微型软体机器人通常具有结构尺寸小、柔性可变形等特征，在生物传感以及靶向载药等方面具有广阔的应用前景。刺激响应型水凝胶材料对外界刺激具有膨胀收缩的能力，是一种优异的微型软体机器人本体材料。目前针对提升微型软体机器人变形能力的研究主要聚焦于材料性能的提升和加工工艺的优化上，而通过微型软体机器人关节结构优化来提升其变形性能的研究相对较少。鉴于此，笔者提出了一种基于双光子聚合加工的双层膜弧形关节的设计方法，有效提升了双层膜关节的形变能力。通过改变双光子聚合过程中的激光功率和扫描速度，可有效调节pH响应材料的溶胀响应特性，进而获得双层膜关节的变形或驱动能力。进一步，笔者制备了圆心角不同的双层膜弧形关节，结果表明：不同圆心角的双层膜弧形关节在pH响应下的形变能力具有明显差异，当圆心角为240°时形变率最大，形变率是传统直角形双层膜关节的6.73倍。基于双层膜设计和构建的弧形关节具有良好的稳定性和形变能力，为微型机器人的高效驱动提供了新的设计思路。

针对光子晶体光纤折射率传感器外表面金属薄膜易氧化的问题, 文章提出一种新型结构的光子晶体光纤折射率传感器, 该光子晶体光纤内部空气孔呈螺旋轨迹排列。光纤外表面进行双层膜涂覆, 使用银作为表面等离子体共振材料涂覆在光子晶体光纤的外表面, 在银膜外又涂覆了一层15 nm厚度的氧化锌薄膜以防止银被氧化。在各向异性的完美匹配层边界条件下, 利用全矢量有限元法对传感器特性进行了数值仿真, 结果表明: 该传感器所能测量的折射率范围为1.30~1.36, 灵敏度最高可达5 200 nm/RIU, 分辨率可达1.92×10-5RIU。

采用磁控溅射制备Ga掺杂ZnO (GZO)/CdS双层膜在p型晶硅衬底上以形成GZO/CdS/p-Si异质结器件。纳米晶GZO/CdS双层膜的微结构、光学及电学特性, 通过XRD、SEM、XPS、紫外-可见光分光光度计和霍尔效应测试系统表征。GZO/CdS/p-Si异质结J-V曲线显示良好的整流特性。在±3 V时, 整流比IF/IR(IF和IR分别表示正向和反向电流)已达到21。结果表明纳米晶GZO/CdS/p-Si异质结具有好的二极管特性, 在反向偏压下获得高光电流密度。纳米晶GZO/CdS/p-Si异质结显示明显的光伏特性。由于CdS晶格常数在GZO和晶Si之间, 它能作为一个介于GZO和晶Si之间的缓冲层, 能有效地减少GZO和p-Si之间的界面态。因此, 我们获得了GZO/CdS/p-Si异质结明显光伏特性。

采用 Petritz双层薄膜结构模型, 用化学腐蚀的方法分离 MBE外延双色 HgCdTe薄膜, 测试并验证了双层模型对中短双色 MBE外延 HgCdTe薄膜中各层的霍尔参数计算的有效性, 给出了测量不确定度评定以及相对误差。实验表明, MBE外延双层 HgCdTe薄膜中的中波薄膜层电导率及霍尔系数的扩展不确定度范围分别为 0.33～0.41 .·cm和 61～113 cm3/C, 置信概率为 95%, 与对比样品的中波膜层霍尔参数相比, 载流子浓度及霍尔迁移率的相对误差分别小于 20%和 10%。

固体支撑脂质双层膜能很好的模拟生物膜系统,固体衬底的表面结构和性质会影响双层膜的成膜过程、流动性、微区形成以及化学活性,进而影响蛋白的特性。本文,我们在两种衬底云母和二氧化硅表面,构建了包含神经节苷脂GM1的固体支撑脂质双层膜,用拉曼光谱研究了两种衬底表面脂质膜的分子构象。并且,在脂质膜表面加入淀粉样-beta蛋白,分析两种衬底上淀粉样-beta蛋白的构象差异。

研究人参皂苷分子与生物膜的作用对于深入了解中药人参的药理活性及其生物学功效至关重要.DPPC作为具有双分子层结构的脂质分子,常被许多国内外学者作为模拟膜的模型来研究药物分子与细胞膜的作用;Rb1作为中药人参中的重要皂苷成分,具有显著的药理学功效和生物性能.拉曼光谱是探讨分子间作用的有力工具,差示扫描量热技术(differential scanning calorimetry,DSC)是研究脂双层分子单体及其与药物分子作用的常用技术,而将两者结合研究药物分子对细胞膜作用的研究的报道较少.本文采用变温拉曼光谱和DSC探讨了在温度变化条件下人参皂苷Rb1单体分子与DPPC双层膜的作用.通过拉曼光谱测试,在Rb1作用前后,DPPC分子极性头部O—C—C—N+和C—C伸缩振动区域以及烷基链部分C—H键的伸缩振动区域的变化表明,随着温度的增加,含有一定浓度Rb1的DPPC磷脂极性头部旁氏构象没有发生变化,脂酰链的无序性构象增多,侧向排列的无序性增强,DPPC脂双层的流动性增加.由DSC实验得到的几个热力学常数［相变温度(Tm)、半峰宽(ΔT1/2)及相转变焓值(ΔH)］的变化表明,DSC进一步验证了变温拉曼实验结果,随着Rb1浓度的增大,DPPC双层膜的相变温度显著下降,流动性增强,说明Rb1对DPPC双层膜的影响较大.

氧化硅(SiOx)原位钝化层对氧化钒(VOx)薄膜电学特性的影响分析旨在改善像元微桥结构的光学吸收特性,提高热敏VOx 薄膜层的方阻和电阻温度系数(TCR)稳定性.采用离子束溅射沉积50 nm VOx 薄膜后,紧接着沉积30 nm SiOx 钝化层.通过原位残余气体分析仪(RGA)和衬底温度控制,调节氧化钒薄膜中的氧含量,分析了VOx 单层膜、SiOx/VOx 双层膜的电学特性随工艺温度的变化规律,原位残余气体分析仪(RGA)和150℃加温工艺提高了VOx 热敏层薄膜的方阻和电阻温度系数稳定性.

通过理论模拟与实验相结合, 研究了以双层膜的方式实现三波长增透的途径。以正硅酸乙酯为前驱体, 采用酸催化与碱催化溶胶混合的方式调控了溶胶折射率, 并配制了双层复合膜所用的两种溶胶, 制备出了351 nm处透过率大于99.5%, 527 nm透过率大于98%, 1053 nm透过率大于98%的三波长增透膜。用扫描电镜、原子力显微镜观测了膜层结构, 用椭偏仪和分光光度计对膜层性能进行了表征。三波长增透膜对高功率激光装置的运行性能提升起到了积极的促进作用。

进行了烧结温度、保温处理、不同的掺杂Sb浓度对电热膜的膜阻特性和温度特性的影响以及提高膜层发射比方法的研究, 筛选出“电热膜液”和“高发射膜层涂料”配方, 采用蒸镀和喷射法制备出具有“双层膜结构”的高效节能红外电热膜管式加热元件, 测试结果表明, 管式电热膜加热元件表面温度、方阻均匀, 辐射波长2.5～15 μm, 全发射比大于0.92。

针对目前光纤温度传感器稳定性及抗干扰性差的问题，研究设计了一种新型光纤温度传感器探头。光纤温度传感薄膜探头是以锗为传感薄膜材料，探头结构采用了双层膜层叠结构，其中低折射率材料是二氧化硅，高折射率材料为锗。其探测原理是根据锗的折射率随温度变化而改变，从而导致了反射率的变化，在实际应用中，通过测量反射功率值达到测温的目的。光纤温度传感薄膜探头具有良好的线性特性，通过实验验证可以得到在测温范围为30 ℃～130 ℃时，其线性为99.85%。结果表明，得出的结论能够满足光纤温度传感器的线性化的目的。