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范德瓦耳斯材料的原位应变工程与应用
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作者 马泽成 刘增霖 +2 位作者 程斌 梁世军 缪峰 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期11-23,共13页
范德瓦耳斯材料凭借独特的结构和优异的性能在应变工程领域引起了广泛的关注.通过改变原子晶格和电子结构,应变可以调控范德瓦耳斯材料的物理性质,最终实现高性能的新原理电子器件.首先总结了诱导原位应变的实验方法,然后通过回顾范德... 范德瓦耳斯材料凭借独特的结构和优异的性能在应变工程领域引起了广泛的关注.通过改变原子晶格和电子结构,应变可以调控范德瓦耳斯材料的物理性质,最终实现高性能的新原理电子器件.首先总结了诱导原位应变的实验方法,然后通过回顾范德瓦耳斯磁性、超导和拓扑材料在原位应变调控研究的最新进展,以及应变相关的器件应用开发,探讨该领域当前面临的挑战和未来的机遇. 展开更多
关键词 范德瓦耳斯材料 应变工程 原位应变 应变传感器
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单轴应变对Sb_(2)Se_(3)空穴迁移率的影响
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作者 张冷 沈宇皓 +4 位作者 汤朝阳 吴孔平 张鹏展 刘飞 侯纪伟 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期280-287,共8页
硒化锑(Sb_(2)Se_(3))是一种物相简单、元素丰富、经济友好的太阳电池吸收层材料,具有广阔的应用前景.然而,Sb_(2)Se_(3)较弱的导电性成为了限制电池器件性能的重要因素.迁移率是材料与器件的重要电学参数,应变可以改变载流子迁移率,因... 硒化锑(Sb_(2)Se_(3))是一种物相简单、元素丰富、经济友好的太阳电池吸收层材料,具有广阔的应用前景.然而,Sb_(2)Se_(3)较弱的导电性成为了限制电池器件性能的重要因素.迁移率是材料与器件的重要电学参数,应变可以改变载流子迁移率,因此,研究应变对Sb_(2)Se_(3)的载流子迁移率特性影响具有实际意义.本文通过密度泛函理论和形变势理论,系统研究了单轴应变对Sb_(2)Se_(3)能带结构、禁带宽度、等能面、有效质量的影响,分析了沿着x,y,z方向的三种单轴应变对载流子沿着x,y,z方向的迁移率μx,μy,μz的影响.研究发现,对于无应变的Sb_(2)Se_(3),μx远大于μy和μz,实验上应该将x方向作为Sb_(2)Se_(3)的特定生长方向(即内建电场方向).综合应变对带隙、等能面、分态密度及迁移率的影响,本研究认为当应变沿着y轴方向,且压应变为3%的时候,能获得最佳性能的Sb_(2)Se_(3)太阳电池吸收层材料. 展开更多
关键词 Sb_(2)Se_(3) 迁移率 形变势 应变工程
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单层SnS的光电效应及应变工程的第一性原理研究
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作者 徐中辉 许晟源 +1 位作者 刘川川 刘国港 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第4期676-683,共8页
光电探测器在工业制造和军事国防等各领域用途广泛。近年来,研究者在寻找一种兼具极化灵敏度高与光响应强的特点的光电探测器。在可见光范围内,SnS是一种制作具有各向异性光电探测器的半导体材料。本文基于第一性原理,采用非平衡态格林... 光电探测器在工业制造和军事国防等各领域用途广泛。近年来,研究者在寻找一种兼具极化灵敏度高与光响应强的特点的光电探测器。在可见光范围内,SnS是一种制作具有各向异性光电探测器的半导体材料。本文基于第一性原理,采用非平衡态格林函数(NEGF)与密度泛函理论(DFT)结合的方法对单层SnS两个器件方向(Armchair和Zigzag)的光电性质进行理论计算。研究发现,在零偏压下,两个方向的光电流数值均较小,通过加偏压的方法可以获得稳定的光电流。计算了小偏压0.1~1.0 V(间隔0.1 V)、线性偏振光照射下最大光响应随光子能量的变化,发现单层SnS在光子能量为2.4与3.2 V时最大光响应数值较大且十分稳定,并结合能带图和态密度图分析了光响应产生的微观机制。本文通过计算消光比,发现单层SnS具有极强的偏振灵敏度。最后,通过施加双轴应变的方法,器件的不对称性显著增加,极大增强器件在零偏压下的光电流,其中压缩应力数值为-6%时对光电流的提升十分明显。希望以上结果能为单层SnS设计用于光电探测器提供理论参考。 展开更多
关键词 单层SnS 光电探测器 第一性原理 最大光响应 偏振灵敏度 应变工程
