硅纳米结构阵列:光热CO_(2)催化的新兴平台

人口的快速增长和高能源需求产业造成了严重的环境问题。太阳能等替代性的清洁能源对于缓解能源危机和温室效应至关重要。光催化是一种很有前途的方法,但它在转化率、效率和规模化方面存在局限性。光热催化则结合了光化学和光热效应,是在温和条件下有效催化化学反应的新概念。近年来,与传统的光热催化剂相比,硅纳米结构阵列在光热CO_(2)还原反应中表现出独特的催化性能优势。作为一种平台,它表现出优异的光收集能力、高比表面积以及多样化的材料复合选择。本文综述了光热催化CO_(2)转化的概念和原理,硅纳米结构阵列的功能,以及利用硅纳米结构阵列在光热催化CO_(2)转化方面的最新进展,最终将为高性能纳米结构阵列光热CO_(2)催化剂的发展方向提供指导。

注射成型参数对微结构阵列导光板翘曲量的影响

为研究不同的工艺参数对微结构阵列导光板翘曲变形的影响,以微结构阵列导光板的翘曲量为质量目标,利用MoldFlow MPI5,仿真研究了不同工艺参数下,尺寸规格为11 mm×3 mm×0.8 mm导光板的翘曲变形。采用正交实验法找出影响微结构阵列导光板翘曲变形最小参数组合,然后采用单因素法仿真研究不同工艺参数对微结构阵列导光板翘曲变形的影响。结果表明,保压压力对微结构阵列导光板翘曲变形的贡献率最大(60.19%),其次是注射时间(13.13%),成型工艺参数对微结构阵列导光板翘曲量的影响顺序为:保压压力>注射时间>保压时间>熔体温度>冷却时间。结果表明,在微结构阵列导光板注射成型阶段,就应考虑不同工艺参数对微结构导光板注射成型翘曲变形的影响,并优先考虑保压压力的设置,以减少微结构阵列导光板微注射成型的翘曲量。

任意结构阵列宽带恒定束宽波束形成新方法

提出了一种任意结构阵列宽带恒定束宽波束形成的新方法．该方法把任意结构阵列的响应向量表示成以Ｂｅｓｓｅｌ函数为核函数的级数之和，并将高阶项截断，然后把频带内各个频率点上的阵列响应向量转化到参考频率上，从而得到恒定束宽波束形成向量，使得各个频率上的波束和参考波束相同．同时，本文还给出了一种基于自适应处理的参考波束优化方法．结合均匀分布离散国阵所作的计算机仿真验证了本文所提方法的有效性．

任意几何结构阵列下的空间信号频率估计

该文论述了一种基于波束空间ESPRIT并适用于任意几何结构阵列的空间信号频率估计算法。在把阵元空间数据映射到DFT空间后,提取出不依赖于阵列几何结构的“频率矢量”,然后运用BeamspaceESPRIT的概念并通过一个间接的方法估计出信号频率。计算机模拟结果证实了该算法对不同阵列获取的信号的测频有效性并显示出良好的高分辨、高精度性能。

任意结构阵列基于高阶累积量的信号频率和二维角联合估计算法

提出了一种基于高阶累积量的信号频率和二维角估计算法。假设阵列中存在 3个特性完全一致的阵元 ,此时使用高阶累积量实现的阵列虚拟展宽相当于存在两个和实际阵列相同的虚拟平移阵列 ,因而在其它阵元位置和响应特性未知的情况下也能实现空间信号频率和二维角估计。推导了使用PRO -ESPRIT算法实现联合估计的过程 ,并给出了相应的信号配对方法 。

锥状微结构阵列提高OLED出光效率的研究

为提高OLED出光效率,在OLED基底上设计锥状微结构阵列,通过几何光学和光线追迹方法分析了锥状微结构对OLED出光效率的影响。结果表明:锥状微结构阵列最大可以提高60%的出光效率;锥状微结构阵列的占空比、材料折射率和坡度角对出光效率有较大影响;锥状微结构阵列不会改变OLED的辐射角,且有一定的聚光作用。结果为提高OLED出光效率提供一种新的参考和方法。

