金属有机物分解法制备HfO2 ZrO2纳米多层薄膜及其铁电性能研究

HfO2基铁电薄膜是一种环境友好型的铁电材料，具有尺寸可缩放性、与CMOS兼容性好等多方面优势，有望代替传统钙钛矿结构材料成为铁电存储器件的主要组成材料之一近年来，已有相关研究表明Zr掺杂的HfO2基薄膜具有良好的铁电性然而，针对其复合多层结构的铁电薄膜却鲜有报道为此，该研究利用金属有机物分解法制备了HfO2和ZrO2层交替生长的HfO2 ZrO2纳米多层薄膜，对薄膜的物相、表面形貌和铁电性能进行了相应的表征和分析，研究了退火工艺对薄膜铁电性能的影响结果表明，随着纳米层数的增加，HfO2 ZrO2薄膜的结晶性得到改善，且薄膜表面致密度增加，表面较为平整，晶粒有所细化在400 ℃、1 min的退火条件下，HfO2/ZrO2纳米多层薄膜具有明显的铁电性，电流翻转峰明显，剩余极化强度高达16 μC/cm2，纳米多层薄膜具有最小的漏电流密度以及良好的耐疲劳性能     

基于单模纤锥表面等离子体共振的折射率传感

利用ComingSMF-28(TM)制作了单模纤锥表面等离子体共振传感器,在1384～1614 nm波长范围内,采用波长调制方式对折射率为1.4480～1.4510的甘油水溶液进行了检测,分辨率在3×10-5RIU,这有利于进一步了解单模光纤表面等离子体共振传感器的性能以及在液体折射率检测方面的应用.     

氧气流量对反应磁控溅射铜氧化物薄膜结构和光学性质的影响

反应磁控溅射方法在玻璃基片上沉积铜氧化物薄膜,研究氧气流量对薄膜结构和光学性质的影响.用X射线衍射仪检测薄膜的结构,分光光度计测量薄膜的透射和反射光谱,采用拟合正入射透射光谱数据的方法计算薄膜的折射率、消光系数及厚度.结果表明,薄膜沉积过程中,随着氧气流量的增加,铜氧化生成物从Cu2O逐步过渡到Cu4O3,最后为CuO;当氧氩流量比为6：25时,生成单相多晶结构的Cu2O薄膜,薄膜的折射率和消光系数随波长增加而减小,带隙为2.49 eV;不同氧气流量条件下制备的Cu2O,CuO薄膜的折射率和消光系数随氧流量的增加而增加.     

溶胶-凝胶法制备的BaTiO3薄膜表面态

用溶胶-凝胶法和快速退火工艺在SiO₂/Si(111)基片上生长了钙钛矿结构BaTiO₃薄膜.用X射线光电子能谱技术(XPS)和角分辨X射线光电子能谱技术(ARXPS)研究了薄膜的表面化学态以及最顶层的原子种类和分布状况,结果显示在热处理过程中薄膜表面形成一层富含BaO的非计量钛氧化物层,并且钡-钛原子浓度比随着探测深度的增大而逐渐减小.     

拉锥光纤传感技术

拉锥光纤传感技术作为一种新兴的传感技术,在电力、石油化工、生化、航空航天、环保、国防等领域有着重要的应用价值并逐渐成为当前国际上的研究热点之一.与普通光纤相比,拉锥光纤的模场直径为微米或纳米量级,极大地增强了光在光纤中传输时的倏逝场,从而显著提高此类光纤传感器的灵敏度及响应速度,缩小了光纤传感器的尺寸,使其在传感应用中更具优势.该文分析并讨论了拉锥光纤传感器的理论基础、关键技术及相关应用.主要内容包括:1)阐述了微米光纤耦合传感器的原理、制备工艺及折射率和温度传感特性.2)讨论了单模-多模-单模及单模-拉锥多模-单模光纤结构的传感原理并实现了一种基于单模-拉锥多模-单模的高灵敏度折射率传感器.3)为拓展拉锥光纤传感器的应用范围并提高其空间分辨率,发展了一种半拉锥光纤传感器微探头.4)介绍了拉锥光纤在光通信及微操纵等方面的应用.     

射频磁控溅射制备ZrN薄膜及其表征

本文利用射频磁控溅射在N2和Ar混合气氛环境下，在玻璃衬底上沉积ZrN薄膜．采用X射线衍射（XRD）、X射线散射能谱（EDX）和扫描电子显微镜（SEM）技术对薄膜微观结构、成分及形貌进行分析.结果表明，制备的ZrN薄膜是化学计量比接近于1的面心NaCl结构,从薄膜的表面形貌图可知，薄膜表面平整，缺陷很少，晶粒排列非常致密，且空位及表面缺陷很少．     

Sol-Gel法制备纳米TiO2薄膜及性能研究

采用TiO2溶胶,利用溶胶-凝胶技术在玻璃表面制备了TiO2薄膜．用原子力显微镜（AFM）分析了样品的形貌,结构和粒度的分布;用自动椭圆偏振测厚仪测量了薄膜的厚度．研究了TiO2颗粒的催化机理、薄膜上粒子的性能以及薄膜的光催化性能,130nm左右的TiO2薄膜对甲基橙溶液的降解率达到28．2％．     

LaFeO_3缓冲层对BaTiO_3铁电薄膜电学性能的调控

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了BTO、LFO/BTO和LFO/BTO/LFO三种结构的BTO铁电薄膜,旨在通过LFO缓冲层来调控BTO薄膜的电学性能.研究发现:LFO缓冲层的引入减小了BTO铁电薄膜的漏电流,提高了其电滞回线的矩形度,获得了更高的剩余极化、饱和极化和更低的矫顽电压.这种调控作用在LFO/BTO/LFO薄膜中的效果要比在LFO/BTO中更加明显.结果表明,通过合理地设计LFO缓冲层,可以有效地改善BTO铁电薄膜的宏观电学性能.     

微结构光纤表面等离子激元共振传感器的研究

基于光纤结构的表面等离子激元共振(surface plasmon resonance,SPR)传感技术是近年来光纤传感领域的研究热点.论述了SPR传感器的工作原理、调制方式和光纤SPR传感器的理论,介绍了本课题组在该领域的研究进展,包括利用光纤和毛细管SPR传感器、图像式光纤SPR传感器、多通道光纤阵列SPR传感器、自补偿SPR传感器、智能手机SPR传感器及啁啾倾斜光纤光栅SPR传感器等,总结了基于光纤微结构的SPR传感器的研究现状,分析了需要解决的问题,并对未来的发展趋势.     

PTO种子层对PZT铁电薄膜结晶温度和电学性能的影响

该文采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)在Pt/Ti/SiO_2/Si衬底上制备了PZT和PZT/PTO两种结构的铁电薄膜,通过PTO种子层调控PZT薄膜的微观结构和电学性能.研究发现,加入PTO种子层之后,薄膜的SEM图像呈现出更加致密的形态,晶粒分布较均匀.PZT/PTO铁电薄膜在550℃下退火后测得的剩余极化强度比PZT薄膜650℃下退火获得的剩余极化强度要大,说明种子层的加入降低了薄膜的结晶温度.此外,加入PTO种子层后,PZT铁电薄膜的介电常数升高,介电损耗降低,抗疲劳性能也变好,薄膜的电学性能得到了较好的改善.     

用于结构整体与局部健康监测的光纤超声传感器

本文提出并展示了两种光纤超声传感系统,一种是基于菲索干涉仪的结构,另一种是类萨格奈克干涉仪的结构.当系统中光纤传感器采用长跨度光纤时,可实现结构整体内部是否有微裂纹所导致超声发射的情况监测.系统中的光纤传感器部分也可以选用一段短光纤或绕成一个光纤环,从而实现单点的局部探测.文中分析了作为传感的光纤与超声的相互作用.实验上,将1 m长的光纤作为一段直线传感器和绕成光纤环形点传感器分别埋入混凝土试件中,进行了10、25和50 kH超声测量实验.结果表明,这两种光纤传感器均具无损检测的应用潜力.尤其是长尺度光纤传感器更适合于监测大尺度混凝土建筑结构的由于内部微裂纹的发生及其发展情况,对于评估结构的健康状况具有十分重要的意义.     

