基于硅/二维层状材料异质结的红外光电探测器研究进展 被引量：2

1

作者 贺亦菲 杨德仁 皮孝东 《材料导报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期1-9,共9页

红外光是一种频率介于微波和可见光范围之间的电磁波,在光通信、人工智能、医用治疗、军事探测和航空航天等领域具有广泛的应用。硅的带隙为1.12 eV,导致硅基光电探测器的截止波长短(约1.1 mm)。近年来,研究发现了新型二维层状材料,它... 红外光是一种频率介于微波和可见光范围之间的电磁波,在光通信、人工智能、医用治疗、军事探测和航空航天等领域具有广泛的应用。硅的带隙为1.12 eV,导致硅基光电探测器的截止波长短(约1.1 mm)。近年来,研究发现了新型二维层状材料,它们具有带隙可调、载流子迁移率高、光谱响应宽、暗电流低、稳定性高以及制备工艺与互补金属氧化物半导体(Complementary metal oxide semiconductor, CMOS)工艺兼容等诸多优点,引起了研究人员的广泛关注。通过将硅与二维层状材料结合,能够有效地将硅基光电探测器的探测波段向波长超过1.1 mm的红外光波段拓展。本文着重介绍了近年来可探测波长超过传统硅光电探测器的基于硅/二维层状材料异质结的光电探测器在近红外和中红外光波段的研究进展并展望了其发展前景。 展开更多

关键词 硅 二维层状材料 异质结 红外光电探测器

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金属软磁复合材料研究进展 被引量：21

2

作者 吴琛 严密 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期582-589,共8页

金属软磁复合材料(SMCs)是电力电子元器件的关键基础材料,在能源、信息、交通、国防等重要领域应用广泛。围绕软磁复合材料合金磁粉和绝缘包覆层两个主要方面展开综述。在合金磁粉的成分设计方面,分别从晶态、非晶和纳米晶软磁合金体系... 金属软磁复合材料(SMCs)是电力电子元器件的关键基础材料,在能源、信息、交通、国防等重要领域应用广泛。围绕软磁复合材料合金磁粉和绝缘包覆层两个主要方面展开综述。在合金磁粉的成分设计方面,分别从晶态、非晶和纳米晶软磁合金体系出发,对比了合金元素对磁粉微结构,以及饱和磁化强度、矫顽力、磁晶各向异性、磁致伸缩系数和电阻率等性能的影响,提出了不同体系合金磁粉的设计原则。在绝缘包覆方面,分别阐述了有机、无机和有机无机复合包覆的最新研究进展,分析了不同绝缘包覆方法的机理和关键制备参数对于绝缘层组分、结构及复合材料综合性能的作用规律,展望了绝缘包覆工艺的发展趋势。在此基础上,提出了软磁复合材料的发展方向。 展开更多

关键词 金属软磁复合材料 软磁合金 绝缘包覆 磁性能 损耗

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金属-有机框架材料的荧光探测应用进展 被引量：10

3

作者 肖帆 崔元靖 钱国栋 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1113-1125,共13页

金属-有机框架材料(metal-organic frameworks,MOFs)是一类由金属离子或金属离子簇与有机配体自组装而成的杂化多孔材料。极高的比表面积和孔隙率,组成和结构可调节等特点赋予该材料灵活的设计性和丰富的功能性。金属-有机框架材料的金... 金属-有机框架材料(metal-organic frameworks,MOFs)是一类由金属离子或金属离子簇与有机配体自组装而成的杂化多孔材料。极高的比表面积和孔隙率,组成和结构可调节等特点赋予该材料灵活的设计性和丰富的功能性。金属-有机框架材料的金属离子、有机配体和装载的客体分子等皆可作为发光中心,并能对离子或小分子产生特异性荧光响应,因此在荧光探测方面有广泛应用。本文主要综述了近年来金属-有机框架材料在荧光探测方向的研究进展以及应用前景。 展开更多

关键词 金属-有机框架材料 发光 荧光探测

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基于多朗德因子和低磁晶各向异性场的钒镍共掺杂钡铁氧体毫米吸波材料

