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2021年第6期封面故事:激光液相烧蚀法制备纳米粒子研究进展
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2021年第6期封面故事:激光液相烧蚀法制备纳米粒子研究进展
摘要:作为新型的纳米材料制备方法,激光液相烧蚀法具有绿色环保、操作简便和适用性广的特点,在制备纳米粒子方面具有巨大的潜力。南京 ......
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2021年第5期封底故事:阿秒光学:探索最短时间极限
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2021年第5期封底故事:阿秒光学:探索最短时间极限
摘要:本文来源于中国科学院物理研究所魏志义研究员——阿秒光学进展及发展趋势,总结了阿秒脉冲在高次谐波相位匹配及高能量飞秒超强激 ......
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2021年第4期封底故事:周朴:激光相干合成的奇妙之旅
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2021年第4期封底故事:周朴:激光相干合成的奇妙之旅
摘要:国防科技大学周朴研究员总结了激光相干合成的单元激光发展历程,梳理了相干合成使能技术,最后展示了激光相干合成的多样化应用。
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2021年第4期内封面故事:激光反射层析成像技术,更细致地感知远方
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2021年第4期内封面故事:激光反射层析成像技术,更细致地感知远方
摘要:国防科技大学胡以华教授从激光反射层析成像的基础理论、探测成像实验出发,总结和对比了国内外的研究进展,探讨了需要重点解决的 ......
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2021年第3期封面故事:新奇的光现象——近共振增益光栅
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2021年第3期封面故事:新奇的光现象——近共振增益光栅
摘要:在原子介质中引入量子相干效应为深入研究光与原子的相互作用开辟新的途径,这为研究全光调控技术带来了新的启示。量子相干效应会 ......
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激光器件与激光物理
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孙桂侠  凌菲彤  熊明  [ ... ]刘涛  安振杰  张志忠  
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摘要
为了获得高功率的单频可调谐1342 nm激光,研究了一种注入锁频Nd∶YVO4环形激光器。以1.0 W可调谐单频连续1342 nm激光为种子光,“8”字环形谐振腔为从激光器功率腔,基于PDH(Pound-Drever-Hall)锁频技术实现了环形功率腔的锁定,获得了8.3 W的单频连续可调谐1342 nm的激光输出。
中国激光
2021年第48卷第7期 pp.0701004
谢中思  郭天太  刘维  [ ... ]孔明  王道档  郝玲  
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摘要
为了解决数字全息中子孔径相位拼接的效率和精度问题,提出了数字全息中基于多算法融合优化的相位拼接方法来实现相位的双方向拼接。首先,在相位拼接中选用相位相关法确定重叠区域,以限定特征点检测和提取范围,从而提升特征点检测的速率和有效特征点检测的占比;然后,对重叠区域进行Harris角点检测和角点匹配,并根据角点匹配点对来缩小块匹配算法的搜索范围;最后,采用全匹配搜索算法对最佳角点匹配点对进行精确匹配,并通过加权融合实现三维形貌的再现相位拼接。实验结果表明,本文算法能够在保证较高的拼接精度的情况下,极大地提高相位拼接的效率。
中国激光
2021年第48卷第7期 pp.0709001
管延超  王根旺  王扬  [ ... ]丁烨  杨立军  
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摘要
近年来,纳米线在纳米电子学、纳米光子学、纳米医学和纳米机电系统等领域的应用逐渐广泛,纳米线的连接已经成为未来器件小型化和集成化的关键问题。为了实现良好的纳米线互连,提出了一种基于扫描电子显微镜(SEM)的纳米线-纳米钎料原位互连结构组装、钎焊互连的方法。利用开发的SEM纳米操作平台,实现了直径为100 nm左右的ZnO纳米线与直径为180~300 nm的Ag纳米钎料的同基底互连结构组装。利用SEM聚焦电子束辐照熔融纳米钎料实现了纳米线钎焊互连,利用双探针纳米操作系统对焊接后的纳米线进行电流-电压(I-V)测试,钎焊后的纳米互连结构成功实现电流导通。
中国激光
2021年第48卷第8期 pp.0802024
梅欢欢  崔健磊  程杨  [ ... ]何小桥  梅雪松  
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摘要
随着半导体集成电路的高速发展,不断减小的半导体器件的特征尺寸成为制约电子产业发展的主要瓶颈,进而催生了对新型半导体材料越来越多的需求。碳纳米管因其独特的电学、力学、化学稳定性等成为了理想的下一代电导线材料。然而,在碳纳米管与金属异质电极之间建立可靠且有效的连接较难实现,这使碳纳米管的应用面临着巨大的挑战。针对这一问题,详细概述了碳纳米管与金属电极之间的几何接触形式、界面接触行为、互连技术及其电学性能的最新研究进展。
中国激光
2021年第48卷第8期 pp.0802023
