溅射功率对HfO2薄膜结构及电学性能的影响北大核心CSCD

采用射频磁控溅射法分别在不同溅射功率下制备了Hf O2薄膜,基于该组薄膜实现了金属-绝缘体-金属(MIM)电容器原型器件。采用Raman、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱学(XPS)和电学测试仪等分析手段,研究了溅射功率对薄膜微结构和电学特性的影响。测试结果表明,随着溅射功率的增加,HfO_2薄膜由无定形态向单斜晶相转化、颗粒尺寸逐渐增大、Hf—O键结合度增强,由于提高溅射功率导致了薄膜晶化、团簇和Hf—O结合能减小,使MIM电容器击穿电压降低,漏电流呈现先降后增。结果表明溅射功率为150 W时,HfO_2薄膜获得较好的电学性能。     

全轴激发提升系综金刚石NV色心磁灵敏度

金刚石中系综氮空位（NV）中心作为高灵敏度磁强计得到了广泛的研究,并且在许多领域得到了应用。为解决传统的测量方式中仅利用了单个轴向的NV色心进行激发与检测使得荧光信号对比度较低以及磁检测灵敏度受限制的问题,本文使用了一种双频微波进行全轴激发的方法,通过特定[111]晶向的偏置磁场使得光探测磁共振谱线呈现出两对共振峰,并将对应的双频微波进行叠加完成同步调控。经过一系列实验验证,得到拉比振荡信号与自旋回波信号的荧光对比度分别比传统方法提高2.83倍和3.81倍,系统的极限磁噪声灵敏度提升了约14.3倍达到了0.76nT/√Hz,最终证明全轴激发对提升系统磁灵敏度的可行性。     

微型智能电子密码锁设计

介绍了一种微型智能电子密码锁设计过程,该电子密码锁具有密码判断,密码修改,密码掉电存储等优点,本文详细阐述了该电子密码锁的电路设计原理和具体实现过程。     

基于固态自旋系综NV色心微波调制的磁传感技术研究（英文）

针对传统磁场检测设备分辨率低、测量精度低的现状,提出了一种基于金刚石NV色心微波频率调制进行磁检测的方法。通过频率调制方法,可以降低测量系统中低频噪音干扰,提高测量灵敏度。首先通过扫描微波频率得到ESR谱线,然后利用混合高频正弦调制信号进行频率调制,并使用锁相放大器对频率进行锁定,得到频率与光谱一阶导数成比例的信号。实验结果表明,磁场检测灵敏度可达17.628nT/Hz~(1/2)。该方法实现了高分辨率、高灵敏度的磁场检测。     

单芯片加速度计陀螺仪设计与动力学分析

介绍了单片集成加速度计陀螺(AG)的结构及其工作原理,提出一种可以利用一个敏感头同时测量某一方向加速度和陀螺信号的AG结构形式;同时建立了加速度计陀螺仪的动力学模型,并对单结构加速度计陀螺的加速度信号和陀螺信号的产生及仿真进行了阐述.分析结果表明本结构在动力学方面满足单轴加速度计陀螺仪的设计要求.     

新型 AFM 原子分辨率导电探针技术研究

目的制备新型导电探针,解决目前探针针尖曲率半径较粗、饱磁力大、调频困难、不容易得到高分辨图像等问题。方法向Si探针针尖蒸镀导电金属薄膜得到导电薄膜Si探针,镀Fe薄膜厚度约为几纳米,同时保证探针的曲率半径约10 nm。利用透射电镜观察和超高真空原子力显微镜扫描镀膜前后探针Na Cl(001)表面,分析其性能。结果自制的Fe薄膜Si探针由于蒸镀了金属薄膜,探针针尖性能稳定,Si探针扫描效果的悬挂键影响被消除,同时提高了系统的扫描分辨率。结论导电薄膜Si探针能够充分利用现有的仪器设备进行实验,具有造价低、使用简单、性能稳定等优点,可以作为将来磁交换力显微镜(MEx FM)的磁性探针来测试材料的表面磁信息。     

低噪声原子力显微镜测量单元设计

为进一步提高大气下非接触式原子力显微镜(NC-AFM)表征样品形貌的分辨率及纵向检测灵敏度,本文提出了一种基于光偏转检测方法的新型非接触式噪声溯源抑制模型及多级隔振的机械振动噪声主动隔振装置.通过多源噪声抑制系统的设计,实现了实验环境下传递到实验装置的高低频振动由69 nm有效的衰减至0.03 nm以下.结合光偏转理论...     

基于SOI的三轴压阻微加速度计的设计

为了解决现有三轴加速度计机械精度差的问题,提出了一种基于SOI的单质量块三轴压阻微加速度计.采用四边四梁结构,根据梁上扩散的压敏电阻在分别受到三个方向惯性力作用时变化量不同设计三个方向的惠斯通电桥,实现三维加速度矢量的检测.运用ANSYS软件对结构进行建模仿真,最后设计了一套可行的工艺流程.     

基于系综NV色心的温度传感器关键技术北大核心

金刚石中的氮空位中心（NV色心）具有独特的自旋特性,且其电子自旋受周围环境如温度的影响,从而可以通过探测NV色心的电子自旋态实现对温度的精密测量。在精密测量中,NV色心的哈密顿量起重要作用,而哈密顿量受周围环境温度的影响,所以研究了291-390 K温度下系综NV色心的光探测磁共振（ODMR）信号与温度的关系。随着温度的升高,零场劈裂D值逐渐减小,并且获得370-390 K时零场劈裂D值与温度间存在斜率为-61.65 kHz/K的线性关系,并对ODMR信号进行微波调制,这对以后实现高精度的温度场测量具有很好的应用前景,也为研究金刚石材料的温度特性提供了很好的技术支持。     

TiO2 纳米管的阳极氧化制备及改性应用研究综述

详细调研了新型TiO2纳米管在国内外的研究现状,根据阳极氧化法制备纳米管的电解液成分发展历程,重点介绍了在不同电解液体系中制备TiO2纳米管阵列的具体条件,并对其所生成TiO2纳米管的形貌和结构进行了比较。同时详细叙述了TiO2纳米管在染料敏化太阳能电池、光催化剂、传感器、超级电容器等领域的应用情况,并针对TiO2纳米管带隙窄、光催化率低等问题,通过改变制备条件、贵金属沉积、复合半导体、离子掺杂等方法对TiO2纳米管进行改性,提高TiO2纳米管性能。介绍了其在相应领域改性的研究进展。研究表明,经过修饰的TiO2纳米管,其光电特性、催化特性、传感特性及灵敏度和稳定性等都得到了一定的改善。最后提出了目前存在的问题,展望了TiO2纳米管应用的发展趋势。