4

作者 刘剑 吕爽 +6 位作者 陈思议 王越楚 王晓龙 王敏 王宗荣 杜丕一 李雷 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期11-21,61,共12页

采用溶胶-凝胶法制备了V^(5+)掺杂和V^(5+)-Ni^(2+)共掺钡铁氧体。采用SEM、XRD、XPS等手段对粉末的微观结构进行了表征,并利用矢量网络分析仪对电磁性能进行了测试。与V^(5+)取代体系相比,V^(5+)-Ni^(2+)共掺杂钡铁氧体可减小其磁晶各... 采用溶胶-凝胶法制备了V^(5+)掺杂和V^(5+)-Ni^(2+)共掺钡铁氧体。采用SEM、XRD、XPS等手段对粉末的微观结构进行了表征,并利用矢量网络分析仪对电磁性能进行了测试。与V^(5+)取代体系相比,V^(5+)-Ni^(2+)共掺杂钡铁氧体可减小其磁晶各向异性场和引入三个不同的Land因子(g),具有更好的吸波性能。当V^(5+)-Ni^(2+)共掺钡铁氧体的匹配厚度约为2 mm时,最大吸收带宽可达约8 GHz,反射损耗(RL)小于-60 dB。此外,通过控制掺杂离子的浓度,使掺杂钡铁氧体达到更宽的可调频率范围,是一种很有前途的毫米吸波材料。 展开更多

关键词 V^(5+)-Ni^(2+)共掺 钡铁氧体 溶胶凝胶 磁晶各向异性场 毫米吸波材料

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热电材料中的晶格热导率 被引量：17

5

作者 沈家骏 方腾 +3 位作者 傅铁铮 忻佳展 赵新兵 朱铁军 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期260-268,共9页

随着可再生能源及能源转换技术的快速发展,热电材料在发电及制冷领域的应用前景受到越来越广泛的关注。发展具有高热电优值材料的重要性日益突出,如何获得低晶格热导率是热电材料的研究重点之一。本文阐述了热容、声速及弛豫时间对晶格... 随着可再生能源及能源转换技术的快速发展,热电材料在发电及制冷领域的应用前景受到越来越广泛的关注。发展具有高热电优值材料的重要性日益突出,如何获得低晶格热导率是热电材料的研究重点之一。本文阐述了热容、声速及弛豫时间对晶格热导率的影响,介绍了本征低热导率热电材料所具有的典型特征,如强非谐性、弱化学键、本征共振散射及复杂晶胞结构等,并分析了通过多尺度声子散射降低已有热电材料晶格热导率的方法,其中包括点缺陷散射、位错散射、晶界散射、共振散射、电声散射等多种散射机制。此外,总结了几种预测材料最小晶格热导率的理论模型,对快速筛选具有低晶格热导率的热电材料具有一定的理论指导意义。最后,展望了如何获得低热导率热电材料的有效途径。 展开更多

关键词 热电材料 晶格热导率 热容 弛豫时间 综述

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富锂正极材料Li1.2Mn0.54Co0.13Ni0.13NaxO2表面结构的电子显微分析 被引量：5

6

作者 黄威 邬春阳 +2 位作者 曾跃武 金传洪 张泽 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2287-2292,共6页

采用离子交换加固相烧结法制备出富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)Na_xO_2,利用球差校正扫描透射电子显微镜(STEM)、X射线能谱(EDS)、电子能量损失谱(EELS)等分析手段对材料表面结构与成分展开表征。结果表明:镍(Ni... 采用离子交换加固相烧结法制备出富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Co_(0.13)Ni_(0.13)Na_xO_2,利用球差校正扫描透射电子显微镜(STEM)、X射线能谱(EDS)、电子能量损失谱(EELS)等分析手段对材料表面结构与成分展开表征。结果表明:镍(Ni)在样品表面存在选择性富集(垂直于锂扩散通道的表面,如(200)面),倾向扩散进入锂离子层,并导致表面出现层状结构到岩盐相(rocksalt,Fmm)结构转变;而钴(Co)在所观察的(001)、(200)表面均存在不同程度的富集,且集中在过渡金属层。进一步研究发现,表面钴(Co)富集不利于层状结构的稳定,时效后样品的(001)面观察到明显的表面重构,存在数量较多的过渡金属(TM)-锂(Li)反位缺陷与岩盐相结构区域。 展开更多

