导电岛介电操控ZnO纳米线的紫外传感器制备

来源 :长春理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wenpeson
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
紫外传感器是对电磁波中紫外辐射部分进行高灵敏探测的传感器。这种传感器广泛应用于导弹预警、火灾遥感、生化检测和保密光通信等领域,因此如何实现快速制备高性能微型紫外传感器对以上领域的发展有着重要的意义。导电岛微电极系统是一种在平面微电极对之间具有导电结构的组装体系,这种体系能够实现纳米材料并行组装,为紫外传感器的快速制造提供有效手段。为此,本文采用介电泳组装技术,开展了一种基于导电岛微电极系统的纳米线紫外传感器研究。具体内容如下:首先,开展了平面微电极系统(平面电极对系统和导电岛微电极系统)制备技术研究。通过与传统光刻工艺制备平面微电极系统优缺点的对比分析,提出利用电子束Lift-off方法制备平面电极对系统和导电岛微电极系统。该方法能够保证较高的电极形状准确性和尺寸的精确性,为激发奇异性较强的电场实现纳米线的定向操控提供了有效的手段。其次,本文基于交流电动力学理论,建立了基于平面电极对系统的纳米线介电组装三维模型,针对不同频率下的纳米线介电组装过程进行了理论和实验分析。在低频组装条件下,纳米线受到正的介电泳力作用,介电泳力在两电极的尖端最大,交流电渗流能够带动纳米线向组装区运动;中高频区,交流电动现象表现为交流电热流动,当驱动频率进一步提升时,电热流动出现反转现象。通过平面电极对系统的纳米线组装实验发现:低频时,纳米线能够介电组装组装到电极间隙中,并且连接电极的两个尖端,电极定位纳米线的能力较差,即使在电极尖端附近,仍有纳米线不能沿着电极尖端连线的方向组装;随着驱动频率的提升,电极对能俘获的纳米线减少,在平面电极对系统,纳米线介电组装的定位能力得到提升。相关研究为平面电极对中纳米线可控组装提供了理论支撑和依据。再次,建立了导电岛微电极系统中纳米线介电组装行为的多体动力学模型,探索了不同频率下纳米线的介电组装规律。导电岛的存在使得电场的奇异性增强,尤其是在两电极之间产生奇异位置。低频时,纳米线在介电泳力和电渗流的共同作用下进行介电组装,近场区纳米线受到的介电泳力决定了纳米线的介电组装行为,而在远场区电渗流对纳米线的输运作用是更为重要的方面。中高频时,反转频率前后的电热流动能够对纳米线介电组装的行为产生不同影响,电热流流向反转前促进纳米线沉降到组装区附近,而反转后更有利于纳米线组装到电极与导电岛连线区。在纳米线的介电组装实验中发现:低频时,虽然有小部分纳米线能够在电极与导电岛连线区域组装,但是大量纳米线组装还是集中于附近区域。随着频率提升至中高频区,纳米线更趋向于在电极与导电岛连线方向组装,纳米线的定位能力进一步得到提升。该工作为后续改善传感器性能奠定了研究基础。最后,制备了一种基于导电岛微电极系统的纳米线紫外传感器,研究了介电组装电场的驱动频率对紫外传感器综合性能的影响规律。该传感器检测电流对紫外光响应速度极快,并且由暗电流到光电流的提升较为显著,器件检测结果稳定性高。实现了导电岛微电极系统介电操控纳米线制备综合性能良好的紫外传感器的目标。综上,本文建立了导电岛微电极系统纳米线的介电组装模型,进行了纳米线介电组装实验,研究了交流电动力学现象对纳米线介电组装的影响规律。制备了一种基于导电岛微电极系统纳米线介电操控的紫外传感器,这种传感器为高性能紫外传感器的制造提供一条有效途径。
其他文献
地质特征认识对煤层气开发效果起着重要作用。在资源特征相差不大的情况下,发现煤层气相邻井的产量差异仍较大。排除工程因素后,通过选取 8 类地质参数,细致比对了低产井与邻井的参数特征,筛查出其关键因素为煤层微幅构造与顶板封盖条件,其中以微幅构造为主。据此,重新认识并划分出新的次生褶皱背斜单元、向斜单元和斜坡单元,获得了不同次生褶皱构造单元的开发特征。结果表明,高、低产井分布与次生褶皱背斜、向斜相关性高达 92%。其中:高产井主要分布在次生褶皱背斜变化较缓、呈隆起状的“平台”,且煤层顶板以泥岩、碳质泥岩为主,封
随着我国工业化发展进程的不断加快,煤炭企业需要保证充足的能源供应,新时代背景下对煤炭企业提出了更高的要求。煤炭检验是煤炭企业日常工作中的重要工作内容,也是对煤炭种类进行划分的重要标准,在煤炭检验过程中,由于测试过程中相关数据准确度不足,煤炭分类不够精确,导致了区分障碍的出现。本文针对煤炭化验过程中容易造成分类失准的相关问题进行分析与讨论,重点从煤炭企业制度、设备、人员以及环境四个角度展开分析,在此基础上结合实际情况提出优化煤炭检验数据准确性的具体措施,旨在为煤炭企业提升煤质化验准确性提供参考性意见。
随着我国经济水平的不断发展,煤矿产业在我国发挥着不可或缺的作用。其中,我国煤矿产业中不可避免的会有高瓦斯矿井,而瓦斯又是影响矿井工作效率的重要因素,如何在高瓦斯矿井中进行高校掘进成为现阶段较为头疼的问题。在高瓦斯煤矿矿井中,瓦斯作为五大煤矿灾害之一,对于煤矿安全生产、工作效率的提升有着很大的影响。所以,在高瓦斯矿井掘进过程中,煤矿企业应注重先进设备技术的使用,创新掘进技术,为高瓦斯矿井的掘进工作提供安全保障。这也就要煤矿企业将高瓦斯矿井中的瓦斯充分利用起来,提高煤矿内在的掘进速度和生产效率,促进我国煤矿掘
在煤炭开采作业中,巷道掘进是非常重要的内容,且掘进的效率、质量等和开采效益、安全性等具有密切联系。随着煤炭开采事业的不断发展,我国在煤炭开采中遇到的岩石巷道越来越多,因此需采用更加有效的掘进技术,以此才能保证煤炭开采作业的顺利进行。但当前在我国的岩巷掘进中还存在一些影响因素,需要以这些影响因素为基础采取相应措施,本文正是以此为出发点,首先简单介绍了岩巷掘进工艺,随后阐述了岩巷掘进中的影响因素,最后分析了影响因素的应对措施,以期对我国煤炭事业的发展具有一定推动作用。
化学蓄热材料是一种新型的绿色环保型材料,它具有高导热性、高弹性模量、耐腐蚀性等特性,在现代工业领域中,其主要应用于汽车的发动机、内燃机以及航天飞行器的制造等方面。本文就化学蓄能的基本原理和应用进行概述,并对其发展历史与现状做了简要介绍与分析。在化学蓄热材料的发展历程中,其主要是通过对化学反应的研究来实现的;在化学蓄热材料的研究过程中,其核心是将化学能转化为热能,进而提高它的利用效率。
自由空间激光通信技术相比于射频通信技术具有带宽高、可承载信息量大、功耗质量要求低、以及安全性好等优势,并广泛应用于地面间短距离通信、与卫星全反射技术相结合的全球通信、以及军事核潜艇间的通信等领域。然而激光通信系统中,接收端一般采用芯径仅有9μm的单模光纤,并且在将空间光耦合到单模光纤的过程中极容易受到大气湍流、随机角抖动、以及机械平台振动等的影响,导致信号光严重偏离光纤端面。本文针对上述的问题,提
智慧城市是未来城市的发展方向,在城市建设中,市政部门对于公路公共设施的管理,需要一种智能监管体系,而公路公共设施目标的识别则是体系里的不可缺少的一环。城市公路公共设施识别系统需要部署在车载嵌入式系统中,而常见的目标识别网络模型多数都比较大,很难部署在计算能力比较有限的嵌入式车载移动设备上,针对这一问题,本文进行了如下工作:针对嵌入式平台内存空间较小,运行目标识别算法计算能力较差等问题,本文设计了M
硝酸铵废水中,硝酸铵与氨的成分所占比例较高。针对这一种废水,现阶段尚未形成成熟的技术进行合理、经济、绿色处理。有的企业直接采取兑水稀释方法,对周围环境污染较大。怎样有效处理硝酸铵废水及进行资源回收是当前废水处理研究的重点问题。对此,本研究提出硝酸铵废水电去离子深度处理技术,并以案例的方式对其有效性进行验证,以此来更好地指导实践。
随着智慧城市的建设与发展,市政设施的管理方式也要向智能化方向发展,目前市政设施的管理采用人工巡视的传统方式,已无法满足城市发展的需求。针对上述问题,本文在双目立体视觉技术的大背景下,提出一种市政小型公用设施双目视觉定位算法。本文的主要工作如下。首先,逐步分析双目3D视觉测距的数学实现过程并深入剖析相机成像的主要原理,通过MATLAB校正双目相机关键参数,校正完成后的相机可有效避免镜头畸变对最终结果
文章就煤矿地质测量在矿井安全生产中的重要性进行讨论,对煤矿地质测量的主要内容及关键技术加以了解,明确在矿井安全生产过程中应用煤矿地质测量的重要性,并对充分发挥该项工作价值的方法进行深入的分析与研究,希望能够为煤矿地质测量工作的有效落实提供支持,进一步提高矿井生产活动的安全性,进而达到推动相关企业健康发展的目的。