自支撑单晶氧化物薄膜的应用研究进展

随着柔性电子的迅猛发展,越来越多的新型智能可穿戴电子设备,逐渐改变人们的生活方式.同时,可穿戴器件小型化、柔性化、集成化、低功耗等需求不断提高,对柔性功能材料的要求越来越高,特别是亟需具有丰富功能特性的氧化物薄膜材料.近年来,随着薄膜生长与剥离技术的进步,自支撑单晶氧化物薄膜被开发出来.由于其脱离衬底束缚展现出优异柔性特征的同时,保持了丰富的磁、电、光、热、力等功能,在信息存储、智能传感、生物医疗、能源等领域具有广泛的应用前景.本文从自支撑氧化物薄膜的制备技术出发,展开介绍了基于铁电、压电、铁磁、金属-绝缘体转变等物理效应的晶体管存储器、能量收集、纳米发电机、应变传感器、储能器件及超导等方面的应用.

浑浊介质中偏振差分成像技术发展及展望(特邀)

在浑浊介质中进行光学成像时,由于受介质吸收与散射影响,目标信号被淹没在背景噪声中,导致图像的清晰度严重下降。利用光的偏振信息可显著提升浑浊介质中目标的探测能力,其中偏振差分作为代表性偏振成像技术,充分挖掘介质光与场景光的偏振特性差异对背向散射噪声实现偏振共模抑制。由于其系统结构简单、可移植性好、适用领域广泛、凸显边缘等优势备受关注。该技术不仅可以作为物理光学成像方法对水下浑浊环境、生物组织、大气雾霾散射环境中目标进行高对比度成像,还可作为光学传感器件抑制杂散光的有效手段,从提出至今已积累了大量优秀的研究成果,从偏振差分成像技术的基本原理出发,根据成像应用场景的不同从两方面介绍了该技术一系列最新的研究进展,并对偏振差分成像未来可能的发展方向进行了展望,期望为该领域的后续研究提供指引。

激光制备液态金属基柔性电子及其应用

随着科技的发展,柔性电子器件在医疗健康、柔性机器人以及人机交互领域中的应用越来越广泛。柔性电子器件的关键在于柔性电极材料,传统柔性电极材料如结构化的金属薄膜、金属纳米颗粒/线以及导电聚合物等存在高延展性与高导电性无法同时满足的问题。镓基液态金属作为一种室温下呈现液态的金属材料,具备金属高导电性的同时也具有无限延展性,是一种理想的柔性电极材料,是近年来的研究热点。对液态金属进行图案化处理是制备液态金属基柔性电子器件的必要环节。重点介绍了以浸润性调控的方法实现液态金属图案化的工艺。激光作为一种精密加工方式,被常用来制备各种功能表面,同时也是调控液体浸润性的主要手段之一。结合激光的高精密加工能力与液态金属优异的电学性能,能够实现高分辨率、多功能以及高集成度的液态金属电子器件制备。综述了近年来国内外在激光制备液态金属柔性电子器件方面的主要工作,并展望了未来激光制备高性能液态金属电子器件的前景。

PbLa(Zr,Sn,Ti)O3反铁电陶瓷在脉冲电场下的极化与相变行为

在实际应用中,反铁电陶瓷常处于快速变化的脉冲电场下,而传统电滞回线测量时所施加的电场变化速率较慢,并不能真实反映反铁电陶瓷实际应用时的极化和相变行为.本研究建立了反铁电陶瓷脉冲电滞回线测试平台,研究了Pb0.94La0.04[(Zr0.52Sn0.48)0.84Ti0.16]O3反铁电陶瓷在微秒级脉冲电场下的极化和相变行为.研究结果表明,反铁电陶瓷在微秒级脉冲电场下可以发生相变,但其极化强度降低,正向相变电场变高,反向相变电场变低,从而导致其储能特性发生了显著的变化.因此,低频电滞回线并不能真实反映反铁电陶瓷在脉冲电场下的性能,脉冲电滞回线对其应用具有更重要的参考价值.

矩形钢管砼截面内缺陷对不同路径波动测量的影响

钢管混凝土结构在超高层建筑中的应用日益广泛,由于施工质量控制不到位及混凝土材料收缩等原因,其内部可能出现核心混凝土空洞缺陷及混凝土与钢管壁间的界面剥离缺陷,进而对其力学性能带来负面影响。该文针对矩形钢管混凝土截面的缺陷检测,在表面粘贴压电陶瓷片进行测量,对这两种内部缺陷在不同测试路径上压电陶瓷片响应的影响进行试验和数值模拟分析。通过对健康、存在核心混凝土空洞和界面剥离缺陷的不同试件不同检测路径上压电传感器输出信号的比较,研究了缺陷对应力波传播的影响,并得到采用对测方式检测的敏感范围。结果表明采用对测方法可有效检测钢管混凝土缺陷,其敏感范围的确定具有工程意义。

空间目标材质偏振光谱特性规律研究(特邀)

