- 原玮敏;张倪;武晨晓;朱燕艳;
CsPbBr_3是一种直接带隙宽禁带半导体,具有优异的光电性能。采用喷雾法制备了不同质量分数的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)-CsPbBr_3薄膜。利用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)研究了PMMA质量分数对PMMA-CsPbBr_3薄膜表面形貌的影响,利用X射线衍射(XRD)对其结构进行了表征,同时还测量了材料的透射率并给出了光致发光(PL)图像,最后制成了PMMA-CsPbBr_3/Au异质结型光电探测器,研究了它们的光电特性。结果表明:掺入PMMA可以显著改善PMMA-CsPbBr_3薄膜表面形貌,随着加入PMMA的质量分数的增大,CsPbBr_3薄膜的表面粗糙度明显下降,均方根粗糙度从311 nm降低到69.2 nm;同时PMMACsPbBr_3薄膜是择优取向的;与纯CsPbBr_3薄膜相比,PMMA-CsPbBr_3薄膜的透射率明显增加。通过研究制备的PMMA-CsPbBr_3/Au异质结型光电探测器的I-V特性,发现随着PMMA的加入,异质结器件的暗电流降低,同时其光电流密度和稳定性增加。
2020年04期 v.57;No.515 264-269页 [查看摘要][在线阅读][下载 1929K] [下载次数：298 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 姚雪娇;蔡亚果;郭梦月;鲍恺婧;孙卓;宋也男;朴贤卿;
选用常见的生物质萝藦壳作为碳源,并采用水热碳化法和化学活化法,通过K_2CO_3和KOH进行活化后,分别得到多孔碳材料并命名为MPJ-KCO和MPJ-KO,与不使用活化剂的样品MPJ-CB进行对比,MPJ-KO具有丰富的微孔和介孔,且比表面积达到1 586 m~2/g。在扫描速率5 mV/s下,MPJ-KO电极比电容达149.9 F/g。在电容去离子(CDI)脱盐实验中,MPJ-KO电极脱盐量达到16.20 mg/g。通过这项研究,不仅可以最大化废弃生物质的价值,还提供了其在CDI脱盐中的潜在应用。
2020年04期 v.57;No.515 270-276+291页 [查看摘要][在线阅读][下载 1774K] [下载次数：256 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 杨龙;赵丽霞;吴会旺;
通过化学气相沉积法,采用不同生长工艺在4°偏角4H-SiC衬底上制备p型4H-SiC同质外延片。提出了p型4H-SiC同质外延中有效层厚度的概念,研究发现导致外延有效层厚度减少的直接原因是自掺杂效应的存在。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、汞探针电容电压(Hg-CV)和表面缺陷测试仪对p型4H-SiC同质外延片进行表征,讨论了不同工艺对外延有效层厚度的影响。结果表明,采用隔离法和阻挡层法均能提高外延有效层厚度,且掺杂浓度随距表面深度变化斜率值由1.323减小到0.073。然而,阻挡层法斜率值能进一步优化至0.050,是由于有效抑制了外延中固相和气相自掺杂。对比于优化前工艺,采用阻挡层法制备的p型4H-SiC同质外延片厚度不均匀性和表面总缺陷数量处于同一水平,掺杂浓度不均匀性由2.95%改善到2.67%。综上,采用阻挡层法能够制备出高有效层厚度、高一致性和高质量的p型4H-SiC同质外延片。
2020年04期 v.57;No.515 277-281页 [查看摘要][在线阅读][下载 1235K] [下载次数：293 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 杨小刚;王传洁;李斌;
导电聚苯胺(PANI)具有易合成、易掺杂等特点,石墨烯(GR)及石墨烯衍生材料具有较高的比表面积、良好的导电性、优异的防液体渗漏等物理和化学性质。两者的复合材料表现出优异的机械、电化学、防腐蚀等性能,引起了广泛的关注。介绍了石墨烯/聚苯胺纳米复合材料的制备方法、影响石墨烯/聚苯胺性能的主要因素以及石墨烯/聚苯胺纳米复合材料在防腐中的应用。系统总结了石墨烯/聚苯胺的防腐机理以及在不同基体涂料中的防腐改性,石墨烯的存在增加了腐蚀介质(如H2O和O2)渗透路径的曲折程度,减缓了金属腐蚀速度,从而提高涂料防腐效率。石墨烯/聚苯胺复合材料在防腐方面具有广阔的应用前景,对石墨烯/聚苯胺的复合状态、防腐机理、环境适应性的深入研究是未来该材料的发展方向。
