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压电电子学及其仿生智能传感
1
作者 孙其君 类延强 王中林 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期860-880,共21页
在低维压电半导体材料(比如ZnO和GaN)中,压电极化和半导体电子传输特性的耦合可以给器件带来预想不到的性能.这大大提高了研究人员对压电电子学这一新兴领域的兴趣.另外低维压电半导体材料拥有优异的机械特性,可以被集成到能够应对巨大... 在低维压电半导体材料(比如ZnO和GaN)中,压电极化和半导体电子传输特性的耦合可以给器件带来预想不到的性能.这大大提高了研究人员对压电电子学这一新兴领域的兴趣.另外低维压电半导体材料拥有优异的机械特性,可以被集成到能够应对巨大应力的柔性器件中,外部的机械刺激为柔性器件运行中的电荷-载流子传输,载流子的产生、复合以及分离提供了新的调制方法.本综述回顾了压电电子学的基础理论,不同维度材料体系中的压电电子学,压电电子学晶体管的分类,及广义压电电子学晶体管的应用方面的最新研究进展,并对将来的研究方向进行了深入讨论. 展开更多
关键词 压电电子学 低维压电半导体材料 压电势调制 自驱动传感 仿生智能传感
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压电增强的等离激元光催化材料Ag/BaTiO3的制备及性能研究 被引量：4
2
作者 徐姝雅 刘治宏 +1 位作者 张淮 于金冉 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第5期427-433,共7页
针对光催化过程中的低光利用率和低催化效率,采用光化学还原法将Ag纳米颗粒均匀修饰在BaTiO3纳米压电材料表面,制备了xmol/L-Ag/BaTiO3(x=0.01、0.02、0.04,x为Ag的浓度)等离激元压电光催化剂.研究了压电光催化过程中的反应机理及等离... 针对光催化过程中的低光利用率和低催化效率,采用光化学还原法将Ag纳米颗粒均匀修饰在BaTiO3纳米压电材料表面,制备了xmol/L-Ag/BaTiO3(x=0.01、0.02、0.04,x为Ag的浓度)等离激元压电光催化剂.研究了压电光催化过程中的反应机理及等离激元颗粒负载的浓度对光催化剂性能的影响.研究结果显示,0.02mol/L-Ag/BaTiO3在全光谱光辐照和超声激发的压电场的辅助下,在75min内可降解91%的罗丹明B,将降解效率提升了21%,证实了纳米复合结构中压电势对表面等离激元光催化活性的重要影响.催化性能的提升源于压电效应和表面等离子体共振效应的协同作用.Ag纳米颗粒的等离子体共振效应(LSPR),使光吸收范围从紫外光区扩大至可见光波段.超声驱动可使BaTiO3纳米压电体发生形变而于表面产生压电电荷,压电势的存在进一步增强了LSPR诱导的光生载流子分离,促进羟基自由基的生成,加速有机染料的降解.本工作将BaTiO3的压电效应引入等离子体光催化中,可推广到其他材料和催化系统中,为环境净化提供一种有效的技术. 展开更多
关键词 压电电子学 等离子激元光催化 纳米压电材料 局域表面等离子体共振
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基于第三代半导体的压电电子学和压电光电子学器件 被引量：2
3
作者 朱来攀 翟俊宜 王中林 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第25期2664-2677,共14页
当一个均匀的应变施加到非中心对称的半导体单晶上时,半导体内部将产生压电势,其表面将产生静态的压电极化电荷,这种现象普遍存在于第三代半导体(如ZnO,GaN,CdS)中.应变引起的这种压电势或压电极化电荷可以静态和/或动态地调控界面电荷... 当一个均匀的应变施加到非中心对称的半导体单晶上时,半导体内部将产生压电势,其表面将产生静态的压电极化电荷,这种现象普遍存在于第三代半导体(如ZnO,GaN,CdS)中.应变引起的这种压电势或压电极化电荷可以静态和/或动态地调控界面电荷的输运和光电过程.通过将压电、光激发和半导体特性进行耦合,诞生了两个全新的研究领域,即压电电子学和压电光电子学.十几年来,这两个领域得到了广泛的关注,并在基础科学和器件应用方面取得了巨大的研究进展.本文对近年来这两个领域在器件应用方面的实验进展情况做了简要综述,并对这两个学科的未来发展进行了展望. 展开更多
关键词 压电电子学 压电光电子学 第三代半导体 压电势 压电极化电荷
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弹性纵波在压电-压电半导体周期杆中的传播
4
作者 李德志 张春利 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1252-1257,共6页
为研究压电半导体周期结构中的弹性波传播特性,本文采用哈密顿变分原理推导出Love型压电半导体杆的基本方程;再在此基础上,针对由压电介质材料和n型压电半导体材料构成的周期杆,分别构建压电介质杆和压电半导体杆的状态方程;通过界面连... 为研究压电半导体周期结构中的弹性波传播特性,本文采用哈密顿变分原理推导出Love型压电半导体杆的基本方程;再在此基础上,针对由压电介质材料和n型压电半导体材料构成的周期杆,分别构建压电介质杆和压电半导体杆的状态方程;通过界面连续条件给出元胞两侧状态向量(轴向位移、电势、轴向应力和轴向电位移)的传递关系,并利用Bloch理论得到压电-压电半导体周期杆的色散方程。数值研究结果表明:初始电子浓度、元胞内压电半导体相的长度比和杆半径对该周期结构的带隙结构有调控作用;当初始电子浓度、杆长比、杆的半径增加时,第一带隙均会下移。该研究结果为基于压电半导体周期结构的器件设计提供了理论指导。 展开更多
关键词 压电半导体 周期结构 Love杆理论 状态空间法 带隙结构 弹性纵波 Bloch理论 压电电子学
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非极性纳米线压电电子和压电光电子学效应的研究进展
5
作者 王幸福 曹瑾 《华南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第1期1-8,共8页
压电极化和半导体特性之间的耦合因具有独特的物理性质而引起了人们的关注,并由此兴起了一些新的研究领域(如压电电子学和压电光电子学).文章回顾了压电效应和压电光电子学效应对金属/半导体(M/S)和p-n结的影响,详细介绍了c轴和a轴压电... 压电极化和半导体特性之间的耦合因具有独特的物理性质而引起了人们的关注,并由此兴起了一些新的研究领域(如压电电子学和压电光电子学).文章回顾了压电效应和压电光电子学效应对金属/半导体(M/S)和p-n结的影响,详细介绍了c轴和a轴压电电子和压电光电子学研究的基本进展和应用探索.c轴纳米结构中的压电效应是界面效应,它利用在纳米结构的局部M/S接触处或同质/异质结处产生的压电极化来控制载流子跨界面传输,并通过光感应载流子进行相应的光电过程.在非极性a轴纳米线中,外部应变感应的压电电荷沿整个极性表面分布,方向垂直于纳米线.压电半导体的电荷载流子传输过程在整个纳米结构体内受到压电效应的调节. 展开更多
关键词 半导体纳米线 压电电子学 压电光电子学
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多个局部温度载荷下压电半导体纤维杆的压电电子学行为分析
6
作者 程若然 张春利 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期1295-1303,I0002,共10页
温度改变产生的极化电势可对压电半导体结构内的物理量进行有效调控,这在穿戴电子器件及与温度相关的半导体电子器件中有重要工程应用价值.本文针对在多个局部均匀温度变化作用下的压电半导体杆结构,采用一维热压电半导体多场耦合方程,... 温度改变产生的极化电势可对压电半导体结构内的物理量进行有效调控,这在穿戴电子器件及与温度相关的半导体电子器件中有重要工程应用价值.本文针对在多个局部均匀温度变化作用下的压电半导体杆结构,采用一维热压电半导体多场耦合方程,基于线性化的漂移-扩散(drift-diffusion)电流模型导出了问题的解析解.以两个局部温度载荷情况为例,数值分析了局部温度改变对压电半导体内位移、电势、电位移、极化强度、载流子分布等物理场的影响.对于温度改变较大的情况,在COMSOL软件的PDE模块中,采用非线性电流模型,进行数值模拟.研究结果表明:由于两个局部区域的温度改变,在半导体杆内形成了局部势垒和势阱,不同的温度改变量和作用区域会产生不同高度/深度的势垒/势阱,为基于压电半导体的热压电电子学器件结构设计提供了理论指导. 展开更多
关键词 热 压电半导体 热释电 压电电子学
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