中的发光性能最佳,且在278~473 K陶瓷样品的发光性能呈现良好的热稳定性。结果表明,NBT-0.04CT∶xSm³⁺陶瓷在白光LED中具有广阔的应用前景。

SiC陶瓷在钎焊过程中的6H到3C多型相变

石浩江, 张瑞谦, 李鸣, 颜家振, 刘自豪, 白冬

2023, 52(8): 1516-1522.

摘要 ( 41 )

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为探究钎焊过程对SiC陶瓷晶体结构的影响,为钎焊工艺设计提供理论及试验数据支撑,本研究采用纯Ni箔作为中间层在1 100~1 245 ℃下实现了6H-SiC的钎焊连接,并研究了焊缝以及6H-SiC基体与焊缝界面处的微观形貌。研究结果表明,少量Ni原子在钎焊过程中会扩散进入6H-SiC陶瓷,并以固溶形式存在,降低了6H-SiC层错能。随着钎焊温度升高,6H-SiC/焊缝界面处的焊后残余应力增大,当钎焊温度达到1 245 ℃时,界面处的6H-SiC的(0001)面沿1/3 <1100>方向产生滑移, 6H-SiC切变形成3C-SiC。因此,SiC陶瓷在钎焊过程中受应力和钎料组成元素的作用发生相变,针对特殊环境使用的SiC陶瓷需要斟酌钎焊工艺对其晶体结构及性能的影响。

薄膜热电堆(Cu/Cu55Ni45)热流传感器的制备工艺及性能研究

冯楠茗, 代波, 王勇, 李伟

2023, 52(8): 1523-1531.

摘要 ( 66 )

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本文首先通过磁控溅射技术在单晶Si和Al₂O₃陶瓷衬底上分别依次沉积厚度为600 nm的Cu和Cu55Ni45薄膜,然后使用微加工技术在10 mm×10 mm的衬底区域内制备了200对串联的热电偶组成薄膜热电堆结构,最后采用反应溅射联合硬掩膜沉积了不同厚度的氧化铝热阻层,使串联的热电偶分别产生冷端和热端。根据Seebeck效应,在热流的作用下薄膜热电堆冷热两端的温差使传感器输出热电信号,实现对热流密度的测量。通过对薄膜热电堆的表征与标定,结果表明:沉积在Si衬底与Al₂O₃陶瓷衬底上的Cu/Cu55Ni45热电堆中,Cu膜粗糙度分别为20和60 nm,Cu55Ni45膜粗糙度分别为15和20 nm,电阻分别为38.2 Ω和2.83 kΩ,灵敏度分别为0.069 45和0.026 97 mV/(kW·m^-2)。具有不同表面粗糙度的单晶Si衬底与Al₂O₃陶瓷衬底会影响在其表面沉积的Cu/Cu55Ni45热电堆表面粗糙度,进而导致薄膜热电堆产生电阻大小差异,此外,Cu/Cu55Ni45热流传感器的输出热电势与热流密度呈现良好的线性关系。

磁性羟基磷灰石晶须的制备及其在磁场下的磁响应行为研究

钏定泽, 颜廷亭, 刘继涛

2023, 52(8): 1532-1539.

摘要 ( 47 )

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羟基磷灰石晶须(HAw)的定向是设计和开发生物陶瓷的关键之一。本研究采用水热法将磁性纳米粒子四氧化三铁(Fe₃O₄)负载到HAw表面,成功制备出具有优良磁响应特性的磁性HAw复合材料,系统研究了磁化HAw的理化性能、生物学性能并探究了其在弱磁场中的取向行为。结果表明四氧化三铁(Fe₃O₄)纳米粒子被成功负载到HAw表面,所制备的磁化HAw在室温下具备超顺磁性,且具有良好的磁响应特性,仅通过常规的永磁体就可以实现操控。结合磁场诱导注浆成型技术,由外部磁场施加的对准方向被有效固定。CCK-8实验结果表明磁化HAw不具有细胞毒性。

As₄₀Se₆₀硫系玻璃基底薄膜制备与应力分析

周慎敏, 张宇

2023, 52(8): 1540-1547.

摘要 ( 38 )

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硫系玻璃是一类优秀的红外光学镜片材料,但其热膨胀系数较大,与Si、Ge等红外光学材料相比,硫系玻璃镜片在镀膜过程中产生的残余应力较大,镀膜后面形变化较大。研究膜层中应力并优化应力的控制方法,可以提高薄膜的力学性能。本文通过测量在As₄₀Se₆₀硫系玻璃上镀膜前后基底的变化量来研究基底上不同材料膜层的残余应力情况,同时使用ANSYS软件对As₄₀Se₆₀/ZnS/Ge/ZnS/Ge/ZnS/YbF₃/ZnS红外光学镜片膜系结构的热应力进行理论计算与仿真,验证了模型的合理性。分析了膜系结构中热应力在轴向与径向分布情况,结果显示:轴向热应力主要集中在膜层部分,表面膜层的热应力最大;径向热应力呈均匀分布,在边缘发生突降。分析了最外层保护膜的热应力与沉积温度、相邻膜层、不相邻膜层和基底的关系,结果表明:沉积温度在110 ℃到200 ℃的范围内,保护膜的热应力与沉积温度成正比;相邻膜层和不相邻膜层的厚度和材料均不影响保护膜的热应力;基底的厚度会对保护膜的热应力产生影响。

第十九届全国晶体生长与材料学术会议在天津召开

苏健

2023, 52(8): 1547-1547.

摘要 ( 109 )

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