1 天津大学微电子学院, 天津 300072
2 天津市成像与感知微电子技术重点实验室, 天津 300072
使用网络分析仪测量了宽频带200 MHz~10 GHz内葡萄糖水溶液的介电特性。测量结果表明,当频率不变时,葡萄糖水溶液的介电常数和电导率均随葡萄糖浓度的增大而减小。单阶Debye模型和二阶多项式被用于拟合各浓度下葡萄糖水溶液介电特性的测量数据,有效量化了介电特性随浓度和频率的变化关系。基于Debye模型参数建立了三维耳垂色散模型和天线收发结构。仿真结果表明,S21信号与葡萄糖浓度之间在相当宽的频带范围内都保持着稳定的、规律性的响应关系,该响应关系可通过二次多项式表达。基于S21的微波无创血糖检测方法可用于未知血糖浓度的评估。
探测器 无创血糖浓度检测 介电特性 葡萄糖水溶液 Debye模型 色散建模 S21 激光与光电子学进展
2020, 57(23): 230401
1 牡丹江师范学院化学化工学院, 牡丹江 157011
2 黑龙江省新型碳基功能与超硬材料重点实验室, 牡丹江 157011
采用一步溶剂热法合成了Bi4Ti3O12/BiOBr复合光催化剂, 采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积及孔径测定仪(BET)以及紫外可见 漫反射光谱仪(DRS)等对样品的组成、形貌及可见光催化性能等进行了表征, 讨论了合成条件对样品光催化活性的影响, 探究了光催化反应过程中的活性物种 及反应机理。研究结果表明, Bi、Ti、Br的投料比为10∶7∶5、乙二醇为溶剂、聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂且加入量为0.2 g时, 合成样品具有较高的光催 化活性和较好的循环稳定性。在7 W LED灯照射140 min后, 光催化剂对罗丹明B(RhB)的降解率达到85.1%。?O-2与h+在降解过程中起主要作用。
溶剂热法 复合材料 光催化 可见光 solvothermal method composite material photocatalysis BiOBr BiOBr visible light
强激光与粒子束
2020, 32(4): 043202
1 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
2 北京城市学院 信息学部, 北京100083
采用热化学气相沉积的方法在选择性液相外延方法制备的GaAs微尖上生长碳纳米管。利用扫描电子显微镜以及拉曼光谱对生长的碳纳米管进行表征。结果表明: GaAs微尖在高温下重新结晶成条状梯形GaAs阵列, 生长的碳纳米管连接在相邻的GaAs阵列之间, 形态规整, 具有较好的石墨微晶结构。在此基础上, 提出在微尖上生长纳米管的模型, 为实现微纳器件互联提供了一种新方法。
碳纳米管 热化学气相沉积 选择液相外延 carbon nanotubes T-CVD GaAs GaAs liquid phase epitaxy
1 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100039
通过直流磁控反应溅射制备了氮化铝(AlN)薄膜, 研究了沉积条件与氮化镓(GaN)缓冲层对薄膜质量的影响。利用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了AlN薄膜的晶体结构和表面形貌。XRD研究结果表明, 低工作压强、短靶距和适当的氮气偏压有利于(002)择优取向的AlN薄膜沉积。随着沉积时间的增加, 沉积在50 nm厚的GaN缓冲层上的AlN薄膜的(002)面的衍射峰的半高宽急剧减小, 而沉积在1 μm厚的GaN薄膜上的AlN薄膜的(002)面的衍射峰的半高宽几乎不变。SEM测试结果表明: 在沉积的初期, 沉积在1 μm厚的GaN薄膜上的AlN薄膜的(002)面的晶粒大小分布比沉积在50 nm厚的GaN缓冲层上的AlN薄膜的均匀, 而随着沉积时间的增加, 它们的晶粒大小分布几乎趋向一致。
GaN缓冲层 晶体结构 晶粒尺寸 AlN AlN GaN buffer layer crystal structure grain size
1 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院, 北京 100039
采用对a-AlGaN表面沉积SiO2纳米颗粒制备工艺得到了金属-半导体-金属(MSM)结构的a-AlGaN紫外探测器。与没有沉积SiO2纳米颗粒的探测器件相比, 沉积SiO2纳米颗粒使器件的暗电流下降了一个数量级, 峰值光谱响应度提高了近3个数量级, 紫外/可见抑制比大于103。
