Cu_xAlO_2(0.92≤x≤1.0)陶瓷电输运性能

使用高温固相烧结法制备不同化学剂量比的CuAlO2陶瓷，研究CuxAlO2（0．92≤x≤1．0）中Cu、Al摩尔比的相对变化对其结构和导电性能的影响。结果表明：CuxAl02（0．92≤x≤1．0）陶瓷片的结构和密度随着X值的增大，样品的结晶性逐渐变好，密度也逐渐增大，在X为0．98时，得到密度最大（5．02g／cm^3）且结晶良好的纯相CuAlO2：样品的光学带隙均约为3．44eV；随着X值的增加，室温电导率先增大然后减小，在X为0．98时得到最大电导率为8．03×10^-3S／cm；电导率随温度的升高而显著增大，且曲线在100—300K之间很好地符合Arrhenius关系，X为0．98时激活能最低，仅为0．085eV；在所研究的成分范围内，CuAlO2陶瓷的导电能力主要取决于陶瓷片的致密度。

氧化亚铜薄膜的研究进展

氧化亚铜（Cu2O）具有优越的光电性质，是一种具有广泛用途的材料，而且它的制备方法很多。结合最近的研究进展综述了Cu2O薄膜的制备方法与基本性质，分析了Cu2O薄膜研究开发现状，展望了Cu2O薄膜在太阳能电池应用方面的前景。

衬底温度对Cu_2O薄膜结构和性能的影响

采用射频磁控溅射技术在石英衬底上制备了Cu2O薄膜。系统研究了衬底温度对薄膜结构、光学和电学性能的影响。XRD的结果显示,在所有衬底温度条件下均可得到单相的Cu2O结构,而且随着衬底温度由500 K升至800 K,薄膜表现出(111)择优取向的生长特点。电学和光学测试结果表明,室温电导率和光学带隙随着衬底温度的升高而增加,800 K制备的薄膜的带隙值最高约为2.58 eV。

p-CuCr_(0.91)Mg_(0.09)O_2/n-Si p-n结的制备与电学特性

利用射频磁控溅射制备p-CuCr0.91Mg0.09O2／n-Si异质结。XRD结果表明所制备的纯相CuCr0.91Mg0.09O2薄膜具有（012）取向生长特点，正的霍尔系数确定薄膜的P型特性；电流-电压特性测试结果显示p-CuCr0.91．Mg0.09O2／n—Si异质结具有明显的整流特性，结的开启电压约为1．0V，在-5．0～5．0V的电压范围内正向电压与反向方向电压比约为8．2。基于p-n＋单边突变结理论，对p-CuCr0.91Mg0.09O2／n—Si异质结的电流曲线进行模拟，模拟结果表明界面状态和串联电阻是影响结整流特性性质的重要因素。

CuLaO_2薄膜的制备和光电性能研究

采用传统的固相烧结法制备出纯相CuLaO2粉末,以此为靶材,首次采用射频磁控溅射法制备CuLaO2薄膜并进行退火研究,得到了具有少量杂相的CuLaO2薄膜.其透过率在红外光区较高,近70%,可见光范围相对较低.CuLaO2薄膜的电导率约6.7×10-4S/cm.对比分析了CuLaO2粉末及薄膜室温光致发光性能.测试结果表明,粉末和薄膜在450 nm^650 nm范围都有明显的发光带,而薄膜有少量的杂峰,杂峰是由于La2O3、Cu的氧化物及石英衬底的影响.

CuCr_(1-x)Mg_xO_2(0≤x≤0.09)薄膜的光电性能

采用射频磁控溅射方法,在石英衬底上制备Mg掺杂的CuCrO2薄膜。通过XRD、紫外吸收光谱及电学性能的测量表征该系列薄膜样品的结构与光电性能。结果表明:退火处理后所有薄膜样品的结晶性良好,均为3R型铜铁矿结构;薄膜的电导率随掺杂量的增加而增大。当x=0.09时,样品的室温电导率可达6.16×10-2S/cm,比未掺杂的CuCrO2提高近400倍,且霍耳测试表明所制备的薄膜为p型导电体。电导率随温度变化关系表明:薄膜样品在200～300K的温度范围内均很好地符合Arrhenius热激活规律;当x=0.09时,最低激活能仅为0.034eV。薄膜的可见光透过率与光学带隙宽度均随掺杂量的增加而减小。