铁电聚合物P(VDF-TrFE)纳米结构阵列的构筑及其在有机聚合物太阳能电池中的应用

采用两步阳极氧化法制备了孔径均匀的多孔阳极氧化铝(AAO)模板,利用纳米压印技术构筑了高度规整的聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物P(VDF-Tr FE)纳米结构阵列,并通过压电力显微镜(PFM)直观地观测P(VDFTr FE)纳米结构阵列的极化翻转行为,结果表明具有择优取向的P(VDF-Tr FE)纳米结构阵列具有较低的矫顽场.将这一结构应用到聚合物太阳能电池正极与半导体聚合物层间,并成功通过外部极化电场的变化实现了对太阳能电池效率的调控.通过对太阳能电池性能的测试发现,不同的极化方向对太阳能电池效率具有十分重要的影响,其中当铁电层呈现电负性时,器件的光电转化效率提高了25%.

玻璃基底上二维有序Au纳米结构阵列消光特性的理论研究

采用离散偶极子近似方法(discrete dipoleapproximation,简称DDA)从理论上对玻璃基底上不同粒径的Au纳米粒子结构阵列的消光光谱以及消光峰与纳米粒子粒径的关系进行了研究。计算结果显示玻璃基底上的Au纳米粒子结构阵列的消光谱中出现明显区别于Au单体纳米粒子的共振峰,玻璃基底上的Au纳米粒子结构阵列的消光性质与单体纳米粒子的粒径密切相关,随着纳米粒径的增大表面等离子体共振吸收峰出现明显红移,并且在粒径>40nm时出现多峰吸收现象。计算结果与实验结果基本一致。给出玻璃基底上的Au纳米粒子结构阵列的共振吸收峰随单体纳米粒子粒径变化的关系图。对Au纳米结构阵列的吸收机制进行系统的理论分析。

反光膜微结构阵列电铸电流密度分析

为了获得高质量的微结构阵列反光膜产品,控制电铸过程尤为重要。芯模所在阴极表面的电流密度分布直接影响电沉积层的质量。对不同形状的芯模和不同极板间距的微棱结构电铸系统,利用有限元方法分析了阴极表面的电流密度。结果表明:极板间距直接影响电流密度分布,计算值与测试结果吻合;芯模棱锥顶角发生变化,该位置处的电流密度变化不大;芯模棱锥深宽比对电流密度分布影响很大;当棱锥侧面与基板夹角为锐角时,凹槽处很难电铸。实际微棱电铸结果说明了仿真的可靠性。

导光板模具微结构阵列孔加工与检测研究

导光板模具是加工导光板的核心部件,微结构阵列孔的加工精度对导光板模具至关重要。通过精密撞点机床在导光板模具钢上加工微结构阵列孔和在白光干涉仪下检测微结构阵列孔的孔径和圆心距,分析检测数据找出影响导光板模具微结构阵列孔的加工精度的因素。利用激光干涉仪的线性测长模块验证精密撞点机床的定位和重复定位对微结构阵列孔的中心距的影响,利用激光干涉仪的动态测量模块验证微振动对导光板模具加工的影响。通过实验,找出影响导光板模具微结构阵列孔的加工精度因素并提出提高加工精度的方法。

微结构阵列超精密车床快刀伺服装置及试验研究

各种微结构阵列在LED照明、液晶显示、光学仪器等领域得到了广泛的应用,但其结构细微复杂且形状表面质量要求高,其加工工艺技术研究引起了广泛的关注。本文提出压电陶瓷驱动结合柔性铰链作为刀架的快刀伺服装置,建立快刀伺服系统的机电耦合模型,研究各系统参数对系统性能的影响规律,基于有限元仿真对铰链结构参数进行优化;通过激光位移传感器测试刀具输出位移的线性度;利用研制的快刀系统和超精密车床在红铜材质的圆柱面上进行正弦网格微结构加工,加工结果表明所设计的快刀系统能够准确有效地加工出结构复杂的微结构阵列。