偏振型光纤应变传感器的理论分析

本文推导了一种可用于灵巧结构与灵巧蒙皮的偏振调制型光纤应变传感器的理论模型，研究了横向应变载荷作用下双折射光纤中应变对光的传播，光的双折射与旋光的影响，分析表明，传感器的感应长度与光纤中主光轴的原方向都使光以及传感灵敏度有较大影响．     

光纤SPW传感器用于温度测试的研究

光纤SPW传感器通过表面等离子体波共振来工作.在SPW传感器表层存在一层电子气,当环境温度升高,电子气的浓度将会增加,且其本身的动能加大,这将导致电子气团的共振频率发生变化.通过实验建立了共振波长和环境温度的关系,并对误差进行了分析,从而进一步扩展了光纤SPW传感器的用途.     

不对称刻纹光纤传感阵列及其神经网络处理

描述了一种适用于机敏材料及其结构中应力、应变等状态探测与损伤估计的新颖的光纤传感阵列，采用的是周期性不对称刻纹多光纤组成的传感阵列，探讨了其信号的神经网络处理方法，给出了ＢＰ网的仿真结果。     

基于侧边抛磨光纤的传感技术研究综述

随着光纤微加工技术的发展，侧边抛磨光纤（side polished fiber，SPF）在光纤传感器领域开辟了一个新纪元。在普通通信光纤的基础上，通过完全或者部分去除一段长度的光纤包层形成传输光场的“泄漏窗口”，利用光场与物质相互作用来激发、控制、探测光纤纤芯中的传输光场，从而制备了各种基于倏逝场的传感器。优化光纤的抛磨参数和导模特性是实现高性能光纤传感器的关键。侧边抛磨光纤具有可靠的机械性能和极小的插入损耗、偏振相关损耗，使其成为研究“光纤上实验室”的优质平台。本文综述了基于侧边抛磨光纤传感器的原理、分类、研究进展和应用领域。     

空间积分光纤应变传感器用于智能结构的振动检测

研究了空间分布的光纤应变传感器及其在振动检测中的应用,其原理是由结构的各种振型的分析,选择对不同模态具有不同灵敏度的传感光纤分布方式,以偏振光纤制成的此类传感系统成功地使用在受到外部随机激励的电流变结构的检测和控制中。     

光纤光栅三维拉力传感器设计

基于光纤光栅传感技术设计了一种用于监测变电站套管受力状态的光纤光栅三维拉力传感器.通过有限元仿真和实验测量结合的方式，实现了三维拉力传感器解调的设计和测试，在3个方向的灵敏度为0.01～0.02 με·N^-1.对传感器进行加载测试，测试结果与加载结果基本一致，在600 N加载范围内平均误差为5.13%，光纤光栅三维拉力传感器能够实现对三维拉力的准确测量.     

光纤在电子和γ辐射诊断中应用的研究

用光纤把辐射能转变为Cerenkov光光能的传感器和信号传输线时,可以构成频带极宽的电子束和γ射线脉冲诊断系统.本文从理论上计算了入射的相对论电子或入射的γ射线形成的Compton电子在光纤中产生的Cerenkov光的灵敏度.研制了光纤传感器和测量系统,给出了系统灵敏度、动态范围以及带宽的解析表达式,这对评价系统性能和论证可应用性是很重要的.标定了传感器对γ射线的灵敏度.现系统可突破常规系统带宽的极限记录.系统带宽潜力达500MHz以上,用于极快辐射脉冲测量将显示出它的独特优点.     

新型微流通池pH-ISFET集成传感器的研制

报道了一种新型微流通池pE-ISFET集成传感器,该集成传感器采用常规IC工艺、微加工技术和键合技术,实现微流通池、四对长臂式ISFET/REFET传感器(差分测量用)和Ti/Au膜伪参考电极芯片一体化结构,芯片面积为8mm×6mm,微流通池体积为0.7mm×5.0mm×0.3mm,当集成传感器外部配上蠕动泵、注入阀和测量电路则构成微流通池pH-ISFET流动注入分析(FIA)系统。实验结果表明,该集成传感器和FIA系统具有响应快、耗样液量少等特点,且稳定性和可靠性大为提高。     

竹涤包芯纱线产品工艺研究及质量分析

阐述了用新一代“绿色纤维”———竹浆纤维作外包纤维,涤纶FDY长丝作芯丝生产的机织用包芯纱和针织用股线的设计思路、产品风格.并对生产竹涤包芯纱线过程中主要技术难点、工艺参数的选配以及采取的技术措施进行了分析.