2020年04期 v.57;No.515 282-291页 [查看摘要][在线阅读][下载 1574K] [下载次数：1726 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：0 ]
- 王洁;王欢;吴文渊;李以贵;
利用移动X射线光刻工艺,制备了六种不同深宽比的等腰三角形结构的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微通道。基于毛细管原理,将PMMA微通道与老鼠血液接触,对血液进行了微量采集。该PMMA微通道是中间带有凹槽结构的等腰三角形结构,凹槽结构的宽度为10μm、长度为6.7～39.4μm。将32个高度为35 mm的PMMA微通道的基板垂直插入老鼠血液样品中,通过实验测定了六种不同等腰三角形结构的PMMA微通道的接触角、表面张力及血液上升高度。结果表明,在一定范围内,PMMA微通道的深宽比越大,血液上升越容易,液体提取量也越多。对于通道横截面长度为39.4μm的微通道,样品血液在15 s时的上升高度可达到20.45 mm,达到最终30 s时上升高度的89.9%以上。
2020年04期 v.57;No.515 292-297+311页 [查看摘要][在线阅读][下载 1674K] [下载次数：154 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 张琦;王文达;任梦婕;余志超;胡杰;
采用浸渍和电化学沉积的方法合成了金纳米颗粒负载还原氧化石墨烯/泡沫镍(AuNPrGO@NF)复合纳米结构。利用扫描电子显微镜(SEM)对其微观形貌进行分析与表征。制备了基于AuNP-rGO@NF复合结构的电化学免疫传感器,用于乙型肝炎表面抗原(HBsAg)的性能检测。通过循环伏安(CV)法和差分脉冲伏安(DPV)法对制备的免疫传感器的电化学性能进行检测。实验结果表明:制备的基于AuNP-rGO@NF复合结构的电化学免疫传感器对HBsAg的检测有较宽的检测范围(500 fg/mL～50 ng/mL)、较低的检测限(0.185 pg/mL)和较好的重现性。
2020年04期 v.57;No.515 298-303页 [查看摘要][在线阅读][下载 1879K] [下载次数：236 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 罗智杰;黄邦锐;黄子涛;姚世鸿;王璐;龙浩岚;侯逸斌;范俊均;刘双印;
基于介电润湿(EWOD)效应的数字微流控(DMF)系统是一种能够实现多个独立的微液滴控制的新兴技术。该技术具有芯片结构简单、控制方法易于实现、样品消耗小和无流体运动死区等优点。为了满足DMF系统液滴精准驱动与控制的迫切需求,提出了一种基于红外光强的DMF系统定位方法,该方法可以在驱动控制液滴的同时,实现无输入参数的液滴精准定位。进一步基于该定位方法,实现了DMF系统的反馈控制。最终实现了一套具备液滴驱动、定位和反馈功能的DMF控制系统。实验结果表明提出的方案有利于提高DMF系统应用的成功率和可靠性。在同样的芯片参数结构下,成功率提高了约38%。同时设计的控制系统可以为其他研究基于EWOD的DMF系统的研究团队提供一个可靠的自动化实验平台。
2020年04期 v.57;No.515 304-311页 [查看摘要][在线阅读][下载 2190K] [下载次数：181 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ]
- 郑显泽;李严军;王月;唐彬;熊壮;
微半球模具的三维对称性对半球谐振子的性能有着决定性的影响。提出使用热氧化工艺生长的SiO_2材料作为掩膜层,以达到在使用HNA腐蚀溶液制作微半球陀螺谐振子模具的过程中加快纵向腐蚀速率及实现半球模具三维对称的目的。详细研究了不同腐蚀窗初始半径下HNA腐蚀溶液对〈111〉单晶硅进行纵向和侧向腐蚀时,其腐蚀深度和腐蚀速率的演化规律,并在此基础上通过设置适当的腐蚀窗初始半径(5μm)以及腐蚀时间(15 min),成功制作出了半径为38.937 7μm的三维对称半球谐振子模具,通过球度拟合证明该模具整体半径方差为0.789 3μm,球度偏差为2%,为半球谐振子三维对称性的提升奠定了基础。
