文章-世纪中文出版社

李一帆1 刘宇航1 孙晋蒙1 吴乾鑫1 龚昕1 杜洪方1 艾伟1 黄维1，2，3 《新材料》 2020年1期

摘要:

随着制造技术的飞速发展，便携式电子设备正朝着柔性化、轻质化、微型化及智能化方向发展，能够弯曲、折叠、扭曲、拉伸等协调变形的柔性电子设备应运而生。作为柔性电子设备的关键部件，储能器件的设计成为柔性电子实际应用必须攻克的难题。传统储能器件是刚性的，难以与柔性电子设备相适配，在变形时易造成电极材料与集流体分离，严重影响了电化学性能，甚至造成短路，产生重大的安全隐患。基于此，开发新型柔性储能器件，如柔性锂离子电池、柔性锂硫电池、柔性锂金属电池、柔性超级电容器等，已成为当今学术界和产业界研究的热点。近年来，基于本征柔性材料组装以及刚性材料柔性化设计两种方式获得的柔性储能器件取得了很大进展。金属纤维(如铝、铜)、聚合物纤维(如聚吡咯、聚苯胺)和碳基材料(如碳纳米纤维、碳纳米管、石墨烯及其复合材料)等因具有本征柔性的特征，在柔性储能器件中扮演着重要角色。其他诸如钴酸锂、钛酸锂等无机刚性材料的脆性较大，需通过合理的结构设计实现柔性。此外，柔性储能系统还需具备高容量、高效率、轻薄、安全等综合性能来满足实际的应用需求。本综述围绕本征和非本征柔性储能器件，探讨材料微观结构与器件宏观性能的构效关系，重点阐述各类柔性电极材料的制备方法、力学性能和电化学性能，并对未来柔性储能器件发展、电极材料设计面临的挑战提出了一些见解。

非对称条形纳磁体的铁磁共振频率和自旋波模式下载：42 浏览：404

陈亚博1 杨晓阔1 危波1 吴瞳1 刘嘉豪1 张明亮2 崔焕卿1 董丹娜1 蔡理1 《现代物理学报》 2020年9期

摘要:

通过建立微波激励下的非对称条形多铁纳磁体的微磁模型，研究了倾斜角和缺陷角对该形纳磁体的铁磁共振谱和自旋波模式的影响.通过对微磁仿真得到的动态磁化数据进行分析发现，非对称条形纳磁体倾斜角度增加，铁磁共振频率随之增加，而这一现象与纳磁体的缺陷角度无关.倾斜角不变，非对称条形纳磁体的铁磁共振频率与缺陷角度呈单调递增关系，并且不同缺陷角度纳磁体的自旋波模式显示出极大的差异.非对称条形纳磁体与矩形纳磁体相比，它的自旋波模式局部化，具体为非对称条形纳磁体的自旋波模式不对称且高进动区域存在于边缘，表现为非对称边缘模式.倾斜角改变导致纳磁体内部退磁场变化，引起纳磁体边缘模式的移动，而中心模式对倾斜角的变化并不敏感.最后，对建立的模型在高频微波磁场激励下的磁损耗进行了分析，验证了模型的可靠性.这些结论说明缺陷角和倾斜角可用于纳磁体自旋波模式和铁磁共振频率的调谐，所得结果为可调纳磁微波器件的设计提供了重要的理论依据和思路.

基于溶液法的单壁碳纳米管水平取向排列研究进展下载：80 浏览：424

张小品1，2 邱松2 张兆春1 金赫华2 李清文2 《新材料》 2019年5期

摘要:

单壁碳纳米管(SWCNTs)以其优异的物理、化学及电学性质，在微纳米电子器件领域表现出巨大的应用前景。作为典型的一维纳米材料，SWCNTs呈现出随结构变化的不同导电属性和手性的多样性。然而，通常直接生长制备的SWCNTs是金属性和半导体性碳纳米管的混合物或不同手性结构的混合体，这在很大程度上限制了SWCNTs在电子器件领域中的实际应用。因此，首先需要精细分离出单一导电属性或单一手性的SWCNTs，以满足制作高性能碳纳米管器件的要求。此外，SWCNTs的一维特性使其在性能上显示出极其显著的各向异性，即大部分情况下其轴向性能要优于径向性能。因而，对于SWCNTs的进一步应用来说，其取向排列问题也显得尤为重要。基于上述两个方面的因素，近年来，直接生长后经分散分离处理的SWCNTs通过外界作用力实现其取向排布的方法(即基于溶液法的后排列的方法)，引起了研究者们的极大关注。基于溶液法的SWCNTs取向排列方法，需要首先通过表面活性剂或小芳香分子、大环共轭物、核酸、多肽等生物分子的物理吸附或化学修饰来实现SWCNTs的分散及分离，然后结合各种物理、化学方法实现其水平取向排列。随着学者们研究的不断深入，迄今已报道了一些能够实现SWCNTs水平取向排列的简单易行的方法，包括剪切力诱导法、溶剂蒸发自组装法、Langmuir-Blodgett和Langmuir-Schaefer法、化学自组装法、真空过滤法、电磁场诱导法和模板法以及上述两种或几种方法的组合等。但是以上方法在大多数情况下依然存在比较严重的缺陷，如取向过程受分散体系的影响严重，分散及分离过程中会引入表面活性剂、聚合物分散剂等外来杂质并对后续器件制作造成不良影响，以及取向排列面积小、取向效果不理想等。因此，高性能碳纳米管器件的应用不仅需要取向碳纳米管的直径均匀、手性单一，而且需要高度取向、大面积以及取向密度均匀可控，这些仍是亟待解决的巨大的挑战。本文从不同分散体系中SWCNTs的水平取向排列原理出发，在对当前碳纳米管水平取向方法进行了分类的基础上，阐述了各种方法的研究进展现状，比较了其优缺点，并对其今后的研究与发展方向做出了展望。

基于光纤光栅倏逝波传感器的成品油挥发气体温度检测下载：69 浏览：383

陈少华1,2 郝赫1,2 冷文秀1,2 童峥嵘3 李燕4 《物理进展》 2018年12期

摘要:

由于具有易燃、易爆特性,故成品油挥发气体的温度检测具有重要的实际意义,而作为绝缘器件的光纤光栅传感器在此传感领域具有天然的优势。本文在实验上设计了一种基于腐蚀光栅(Etched Fiber Bragg Grating)的温度传感器,并将其用于空气、柴油和汽油挥发气体的温度测量。推导了腐蚀光栅的反射波长随温度变化的理论表达式,并与实验现象进行了对比。理论结论与实验结果吻合。同时实验发现,气体的温度变化与光栅波长的漂移量呈现良好的线性关系,表明FBG倏逝波传感器完全适用于测量成品油挥发气体的温度。

MEMS器件真空封装用非蒸散型吸气剂薄膜研究概述下载：78 浏览：421

周超李得天周晖张凯锋曹生珠《新材料》 2019年5期

摘要:

MEMS器件是机械电子系统未来的发展趋势。许多MEMS器件需要进行真空封装，从最大程度地减少残余气体，且真空封装水平的高低决定了器件的性能优劣甚至决定器件能否正常工作。常规的MEMS器件封装是在真空腔内放置块体吸气剂，占空间且容易产生微小颗粒污染。在器件的真空腔室内镀上吸气剂薄膜，吸气剂薄膜在器件高温键合的同时被激活，就可在后期维持真空腔内的真空度。非蒸散型吸气剂薄膜激活后在室温下即具有优异的吸气性能，应用于MEMS器件真空封装可以提高器件的寿命和可靠性。目前，提高非蒸散型吸气剂薄膜的吸气性能，降低其激活温度是国内外研究的焦点。本文简要介绍了非蒸散型吸气剂薄膜的吸气原理，从膜系材料和制备技术两方面分析了国内外研究现状。在膜材料方面，目前采用ⅣB族+ⅤB族组合的三元合金作为非蒸散型吸气剂薄膜的膜系材料。另外，在材料中掺入Fe、稀土元素等进行薄膜结构的修饰也是较常用的手段。值得指出的是，TiZrV合金薄膜是兼具较好的吸气性能和最低激活温度的非蒸散型吸气剂(NEG)薄膜。在制备技术方面，MEMS器件用非蒸散型吸气剂薄膜一般采用磁控溅射镀膜，磁控溅射镀膜工艺的关键是制备出柱状的纳米晶结构，该结构存在大量的晶界，可促进原子的扩散，降低激活温度。磁控溅射镀膜工艺的研究围绕靶材选择、基片温度、溅射电压、溅射气氛等。探索综合性能更优的新型材料体系和增大薄膜的比表面积仍然是目前非蒸散型吸气剂薄膜研究的关键。本文最后对非蒸散型吸气剂薄膜的研究趋势进行了展望，指出加入调节层的双层膜的激活性能和吸气性能优于单层膜，但调控机理有待明确，今后可以在TiZrV薄膜研究的基础上进一步进行双层薄膜的研究，也可横向拓展进行新型薄膜体系，如ZrCoRE等新型合金薄膜的研究。

表面阻抗边界；欧姆损耗；粒子模拟；太赫兹器件；表面波振荡器；返波管下载：59 浏览：348

蓝康杜倩康丽莎姜露静林振宇张延惠《现代物理学报》 2020年8期

摘要:

基于量子点接触探测器(QPC)理论上研究了双量子点(DQD)系统在耗散环境和纯退相环境影响下的电子转移特性.结果表明，耗散环境中探测器导致的退相干会增大平均电流和Fano factor随时间演化的值，并观察到量子芝诺效应的存在.在对称的DQD情况下，弛豫减小了平均电流随时间演化的震荡振幅.在非对称的DQD情况下，弛豫降低了Fano factor随时间演化的峰值.纯退相环境中测量会阻碍共隧穿过程中不同电流通道之间的转换，导致Fano factor的极高值.在对称的DQD情况下，增大纯退相速率会提高Fano factor.在非对称的DQD情况下，动力学随时间的演化对纯退相环境不敏感.另外，还发现探测器内n个电子的转移几率只受QPC与DQD耦合的影响.我们的结论可以为实验工作者研究电子输运特性提供理论参考.

频率色散表面阻抗对真空电子太赫兹源的影响下载：45 浏览：384

任泽平陈再高陈剑楠乔海亮《现代物理学报》 2020年8期

摘要:

为了研究欧姆损耗对高频真空电子器件工作特性的影响，首先推导频率色散表面阻抗边界在三维共形粒子模拟软件UNIPIC-3D中的实现原理，并通过对有耗边界矩形谐振腔和圆波导进行模拟验证了该阻抗边界算法的正确性.采用有耗共形UNIPIC-3D模拟相对论太赫兹表面波振荡器和低电压平板格栅返波振荡器.模拟结果表明，对于表面波振荡器和平板BWO这种电磁场集中在金属慢波结构附近的太赫兹真空电子器件，欧姆损耗会对器件的运行带来极大影响，对于采用铜材料的器件，输出功率会下降一半左右，器件起振时间出现延迟，但器件工作频率几乎不变.为了提高相对论太赫兹表面波振荡器的效率，在二极管和慢波结构之间增加了反射腔，模拟结果表明，在考虑器件表面损耗的条件下，器件的工作频率保持不变，输出功率由41 MW提高到60 MW.

三能级钾原子气体三维傅里叶变换频谱的解析解下载：49 浏览：376

赵超樱1，2 谭维翰3 《现代物理学报》 2020年6期

摘要:

利用投影切片定理、傅里叶位移定理和误差函数给出三能级钾原子气体三维傅里叶变换频谱在T=0界面的解析解.固定均匀线宽，非均匀展宽和对角线相关系数可以定量地识别，通过在适当方向上拟合三维傅里叶变换频谱谱峰的切片来确定.结果表明，非均匀展宽增大，频谱图沿着对角线方向延伸，对角线相关系数增大，频谱图逐渐变圆，振幅也逐渐变小.

