- 安维亮;张文磊;李廷鱼;郭丽芳;李刚;
由于宽带隙、不能吸收可见光以及光生载流子易复合等问题限制了二氧化钛(TiO_2)在光催化领域的应用。为了提升TiO_2光催化活性,首先通过电化学还原法将TiO_2自掺杂成为黑色TiO_2,将其吸收光谱从紫外光扩展到可见光。然后,引入二硫化钼(MoS_2)纳米颗粒构建自掺杂TiO_2/MoS_2异质结抑制光生载流子复合,提升其能量转换效率。同时,优化MoS_2纳米颗粒质量比(2%、3%、5%和7%),进一步提升复合物光催化性能。实验结果表明:掺杂质量分数5%的MoS_2的黑色P25-TiO_2/MoS_2复合物光催化性能最佳,30 min内可降解质量分数97%的RhB,而自掺杂的黑色TiO_260 min仅降解质量分数91%的RhB。因此,构建掺杂TiO_2/MoS_2异质结能明显提升整体性能。
2020年07期 v.57;No.518 514-520页 [查看摘要][在线阅读][下载 1846K] [下载次数：541 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 闫伟;禚凯;李艳萍;
以醋酸锰和氯化铁为原料、醋酸钠为沉淀剂,采用共沉淀法制备无黏合剂的铁酸锰(MnFe_2O_4)电极。通过扫描电子显微镜(SEM)对材料的微观结构和形貌进行表征,MnFe_2O_4是纳米片和纳米线的复合结构,具有大的比表面积和与电解质的接触反应面积。在三电极的体系中,使用循环伏安法、恒电流充放电和电化学阻抗谱测试分析电极的性能。结果表明MnFe_2O_4电极具有优异的电化学性能和长期循环稳定性。MnFe_2O_4电极在1 A/g的电流密度下的比电容为157.6 F/g。MnFe_2O_4电极在2 000次循环充放电后,电容保持率为102%。该实验提供了一种无黏合剂、高比电容和循环性能好的赝电容电极。
2020年07期 v.57;No.518 521-525+540页 [查看摘要][在线阅读][下载 1883K] [下载次数：250 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ] - 郑若成;吴素贞;洪根深;王印权;徐海铭;吴建伟;
针对航天一次可编程(OTP)存储器高可靠应用需求,基于电容结构和肖特基接触模型,分析得出α-SiGe∶H膜退化前电流传输机制较好地符合热电子发射-扩散模型,并计算得到零偏α-SiGe∶H/TiW界面肖特基势垒高度为0.41 eV。通过实验发现,在电压应力作用下,α-SiGe∶H膜漏电随时间增大并逐渐饱和,且不同应力电压下对应饱和漏电大小及饱和点时间不同。分析应力下漏电增大与非晶网络弱键断裂造成的缺陷相关,漏电机制由初始的扩展态主导转变为由缺陷密度决定的局域态主导,漏电饱和归因于α-SiGe∶H膜中缺陷密度的饱和,采用近邻跳跃电导模型可以很好地拟合实测J-V曲线,并计算得到饱和缺陷密度为5×1019 eV-1·cm-3。
2020年07期 v.57;No.518 526-531+576页 [查看摘要][在线阅读][下载 1448K] [下载次数：24 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]
- 张鹏飞;王任鑫;李照东;张文栋;
针对水下设备平台对于声压信号探测的需要,设计了一款微电子机械系统(MEMS)电容式声压水听器,通过理论分析和Comsol仿真分析,确定水听器敏感振动薄膜的半径为600μm,膜厚为3μm,空腔高度为3μm。考虑到声波在小尺寸声学换能器中传播时会受到热阻尼和粘滞阻尼的作用,在仿真分析的过程中创新性地加入了热粘性声学多物理场。在工艺加工的过程中尝试了牺牲层工艺和阳极键合工艺两种关键工艺步骤,并最终通过阳极键合工艺得到了质量较高的振动薄膜。测试过程中将水听器封装在金属屏蔽壳内,避免受到外界复杂电磁环境的干扰,利用阻抗分析仪对水听器进行测试,得到水听器平均电容值为4.277 pF,平均相位为-89.129°,证明水听器符合电容性特征并且具有良好的一致性,同时验证了振动薄膜加工方案的可行性,为制备薄膜结构的传感器提供了新思路。
2020年07期 v.57;No.518 532-540页 [查看摘要][在线阅读][下载 1897K] [下载次数：385 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 王中豪;皇前进;张忠强;