针对空间目标偏振探测识别的需求,研究了三类(保温膜、太阳能帆板、卫星涂层)六种(金色保温膜、银色保温膜、单晶硅、砷化镓、卫星涂层SR107和S781)典型空间目标材质偏振光谱反射特性。基于研制的材质偏振光谱测量装置测试结果进行分析,揭示了空间目标材质的偏振光谱特性空间分布规律。结果表明,光谱特性不随接收角变化,峰值特征波长不随检偏器角度变化;材质光谱半峰宽、特征波长以及保偏和消偏特性不随入射角变化,但不同入射角处光谱特征峰的峰值不同。文中研究对空间目标偏振探测具有重要的指导意义。

Sm^(3+)掺杂NaYF4和BiPO4单颗粒微米晶体发光偏振特性研究

本研究利用搭建的高精度单颗粒偏振光谱表征系统,测量了六方相Na YF_(4):Sm^(3+)和单斜相Bi PO4:Sm^(3+)单颗粒微米晶体的偏振发光特性,并结合偏振庞加莱球法和偏振拟合法对偏振发光峰进行了分析。结果表明,两种晶相中的Sm^(3+)离子均发射部分偏振光,不同的是,六方相发光峰的线偏角精确沿着或垂直于结晶c轴,而单斜相发光的线偏角与结晶c轴存在非平行或正交的夹角。基于局部点群对称性和晶体宏观对称性,揭示了六方相发光峰的正交线偏角起源于光学跃迁偶极子绕结晶c轴的旋转对称分布,而单斜相中偶极子不具备旋转对称性,导致其发光峰的线偏角随机取向。该发现对于利用晶体结构获得具有理想偏振发光特性的稀土单颗粒晶体具有指导意义。

自支撑多铁性薄膜材料研究的机遇与挑战

多铁性材料兼具铁电、铁磁等两种或两种以上铁性有序,并且通过不同铁性之间的多物理场耦合实现新奇磁电效应,在信息存储、换能、传感等方面具有广阔的应用前景。当前,在基础及应用研究方面仍存在许多亟待解决的科学技术问题,譬如寻找及制备室温以上具有强磁电耦合效应的多铁性材料,以及解决与半导体的器件集成问题等,而近年来迅速发展的自支撑薄膜制备技术为此提供了新的机遇。与块体材料及束缚在刚性衬底上的外延薄膜相比,自支撑薄膜具有极为优异的晶格调控自由度,可获得前所未有的极端一维、二维应变(应变梯度),并能够实现人工异质结的构建与器件集成等,为多铁性材料的研究提供了新的材料体系和契机。文章围绕自支撑钙钛矿氧化物(多)铁性材料及人工异质结,总结了最近的重要研究进展,并尝试初步探讨该方向未来可能面临的机遇与挑战。

飞秒激光制备光纤Bragg光栅在光纤激光器中的应用

光纤激光器在光纤通信、激光加工等领域具有广泛的应用。光纤Bragg光栅(FBG)是构成全光纤激光器的关键器件。FBG飞秒激光制备技术适用于各种材料的光纤,具有加工工艺简单、可制备耐高温FBG等优点,在光纤激光器中已取得广泛应用。基于此,介绍了FBG飞秒激光制备技术的方法、特点及其在光纤激光器应用中的优势,展示了FBG飞秒激光制备技术在不同波长范围和类型的光纤激光器中的应用研究进展,最后对未来适用于光纤激光器的FBG飞秒激光刻写技术的发展方向进行展望。

高稳定度半导体激光器电源

基于注入电流和工作温度的微小变化会引起半导体激光器输出光功率和光谱特性显著改变的特性,研制了一种高稳定性半导体激光器控制电源。该电源利用场效应管和运算放大器组成恒流源为激光器提供高精度和高稳定的输入电流;对感温电流源AD590或负温度系数热敏电阻采集的实时工作温度与预设温度的偏差进行比例积分微分运算,控制半导体制冷器实现半导体激光器工作温度长期稳定。测试结果表明,该电源输出电流0 mA^200 mA连续可调、电流精度0.01 mA,0℃~50℃内温度控制精度±0.01℃,长期稳定度10-5量级,具有实时调节性能好、成本低、易实现等特点。

飞秒激光辐照结合湿法腐蚀在晶体材料微结构制备中的应用

晶体材料微加工技术是制备微电子器件、微机电系统器件的关键技术。飞秒激光辐照结合湿法腐蚀加工技术不仅可以去除飞秒激光诱导微结构表面缺陷,提高微结构表面光滑度,还在制备高纵横比结构、内部通道等方面具有独特的优势,为晶体加工开辟了新的道路。本文概述了飞秒激光辐照结合湿法腐蚀加工技术特点、原理和优势,总结了其在硅、碳化硅、蓝宝石晶体材料微结构制备中的研究进展,讨论了该技术的不足及其未来发展。

基于钙钛矿量子点的电致发光二极管研究进展

钙钛矿量子点因其优异的光电特性,在新型显示和固态照明等领域有着广泛的应用潜力.近年来,钙钛矿量子点成为光电领域的研究热点,钙钛矿量子点发光二极管的器件效率也有了突飞猛进的发展.本文综述了基于钙钛矿量子点的电致发光器件研究进展,分析了制约钙钛矿量子点电致发光二极管效率的主要因素,并对钙钛矿量子点电致发光器件效率提升的策略进行了讨论.