基于荧光法纸基器件在体外疾病检测中的应用进展下载：83 浏览：451

吴美容赖琼宇周佳倪赟吴琼张承武于海东李林《新材料》 2019年1期

摘要:

在发展中国家的贫困地区，由于缺乏医疗设备，很多疾病的诊断只能依靠医疗工作者根据病人的症状进行估诊，往往延误了治疗。每年仍有多达五亿的疟疾患者由于未显示出病症而没能在感染早期被诊断出来，导致更多人被传染。因此，这些地区的居民亟需操作简单、廉价实用、可随身携带、无需辅助器材(如电、泵、光学器件等)的纸基器件检测常见疾病。纸基器件常用的检测方法有比色法、荧光法、化学发光法、电化学法、电化学发光法等。不同的检测方法可实现疾病的早期诊断以及食品质量检测和环境监测。因此，纸基器件的高检测速率、高选择性、高灵敏性，以及相对较低的成本和无污染优势，使其受到体外检测及相关应用检测的青睐。然而，纸基器件检测仍存在一些问题，尚待突破。例如，如何提高纸基器件检测的多样性、稳定性、重复性以及检测设备的便携性等。在不同的检测方法中比色法是最直观、最常用的一种方法，该方法通过显色反应，利用肉眼观察进行半定量分析，但通常会因为检测者的视觉感官不同而产生误差。该方法的局限性在于易受光线的影响，灵敏度和选择性不及电化学法。荧光法的选择性好、检出限低，但是在检测器件的便携性上还有很大的发展空间。化学发光法、电化学法以及电化学发光法在检测灵敏性、选择性上有一定的优势，但是限于电极易污染以及背景信燥比高等原因不能得到广泛应用。因此，近年来，除了对纸基器件的材料性质和器件性能有所研究外，研究者在高通量快速检测多种疾病检测应用中也取得了较好的成果。本文归纳了建立在荧光纸基器件方法上的发展应用，分别对荧光材料包括有机染料、量子点、金属纳米簇、上转换纳米颗粒、碳点等进行介绍，举例说明其在体外检测中的应用。例如，核酸检测、蛋白检测、细胞检测等，同时也指出了其在应用中的不足。因此，设计新型的稳定型、高量子产率、抗漂白性、低毒、生物相容性好、斯托克位移较大的光学材料，需要更多研究者的参与。最后，本文展望了作为疾病早期预防诊断的荧光纸基器件的应用前景。

硅(001)图形衬底上锗硅纳米线的定位生长下载：55 浏览：384

高飞1，2 冯琦1 王霆1 张建军1 《现代物理学报》 2020年3期

摘要:

纳米线的定位生长是实现纳米线量子器件寻址和集成的前提.结合自上而下的纳米加工和自下而上的自组装技术，通过分子束外延生长方法，在具有周期性凹槽结构的硅(001)图形衬底上首先低温生长硅锗薄膜然后升温退火，实现了有序锗硅纳米线在凹槽中的定位生长，锗硅纳米线的表面晶面为(105)晶面.详细研究了退火温度、硅锗的比例及图形周期对纳米线形成与否，以及纳米线尺寸的影响.

丝网印刷柔性电子器件下载：89 浏览：493

段树铭任晓辰张小涛程姗姗胡文平《应用化学学报》 2018年3期

摘要:

有机电子器件的主要优势之一是溶液可处理性,这使得可以通过多种印刷方法制备有机电子器件。丝网印刷作为一种十分成熟的印刷方法,被广泛应用于微电子器件的制备。本文主要从丝网印刷的组成、影响丝网印刷精密度的因素以及丝网印刷在场效应晶体管、太阳能电池、有机发光二极管等柔性电子器件制备中的应用分别作以介绍,并对目前丝网印刷在印刷柔性电子器件中存在的困难和挑战作以总结。

电子辐照导致CMOS图像传感器性能退化下载：95 浏览：467

马林东1,2,3,4 郭旗1,2,3 李豫东1,2,3 文林1,2,3 冯婕1,2,3 张翔1,2,3,4 王田珲1,2,3 《物理进展》 2018年10期

摘要:

对国产科学级4T-CMOS图像传感器进行电子辐照实验,考察了暗电流、饱和输出灰度值、暗信号非均匀性等参数,分析了器件的电子辐照效应损伤机理。实验结果显示,随着辐照总吸收剂量的增加,器件的饱和输出灰度值下降,并且暗电流显著增加。分析认为,器件的饱和输出灰度值退化机制与电离总剂量效应引起的退化物理机理一致,辐照使转移栅沟道电势势垒下降是饱和输出灰度值下降的主要原因,而暗电流的增长主要由浅槽隔离界面缺陷和体缺陷造成。10MeV电子辐照后暗电流退化表现出一定的偏置效应,这是由10 MeV电子辐照引起的位移损伤所致。