采用经典分子动力学方法研究了气体环境下水银液滴在带有梯度凹槽的石墨烯-铜复合基底上的自驱动特性。研究结果表明,氮气的存在会对液滴的自驱动产生明显的阻碍作用。随着氮气密度的增加,液滴驱动的最大速度和位移均逐渐减小。在液滴自驱动的过程中,液滴与石墨烯的相互作用力是驱动液滴前进的主要动力,液滴与氮气的相互作用力阻碍了液滴的自驱动,且该阻力随着氮气密度的增加而不断增大。通过分析液滴自驱动过程中液滴势能以及固、液、气三相界面能的变化规律,从能量角度阐明了气体环境下液滴的自驱动机理,研究结果将为基于液滴自驱动的纳米流体器件设计提供理论参考。
2020年07期 v.57;No.518 541-549+576页 [查看摘要][在线阅读][下载 2068K] [下载次数：117 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ]
- 赵龙;王强;薛晨阳;
采用干法刻蚀和湿法腐蚀工艺刻蚀单晶〈002〉晶向AlN薄膜。干法刻蚀中采用电感耦合等离子体(ICP)设备在不同功率和腔压等工艺参数以及不同气体体积流量下刻蚀单晶〈002〉晶向AlN薄膜,通过比较几种刻蚀结果得出在ICP射频(RF)功率为100 W、ICP线圈功率为500 W、偏置电压为-400～-100 V、腔内压强为4 mTorr(1 Torr=133 Pa)以及BCl3、Cl2和Ar的体积流量分别为50、70和30 cm3/min的工艺参数下刻蚀单晶〈002〉晶向AlN薄膜,得到刻蚀速率均匀及侧壁垂直度较好的刻蚀形貌,采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)测试刻蚀后AlN薄膜的平均表面粗糙度(≤20 nm)良好。湿法腐蚀中采用质量分数为10%的KOH溶液在不同温度下腐蚀AlN薄膜,得出刻蚀速率随着温度的升高而增加,腐蚀速率均匀性一般,平均表面粗糙度(<150 nm)也较差。通过比较两种工艺得出干法刻蚀更适合AlN薄膜的图案化。
2020年07期 v.57;No.518 550-555页 [查看摘要][在线阅读][下载 1446K] [下载次数：798 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：2 ] - 杨敏;张博叶;段倩倩;
金纳米簇(AuNC)具有超小的尺寸、良好的光稳定性和荧光性质,被认为是一种新型的重金属离子检测探针。以牛血清白蛋白第五组分(BSA V)为模板合成了AuNC,然后用镉离子(Cd~(2+))进行简单的修饰,制备了发射橙红色荧光的AuNC-Cd@BSA探针。该探针的激发波长为325 nm、发射峰位于700 nm处,比未经Cd~(2+)修饰的AuNC的荧光强度高5倍以上。通过Cd~(2+)修饰,提高了AuNC对汞离子(Hg~(2+))的选择性。对Hg~(2+)的检测线性区间为0～1 125 nmol/L,检测限为18.91 nmol/L,符合世界卫生组织(WHO)饮用水和国家工业污水中Hg~(2+)检测标准。
2020年07期 v.57;No.518 556-561+567页 [查看摘要][在线阅读][下载 1710K] [下载次数：251 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 杜晓辉;刘帅;朱敏杰;
基于玻璃通孔(TGV)技术的微电子机械系统(MEMS)封装可用于传感器无引线封装,研究了基于纳米玻璃粉末热回流工艺的新型TGV实现方法。采用球磨技术制备玻璃粉末,且通过研究干法和湿法球磨工艺,使粒径小于1μm的纳米玻璃粉末的分布占比之和达到95.6%。将纳米玻璃粉末填充到硅槽里,再经过高温回流后,获得TGV结构。回流的玻璃用于粘接硅片样品,粘接强度超过7 MPa。纳米玻璃粉末在1 000℃真空条件下保温4 h,回流的玻璃能够有效填充带硅柱的大平面凹槽和高深宽比凹槽。该工艺为玻璃微加工和无引线封装提供了新思路。
2020年07期 v.57;No.518 562-567页 [查看摘要][在线阅读][下载 2261K] [下载次数：342 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 夏经华;桑玲;杨香;郑柳;查祎英;田亮;田丽欣;张文婷;杨霏;吴军民;
综述了在n/p型4H-SiC上同时形成欧姆接触技术的研究进展,包括欧姆接触理论、欧姆接触工艺及其优缺点以及热稳定性/可靠性等方面。重点介绍了基于Ni基金属的n/p型4H-SiC同时形成欧姆接触的工艺,包括以金属Ni为基础并结合Ti和Al与W等金属所形成的各种复合接触材料、通过合适的合金化退火工艺后得到的合金相、形成欧姆接触后得到的比接触电阻率,讨论了可能的欧姆接触形成机理,评估了其热稳定性/可靠性。讨论了在工艺上增加保护层对Ni基n/p型4H-SiC欧姆接触的性能以及热稳定性/可靠性等性能的影响。最后,评估了该工艺的研发现状和存在的问题,并提出未来的展望。
2020年07期 v.57;No.518 568-576页 [查看摘要][在线阅读][下载 1462K] [下载次数：485 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：1 ] - 杨婉箐;何锐;黄晓炜;相文峰;李俊键;
采用共溶胶-双水解和后退火的方法在SiO_2载体上制备出超细AgO纳米颗粒,并通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和能量色散谱(EDS)对AgO/SiO_2复合纳米颗粒的形貌、微结构和组分进行了表征。结果表明:该方法制备的样品只含有SiO_2和AgO两种组分;SiO_2呈不规则的球状结构且粒径(200～1 000 nm)不均一;AgO纳米颗粒均匀分散在SiO_2载体表面,粒径为5～10 nm。相较于常规化学氧化法,采用提出的方法制备的AgO纳米颗粒具有更细的颗粒度和良好的分散性,在光催化和灭菌领域有着潜在的应用前景。
2020年07期 v.57;No.518 577-580+593页 [查看摘要][在线阅读][下载 1867K] [下载次数：221 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 吴会旺;赵丽霞;刘英斌;李胜华;
利用自蔓延法进行SiC粉料合成、物理气相传输法进行6英寸(1英寸=2.54 cm)高纯半绝缘(HPSI)SiC晶体生长。采用高温下通入HCl和H2的方法,对SiC粉料合成及晶体生长所使用的石墨件和石墨粉进行前处理,该方法可有效降低系统中N、B和Al等杂质的背景浓度,提高SiC晶体的电阻率。使用二次离子质谱(SIMS)法对获得的晶体进行杂质浓度检测。检测结果表明,N和Al的浓度均小于检测极限(分别为1×10~(16)和1×10~(14) cm~(-3)),B的浓度为4.24×10~(14) cm~(-3)。对晶体进行切片和抛光后得到的晶片进行测试。测试结果表明,整个晶片所有测试点的电阻率均在1×10~8Ω·cm以上,微管密度小于0.2 cm~(-2),X射线摇摆曲线半高宽为28 arcsec。使用该方法成功制备了6英寸高纯半绝缘4H-SiC晶体。
2020年07期 v.57;No.518 581-585+593页 [查看摘要][在线阅读][下载 1632K] [下载次数：316 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：1 ] - 卓丽云;王伟;
基于韦森堡效应设计出一套微笔直写的实验系统,研究了结构参数和工艺参数对供液规律以及直写规律的影响,以提供一种低成本、结构简易和高精度的直写装置。通过对比实验获得相关直写的最优工艺参数。研究发现,出口处液体形成理想的液体锥,更有利于直写应用。本系统的供液速度随微管道内径、微管道长度、液柱高度以及针芯转动速度的增加而增加。研究了直写速度、供液速度、笔尖高度和笔尖直径等参数对直写结构的影响,最后采用微管道内径300μm、针芯柱径100μm、针芯旋转速度5 000 r/min、直写速度30 mm/s、笔尖高度100μm及笔尖直径100μm等相关直写的最优工艺参数,成功直写出聚氧化乙烯(PEO)液膜,并制备出多层微流控芯片。
2020年07期 v.57;No.518 586-593页 [查看摘要][在线阅读][下载 2216K] [下载次数：231 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ]