衬底温度和生长氧压对La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3:Ag_(0.08)薄膜激光感生电压效应的影响

通过化学共沉淀法制备了La0.67Sr0.33MnO3:Ag0.08(LSMO:Ag0.08)多晶材料,然后采用脉冲激光沉积(PLD)技术在LaAlO3(LAO)倾斜衬底上制备了LSMO:Ag0.08薄膜。研究了衬底温度和生长氧压对薄膜结构、电输运特性及激光感生电压(LIV)效应的影响。结果表明:当衬底温度为790℃、生长氧压为45 Pa时,薄膜具有最大峰值电压(Up)、优值(Fm)和各向异性Seebeck系数(△S);在优化的衬底温度和生长氧压条件下,长程Jahn-Teller协变引起△S数值提高,这是LIV信号增强的主要原因。

氧压对Zn_(1-x)Al_xO薄膜结构的影响及激光感生电压效应

为了研究不同退火氧压对铝掺杂氧化锌薄膜结晶质量和激光感生电压效应的影响,采用脉冲激光沉积法在蓝宝石(0001)单晶平衬底上制备了薄膜,并利用X射线衍射对薄膜的结构进行了表征,测量了薄膜在紫外脉冲激光辐照下诱导产生的激光感生电压信号,对结果进行了理论分析和实验验证,成功制备出了单一取向的薄膜,确定了最佳生长条件,并利用这一条件在倾斜蓝宝石衬底上制备了薄膜。结果表明,当薄膜受到波长为248nm、脉冲宽度为20ns的脉冲激光照射时,在薄膜两端存在较大的激光感生电压信号,其最大值为0.532V,且随着退火氧压的增大,激光感生电压的峰值信号先增大后减小。这一结果对薄膜在紫外探测器方面的应用是有帮助的。

YBa_2Cu_3O_(7-x)多晶块材中激光感生电压效应的实验探究

采用固相反应法制备了高温超导YBa2Cu3O7-x多晶块材,并对YBa2Cu3O7-x多晶块材中的激光感生电压(LIV)效应进行了探究。首次在斜切角α(α～20°)的YBa2Cu3O7-x多晶块材中测量到了LIV信号,且在能量密度为47 mJ/cm2的紫外脉冲激光照射下,峰值电压为26.7 mV,上升沿为30 ns,半高宽为56 ns;信号峰值与斜切角α密切相关,并且与入射激光能量几乎呈线性增大。YBa2Cu3O7-x多晶块材中的LIV信号起源于热电各向异性,同时,对YBa2Cu3O7-x多晶块材和薄膜中的LIV信号做了对比研究,发现了多晶中的信号比薄膜中的小。

基于感生电压的变压器工作原理分析

研究了楞次定律及法拉第电磁感应定律在电机原理分析中容易引起理解错误的原因,提出采用感生电压代替感生电动势来分析电机原理的方法,并应用该方法分析了变压器负载运行时各个变量之间的关系,给出电压、电流平衡方程、等效电路及相量图。

巨磁阻薄膜激光感生电压的温度稳定性研究

为了研究温度对激光感生热电电压的影响,采用脉冲激光沉积方法制备了La1-XCaXMnO(LCMO),La1-XPbXMnO(LPMO)和La1-XSrXCoO(LSCO)3种薄膜。用锁相斩波系统测量了激光感生热电电压依环境温度的变化并定义了温度系数,进行了理论分析和实验论证,取得了温度系数数据。结果表明,LSCO的温度系数最小并为正温度系数,LC-MO温度系数最大是负温度系数,LPMO温度系数为正。这一结果对激光感生电压器件的稳定性是有帮助的。

基于激光感生电压技术的咖啡粉粒径检测

咖啡颗粒的大小直接影响着成品咖啡的品质,高效辨别出咖啡粉粒径大小对咖啡品质的鉴别尤其重要。在89μm^140μm粒径范围内,利用激光感生电压(laser-induced voltage,LIV)技术对不同粒径的云南小颗粒咖啡粉进行检测,不同粒径咖啡粉展现出不同的LIV响应,其信号幅值、响应时间、半高宽等参数均存在明显差异。随咖啡粉粒径逐渐增大,其LIV信号幅值(V_p)呈先减小后增大的趋势,当粒径为104μm^107μm时V_p最小。此外,LIV信号波形的响应时间及半高宽分别与咖啡粉末粒径之间呈正、负相关变化规律。结果表明,激光感生电压技术对咖啡粉粒径的变化较为敏感,有望成为检验咖啡粉粒径的有效检测手段。

稀土氧化物薄膜激光感生电压信号采集研究

采用德国Lambda公司LPX300Ⅰ型KrF激光器,脉冲激光输出波长为248 nm,重复频率为5 Hz,能量为400 mJ,在倾斜5°的LaAlO_3单晶衬底表面制备了La_(0.5)(CaSr)_(0.5)MnO_3(LCSMO)和La_(0.9)Ca_(0.1)MnO_3(LCMO)两种稀土氧化物薄膜。使用波长为248 nm的LPX300Ⅰ型KrF准分子激光进行照射,重复频率为1 Hz,能量为300 mJ,对LCSMO和LCMO薄膜表面产生的激光感生电压(LIV)信号进行采集。对信号响应的波形特征进行分析和讨论,实验得出LIV信号半峰全宽与数据采集卡临界采样率成反比例关系。临界采样率的选择为新型快响应、宽光谱激光功率/能量器件设计和制作提供依据。

Ag掺杂对La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3薄膜及激光感生电压效应的影响

采用固相法烧结制备了Ag掺杂的La2/3Ca1/3MnO3(LCMO∶Agx,x为摩尔分数,x=0.00,0.05,0.10)多晶靶材,并利用此靶材采用脉冲激光沉积法(PLD)在0°和15°LaAlO3(100)单晶衬底(单面抛光)上于790℃和45 Pa流动氧压下制备了LCMO∶Agx外延薄膜,并于760℃和104Pa静态氧压下进行了30 min原位退火处理;X射线衍射(XRD)和ω-θ摇摆曲线分析表明所制备薄膜均沿[00l]方向生长,并且结晶质量较好,原子力显微镜(AFM)分析表明平均面光洁度较小,并且随Ag掺杂量的增加而变小;另外在倾斜衬底上生长的LCMO∶Agx薄膜上观察到激光感生电压(LIV)效应,并且随Ag掺杂浓度的增加,LCMO∶Agx薄膜的LIV信号的Up值先增大后减小,x=0.05时最大,x=0.10时最小,LIV信号响应时间τ则正好相反。

Pb(Zr_(0.3)Ti_(0.7))O_3铁电薄膜激光感生电压效应

采用脉冲激光沉积(PLD)技术在LaSrAlTaO3(LSATO),LaAlO3(LAO)和SrTiO3(STO)的单晶倾斜衬底上成功制备了Pb(Zr0.3Ti0.7)O3(PZT)薄膜,在三种倾斜衬底上生长的PZT薄膜中都首次发现了LIV效应.对PZT/LSATO薄膜在a,c轴两种不同取向择优生长下的LIV效应做了研究,发现在薄膜c轴取向择优生长的情况下,激光感生电压随着单脉冲激光能量的增加线性增大;而在a取向择优生长的情况下感生电压与激光能量并无明显变化规律,说明PZT薄膜上的LIV效应是原子层热电堆效应,Seebeck系数的各向异性起着重要作用.通过实现薄膜与传输线的阻抗匹配,LITV信号的响应时间得到了很好的改善,上升沿时间由原来的60ns下降到了26ns,半高宽由260ns下降到了38ns.

衬底温度对SnO_2薄膜中激光感生电压效应的影响

采用固相反应法制备了四方相结构的SnO2靶材,选用蓝宝石衬底,利用脉冲激光沉积法在不同温度下生长了一系列SnO2薄膜。X射线衍射测试结果表明,SnO2薄膜具有四方金红石结构,并且沿a轴近外延生长。另外,在倾斜衬底上生长的SnO2薄膜上观察到了激光感生电压(LIV)效应,并研究了衬底温度对SnO2薄膜中LIV效应的影响。结果表明,随着生长温度从500℃增加到800℃,SnO2薄膜中的LIV信号的峰值电压先增加后减小,响应时间随衬底温度的升高先降低后增加,此外,存在一个最佳的衬底温度,使得SnO2薄膜的LIV信号的峰值电压达到最大,响应时间达到最小。在生长温度为750℃的SnO2薄膜中探测到响应最快的LIV信号,在紫外脉冲激光辐照下,峰值电压约为4V,响应时间为98ns,信号的上升沿为28ns,与激光的脉宽相当。

退火氧压对Zn_(0.99)Fe_(0.01)O薄膜的结晶质量及其激光感生电压效应的影响

采用脉冲激光沉积法(PLD)在Al2O3衬底上成功制备了Zn0.99Fe0.01O薄膜,研究了退火氧压对Zn0.99Fe0.01O薄膜的晶体结构及其激光感生电压(LIV)效应的影响。X射线衍射仪分析结果表明,Zn0.99Fe0.01O具有六角纤锌矿结构,并且是沿[001]取向近外延生长。同时随着退火氧压的增大,薄膜的晶粒尺寸先增大后减小,退火氧压为2000 Pa时薄膜晶粒尺寸最大,结晶质量最好。另外在10°倾斜的Al2O3单晶衬底上制备的Zn0.99Fe0.01O薄膜在3000 Pa的退火氧压下可以观察到最大的LIV信号,达到79.5 mV。

热电Ca3Co4O9薄膜的一致取向生长及其激光感生电压效应

利用脉冲激光沉积(PLD)法,在蓝宝石(0001)平衬底上成功制备了c轴一致取向的Ca3Co4O9薄膜。利用X射线衍射(XRD)分析测定了薄膜的相结构和生长取向。研究了不同衬底温度与不同原位氧压对Ca3Co4O9薄膜结晶质量与生长取向的影响,确定了最佳生长条件。利用这一条件在倾斜Al2O3(0001)衬底上制备了Ca3Co4O9薄膜。研究发现,当Ca3Co4O9薄膜被波长248nm,脉冲宽度20ns的脉冲激光照射时,在薄膜两端存在较大的激光感生热电电压(LITV)信号,峰值电压达到4.4V,其上升沿为36ns,半峰全宽(FWHM)为131ns。可以认为这种激光感生热电电压信号是由于Ca3Co4O9薄膜面内与面间泽贝克(Seebeck)系数张量的各向异性引起的。

激光感生热电电压信号的衰减时间研究

为了研究激光感生热电电压(laser-induced thermoelectric voltage,LITV)信号的衰减时间与薄膜物性参量的定量关系,采用脉冲激光沉积法制备了 YBa_2Cu_3O_(7-x),La(0.67)Ca_(0.33)MnO_3,La_(0.67)Pb_(0.33)MnO_3薄膜,测量了248nm 的脉冲激光辐照在薄膜中诱导产生的 LITV 信号,并且基于激光与薄膜相互作用的光热过程推导出的 LITV 信号衰减时间常数的表达式。结果表明,LITV 信号呈指数衰减,变化规律与 LITV 效应的理论模型相吻合;LITV 信号的衰减时间仅决定于薄膜的热传导性能,是薄膜热扩散系数的函数;根据 LITV 信号的衰减时间可以计算薄膜的热扩散系数,从而提出通过测量LITV 信号的衰减时间来研究薄膜热扩散系数的新方法。

(Bi,Pb)_2Sr_2CaCu_2O_8薄膜的激光感生电压效应

采用紫外脉冲激光沉积技术和高低温沉积工艺,在LaAlO3(100)平衬底及倾斜衬底上成功制备了c轴取向的(Bi,Pb)2Sr2CaCu2O8[(Bi,Pb)-2212]薄膜;研究了在倾斜LaAlO3(100)单晶衬底上生长的(Bi,Pb)-2212薄膜激光感生热电电压信号与沉积条件及入射激光能量的关系。为避免(Bi,Pb)-2212薄膜被激光剥蚀或蒸发,还初步研究了MgO保护层对(Bi,Pb)-2212薄膜激光感生电压信号的作用,结果表明MgO层能够显著增强激光感生热电电压效应。