SiO2纳米颗粒 MSM紫外探测器 SiO2 nanoparticles a-AlGaN a-plane AlGaN MSM ultraviolet photodetectors
1 发光学与应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院, 北京 100039
采用热扩散方法, 对AlN薄膜进行了Si掺杂。利用电子能量散射谱(EDS)以及高温变温电导对薄膜进行了分析。EDS测试结果表明：在1 250 ℃的温度下, 氮化硅(SiNx)作为Si的扩散源, 可以实现对AlN薄膜的Si热扩散掺杂。高温电流-电压(I-V)测试表明：在460 ℃测试温度下, AlN薄膜在热扩散掺杂以后, 其电导从1.9×10-3 S·m-1增加到2.1×10-2 S·m-1。高温变温电导测试表明：氮空位(V3+N)和Si在AlN中的激活能为1.03 eV和0.45 eV。
杂质 氮化物 热扩散 impurities nitrides thermal diffusion
1 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所， 吉林 长春130033
2 中国科学院 研究生院 , 北京100039
利用高分辨X射线衍射(HRXRD)与拉曼散射光谱(Raman scattering spectra)研究了氮化处理与低温AlN缓冲层对低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)在r面蓝宝石衬底上外延的a面GaN薄膜中的残余应变的影响。实验结果表明: 与氮化处理后生长的a-GaN相比，使用低温AlN缓冲层后生长的a-GaN具有较小的摇摆曲线的半高宽和较低的残余应变，而且其结构各向异性和残余应变各向异性也均有一定程度的降低。因此，与氮化处理相比，低温AlN缓冲层更有利于a-GaN的生长。
各向异性 拉曼散射光谱 残余应变 a-GaN a-GaN anisotropic Raman spectroscopy strain
1 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所， 吉林 长春130033
2 中国科学院 研究生院 , 北京100039
采用有机金属化学气相沉积(MOCVD)在r面蓝宝石衬底上生长aAlGaN外延膜,研究了AlN插入层对aAlGaN外延膜的应力和光学性质的影响。根据高分辨X射线衍射(HRXRD)技术和扫描电子显微镜(SEM)我们可以得到，AlN插入层有效地提高了aAlGaN外延膜的晶体质量并减小了外延膜材料结构的各向异性。由拉曼光谱得到AlN插入层的引入减小了aAlGaN外延膜的面内压应力，其原因是AlN插入层可以当作衬底有效的调制与减小aAlGaN外延膜与r面蓝宝石衬底的晶格失配，从而使aAlGaN的面内应力得到适当释放。对室温下的光致发光进行测量得到AlN插入层的使用使近带边发射峰(NBE)发生了红移，这可能是由于残余应力的减小引起。
AlN插入层 应力 拉曼光谱 光致发光 aAlGaN aplane AlGaN AlN interlayer strain Raman spectra PL
1 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所， 吉林 长春130033
2 中国科学院 研究生院， 北京100039
通过直流磁控反应溅射装置，在蓝宝石(0001)衬底和氮化的蓝宝石(0001)衬底上成功制备了氮化铝(AIN)薄膜。利用X射线衍射仪、原子力学显微镜和双光束扫描分光计，研究了蓝宝石氮化对AIN薄膜结构、应力、晶粒尺寸、形貌和光学性质的影响。X射线衍射研究表明: 制备的AIN薄膜具有较强的(0002)择优取向，蓝宝石衬底的氮化不仅能够改善AIN结晶质量，而且还可以减少薄膜的残余应力。但是，原子力学显微镜结果表明: 在蓝宝石衬底上制备的AIN薄膜的晶粒大小分布比在氮化的蓝宝石衬底上制备的AIN薄膜的晶粒大小分布更加均匀。我们认为，蓝宝石衬底在氮化的过程中形成的AIN具有过多的位错和缺陷，正是这些位错和缺陷造成了在氮化的蓝宝石衬底上制备的AIN薄膜的晶粒大小分布的不均匀性。吸收光谱显示: 蓝宝石衬底的氮化并没有对AIN薄膜的光学性质产生明显的改善。
晶体结构 光吸收 表面形貌 crystal structure optical absorption surface morphology