关键词 锂离子电池 正极材料 富锂正极材料 表面富集 扫描透射电子显微镜

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聚阴离子型钠离子电池正极材料的研究进展 被引量：15

7

作者 潘雯丽 关文浩 姜银珠 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第5期63-74,共12页

作为钠离子电池正极材料的体系之一,聚阴离子型化合物具有成本低廉和安全性高的优点,适合于大规模固定式储能系统。实时平衡电网电力供需水平对正极材料的倍率性能提出了更高的要求,而聚阴离子材料虽然存在离子扩散通道,但缺乏电子传输... 作为钠离子电池正极材料的体系之一,聚阴离子型化合物具有成本低廉和安全性高的优点,适合于大规模固定式储能系统。实时平衡电网电力供需水平对正极材料的倍率性能提出了更高的要求,而聚阴离子材料虽然存在离子扩散通道,但缺乏电子传输路径,导致其动力学性能不佳。为了挖掘影响聚阴离子型正极动力学性能的因素,本文以结构为基础,对影响聚阴离子正极离子扩散行为的本征原因作了阐述,再从表面修饰和形态设计入手,对目前研究较多的改善电极表面及界面处离子和电子扩散的策略作了总结与点评,然后从材料的分级结构回归到鲜见报导的元素掺杂和取代,从本质上提出优化动力学性能的方案,并展望了进一步提高正极材料倍率性能的方向。本文可为高倍率的聚阴离子型正极材料及其他材料的开发提供基本理论和实践依据。 展开更多

关键词 钠离子电池 聚阴离子型正极 高倍率性能 离子扩散 电子传输

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Si基锂离子电池负极材料的纳米化和合金化 被引量：3

8

作者 曲晓雷 蒲凯超 +2 位作者 高明霞 刘永锋 潘洪革 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期254-263,共10页

Si作为一种新型锂离子电池负极材料,具有理论比容量高、来源丰富、成本低廉、安全性能好等优点,近年来备受关注。但其在充放电过程中会产生巨大的体积变化而使得材料粉化严重,导致循环过程中容量迅速衰退,难以满足实用化的需求。纳米化... Si作为一种新型锂离子电池负极材料,具有理论比容量高、来源丰富、成本低廉、安全性能好等优点,近年来备受关注。但其在充放电过程中会产生巨大的体积变化而使得材料粉化严重,导致循环过程中容量迅速衰退,难以满足实用化的需求。纳米化和合金化是改善Si负极材料的有效途径,纳米化能够有效缓解材料嵌脱锂过程中体积变化造成的机械应力、缩短锂离子的迁移距离,从而明显改善Si基材料的电化学循环稳定性能;合金化可以减小材料在脱嵌锂过程的体积变化率、提高材料的电导率,也可以延长Si基材料的循环寿命。此外,Si合金的振实密度高、制备工艺简单,有利于规模化应用。在简要综述最近5年在Si基锂离子电池负极材料的纳米化和合金化方面的研究进展的同时,重点关注了不同纳米结构和合金化方法对其电化学储锂容量、倍率性能和循环稳定性能的影响。 展开更多

关键词 锂离子电池 负极材料 Si基材料 纳米化 合金化

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P2型钠离子电池正极材料Na_(0.66)Mn_(0.675)Ni_(0.1625)Co_(0.1625)O_2的表面重构及其演变的电子显微表征 被引量：2

9

作者 黄威 邬春阳 +2 位作者 曾跃武 金传洪 张泽 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1489-1494,共6页