薄膜激光感生热电电压效应及其应用

激光感生热电电压是基于各向异性赛贝克效应的一种热电势效应,本文综述了薄膜激光感生热电电压效应的机理及其在激光能量测定,热辐射探测等方面的应用,研究表明该效应由于其潜在的应用价值将在光电子器件领域得到广泛应用。

利用激光感生热电电压效应测量薄膜的各向异性泽贝克系数

利用激光对半无限大物限加热的一维热传导模型,分析La0.67 Ca0.33 MnO3 (LCMO)薄膜在KrF准分子激光照射下的温度变化。在纳秒级激光单次脉冲照射下,薄膜表面温度与照射时间的平方根成正比。并通过拟合La0.67 Ca0.33 MnO3薄膜在此激光照射下的感生电压响应信号,得到薄膜的时间常数为1.39μs。利用薄薄厚度与时间常数的关系,计算出薄膜的热扩散系数及热穿透深度,分别为4.5×108m2/s和71nm。根据测量到的脉冲响应信号的时间常数,将激光感生电压公式中薄膜厚度与热扩散系数参量简化,得到一种求符向异性泽贝克(seeback)系数的方法,计算出出La0.67 Ca0.33 MnO3的各向异性泽贝克系数为2.80μV/K。

用于眼科激光治疗机光脉冲能量测量的能量计

用准分子激光治疗眼疾中,最大的困难是对输出激光脉冲能量的监测和控制。手术中引起的过矫和欠矫多数是由于脉冲能量的波动和总能量过多和不足引起的。一般的光探测器在紫外光下响应时间不够快或易受损伤,对实时检测有一定困难。报道一种用原子层热电堆材料制备的准分子激光能量计,有ns级的时间响应,可以对全部脉冲进行逐个测量和累积总测量,因而可用于手术监测或对输出光进行能量稳定控制。

呼吸感应体积描记系统中弱信号锁相放大模块的设计

在呼吸感应体积描记呼吸测量系统中，需要测量nV-μV级的微弱感生电压信号，而且在测量过程中，做为传感器的电感线圈容易受到测量环境，呼吸运动以外的其他运动和电子噪声等影响。为适应系统测量范围并降低噪声的影响，设计了一种基于AD630锁相放大电路微弱生理信号检测模块。该模块的锁相放大器具有大于0.96的良好线性度，能检测出传感器的感生电压信号，并分离出直流分量，有效地降低噪声对系统的影响，提高了系统测量的精度，并有望应用于其他微弱生理信号检测。

脑磁感应断层成像技术的敏感性分析及图像重建

为了分析脑磁感应断层成像(MIT)技术的敏感性,利用三层同心圆的简单头模型讨论了颅内血肿电导率大小、颅内血肿面积、颅内血肿位置及颅骨电导率大小对接收线圈上感生电压的影响,并利用变差正则化方法对三个不同位置的血肿进行了仿真重建.仿真结果表明:低电导率的颅骨对接收线圈上感生电压的影响不大,且利用变差正则化方法所获得的重建图像可以大致反映出颅内血肿的位置和大小.与Tikhonov正则化方法相比,重建图像的质量也得到了一定的提高,所以此方法为脑MIT的图像重建提供了一种有效的途径.

YBa_2Cu_3O_(7-δ)薄膜的最佳厚度研究

在H .Lengfellner等人推导的激光感生电压公式以及笔者推导出的YBa2 Cu3O7-δ薄膜激光感生电压信号随时间变化公式的基础上 ,进一步导出产生最大激光感生电压所需的薄膜最佳厚度的方程式 .该方程给出了影响器件响应设计的主要因素 .