- 韩杰;程亮;苏江滨;陈春彩;朱贤方;
借助高分辨透射电子显微镜(TEM)原位观察了室温时在相同电子束辐照条件下不同形态多壁碳纳米管(MWCNT)的结构不稳定性转变。实验发现:两端固定、轴向平直的MWCNT直径均匀收缩,且收缩速率先增大后减小;而一端固定、另一端自由的MWCNT径向收缩不明显,但是会进行较快的轴向收缩。基于表面纳米曲率效应和非热激活效应,提出碳原子的"融蒸"和"扩散"机制,突破了传统的碰撞(knock-on)机制的局限。对上述实验现象进行了全面深入的分析与讨论,研究为新一代MWCNT为基的纳米结构或纳米器件设计及加工提供了可靠工艺参数。
2019年05期 v.56;No.504 346-350+375页 [查看摘要][在线阅读][下载 1470K] [下载次数：118 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 王启航;崔艳霞;张叶;王文艳;李国辉;郝玉英;
超材料窄带滤色片由于结构紧凑、体积小、制备工艺简单和成本较低等优点,其常被用于光电探测和成像系统等领域。利用银和二氧化硅交替膜制备的周期性超材料狭缝阵列,实现了在可见光范围中心波长可调的窄带过滤颜色性能。研究了狭缝宽度、狭缝周期、金属银膜厚度与介质层厚度之间的比值和超材料厚度对该滤色片透射性能的调控规律,得到了具有较高透射效率且中心波长可调的窄带滤色片。最终实现半峰全宽17～30 nm、透射率约50%、在可见光500～760 nm波段实现中心波长可调且色纯度较好的滤色片。该结果为新型窄带滤色片的设计提供了崭新的思路。
2019年05期 v.56;No.504 351-357页 [查看摘要][在线阅读][下载 2452K] [下载次数：150 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ] - 王昊宇;杨瑞霞;孙聂枫;王书杰;田树盛;陈春梅;孙士文;刘惠生;孙同年;
采用光学显微镜与红外透射显微镜相结合的方法,研究了磷化铟(InP)晶片中铟夹杂的形貌,通过比较含有铟夹杂的晶体与晶片,总结了铟夹杂在富铟磷化铟中的纵向与横向分布行为,并分析了熔体组分配比度、固液界面形貌以及温度梯度对铟夹杂分布行为的影响。在含有铟夹杂的单晶片中发现铟夹杂的一种特殊环形分布行为,对比和它相邻的晶片,发现这种环形分布呈现出沿生长方向直径逐渐变小的趋势,初步分析与固液界面呈微凸的形貌有关。在这种特殊分布中,发现部分铟夹杂呈四方对称分布。结合磷化铟的晶体结构,分析这种对称分布与固液界面处的{111}晶面有关。
2019年05期 v.56;No.504 358-363页 [查看摘要][在线阅读][下载 2358K] [下载次数：125 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 何锐;相文峰;王晶莹;李东;刘旋;陈少华;
提出了共溶胶双水解的方法来制备SiO_2基复合纳米材料,并用氧化镍作为复合对象来制备SiO_2/NiO复合纳米颗粒。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱(EDS)和透射电子显微镜(TEM)等方法对复合纳米颗粒的形貌和结构进行了表征。测试结果表明:该方法成功制备出了SiO_2/NiO复合纳米颗粒。该复合纳米颗粒是由SiO_2与NiO两种物质构成的,其中SiO_2小球是非晶结构的,粒径为200～300 nm;NiO纳米颗粒是多晶结构的,直径在20 nm左右。每个SiO_2小球上复合的NiO纳米颗粒数目并不均一,但是复合纳米颗粒分散性比较好,几乎没有团聚现象产生。最后,对这种制备方法的合成机理进行了初步的解释。
2019年05期 v.56;No.504 364-367+401页 [查看摘要][在线阅读][下载 965K] [下载次数：440 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ]
- 叶子;孙宁;刘伟景;
通过水热法制备不同原子数分数铜(Cu)掺杂氧化锌(ZnO)纳米棒材料,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)对所制备样品的结构形貌及表面价态进行表征与测量。采用介电泳(DEP)操控技术将不同材料按照电场的分布均匀排列在叉指电极之间,制成电容式湿度传感器。测试数据表明与未掺杂ZnO样品相比,Cu掺杂ZnO样品尤其是原子数分数2%及5%Cu掺杂ZnO,具有更好的灵敏度等传感特性。Freundlich模型拟合结果表明,Cu掺杂能够有效提高材料的湿度吸附强度与容量。同时结合复阻抗频谱与多层吸附理论对传感机理进行深入讨论,结果表明适量Cu掺杂能够有效提高敏感材料中氧空位浓度,进而提供更多吸附位点,提高湿度传感特性。
2019年05期 v.56;No.504 368-375页 [查看摘要][在线阅读][下载 3105K] [下载次数：328 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：1 ] - 张英杰;张思祥;竭霞;周围;李默;
提出了基于电力聚焦的单模光纤耦合激光分选细胞的方法。基于电力聚焦模型和光镊原理,推导出中心聚焦流宽度公式和光纤光镊对细胞的散射力公式。在Comsol Multiphysics 5.3中建立层流、电流、粒子追踪和电磁波四个物理场,进行了直径10μm和20μm粒子的单细胞流和分选仿真。在此基础上,搭建了光纤光镊分选细胞实验平台,配置了酵母菌细胞和聚苯乙烯微球的混合溶液,进行了实验。仿真和实验结果均表明,在入口电压比1∶1.2的情况下,在主通道中能形成间距大致均匀相等的单细胞流。并在波长为980 nm、功率为300 mW激光条件下,聚焦激光可以通过单模光纤驱动不同直径的细胞沿光轴方向移动,且移动距离不相等,从而迫使细胞进入不同的通道进行分选。
2019年05期 v.56;No.504 376-381页 [查看摘要][在线阅读][下载 2269K] [下载次数：248 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：1 ] - 刘国伟;聂伟荣;席占稳;黄刘;
基于伯努利方程建立惯性力作用下流体在蛇形微通道的流动方程。为预测惯性力作用下微流体的流动特性,提取了方程黏性力项中的阻尼特征系数,采用三层神经网络,建立微通道的结构特征参数与阻尼特征系数的映射关系。以数值仿真作为训练样本,通过神经网络提取其阻尼特征系数。制作了蛇形微通道的样机,通过离心实验验证理论流动特性。神经网络模型所预测的阻尼特征系数和实验得出的阻尼特征系数相差9.1%,证明神经网络模型能够较好地提取蛇形微通道的阻尼特征系数并预测微通道中流体的流动特性。
2019年05期 v.56;No.504 382-388页 [查看摘要][在线阅读][下载 1165K] [下载次数：259 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：2 ] - 王瑞荣;侯鹏飞;刘继军;李晓红;陈瞳;
提出了一种微结构聚二甲基硅氧烷(PDMS)为介质层的柔性阵列压力传感器,采用微电子机械系统(MEMS)工艺实现了传感器电极的制备,采用三明治的结构实现了柔性阵列压力传感器的制备。利用压力机和LCR电桥对不同厚度的微结构PDMS作为介质层的传感器性能进行了测试。测试结果表明,采用微结构PDMS为介质层明显提高了传感器的灵敏度,当介质层厚度为0.5 mm时,0～5 kPa和5～20 kPa下传感器的灵敏度分别为0.18 kPa-1和0.02 kPa-1,同时传感器具有良好的重复性(>1 000次)、快速的响应时间(<200 ms)和低的检测极限(约为5.5 Pa)。该传感器能够准确、灵活地监测外部压力的变化和分布,适用于未来智能机器人中电子皮肤的应用。
2019年05期 v.56;No.504 389-393+418页 [查看摘要][在线阅读][下载 2810K] [下载次数：1301 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：24 ] |[阅读次数：1 ]
- 王泽鹏;王文达;杨浩月;孙永娇;余志超;胡杰;
采用溶剂热法制备了纯ZnO与V掺杂ZnO中空微笼结构,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X射线能量色散谱(EDS)对其微观形貌和晶体结构进行表征,发现由纳米颗粒组成的菱形十二面体V掺杂ZnO中空多孔结构在掺杂V后有V_2O_5晶体生成。进一步制备了基于纯ZnO与V掺杂ZnO中空微笼结构的气体传感器,并研究了传感器对H_2S的气敏特性。测试结果表明,基于V掺杂ZnO中空微笼结构的传感器对体积分数为5×10~(-6)的H_2S的响应值达到90.2,气敏性能更加优异。而且该传感器在100℃的最佳工作温度下,具有体积分数2×10~(-7)～1×10~(-5)的良好线性动态区间和优异的选择性,并实现了在300℃的快速恢复。最后,分析了V掺杂ZnO中空微笼结构的气敏性能增强机理。
2019年05期 v.56;No.504 394-401页 [查看摘要][在线阅读][下载 2666K] [下载次数：204 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：1 ] - 陈波;杨熠豪;
研究了陶瓷外壳不同厚度Ni/Pd/Au镀层的键合可靠性,并分析了金丝球焊、硅铝丝楔焊和粗铝丝楔焊经300℃不同时间贮存后键合强度变化及键合失效模式变化,并与Ni/Au镀层键合进行了对比。研究结果表明,随着Au层厚度的增加,相同键合参数、相同镀层的金丝球焊的键合强度一致性有明显提升,随高温贮存时间增加,Ni/Pd/Au镀层的金丝键合强度一致性变差;相同实验条件下、不同镀层外壳的硅铝丝键合强度基本一致,300℃、1 h贮存后硅铝丝键合强度降低,随着高温贮存时间的增加,硅铝丝键合强度变化不大;随Au层厚度的增加,粗铝丝楔焊键合强度一致性变差,且失效模式主要为键合点脱落。
2019年05期 v.56;No.504 402-408页 [查看摘要][在线阅读][下载 1915K] [下载次数：479 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：2 ] - 马军爽;樊艳;
提出了一种利用多壁碳纳米管(MWCNT)、硫堇(THI)和纳米金(AuNP)纳米复合材料固定在电化学传感器表面进行肿瘤标志物CA125快速检测的电化学免疫新方法。该方法检测原理是利用CA125抗原和抗体结合后形成的免疫复合物影响纳米复合材料中THI电子转移,从而使不同浓度CA125抗原的检测电流响应随着其浓度的增加而下降。采用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)对电化学传感器的电化学特性进行测试。测试结果表明:在1.3～130 U/mL浓度内,CA125抗原的DPV峰值电流响应与其浓度对数之间呈现良好的线性关系,线性相关系数为0.991。采用该方法对三例质控人血清样本进行检测,与酶联免疫吸附(ELISA)法相比,相对误差值小于5.12%。该方法在检测之前不需要对检测样本进行预处理,且检测时间较短、成本较低、检测精度较高,可广泛应用于其他肿瘤标志物的检测。
2019年05期 v.56;No.504 409-413页 [查看摘要][在线阅读][下载 1930K] [下载次数：326 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：2 ] - 赵丽霞;张国良;
采用化学气相沉积(CVD)的方法在直径100 mm4°偏角衬底上生长4HN-SiC同质外延片,研究工艺生长温度对外延层表面缺陷的影响,并使用金相显微镜、表面缺陷测试设备、汞探针和红外膜厚仪进行分析和表征。结果表明,工艺生长温度由1 550℃增加到1 620℃,外延层表面的三角形缺陷密度可降低至0.39 cm~(-2);但随着工艺生长温度的增加,导致外延层边缘的台阶聚集数量和长度也急剧增加。在高生长温度下,外延层表面三角缺陷减少以及边缘台阶聚集增加的原因为:一是衬底表面原子迁移率的增加,减少了衬底表面2D生长;二是硅原子的气相成核受到抑制;三是〈1100〉和〈1120〉方向横向生长速率的差异加剧。综上结果,采用1 550℃生长工艺可在高生长速率下制备厚度均匀性和掺杂浓度均匀性分别为1.44%和1.92%的高质量4HN-SiC同质外延片。
2019年05期 v.56;No.504 414-418页 [查看摘要][在线阅读][下载 1800K] [下载次数：251 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：3 ]