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二维范德瓦耳斯异质结Cs_(3)X_(2)I_(9)/InSe(X=Bi,Sb)的光电性能
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作者 熊祥杰 钟防 +5 位作者 张资文 陈芳 罗婧澜 赵宇清 朱慧平 蒋绍龙 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期229-237,共9页
设计二维半导体范德瓦耳斯异质结是一种实现多功能微电子器件的有效策略.本文构筑了二维钙钛矿Cs_(3)X_(2)I_(9)(X=Bi,Sb)和铟锡InSe的范德瓦耳斯异质结Cs_(3)X_(2)I_(9)/InSe.基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了其几何、电子结... 设计二维半导体范德瓦耳斯异质结是一种实现多功能微电子器件的有效策略.本文构筑了二维钙钛矿Cs_(3)X_(2)I_(9)(X=Bi,Sb)和铟锡InSe的范德瓦耳斯异质结Cs_(3)X_(2)I_(9)/InSe.基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了其几何、电子结构、光学性质.研究表明,二维Cs3Bi2I9/InSe和Cs3Sb2I9/InSe异质结为II型能带排列,且带隙分别为1.61 eV和1.19 eV,可见光和紫外光范围内具有较高的吸收系数.基于形变势理论和类氢原子模型的计算,二维Cs_(3)X_(2)I_(9)/InSe异质结显示了较高的电子迁移速率和激子结合能.基于Ⅱ型排列的能带结构和肖克利-奎伊瑟极限(Shockley-Queisser limit),对比研究了光电转换效率.此外,进一步探究了双轴应变对二维异质结Cs_(3)X_(2)I_(9)/InSe光电特性的调控及其规律.上述研究为未来设计高效的二维范德瓦耳斯光电子器件提供了理论依据. 展开更多
关键词 二维异质结 光电转换效率 第一性原理计算 应变工程
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隔离层厚度和盖层厚度对InAs/GaAs量子点应变分布和发射波长的影响 被引量:4
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作者 刘玉敏 俞重远 任晓敏 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期66-72,共7页
分析了量子点盖层生长过程中隔层厚度对应变分布的影响,指出隔层材料的纵向晶格常数与量子点材料的纵向晶格常数对应变分布具有重要意义.定性说明了应变因素在隔离层生长过程中对量子点高度塌陷产生的影响.讨论了当隔离层顶面与量子点... 分析了量子点盖层生长过程中隔层厚度对应变分布的影响,指出隔层材料的纵向晶格常数与量子点材料的纵向晶格常数对应变分布具有重要意义.定性说明了应变因素在隔离层生长过程中对量子点高度塌陷产生的影响.讨论了当隔离层顶面与量子点高度持平后,增加盖层厚度对应变分布的影响.基于变形势理论,讨论了上述几何参数的变化对发光波长的影响,并与实验结果进行了对比.结果表明,在量子点加盖过程中,应变因素对其形貌和发光特性具有重要作用,以应变工程为基础的发射波长调控是拓展量子点波长发射范围的有效途径. 展开更多
关键词 应变工程 半导体量子点 隔离层 盖层
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多铁性材料的应变调控 被引量:3
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作者 岳文锋 俞亮 +2 位作者 郭全胜 贾婷婷 于淑会 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第1期154-169,共16页
多铁性材料是一种同时具有铁电、铁弹、铁磁等两种或者两种以上"铁性"的材料,可以通过多种序参量的耦合产生新的效应,在电子信息、传感、存储、无线网络等领域具备广阔的应用前景。当前在室温下具有强磁电耦合效应的多铁性材... 多铁性材料是一种同时具有铁电、铁弹、铁磁等两种或者两种以上"铁性"的材料,可以通过多种序参量的耦合产生新的效应,在电子信息、传感、存储、无线网络等领域具备广阔的应用前景。当前在室温下具有强磁电耦合效应的多铁性材料仍然是学者们研究的重点,但基于多铁材料的器件还没有实现应用。应变工程是一种可以有效影响多铁材料物理性质的调控手段,通过晶格与电子、自旋、轨道等的相互作用来影响材料的电、磁、光、声等物理特性,因此通过应变调控多铁性薄膜结构和性能,受到了研究人员的广泛关注。本文通过调研多铁性材料中应变工程的研究,总结了应变调控手段及其对材料物理性能的影响,期望为多铁性材料的研究和发展提供研究思路。 展开更多