2020年04期 v.57;No.515 312-319+332页 [查看摘要][在线阅读][下载 3533K] [下载次数：176 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 吴会旺;赵丽霞;刘英斌;李胜华;
采用物理气相传输(PVT)法进行高纯半绝缘SiC晶体生长,利用高温真空解吸附以及在系统中通入HCl和H_2的方法,有效降低了系统中N、B和Al等杂质的背景浓度。使用二次离子质谱(SIMS)对晶体中杂质浓度测试,N、B和Al浓度分别小于1×10~(16)、1×10~(15)和2×10~(14) cm~(-3)。对加工得到的晶片进行测试,全片的电阻率均在1×10~(10)Ω·cm以上,微管密度小于0.02 cm~(-2),(004)衍射面的X射线摇摆曲线半高宽为34″。结果表明,该方法可以有效降低SiC晶体中N、B和Al等杂质浓度,提升SiC晶片的电阻率。使用该方法成功制备了4英寸(1英寸=2.54 cm)高纯半绝缘4H-SiC晶体。
2020年04期 v.57;No.515 320-323+338页 [查看摘要][在线阅读][下载 1594K] [下载次数：235 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王惟圣;周文文;丁桂甫;
SU-8胶是一种能够以低成本制作高深宽比微结构的负性光刻胶,在非硅微电子机械系统(MEMS)领域具有广阔的应用前景。针对SU-8胶作为微结构材料时,其弹性模量和断裂强度较低的特性,采用透明度高的微细玻璃纤维作为增强相材料,制备玻璃纤维/SU-8复合材料。开发出一种既能够增强成型后SU-8微结构机械强度,又不影响SU-8可直接光刻成型能力的改性技术。通过光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对该复合材料的微观结构进行了分析和表征。同时,利用拉伸实验对复合材料的机械性能进行测试。实验结果表明,在不改变紫外光刻电铸(UV-LIGA)的光刻-显影工艺特征的条件下该复合材料的弹性模量(1 613 MPa)、断裂伸长率(1.63%)和断裂强度(26.7 MPa)均比纯SU-8胶材料有较大提升。
2020年04期 v.57;No.515 324-327页 [查看摘要][在线阅读][下载 2316K] [下载次数：213 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 杨志;董春晖;柏航;姚仕森;程钰间;
基于微电子机械系统(MEMS)工艺,提出一种多层圆片堆叠的THz硅微波导结构及其制作方法。为了验证该结构在制作THz无源器件中的优势,基于6层圆片堆叠的硅微波导结构,设计了一种中心频率365 GHz、带宽80 GHz的功率分配/合成结构,并对其进行了仿真。研究了制作该结构的工艺流程,攻克了工艺过程中的关键技术,包括硅深槽刻蚀技术和多层热压键合技术,并给出了工艺结果。最终实现了多层圆片堆叠功率分配/合成结构的工艺制作和测试。测试结果表明,尽管样品的插入损耗较仿真值增加3 dB左右,考虑到加工误差和夹具损耗等情况,样品主要技术指标与设计值较为一致。
2020年04期 v.57;No.515 328-332页 [查看摘要][在线阅读][下载 2063K] [下载次数：124 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 王学慧;程协;曾红;
采用直流电化学刻蚀方法制备扫描隧道显微镜钨针尖,研究了电化学刻蚀过程中NaOH溶液浓度、钨丝浸入长度和刻蚀电压对针尖形貌的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)测量针尖曲率半径和针尖纵横比值,以表征针尖的尺寸和形状;通过能谱仪(EDS)分析针尖表面成分,以表征表面清洁度;通过场发射显微镜(FEM)得到Fowler-Nordheim (F-N)曲线来检测针尖发射性能。实验结果表明,当溶液浓度为2 mol/L、钨丝浸入长度为4 mm、刻蚀电压为3 V时,可以得到曲率半径约为100 nm、纵横比值为13的针尖,且表面无钨的氧化层。FEM结果显示当对针尖施加500 V的负偏压时,针尖可以稳定发射50 nA量级的电流,且针尖性能具有良好的一致性。
2020年04期 v.57;No.515 333-338页 [查看摘要][在线阅读][下载 1743K] [下载次数：676 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ]