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
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
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