关键词 多铁性材料 应变工程 铁电性 铁磁性 负电容特性 薄膜 磁电耦合
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固液界面的力-电-化学耦合及在电催化体系中的应用 被引量:3
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作者 邓齐波 贾涵杏 +4 位作者 杨波 齐正磐 张哲绎 阿拉木斯 胡宁 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期221-252,共32页
目前许多新型高效金属催化剂在设计制备中都考虑到表面力学因素,例如层状结构、核壳结构等,其表面高活性原子受到不同程度的应变作用.应变可直接改变金属的能带带隙,对催化剂表面的电化学反应产生显著影响,是一种有效提升材料催化活性... 目前许多新型高效金属催化剂在设计制备中都考虑到表面力学因素,例如层状结构、核壳结构等,其表面高活性原子受到不同程度的应变作用.应变可直接改变金属的能带带隙,对催化剂表面的电化学反应产生显著影响,是一种有效提升材料催化活性的新思路和制备高性能催化剂的新途径,因此受到了科研工作者的广泛关注.传统的材料应变工程手段存在着活性物质层的应变值难以精确定量,并缺少实时调控以及制备工艺繁琐等难题,导致应变与电催化活性相关性规律识别方面的理论和实验研究进展缓慢.相比于传统的材料手段,交变载荷产生的应变具有幅值和频率的可变性以及连续的调控性,在实验中可以完全排除噪声、缺陷、空位、基底效应等其他外部或材料本征的影响因素.该综述从经典固液界面热力学表述出发,简要介绍了电催化体系中的力-电-化学耦合效应,归纳总结目前电催化体系中应变施加的实验手段和分析方法,并基于目前相关研究着重讨论在交变载荷作用下应变对金属表面电催化反应的作用机理,最后从力学角度展望了表面力学在电催化体系中的研究重点及发展趋势. 展开更多
关键词 力-电-化学耦合 电化学麦克斯韦关系式 交变载荷 应变工程 电催化动力学模型
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弹性应变工程 被引量:3
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作者 李巨 单智伟 马恩 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期941-948,993,共9页
弹性应变工程是指通过改变材料弹性应变的大小来调控和优化其物化性能的技术。人们早在1950年左右就发现弹性应变可以大幅提高单晶硅中载流子的迁移率,并在20世纪90年代后期将其应用在CMOS工业中,产生了数百亿美金的效益。但由于当时大... 弹性应变工程是指通过改变材料弹性应变的大小来调控和优化其物化性能的技术。人们早在1950年左右就发现弹性应变可以大幅提高单晶硅中载流子的迁移率,并在20世纪90年代后期将其应用在CMOS工业中,产生了数百亿美金的效益。但由于当时大弹性应变很难在其它材料体系内实现,弹性应变工程并没有引起人们的普遍关注。近年来,随着纳米材料制备技术的蓬勃发展,人们发现纳米材料能承受比其块体母材高达10~100倍的超大弹性变形。这重新燃起了人们对弹性应变工程的研究兴趣,并取得了很多富有应用前景的成果。例如,理论计算和初步的实验结果表明,拉应变能使锗从间接带隙半导体转变为直接带隙的半导体,从而显著改变其光学特性;应变梯度不仅能增加二硫化钼单分子层材料吸收太阳光的谱宽,而且能降低激子的束缚能,并使其沿应变增加方向定向移动;通过弹性应变调控可大幅提升光催化分解水制氢等。综述了弹性应变工程的发展历史和研究现状,并对其未来的发展方向进行了剖析和展望,期望为本领域的研究人员提供参考! 展开更多
关键词 越小越强 超强材料 应变工程 应变 纳米材料 带隙 激子 催化
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全局转录机器工程调控微生物代谢的应用进展
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作者 田鑫 戴健欣 +3 位作者 田园 王光强 艾连中 熊智强 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期298-303,共6页
全局转录机器工程(global transcription machinery engineering,gTME)采用微生物作为“细胞工厂”从转录水平扰动基因表达,直接或间接操纵全局转录调控网络,是一种在基因和细胞水平改造微生物、强化目标性能的高效方法。近年来gTME在... 全局转录机器工程(global transcription machinery engineering,gTME)采用微生物作为“细胞工厂”从转录水平扰动基因表达,直接或间接操纵全局转录调控网络,是一种在基因和细胞水平改造微生物、强化目标性能的高效方法。近年来gTME在增强菌株耐受性、提高应答反应能力、高产代谢产物等方面被广泛应用,较传统方法具有快速优化代谢途径、显著提高产物效率等优势。该文综述了gTME分子机制、在应变工程和代谢工程中最新进展及相配合的进化手段,以及高通量筛选策略,以期为微生物改造和代谢工程研究提供帮助。 展开更多