衬底温度对溅射法生长Cu-Al-O薄膜性能的影响

使用多晶CuAlO2陶瓷靶,利用射频磁控溅射法沉积Cu-Al-O薄膜。傅立叶变换红外光谱显示薄膜中存在与CuAlO2相关的Cu—O,Al—O和O—Cu—O键。在可见光范围内Cu-Al-O薄膜具有较好的透过性,衬底温度为400℃～500℃时薄膜透过率在60%～70%之间,计算拟合得到Cu-Al-O薄膜的直接和间接带隙能分别为3.52eV和1.83eV左右,与多晶CuAlO2薄膜结果一致。在近室温区薄膜符合半导体热激活导电机制,其电导率随衬底温度的升高先增大后减小,500℃沉积的薄膜导电性较好,室温电导率达到2.36×10-3S·cm-1,这可能源于Cu-Al-O薄膜中与CuAlO2相关的键合形成情况的改善。

基于AFM的物质表面结构及性质表征虚拟实验平台

建设虚拟实验能推动精密、昂贵且操作复杂的实验在基础物理实验教学中开展,满足学生多元化的学习需求,实现新冠疫情下实验课程"停课不停学"。该文介绍了一种原子力显微镜虚拟实验平台。该平台基于PID控制、悬臂运动、探针-样品相互作用力等多种模型对原子力显微镜整个操作流程进行建模,采用Unity3D技术将原子力显微镜仪器虚拟化。结合实际操作和实验课程需求进行实验内容设计,并通过人机交互式操作实现对学生的教学与考核。

p型宽带隙半导体CuAl_(1-x)Fe_xO_2的光电性能研究

采用固相反应合成了CuAl1-xFexO2单相多晶材料,系统报道了该系列样品的X射线衍射(XRD)、紫外吸收光谱以及电学性能的测量。结果表明,Fe3+取代CuAlO2中的Al3+,不改变材料的晶体结构,随着掺杂量的增加,材料的光学带隙宽度逐渐减小,导电性能明显提高。当x=0.10时,样品的室温电导率达到3.38×10-1S·cm-1;所有掺杂样品的电导率随温度变化曲线在近室温区,很好地符合Arrhenius关系,其热激活能为20～32meV;Hall系数均为正值,表明所有样品都为p型半导体。

非晶碳氮纳米尖端的微结构和发光机理

利用等离子体增强热丝化学气相沉积系统,用CH4、H2和N2为反应气体,在Si衬底上制备了碳氮纳米尖端。用扫描电子显微镜和显微Raman光谱仪对其进行了表征。在室温下测试了它的发光性能,发光谱由中心约为406 nm和506 nm的两条发光带组成。根据Raman散射谱,对其微结构进行了分析。结合非晶碳氮薄膜的结构和发光机理,分析了它的发光性能。

冰的熔解热实验装置的改进

将保温杯引入到测定冰熔解热的实验中,提高了实验装置的保温性能;利用马达和风扇自制了搅拌装置,保证了搅拌均匀性;利用单片机、传感器模块和液晶屏实现了温度数显功能,提高了实验精度.通过对比改进前后的实验装置的实验数据可知,改进后的实验装置有效地减小了实验误差.

衬底温度对CuCrO2薄膜光电性能影响

采用射频磁控溅射法制备了不同衬底温度的CuCrO2薄膜，通过X射线衍射、扫描电镜、紫外吸收光谱及电学性能的测量表征了薄膜样品的结构与性能，结果表明，衬底温度对CuCrO2薄膜形貌结构、光学、电学性能影响较大。当衬底温度为750℃时，薄膜为结晶态。薄膜的可见光透过率随衬底温度提高有所增加。750℃时，CuCrO2薄膜直接带隙降低到3．02eV。电导率随衬底温度提高先增加后降低，500℃时，薄膜的电导率最高，达到27．1S·cm^-1，电导率对数随温度倒数变化关系表明，CuCrO2薄膜在300K-220K温度区间内均符合半导体热激活导电规律。

平面磁控溅射靶磁场的模拟优化设计

平面磁控溅射靶面水平磁感应强度对靶材刻蚀均匀性及其利用率等有着重要作用。为了提高靶面水平磁感应强度均匀性,在传统磁控溅射平面靶结构基础上,提出了一种采用加装两导磁片的结构,通过ANSYS软件模拟,得出采用不同尺寸及位置的导磁片时的靶面水平磁感应强度分布规律。结果表明,当采用适当的导磁片厚度、导磁片间距及导磁片与内外磁钢距离时,能有效改善靶面的水平磁感应强度均匀性,提高靶材的利用率。同时,通过模拟分析了距靶面不同距离的截面磁场强度分布对靶材刻蚀轮廓的影响。

p型透明导电氧化物CuAlO_2薄膜的研究进展

透明导电氧化物(TCO)的出现开拓了光电子器件研究的新领域。但p型TCO的相对匮乏严重制约了透明氧化物半导体(TOS)相关器件的开发与应用。CuAlO2作为一种天然的p型TCO成为近年来p型TCO的研究热点。介绍了p型TCO的研究现状,综述了不同制备方法制备p型CuAlO2薄膜的研究进展,以及在器件方面的应用,并对其前景进行了展望。

P型透明导电氧化物LaCuOS的研究进展

透明导电氧化物半导体的出现开拓了光电子器件研究的新领域，但是缺少性能良好的P型材料就限制了透明导电氧化物的利用空间。LaCuOS由于其结构、电学和光学等方面具有许多的优点，成为近年来P型半导体的研究热点。介绍了P型LaCuOS薄膜的基本性质，综述了不同的制备工艺并对其光电学与应用方面进行了研究总结。

弗兰克-赫兹实验自动测量及数据处理

针对弗兰克-赫兹实验手动测量数据量大且精度不高的问题,提出利用数字示波器对弗兰克-赫兹实验仪自动测量的数据进行采集,并利用Origin对采集到的数据进行处理和分析,计算氩原子的第一激发电位,简化了实验过程,提高了数据处理速度和测量精度.

夫兰克-赫兹实验控制栅电压对板流的作用探究

针对夫兰克-赫兹实验中反复发现的板极电流随控制栅电压的增大先增大后减小这一非单调性变化趋势,就控制栅电压对板极电流的作用机理展开实验探究与理论分析.在说明控制栅电压通过抑制空间电荷限流效应而对板流起增大作用外,本文着重基于冉绍尔-汤森效应、分子动理论、傅里叶导热定律及碰撞空间与碰撞概率理论揭示了控制栅电压通过削弱阴极本底电流与增大碰撞概率对板极电流的减小作用,并结合阴极发射理论提出了上述双重作用在控制栅电压不同变动范围内的主导性互换机制,最终形成了完整的控制栅电压对板流的双重对立作用机理.

基于Unity3D的全息照相与全息干涉法虚拟仿真平台

全息照相和全息干涉法研究需要对实验仪器进行精准的控制和调整,同时实验现象的观察与测量依赖于干板的成像效果。而虚拟仿真实验能够弥补实验现象的观察与测量而出现的问题,同时也能够准确体验操作过程,获得更为理想的实验效果。我们基于Unity3D搭建虚拟仿真实验平台,由单色光干涉理论计算得到干板透射率分布,通过再进行实时渲染出实验效果以便学生研究全息照相与全息干涉法实验。借助虚拟仿真平台,可以使实验教学更加轻松,让学生更加直观地理解实验,同时得到更高的实验成功率与更好的实验效果。

基于半导体制冷元件的新型湿度测量器

在探索新型湿度测量原理,利用温差、湿度与水蒸气液化速率的关系制作一个能够形成恒定温差的装置,进一步通过测量温差和恒定温差表面的水分含量得到空气的湿度。设定一个环境湿度的标定值作为对照,衡量自制湿度器所得结果的可靠性。

波耳共振仪数据可视化与精确化探究

通过光电编码器对波耳共振仪的数据进行可视化与精确化处理,设计相应的机械结构安装光电编码器,编写STM32单片机程序,间隔10ms读取编码器信息,并将摆轮的信息实时呈现在计算机上.对所采集的大量数据进行处理,可得角位移-时间曲线、角速度-时间曲线和振动相图.利用改进后的仪器可探究自由振动、阻尼振动、受迫振动的运动规律并观察上述物理运动中的混沌现象.