一种新颖的微带六端口电路器件分析方法下载：76 浏览：402

于正永1,2 徐彤1 董进1 唐万春2 《无线电研究》 2019年2期

摘要:

微带六端口电路器件中包括直角拐角、阶梯跳变和T型接头不连续性结构,产生了一定的传输损耗,影响到整个通信系统的性能,因此准确地分析其影响十分必要。运用传统连接散射矩阵法和微带线不连续性等效电路模型,提出了一种新颖的微带六端口电路器件的分析方法。介绍了连接散射矩阵法的基本原理,推导出任意微带多端口网络的散射参数计算公式,在此基础上引入已有的微带线不连续性等效电路模型,克服了传统的连接散射矩阵法要求各单元子网连接的传输线特性阻抗相同的局限性。将微带六端口电路器件划分为功分器、分支耦合器、直角拐角和传输线等单元子网进行了散射参数的计算,其结果与IE3D软件仿真结果一致性较好,充分证明了该分析方法的正确性和适用性。

高光束质量、高功率稳定性激光器的设计及实验研究下载：62 浏览：399

安然范小贞卢建新文侨《现代物理学报》 2019年11期

摘要:

高光束质量、高功率稳定性激光器在激光加工、激光测量等领域具有广泛的用途.为了实现激光器腔内光斑聚焦同时减少色散和体积，人们常常将曲面反射镜用在激光谐振腔中，但光束倾斜入射到曲面反射镜往往会引起像散，从而导致光斑质量恶化，并降低激光器的性能.另一方面，在高功率激光器或超短脉冲激光器中，激光增益介质热透镜焦距的起伏，是导致激光输出功率波动的主要原因之一.针对激光器的像散和功率波动这两个问题，本文提出了一套简单高效的解决方案，在考虑像散补偿和热透镜效应的基础上，基于传播变换圆理论，首次提出一种可实现高光束质量、高功率稳定性激光器谐振腔的设计方法，并对采用该方法所设计出的超短脉冲激光器进行理论与实验研究.研究结果表明，利用该方法设计的激光谐振腔，两端臂像散能够完全被补偿，实验上实现了基模高斯光束输出；当激光晶体热透镜焦距改变时，该方法所设计出的激光谐振腔内各关键位置光斑半径的变化，显著地小于普通谐振腔，在相同外界条件下，其输出激光功率稳定性明显优于普通激光器.

基于机器视觉的PCBA元器件实时检测系统下载：82 浏览：407

闫梦涛苏玮冉海周《无线电研究》 2018年12期

摘要:

随着电子用品的普及和需求量的上升,其主要组成部分PCBA的生产量也十分巨大。为了保证产品的功能性完备,对PCBA的检测也是不可或缺的,现在大部分PCBA生产公司中还在使用人工检测。对于每天的生产量而言,人工检测的成本高、效率低,时间性价比不高,针对目前印刷电路板组装件(PCBA)元器件检测存在的问题,从经济、快捷、可靠的角度出发,提出了一款新的基于机器视觉的检测系统。以流水线上实时检测为目标,以Lab VIEW14.0作为开发平台,将硬件设备和软件相结合,运用虚拟仪器LABVIEW中的IMAQ Vision模块进行图像处理,对PCBA元器件进行高效、精确地实时检测,实验结果表明,系统能够适应高速流水线上的实时PCBA板元器件的精准快速检测,实现人工智能。

通过光致还原调制氧化石墨烯寿命并用于微纳图形制备下载：62 浏览：452

乔志星1，2 秦成兵1，2 贺文君1，2 弓亚妮1，2 张晓荣1，2 张国峰1，2 陈瑞云1，2 高岩1，2 肖连团1，2 贾锁堂1，2 《现代物理学报》 2019年7期

摘要:

氧化石墨烯因其宽带可调谐的荧光发射特性已被广泛应用于荧光成像、金属离子高灵敏检测和光电器件的制备.相比于荧光强度，氧化石墨烯荧光寿命不受材料厚度和激发功率的影响，具有更为稳定和均一的特性.本文研究了在激光还原过程中氧化石墨烯荧光寿命逐渐减小的变化行为，发现了长寿命sp3杂化结构向短寿命sp2杂化结构的转变.通过精确控制还原时间，结合激光直写技术，在单层氧化石墨烯薄膜上实现了二维码、条形码、图形和数字等微纳图形的制备，还在多层氧化石墨烯薄膜结构上获得了多寿命多层微纳图形.这种微纳图形的制备具有灵活无掩膜、高对比和多模式的特点，可用于高密度光学存储、信息显示和光电器件制备等诸多领域.