基于任意结构阵列的二维波达方向与频率联合估计

针对任意结构传感器阵列二维波达方向、频率三维参数联合估计问题,给出了一种基于DOA矩阵法的有效解决方案。经由特征分解同时得到信号频率与阵列流形矩阵的估计,通过考察相邻阵元之间信号传播时延的关系构造矩阵方程,并由求解矩阵方程直接给出二维波达方向的闭式解。该算法参数估计性能优越,计算量小,仅需要阵列满足空域采样定理的基本要求即可,具有广泛的适用性与实际的应用价值。理论分析与仿真实验都证实了这一结论。

基于模块化单元的测试结构阵列设计及其应用

针对纳米级半导体制造工艺中传统测试芯片掩模面积利用率低的问题,提出一种基于模块化单元的可扩展成品率测试结构阵列设计方法.基于45nm CMOS制造工艺分别实现32×32和64×64 2个大规模的测试结构阵列,模块化单元的有效面积利用率达79.31%和70.8%;流片后通过测试数据的分析能够发现通孔缺失、通孔尺寸变大以及大尺寸缺陷导致金属缺失等工艺缺陷问题.试验结果同时表明,该方法将传输门器件和测试结构组合成模块化单元;不仅能够实现对测试结构的四端测量,保证测试结果的正确性,并且能够减小成品率测试芯片的掩模面积.

微结构阵列对近壁面层液体运动规律的影响

表面微结构阵列可用于调控微间隙中液体的流动行为、运动阻力和混合特性等.本文采用石英晶体微天平实验研究了微凹坑和微圆柱阵列以及微结构表面形貌对近壁面层液体运动行为的影响.石英晶体微天平的系统频移和半带宽变化与近壁面层液体的运动行为密切相关,研究显示,表面微凹坑倾向于受限液体的运动,因此微凹坑表面引起的频移绝对值明显大于与其具有相同特征尺寸的微圆柱表面,且均大于光滑表面.粗糙表面结构会明显地增加近壁面区域液体运动的紊乱程度,因此具有粗糙顶部的二级微圆柱表面引起的半带宽变化明显大于与其具有相同特征尺寸的微圆柱表面,且均大于光滑表面.该研究为微流道表面阵列微结构形式的选择提供了实验依据.

微结构阵列在位检测系统研究

在导光板模具钢上加工的微结构阵列的精度决定导光板的质量。在精密撞点机上加工导光板模具的过程中,需对加工的微结构阵列在位检测,因导光板模具取下再放回机床时加工条件已发生改变,后续撞点加工已无任何意义。通过Halcon研究的精密撞点机在位检测系统可以高精度的检测微结构阵列直径和圆心距,在检测系统设计中采用了阈值分割、圆孔填充、开运算等算子和运用了亚像素边缘提取和最小二乘法拟合圆等理论。通过高精度的白光干涉仪和设计的检测系统分别对相同的微结构阵列进行检测,通过检测数据对比验证了测量系统满足设计要求。

紫外光固化微压印工艺对有序微结构阵列形貌的影响

常温下,将聚氨酯丙烯酸酯树脂、三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯以及光引发剂按一定比例均匀混合,并真空消泡,制得液体光固化材料。利用紫外光固化微压印工艺制备出圆柱形微结构阵列和常规六角棱柱微结构阵列。利用3D激光共聚焦显微镜,从微结构阵列形貌的角度评估了紫外光辐射强度和压应力大小对微结构阵列形貌规律的影响,并进行了数值化研究。结果表明,在压应力为13 N/mm^(2)和辐射强度为5100 mJ/cm^(2)时制备的微结构阵列有较好的形貌效果,圆柱形微结构单元的高度复制度为91.2%,直径复制度为97.8%;对于常规六角棱柱微结构单元,高度复制度为90%,对角线长度复制度为95.7%。紫外光固化微压印有望成为一种新型的微结构阵列的制造方法,这将有助于解决目前加工方法所存在的问题,改进微结构阵列的制造工艺,在光电子学、精密工程和生物化学领域具有重要的应用前景。

