Ar气氛下退火处理对6H-SiC晶片表面结构的影响

本文对物理气相传输法生长的三片2英寸掺氮6H-SiC晶片,分别在不同温度下进行退火处理.采用原子力显微镜(AFM)对SiC晶片表面结构进行表征,研究了不同温度和偏角度对SiC晶片表面结构的影响.发现Ar气氛下高温退火处理可以在晶片表面形成规则的台阶条纹,说明Ar气氛下的高温退火处理对SiC晶片表面有一定的刻蚀作用.     

利用光子隧穿效应实现高Q/V值微腔和光学双稳态

利用光子隧穿效应设计一种高Q/V值小体积微腔.通过传输矩阵的方法研究该结构的光学传输性质.在光子隧穿传输模式下,该微腔具有一系列分离的传输模式,每个传输模式都具有较高的Q值.如果微腔由非线性材料构成,则会出现光学双稳态现象.微腔传输模式的级数越高,光学双稳态的阈值越低.研究结果为光学微腔的设计提供参考.     

温度对气相传输法制备氧化锌晶体生长机制影响研究

为提高气相传输法制备微纳结构样品形貌的可控性,进行了生长温度调控下氧化锌晶体生长机制及其变化的实验研究.实验中的样品制备,以高纯度锌粉末为原料,在无模板、无催化条件下,通过加热蒸发-氧化冷却-生长晶体过程实现.其中,蒸发温度固定于750℃,反应区气体氛围保持稳定,生长区温度在450～ 600℃变化,制备出不同生长温度下样品.对所制备出诸样品,应用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪和透射电子显微镜等方法,进行形貌与结构表征.基于表征结果,观察、分析、研究生长温度变化的影响,结合理论分析,得出了生长温度通过对生长过程中锌蒸汽过饱和度的影响,决定着不同生长机制,从而有着不同的形貌结构的样品.     

光子晶体缺陷中掺入增益介质的小信号增益特性

详细推导了光在单层增益介质传播的传输矩阵,得到增益介质复折射率的具体表示形式.利用含增益介质的传输矩阵法研究在单缺陷一维光子晶体的缺陷层中掺入增益介质的小信号增益特性,分析了小信号增益受参量变化的影响规律.结果表明:在光子晶体缺陷层掺入一定增益系数的增益介质,当缺陷层两侧存在一个相匹配的高低折射率材料周期排列层数时,得到的小信号增益最大;否则,小信号增益减弱.增益系数小,要获得最大的小信号增益时,相匹配的介质排列周期层数就多,反之亦然.     

Al掺杂ZnO纳米粉体的EPR谱研究

采用溶胶凝胶方法制备了Al掺ZnO纳米粉体.并用X射线衍射仪(XRD)和电子顺磁共振(EPR)对样品进行表征.结果表明:Al以替位形式掺入ZnO,未改变原有结构,掺杂Al离子浓度为2;时,其结晶性最好.Al掺杂ZnO粉末在g=1.96和2.00处具有明显信号峰.g=1.96位置的信号是制备过程中产生的Zn-H键的信号位置,该信号与ZnO导电特性有密切关系;g=2.00是晶体中锌空位对应的信号.g=1.96处信号峰强度与煅烧时间的长短无关;煅烧时间越长越有利于晶体结构的完善,减少空穴的产生;Al的掺入不仅替代了部分Zn的位置,也填补了部分的锌空位;温度变化起到了和Al离子同样的功效,Al离子的掺入增强了温度变化对ZnO的影响.     

退火温度对La3Ga5SiO14薄膜结构及表面形貌的影响

采用脉冲激光沉积技术在Si(100)衬底上制备了La3Ga5SiO14薄膜,并研究了不同的退火温度对薄膜结构和表面形貌的影响.衬底温度为室温时生长的薄膜经过800 ℃以上的高温退火后,由最初的无定形态转变为无规则取向的多晶结构.衬底温度为400 ℃时生长的薄膜经过800 ℃退火处理后呈现无序的多晶形态.当退火温度进一步升高至1000 ℃时,XRD图谱显示薄膜由最初的(220)和(300)两个结晶方向转变为以(200)和(400)为主要取向的多晶结构.表面形貌分析表明:衬底温度为400 ℃时,随着退火温度的升高,薄膜颗粒尺寸逐渐增大,表面无裂纹,而衬底温度为室温时生长的薄膜退火后则出现大量的裂缝、孔洞等缺陷.     

二乙醇胺辅助溶胶-水热法低温合成四方形貌Pb(Zr0.52Ti0.48)O3粉体

以醋酸铅、异丙醇钛、正丙醇锆为主要实验原料,采用改进的溶胶-水热复合法,在较低温度下制备出了四方形貌的Pb(Zr0.52Ti0.48) O3[简称PZT]纳米级粉体.探讨了二乙醇胺和水热反应温度对粉体结晶过程、粉体形貌、颗粒尺寸的影响.实验结果表明,二乙醇胺能够显著降低水热合成温度,有助于粉体在低温条件下合成.随着水热反应温度由150℃逐渐升高至200℃,PZT粉体由非晶态逐渐转变成含有少量杂质的四方相,最后形成了纯的四方相结构.粉体颗粒尺寸逐渐变小.当水热反应温度为180℃时,具有单一四方相结构的Pb(Zr0.52 Ti0.48)O3粉体呈现四方形貌,且团聚不明显.     

声子晶体中波传播的自准直效应

本文针对不同介质形成的周期性阵列结构进行了不同频率的波传输计算,发现波在阵列声子晶体结构中的传输特性与光在光子晶体中的自准直类似,具有波传播的自准直效应.进一步计算发现,波在声子晶体中传输的自准直特性与外部介质和阵列结构的材料属性密切相关,也与阵列结构单胞中金属柱的截面几何特性相关.波传播的自准直效应产生的频率范围随模...     

基于石墨烯超材料的极化控制开关

为设计可调控的光开关, 本文设计了基于石墨烯的超材料和一维光子晶体的复合结构,应用传输矩阵法研究它的传输特性.石墨烯超材料的吸收和各向异性的特性导致结构的传输对电场极化方向特别敏感.通过电场极化方向的旋转,可以动态调节电磁波的透射和吸收,也可以实现电磁波从全透射到全反射或者全吸收的完全转化.     

热还原温度对氧化石墨烯电阻-温度特性的影响

Hummers法制备的氧化石墨在水中超声分散获得氧化石墨烯,再在不同温度下焙烧进行热还原获得不同还原程度的氧化石墨烯.以Ag-Pd叉指电极衬底为基底,采用沉淀镀膜法制备阻温元件.利用热重和差热分析(TG-DTA)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)和紫外可见光谱(UV-vis)对氧化石墨烯的热稳定性、官能团、结构缺陷和能带结构等结构属性进行表征.结果表明:随着还原温度由100℃提高到450℃,氧化石墨烯含氧官能团逐渐脱失减少,缺陷增多;禁带宽度减小,由3.04 eV减小到2.4eV;导电性增强,电阻由696.3 kΩ降至8Ω,表现出负电阻-温度特性.阻温元件样品的电阻随着测试温度的升高而降低,表现出明显的半导体行为,并且电导率与温度关系符合阿伦尼乌斯定理.