铟镓锌氧薄膜晶体管的悬浮栅效应研究下载：49 浏览：367

覃婷黄生祥廖聪维于天宝罗衡刘胜邓联文《现代物理学报》 2019年4期

摘要:

为了避免光照对铟镓锌氧薄膜晶体管(InGaZnO thin film transistors，IGZO TFTs)电学特性的影响，IGZO TFT要增加遮光金属层.本文研究了遮光金属栅极悬浮时，IGZO TFT的输出特性.采用器件数值计算工具TCAD(technology computer-aided design)分析了IGZO层与栅介质层界面处电势分布，证实了悬浮栅(floating gate，FG)IGZO TFT输出曲线的不饱和现象是由悬浮栅与TFT漏端的电容耦合造成.基于等效电容的电压分配方法，提出了悬浮栅IGZO TFT电流的一阶模型.TCAD数值分析及一阶物理模型结果与测试具有较高程度的符合，较完整地解释了悬浮栅IGZO TFT的电学特性.

不同注量率质子辐照对CCD参数退化的影响分析下载：65 浏览：478

李豫东1,2,3 文林1,2,3 郭旗1,2,3 何承发1,2,3 周东1,2,3 冯婕1,2,3 张兴尧1,2,3 于新2 《物理进展》 2018年7期

摘要:

对一款CCD进行了3 MeV质子辐照试验和退火试验,获得了2种注量率质子辐照下CCD参数的退化规律,分析了CCD产生缺陷与质子注量率之间的关系。研究表明:不同注量率质子辐照下,CCD中产生的位移损伤缺陷存在差异,但CCD的暗信号和电荷转移效率没有明显改变,且室温退火后,不同质子注量率辐照下,CCD受到的辐射损伤差异更小。研究结果可为揭示地面模拟实验中质子入射CCD产生缺陷的机制、影响因素及建立质子辐射效应损伤模型提供理论与试验方法的支撑。

不同注量率质子辐照对CCD参数退化的影响分析下载：95 浏览：488

李豫东1,2,3 文林1,2,3 郭旗1,2,3 何承发1,2,3 周东1,2,3 冯婕1,2,3 张兴尧1,2,3 于新2 《物理进展》 2018年6期

摘要:

对一款CCD进行了3 MeV质子辐照试验和退火试验,获得了2种注量率质子辐照下CCD参数的退化规律,分析了CCD产生缺陷与质子注量率之间的关系。研究表明:不同注量率质子辐照下,CCD中产生的位移损伤缺陷存在差异,但CCD的暗信号和电荷转移效率没有明显改变,且室温退火后,不同质子注量率辐照下,CCD受到的辐射损伤差异更小。研究结果可为揭示地面模拟实验中质子入射CCD产生缺陷的机制、影响因素及建立质子辐射效应损伤模型提供理论与试验方法的支撑。

不同注量率质子辐照对CCD参数退化的影响分析下载：67 浏览：432

李豫东1,2,3 文林1,2,3 郭旗1,2,3 何承发1,2,3 周东1,2,3 冯婕1,2,3 张兴尧1,2,3 于新2 《物理进展》 2018年6期

摘要:

对一款CCD进行了3 MeV质子辐照试验和退火试验,获得了2种注量率质子辐照下CCD参数的退化规律,分析了CCD产生缺陷与质子注量率之间的关系。研究表明:不同注量率质子辐照下,CCD中产生的位移损伤缺陷存在差异,但CCD的暗信号和电荷转移效率没有明显改变,且室温退火后,不同质子注量率辐照下,CCD受到的辐射损伤差异更小。研究结果可为揭示地面模拟实验中质子入射CCD产生缺陷的机制、影响因素及建立质子辐射效应损伤模型提供理论与试验方法的支撑。

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