采用球差校正扫描透射电子显微镜(STEM)、X射线能谱(EDS)等分析手段表征了高温固相法合成的Na_(0.66)Mn_(0.675)Ni_(0.1625)Co_(0.1625)O_2钠离子过渡金属氧化物正极材料。X射线衍射(XRD)结果表明该材料为结晶性良好的P2型钠离子层状氧... 采用球差校正扫描透射电子显微镜(STEM)、X射线能谱(EDS)等分析手段表征了高温固相法合成的Na_(0.66)Mn_(0.675)Ni_(0.1625)Co_(0.1625)O_2钠离子过渡金属氧化物正极材料。X射线衍射(XRD)结果表明该材料为结晶性良好的P2型钠离子层状氧化物(P6_3/mmc)。原子尺度的结构与成分分析显示材料表面存在宽度约为1-2 nm的表面重构层,重构区域内存在大量晶格畸变与反位缺陷,并伴有一定程度的成分偏析——表面富钴(Co)、缺镍(Ni)。进一步研究表明这些表面重构区域在时效过程中会发生明显的"退化",即初始表面重构层宽度会进一步扩展至5-10 nm,部分区域钠离子耗尽,由层状结构转变为尖晶石(Spinel,Fdm)与岩盐相(rocksalt,Fmm)共存的结构。 展开更多

关键词 钠离子电池 P2型层状正极材料 表面重构 扫描透射电子显微镜

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微乳液法合成Fe_(0.94)Mn_(0.06)PO_4@MCNT钠离子电池正极材料 被引量：1

10

作者 刘瑶 张俊喜 +1 位作者 张世明 周义荣 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第14期14062-14066,14070,共6页

采用微乳液法合成了Fe0.94 Mn0.06PO4 ＠MCNT 钠离子电池正极材料. 采用XRD 和SEM/EDS对材料的结构、表面形貌及成分进行了分析.采用电化学测量方法对组装的钠离子电池进行恒流充放电和电化学阻抗谱的测试. 结果表明,Fe0.94 Mn0.06PO4＠... 采用微乳液法合成了Fe0.94 Mn0.06PO4 ＠MCNT 钠离子电池正极材料. 采用XRD 和SEM/EDS对材料的结构、表面形貌及成分进行了分析.采用电化学测量方法对组装的钠离子电池进行恒流充放电和电化学阻抗谱的测试. 结果表明,Fe0.94 Mn0.06PO4＠MCNT复合材料以0.1,0.2,0.5和1.0C倍率在电化学窗口1.5-4.2V 充放电,放电比容量分别达160.6,147.9,137.5和106.8mAh/g.Fe0.94Mn0.06PO4＠MCNT 电化学性能比FePO4＠MCNT 和纯的FeGPO4 有明显提高. 展开更多

关键词 磷酸铁 锰离子 多壁碳纳米管 微乳液 钠离子电池

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CeF_(3)改性2LiNH_(2)-MgH_(2)-0.1LiBH_(4)材料的储氢性能 被引量：1

11

作者 王媛媛 孙焕军 +4 位作者 吴宇浩 刘海镇 李寿权 葛红卫 王新华 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期884-888,947,共6页

采用球磨法制备了CeF_(3)改性2LiNH_(2)-MgH_(2)-0.1LiBH_(4)复合储氢材料(以下简称LiMgBNH材料),对其吸放氢性能进行了研究。结果表明,在LiMgBNH中添加6wt%的CeF_(3)后样品起始放氢温度约为110℃,比原始样品降低了约10℃。CeF_(3)改性... 采用球磨法制备了CeF_(3)改性2LiNH_(2)-MgH_(2)-0.1LiBH_(4)复合储氢材料(以下简称LiMgBNH材料),对其吸放氢性能进行了研究。结果表明,在LiMgBNH中添加6wt%的CeF_(3)后样品起始放氢温度约为110℃,比原始样品降低了约10℃。CeF_(3)改性的样品在放氢过程中,出现了3个放氢峰,其中第一个放氢峰的峰值温度比未添加CeF_(3)样品降低了约23℃,并且在140℃下CeF_(3)改性的样品线性放氢区域的放氢速度约为原始样品的3.1倍。在温度低于180℃时,CeF_(3)对LiMgBNH材料放氢性能的改善作用显著。当温度高于180℃,由于Li_(4)(BH_(4))(NH_(2))3的形成对LiMgBNH材料放氢性能的改善作用显著,CeF_(3)的作用减弱。CeF_(3)改性LiMgBNH材料具有较为优异的循环吸放氢性能。分析了CeF_(3)在LiMgBNH体系放氢过程中的作用机理。 展开更多