李强  丁烨  杨立军  王扬  
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摘要
氧化石墨烯的还原与表面结构化有助于提升传感器、储能器等微型电子器件的性能。相比于其他工艺手段,采用飞秒激光辐照方法可以快速实现氧化石墨烯的同步还原和表面纳结构成型。本文首次对比了1030 nm和257 nm两种飞秒激光波长辐照下氧化石墨烯的形貌与结构特征,发现1030 nm激光辐照产生的条纹周期纳结构主要由入射激光与表面等离激元干涉作用而形成,257 nm激光辐照产生的沟槽微纳结构主要归因于光化学作用。通过拉曼测试和电化学阻抗谱分析表明,相比于257 nm激光作用,1030 nm激光辐照下氧化石墨烯还原程度更高,电极反应过程中接触电阻更小且有利于电荷转移和离子的扩散。
中国激光
2021年第48卷第8期 pp.0802022
王欣达  廖嘉宁  姚煜  [ ... ]郭伟  康慧  彭鹏  
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摘要
随着微电子器件需求日益迫切,由纳米材料构造的微纳结构在降低尺度并获得特征性能上有着极大的优势。纳连接是从纳米材料构筑微纳结构的有效途径,目前实现纳连接的手段主要包括热烧结、激光烧结等。对比研究了不同连接方法形成的银电极的电学性能及微观结构,并对银纳米材料间的连接机理进行了分析。结果表明,相比于自连接及热烧结,激光烧结在降低电阻率及保持纳米结构方面有着独特的优势,在激光诱导下,银纳米带可在低温下实现互连,形成交联网络结构,从而降低银电极的电阻率,并显著改善其柔韧性。激光烧结电极的电阻率低至1.88×10 -7 Ω·m,同时具有较好连接强度,经3000次弯折后电阻变化率仅为21.26%。
中国激光
2021年第48卷第8期 pp.0802016
赵强  万辉  于圣韬  [ ... ]栾世奕  桂成群  周圣军  
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摘要
柔性纳米多孔金属材料在柔性传感、柔性储能等领域具有巨大的应用前景。采用脱合金法、等离子体烧结法、热压法制备的纳米多孔金属材料具有较高的弹性模量和屈服强度,不能满足柔性器件的发展需求。为了解决该问题,通过采用高峰值功率的飞秒激光辐照具有良好柔韧性、导电性及抗氧化性银(Ag)纳米线的方法来制备柔性纳米多孔Ag材料。纳米压痕仪测试了柔性纳米多孔Ag材料的力学性能,实验结果表明,柔性纳米多孔Ag材料的力学性能随着飞秒激光辐照功率的增加而增强。此外,X射线衍射仪测试了柔性纳米多孔Ag材料的晶粒尺寸,发现柔性纳米多孔Ag材料的晶粒尺寸随飞秒激光辐照功率的增大而减小。最后,对飞秒激光辐照法、脱合金法、等离子体烧结法、热压法制备的纳米多孔金属材料的屈服强度进行对比分析,当纳米多孔金属材料的晶粒尺寸为50 nm时,飞秒激光辐照制备的柔性纳米金属多孔材料屈服强度最小(0.8 Mpa)。
中国激光
2021年第48卷第8期 pp.0802009
霍金鹏  肖宇  孙天鸣  [ ... ]邢松龄  沈道智  林路禅  刘磊  
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摘要
纳米线连接为高性能微纳器件的组装和应用提供了技术手段,但现有的连接方式对于能量输入的空间精度和外部环境要求较高,其工艺窗口较窄。为改善这一问题,以氧化石墨烯(GO)作为中间连接层的纳米线连接方式,通过干法转移制备了碳化硅(SiC)纳米线-氧化石墨烯(GO)薄膜-SiC纳米线的结构,并通过飞秒激光辐照还原氧化石墨烯,降低了SiC和GO之间的势垒,通过层内导电与层间导电的方式形成了更宽的载流子通道,从而显著提升了电流水平。此外生成的还原氧化石墨烯(rGO)纳米膜对SiC纳米线的接头形成了包裹与保护作用,从而使接头部分具有更好的抗辐照和热传导性能,提升了器件的稳定性与使用寿命。最后,利用飞秒激光还原GO薄膜实现了SiC纳米线网络的电性能提升,制备了具有良好响应度和较快响应速度的紫外光传感器及透明柔性导电薄膜等器件。
中国激光
2021年第48卷第8期 pp.0802007
邢松龄  肖宇  霍金鹏  [ ... ]林路禅  沈道智  刘磊  
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摘要
研究了金属-氧化物异质材料纳米连接过程中的飞秒激光能量输入特征,实现了纳米材料快速低损伤互连的同时,保证了器件功能的完整性。研究了纳米连接对Pt-TiO2跨尺度互连结构电学性能调控的影响。实验结果表明:当入射光能量密度为5.02 mJ/cm 2时,纳米线与电极接触区域形成具有稳定结合强度的互连接头。模拟结果显示,飞秒激光辐照一侧产生局部“热点”,增强了接头区域的光学吸收。互连接头的形成,降低了异质界面的接触势垒。同时,基于互连结构模拟神经元突触传递,实现了更加稳定的电学性能调控。
中国激光
2021年第48卷第8期 pp.0802004
侯超剑  王根旺  王扬  [ ... ]张宏志  杨立军  
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摘要
实现纳米材料焊接的纳米连接技术不仅是研制高性能纳米器件的关键,还是“自下而上”进行纳米结构制造的重要手段,决定着新一代纳米器件的性能及可靠性。其中,纳米钎焊技术对焊接母材损伤小,可以连接同种或不同种类的纳米材料,并获得优异的力学及电学性能,是纳米连接技术的重要发展方向。基于分子动力学,对纳米颗粒钎料在SiO2基底上的激光熔融过程进行了仿真分析,分析了激光辐照导致的不同温度下银纳米颗粒的原子构型变化,并探究了钎料熔融过程。为了探讨基底对熔化过程的影响,进一步分析了基底与纳米颗粒之间的接触角、接触长度以及吸附能变化等。研究结果表明:为了获得可靠的纳米互连结点,激光辐照下温度对纳米颗粒与衬底之间吸附能的调控是影响纳米互连结点稳定性的主要因素。该仿真结果为实现激光熔融纳米颗粒的连接提供了参考。
中国激光
2021年第48卷第8期 pp.0802025
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