压电电子学及其仿生智能传感

在低维压电半导体材料(比如ZnO和GaN)中,压电极化和半导体电子传输特性的耦合可以给器件带来预想不到的性能.这大大提高了研究人员对压电电子学这一新兴领域的兴趣.另外低维压电半导体材料拥有优异的机械特性,可以被集成到能够应对巨大应力的柔性器件中,外部的机械刺激为柔性器件运行中的电荷-载流子传输,载流子的产生、复合以及分离提供了新的调制方法.本综述回顾了压电电子学的基础理论,不同维度材料体系中的压电电子学,压电电子学晶体管的分类,及广义压电电子学晶体管的应用方面的最新研究进展,并对将来的研究方向进行了深入讨论.     

具有分支电路的半主动可控压电阻尼减振

分支电路系统中不同电器元件及其不同布置组合,可以构成不同的半主动压电阻尼系统.文中给出一种新型的半主动分支电路的可控压电阻尼技术,并以一个悬臂梁为例,对该方法的有效性进行验证.对悬臂梁处在不同模态或不同位置单个传感器的情况,通过调节可变电容,使电路的振荡频率和模态频率相吻合,从而得到振幅减少的百分比和最佳传感器位置.     

化学浴沉积法制备纳米氧化亚铜薄膜

用改进后的化学浴沉积法制备了纳米Cu2O薄膜,并对成膜条件及膜的性能进行了研究．结果表明：化学浴沉积法改进后有利于制备高质量的纳米Cu2O薄膜;最佳反应温度为60～70C,此温度范围内Cu2O薄膜的膜厚随着循环次数线性增加．制备的薄膜纯度较高．表面较平整和致密,Cu2O粒径为14～22nm,其禁带宽度为2．01eV．     

p-Si TFT的电场增强MILC制备技术

采用电场增强金属诱导侧向晶化方法获得了结晶良好的多晶硅薄膜,并采用该工艺制备了p沟道薄膜晶体管器件,其迁移率为65cm2/(V·s),开关态电流比为5×106.采用拉曼光谱分析、X射线衍射、扫描电镜等微观分析手段对多晶硅薄膜进行了分析,结果表明加电场于两电极之间有促进多晶硅薄膜晶化的作用.采用EFE-MILC技术获得了大的晶粒尺寸,并用此技术制备了p沟多晶硅TFT.表明EFE-MILC技术是在低温下获得大晶粒尺寸p-Si薄膜和高性能p-SiTFT的好方法.     

锰掺杂BNT-BaTiO3陶瓷微结构和电性能的研究

研究了(Bi1/2Na1/2)TiO3-BaTiO3压电陶瓷在准同型相界附近锰离子掺杂对材料微观结构、压电和介电性能的影响.采用XRD和SEM等方法对材料的相结构和晶粒生长情况进行了研究.结果表明:掺锰有促进烧结的作用并能使晶格发生畸变,使相结构中的四方相向三方相转变;当掺杂量质量分数为0.3%时,可以获得较好的综合性能,压电常数d33=124 pC/N,径向机电耦合系数kp=31%,介电常数3Tε3/0ε=615,介电损耗tanδ=0.014,机械品质因数Qm=267,频率常数Np=3 050 Hz.m.     

压电石英晶体扭转效应的ANSYS分析

在通过各向异性弹性理论和麦克斯韦理论研究Y 0°切型石英晶片的扭转效应,得出其扭转应力场和非线性极化电场分布的基础上,利用AN SY S的耦合场分析验证了压电扭转效应的存在.通过建模、划分网格、求解和后处理几个典型的步骤得到Y 0°切型石英晶片的应力值和极化电压,显示其与所加载的扭矩值成明显的线性关系.而采用分割电极的方法进行实验,其数据也证明了理论分析及有限元分析的正确性.     

微桥量热计测量铝薄膜热容

用表面硅微加工工艺研制了一种用于薄膜热容测量的新型微桥量热计,热性能测试与分析表明,微桥量热计温度响应快,温度均匀性较好,采用脉冲量热法,通过测量量热计的热功耗、瞬态温度以及稳态热功耗,可计算量热计和样品薄膜的热容．在真空中300～420K测量了40～1150nm厚的Al薄膜热容,并测量了样品的贡量,获得了样品的比热容,1150nm厚的Al薄膜比热容与Al体材料比热容的文献值吻合较好．随着厚度的减小,Al薄膜的比热容增强,这种现象在高温时更为显著．     

射频溅射法和电弧离子镀法制备的纳米TiO2薄膜性能比较

采用射频磁控溅射法和电弧离子镀法制备了纳米TiO2薄膜,并利用XRD、UV-VIS、AFM及通过亲水性和光催化实验对两种方法制备的TiO2薄膜进行了对比表征.结果表明,磁控溅射法的薄膜生长速率只有电弧离子镀法的1/30;前者仅需较低的退火温度就能形成完善的锐钛矿结构;虽然两者有相近的紫外吸收边,但是前者有较大的紫外吸收;磁控溅射法制备的TiO2薄膜表面呈现针状晶结构和具有较大的比表面积;在暗室中保存5 h后,磁控溅射法制备的TiO2膜水的接触角恢复到1°,而后者达到20°;对于光催化降解苯酚,前者有较大的降解率.     

中频反应磁控溅射Al2O3薄膜的光学性质

采用中频反应磁控溅射技术在玻璃基片上制备了Al2O3薄膜,提出了一种利用透射光谱来简单有效地分析弱吸收薄膜的光学特性及与光学相关的其他物理特性的方法.对Al2O3薄膜进行透射谱测量,通过对薄膜折射率、吸收系数、膜厚度与入射光波长相互关系的分析,获得了Al2O3薄膜在400~1 100 nm区域内的折射率、吸收系数与入射光波长的关系式,以及Al2O3薄膜厚度的计算公式.     

具有钙钛矿结构的分子铁电体研究进展

铁电材料是一类重要的功能性材料,由于其特殊的可翻转的自发极化,铁电材料在能源、信息、传感、医学等领域都有着广泛的应用.自20世纪以来,具有钙钛矿结构的铁电材料由于其优异的性质一直活跃在应用的舞台上,而其中应用较为广泛的几乎都是无机钙钛矿材料.近年来,随着科学技术的发展,人们发现了众多具有钙钛矿结构的分子铁电体.这些新型的分子铁电体具有较低的声阻抗、容易进行结构设计和调控、容易实现多种功能特性等优点,有望在柔性电子学、薄膜器件等应用中成为无机钙钛矿铁电材料的有益补充.本文结合分子钙钛矿铁电体的设计思路,对近年来其在压电、能隙调控、光电等功能特性方面取得的进展进行了介绍.