关键词 储氢材料 氟化铈 氨基锂 硼氢化锂 放氢性能

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半赫斯勒热电材料与器件研究进展 被引量：1

12

作者 苗圃 韩屾 +2 位作者 高梓恒 付晨光 朱铁军 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1029-1041,1056,共14页

热电材料是一种可以直接实现热能与电能相互转化的新型清洁能源材料,其中半赫斯勒热电材料因其优异的高温热电性、良好的机械性能与热稳定性展现出较强的应用潜力,是极具竞争力的高温热电能量转换材料。简要回顾了近20年来半赫斯勒热电... 热电材料是一种可以直接实现热能与电能相互转化的新型清洁能源材料,其中半赫斯勒热电材料因其优异的高温热电性、良好的机械性能与热稳定性展现出较强的应用潜力,是极具竞争力的高温热电能量转换材料。简要回顾了近20年来半赫斯勒热电材料的发展历程,重点介绍了以ZrNiSn、NbFeSb、ZrCoSb为代表的典型18电子半赫斯勒化合物的热电输运机制特点与性能优化策略,探讨了以名义19电子半赫斯勒体系为代表的缺陷型半赫斯勒化合物的本征缺陷结构与热电输运性质,概述了半赫斯勒热电器件的最新研究成果,展望了半赫斯勒合金热电材料与器件的发展趋势。 展开更多

关键词 热电材料 半赫斯勒合金 热电器件 电热输运 本征缺陷

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单层MoS_(2(1-x))Se_(2x)合金材料中硒原子的晶界择优掺杂和富集 被引量：3

13

作者 吕丹辉 朱丹诚 金传洪 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1514-1519,共6页

采用球差校正扫描透射电子显微镜(STEM)研究化学气相沉积法制备的二维MoS_(2(1-x))Se_(2x)合金材料中Se元素掺杂、取代的微观过程和机理。定量和统计STEM表征结果发现:Se原子晶界处富集显著,晶界处Se元素含量远高于晶畴内部。进一步研... 采用球差校正扫描透射电子显微镜(STEM)研究化学气相沉积法制备的二维MoS_(2(1-x))Se_(2x)合金材料中Se元素掺杂、取代的微观过程和机理。定量和统计STEM表征结果发现:Se原子晶界处富集显著,晶界处Se元素含量远高于晶畴内部。进一步研究表明晶界中掺杂取代Se原子的浓度和分布与晶界结构密切相关。主要与晶界处的局域畸变及其诱导的反应活性有关。该结果对于二维过渡金属硫族化物合金体系的可控合成及应用拓展具有重要意义。 展开更多

关键词 MoS2(1-x)Se2x合金 晶界富集 原子分辨扫描透射电子显微镜

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晶态Li_(12)Si_7锂离子电池负极材料的电化学性能研究

14

作者 杨亚雄 马瑞军 +2 位作者 高明霞 潘洪革 刘永锋 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期521-527,共7页

通过加热摩尔比为12：7的Li H/Si球磨混合物,避免了Li与Si之间巨大的熔点差异,成功制备了晶态Li_（12）Si_7合金,研究了其电化学性能和储锂机制.发现Li_（12）Si_7在0.02~0.6 V的嵌脱锂过程中,只发生晶胞体积的变化,而不产生相变,呈现... 通过加热摩尔比为12：7的Li H/Si球磨混合物,避免了Li与Si之间巨大的熔点差异,成功制备了晶态Li_（12）Si_7合金,研究了其电化学性能和储锂机制.发现Li_（12）Si_7在0.02~0.6 V的嵌脱锂过程中,只发生晶胞体积的变化,而不产生相变,呈现出明显的固溶储锂机制.该固溶储锂机制的存在,有效抑制了Si基负极材料嵌脱锂过程中由于相变导致的体积效应,使得晶态Li_（12）Si_7在0.02~0.6 V电压范围内具有显著改善的电化学性能,其首次库伦效率高达100%,30次循环后的可逆容量保持率约为74%,分别优于相同条件下原始Si电极的55%和37%. 展开更多