关键词 全局转录机器工程 转录因子 应变工程 基因改造 高通量筛选
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应变工程调控金属材料的电催化性能研究进展
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作者 任晓悦 王苗苗 +2 位作者 段胜阳 王筠 薛莹莹 《辽宁化工》 CAS 2021年第2期175-178,共4页
金属基催化材料在电催化反应中占有举足轻重的地位,金属催化剂的电子结构显著影响其电催化性能。应变工程能调控金属催化剂表面原子的电子结构,改变金属与吸附物分子的相互作用强度,影响电催化性能。综述了近年来金属催化剂中应变工程... 金属基催化材料在电催化反应中占有举足轻重的地位,金属催化剂的电子结构显著影响其电催化性能。应变工程能调控金属催化剂表面原子的电子结构,改变金属与吸附物分子的相互作用强度,影响电催化性能。综述了近年来金属催化剂中应变工程的引入策略,重点评述应变与金属电催化反应性能的构效关系及其作用机制,并对该领域的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 应变工程 金属材料 电催化 电子结构
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卷曲量子阱薄膜中的应变特性
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作者 王月 甄红楼 +1 位作者 刘锋 陆卫 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期723-727,733,共6页
嵌入非对称耦合量子阱(quantum wells)的纳米薄膜经过化学腐蚀后,在应变工程技术下卷曲成三维的管状结构,不同管径的微管其光学特性存在不同的模式,对应两种应变释放:单轴应变释放和双轴应变释放.为研究应变状态之间的内在联系以及影响... 嵌入非对称耦合量子阱(quantum wells)的纳米薄膜经过化学腐蚀后,在应变工程技术下卷曲成三维的管状结构,不同管径的微管其光学特性存在不同的模式,对应两种应变释放:单轴应变释放和双轴应变释放.为研究应变状态之间的内在联系以及影响应变状态的客观因素,实验上用不同浓度的HF酸腐蚀液对纳米薄膜牺牲层进行腐蚀并卷曲成三维管状结构.对微管荧光光谱的测试结果显示,微管的单轴应变释放和双轴应变释放不仅与衬底有关,还与微管卷曲的起始状态有关,在一定条件下两种应变可以相互转换. 展开更多
关键词 量子阱 应变工程 卷曲微管
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汽轮机转子热应力及应变工程分析方法
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作者 杨昆 张保衡 《河北电力技术》 1990年第1期6-9,共4页
本文介绍了用Neuber和Stowell经验公式,分析汽轮机转子热应力集中部位应力和应变的方法。同时对转子结构的二维应变分析和疲劳估算方法进行了讨论。
关键词 汽轮机 转子 热应力 应变工程 分析
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数控机床的快速应变工程化设计方法
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作者 杨庆东 张锦 +1 位作者 杨光薰 王科社 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2000年第9期10-11,共2页
介绍了快速应变工程化设计方法的基本原理 。
关键词 数控机床 产品模型 快速应变工程化设计
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GaN HFET研究的最新进展
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作者 薛舫时 《微纳电子技术》 CAS 2004年第9期1-13,共13页
综述了GaNHFET研究中材料生长和工艺研究的新进展,介绍了器件向高频、大功率方向发展的现状及其应用前景,总结了优化器件性能和商品化问题中的二维场结构和电子态、纳米金属介质层、应变能带工程及介质势垒等重要课题。
关键词 GAN HFET 二维场结构和电子态 纳米金属介质层 应变能带工程 介质势垒
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