圆柱表面微结构阵列超精密车削加工技术

辊子是光学薄膜模压制造的关键零件,其圆柱表面微结构复杂,表面粗糙度要求也极高.超精密车削成形作为微结构的一种高效加工方式,其加工的可达性、伺服刀具动态特性的制约、海量微结构的加工长时一致性等是高质量辊子微结构加工所需解决的关键问题.本文以圆柱球面微结构阵列为例,从其数学描述入手,分析了刀具几何尺寸、伺服系统动态特性与微结构加工可达性之间的制约关系,并在自主研制的超精密车床和快刀伺服系统上进行了两种球面微结构的加工实验,得到了预期的微结构形貌,并对加工实验中发现的切深不一致现象给出了初步的解释.

基于微结构阵列基板的高效顶发射OLED器件

为了提高顶发射OELD的效率,降低电压,基于纳秒激光刻蚀技术制备了一种用于顶发射OLED的低成本可重复的方形微结构阵列基板,在此基础上制备了顶发射OLED器件。实验发现,利用这种基板可以有效提高器件的出光效率,降低器件的驱动电压。其中,使用20μm的方格微结构阵列基板的器件的最高效率达到66.7cd/A,40mA/cm^2下亮度达到20 103cd/m^2,相比于未经刻蚀的无结构器件分别提高9.8%和6.9%;而使用40μm的方格微结构阵列基板的器件驱动电压最低,在40mA/cm^2下为9.58V,相较未经刻蚀的无结构器件降低了0.26V。分析表明,器件光效的提升和驱动电压的降低主要有两点原因:首先由于基于微结构阵列基板制备的器件中存在褶皱结构,可以破坏器件的光波导,并且增大了器件面积而降低驱动电压;其次纳秒激光刻蚀产生的光栅条纹可以提高光提取效率,同时增强局部电场以提高电极的载流子注入能力。

复合材料柔软性对倒金字塔微结构阵列传感器性能的影响

采用模压成型方法制备了2种柔软性不同的热塑性聚氨酯/短切碳纤维/碳纳米管(TPU/SCF-CNT)复合材料复制物,其表面上具有倒金字塔微结构阵列,内部有SCF与CNT共同构成的导电通路.将复合材料复制物和相应的复合材料平整片封装成柔性传感器.结果表明,压力作用下传感器内复制物和平整片之间的接触电阻因倒金字塔底棱的形变而显著降低.对使用柔软性较高的复合材料封装的传感器,虽然其相对迟滞稍大,但压力作用下倒金字塔底棱形变量较大,且复制物和平整片内导电通路增加量较大,因此其在0~2.5 kPa的线性区内具有较高的灵敏度(0.32 kPa^(‒1)).制备的2种传感器均具有快速响应特性,且能在500 s(约1580次)的循环压缩/释放测试(峰值压力约3 kPa)中保持较稳定的电阻响应.研究表明,利用模压成型的表面倒金字塔结构复合材料复制物封装成的柔性压力传感器具有良好的传感性能.

共轭聚合物微纳结构阵列的构筑方法

随着人们对共轭聚合物材料性能的深入研究和纳米科学技术的发展,关于共轭聚合物微纳结构阵列的构筑的研究成为人们关注的焦点。本文首先引出共轭聚合物材料的概念,提出共轭聚合物材料的微纳结构阵列构筑的重要性和必要性。重点总结了目前如何实现共轭聚合物微纳结构阵列构筑的方法,并且比较了这些微纳图案化方法的优点和不足之处,尤其着重介绍了纳米压印技术方法。这些关于共轭聚合物微纳结构阵列构筑的规律的总结将对聚合物材料性能的提高与应用以及纳米技术的发展都具有重要的指导意义。