关键词 锂离子电池 负极材料 锂硅合金 电化学性能 储锂机制

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氧化镁层对石墨烯/硅太阳能电池的界面优化 被引量：2

15

作者 赵建江 徐明生 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期58-64,共7页

为了探究石墨烯/硅太阳能电池的铝/硅背接触特性,采用连续蒸镀的方法在铝/硅背接触间插入一层氧化镁介质层,对比测试具有不同厚度氧化镁层的电池的电流-电压特性、外量子效应、电池的串联电阻以及背接触电阻。研究表明:随着氧化镁厚度... 为了探究石墨烯/硅太阳能电池的铝/硅背接触特性,采用连续蒸镀的方法在铝/硅背接触间插入一层氧化镁介质层,对比测试具有不同厚度氧化镁层的电池的电流-电压特性、外量子效应、电池的串联电阻以及背接触电阻。研究表明:随着氧化镁厚度的增加,电池的光电转换效率、串联电阻以及背接触电阻存在先增大后降低的趋势,当氧化镁的厚度为1nm时的光电转化效率最优,达到5.53%,厚度为0nm时,光电转换效率为2.90%;当氧化镁的厚度为0nm和1nm时,相应的串联电阻(背接触电阻)分别为4.1Ω(9.6Ω)和1.8Ω(3.2Ω). 展开更多

关键词 石墨烯 硅 太阳能电池 界面优化 氧化镁

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高熵合金中的成分非均匀性及其作用

16

作者 符晓倩 余倩 《中国材料进展》 北大核心 2025年第2期169-176,共8页

高熵合金因其独特的结构特征和优异的力学性能受到了研究人员的广泛关注。最初,高熵合金被认为是理想的固溶体,具有完全随机混乱的元素分布。而近期越来越多的研究表明,高熵合金中广泛存在元素分布的非均匀性,包括局域的化学短程有序和... 高熵合金因其独特的结构特征和优异的力学性能受到了研究人员的广泛关注。最初,高熵合金被认为是理想的固溶体,具有完全随机混乱的元素分布。而近期越来越多的研究表明,高熵合金中广泛存在元素分布的非均匀性,包括局域的化学短程有序和元素浓度波动,这里统称为成分非均匀性。了解高熵合金中成分非均匀性的结构细节及其对于力学行为的作用至关重要。近五年,不少工作对此进行了探究。简要综述了国内外关于高熵合金中成分非均匀性的研究,基于其对位错滑移的影响总结了相关材料强化机制,并展望了高熵合金中成分非均匀性的未来研究趋势。 展开更多

关键词 高熵合金 成分非均匀性 化学短程有序 元素浓度波动 位错行为 力学性能

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CrFeCoNiPd高熵合金中等离子体诱导的非均匀结构及其对变形行为的原位电镜研究

17

作者 宋雅婧 余倩 《电子显微学报》 北大核心 2025年第4期399-405,共7页

合金内部成分结构的非均匀性在调控位错行为与实现合金性能优化方面具有重要作用。本文采用电感耦合等离子体技术对CrFeCoNiPd高熵合金进行改性处理,并结合扫描/透射电子显微镜与原位拉伸手段,系统研究了等离子体诱导的微观结构演化及... 合金内部成分结构的非均匀性在调控位错行为与实现合金性能优化方面具有重要作用。本文采用电感耦合等离子体技术对CrFeCoNiPd高熵合金进行改性处理,并结合扫描/透射电子显微镜与原位拉伸手段,系统研究了等离子体诱导的微观结构演化及其对位错行为的调控效应。结果表明,等离子体处理可在合金内部引入纳米尺度的非晶结构与原子尺度的晶格应变波动,构建出具有非平衡特征的多尺度非均匀结构。在塑性变形过程中,该类结构对位错运动具有强钉扎作用,并促进交滑移与位错增殖,有效提升局部应变协调性与应变硬化能力。本研究为高强韧结构材料的微观机制设计提供了新思路。 展开更多

关键词 CrFeCoNiPd高熵合金 非均匀结构 位错行为

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4H碳化硅单晶中的位错 被引量：4

18

作者 杨光 刘晓双 +5 位作者 李佳君 徐凌波 崔灿 皮孝东 杨德仁 王蓉 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第9期1673-1690,共18页

4H碳化硅(4H-SiC)单晶具有禁带宽度大、载流子迁移率高、热导率高和稳定性良好等优异特性,在高功率电力电子、射频/微波电子和量子信息等领域具有广阔的应用前景。经过多年的发展,6英寸(1英寸=2.54 cm)4H-SiC单晶衬底和同质外延薄膜已... 4H碳化硅(4H-SiC)单晶具有禁带宽度大、载流子迁移率高、热导率高和稳定性良好等优异特性,在高功率电力电子、射频/微波电子和量子信息等领域具有广阔的应用前景。经过多年的发展,6英寸(1英寸=2.54 cm)4H-SiC单晶衬底和同质外延薄膜已得到了产业化应用。然而,4H-SiC单晶中的总位错密度仍高达10^(3)~10^(4) cm^(-2),阻碍了4H-SiC单晶潜力的充分发挥。本文介绍了4H-SiC单晶中位错的主要类型,重点讲述4H-SiC单晶生长、衬底晶圆加工以及同质外延过程中位错的产生、转变和湮灭机理,并概述4H-SiC单晶中位错的表征方法,最后讲述了位错对4H-SiC单晶衬底和外延薄膜的性质,以及4H-SiC基功率器件性质的影响。 展开更多

关键词 4H碳化硅 位错 单晶 外延 电学性质 光学性质

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线锯切片技术及其在碳化硅晶圆加工中的应用 被引量：5

19

作者 张俊然 朱如忠 +6 位作者 张玺 张序清 高煜 陆赟豪 皮孝东 杨德仁 王蓉 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第3期365-379,共15页

作为制备半导体晶圆的重要工序,线锯切片对半导体晶圆的质量具有至关重要的影响。本文以发展最成熟的硅材料为例,介绍了线锯切片技术的基本理论,特别介绍了线锯切片技术的力学模型和材料去除机理,并讨论了线锯制造技术及切片工艺对材料... 作为制备半导体晶圆的重要工序,线锯切片对半导体晶圆的质量具有至关重要的影响。本文以发展最成熟的硅材料为例,介绍了线锯切片技术的基本理论,特别介绍了线锯切片技术的力学模型和材料去除机理,并讨论了线锯制造技术及切片工艺对材料的影响。在此基础上,综述了线锯切片技术在碳化硅晶圆加工中的应用和技术进展,并分析了线锯切片技术对碳化硅晶体表面质量和损伤层的影响。最后,本文指出了线锯切片技术在碳化硅晶圆加工领域面临的挑战与未来的发展方向。 展开更多

关键词 线锯切片 硬脆材料 单晶碳化硅 晶圆加工 砂浆线切割 金刚线切割

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基于碳化硅衬底的宽禁带半导体外延 被引量：9

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作者 开翠红 王蓉 +1 位作者 杨德仁 皮孝东 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第9期1780-1795,共16页

宽禁带半导体具备禁带宽度大、电子饱和飘移速度高、击穿场强大等优势,是制备高功率密度、高频率、低损耗电子器件的理想材料。碳化硅(SiC)材料具有热导率高、化学稳定性好、耐高温等优点,在SiC衬底上外延宽禁带半导体材料,对充分发挥... 宽禁带半导体具备禁带宽度大、电子饱和飘移速度高、击穿场强大等优势,是制备高功率密度、高频率、低损耗电子器件的理想材料。碳化硅(SiC)材料具有热导率高、化学稳定性好、耐高温等优点,在SiC衬底上外延宽禁带半导体材料,对充分发挥宽禁带半导体材料的优势,并提升宽禁带半导体电子器件的性能具有重要意义。得益于SiC衬底质量持续提升及成本不断降低,基于SiC衬底的宽禁带半导体电子市场占比呈现逐年增加的态势。在SiC衬底上外延生长高质量的宽禁带半导体材料是提高宽禁带半导体电子器件性能及可靠性的关键瓶颈。本文综述了近年来国内外研究者们在SiC衬底上外延SiC、氮化镓(GaN)、氧化镓(Ga_(2)O_(3))所取得的研究进展,并展望了SiC衬底上宽禁带半导体外延的发展及应用前景。 展开更多

关键词 SIC衬底 宽禁带半导体 异质外延 同质外延 晶格失配 GAN Ga_(2)O_(3) 缺陷调控

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