近代物理实验课程的SCOP教学方法探讨--以光谱系列实验为例 被引量：8

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作者 王春亮 严端廷 +5 位作者 刘春光 王长华 郭景富 付申成 贾艳 李金环 《物理实验》 2021年第4期32-38,共7页

基于近代物理实验课程的教学目标、教学内容和组织方式,针对授课过程中发现的问题,提出了SCOP教学方法,即:科学问题引领、合作式探究、开放式讨论和渐进式实验.介绍了SCOP教学方法的概念与结构、实施方式、需要注意的问题以及对学生、... 基于近代物理实验课程的教学目标、教学内容和组织方式,针对授课过程中发现的问题,提出了SCOP教学方法,即:科学问题引领、合作式探究、开放式讨论和渐进式实验.介绍了SCOP教学方法的概念与结构、实施方式、需要注意的问题以及对学生、教师和课程协调发展的作用.实践表明:SCOP方法可以帮助学生掌握实验的核心思想与知识脉络,帮助学生养成独立思考、批判质疑的精神;SCOP方法有助于教学与科研的融合,促进教师学术水平的提高. 展开更多

关键词 近代物理实验 教学方法 SCOP PPBL

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近轴条件下水滴放大镜的放大倍数

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作者 张艳超 王学璟 +7 位作者 孙春芳 贾艳 王帅轲 陈宇童 刘帆 赵梓杉 张钰双 戴瑞 《物理实验》 2025年第3期57-63,共7页

建立了水滴在亲水/疏水性玻璃表面上的旋转椭球体的几何模型,揭示了其几何形状与水滴体积及玻璃片亲水/疏水性质的定量关系.利用费马原理,在近轴光线条件下推导了旋转椭球面的物像公式和放大倍数的计算公式,实验探究了物距、水滴体积及... 建立了水滴在亲水/疏水性玻璃表面上的旋转椭球体的几何模型,揭示了其几何形状与水滴体积及玻璃片亲水/疏水性质的定量关系.利用费马原理,在近轴光线条件下推导了旋转椭球面的物像公式和放大倍数的计算公式,实验探究了物距、水滴体积及玻璃片亲水/疏水性质对放大倍数的影响规律.结果表明:基于水滴形状的数学分析,可理论计算并探究水滴的放大倍数随物距、水滴体积及玻璃片亲水/疏水性质的变化规律,通过调节物距、水滴体积及玻璃片亲水/疏水性质等参量实现对成像效果的精确调控. 展开更多

关键词 水滴透镜 放大倍数 水滴体积 亲水/疏水性质 物像公式

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溶液的质量分数与折射率关系的实验探究 被引量：1

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作者 杨鹏达 王伟 《物理实验》 2017年第B12期69-72,共4页

最小偏向角法和掠人射法是测量液体折射率具有代表性的几何光学法,通过比较2 种方法测量液体折射率的结果,对比分析出最优方案,并验证了蔗糖溶液浓度与折射率的线性关系,探究了折射率与人射光波长关系,并分析实际操作的可能性.

关键词 液体折射率 质量分数 分光计

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空间滤波的实验研究 被引量：2

4

作者 于雪冰 王伟 《物理实验》 2018年第1期8-13,共6页

运用空间域和频率域方法讨论了阿贝-波特实验和空间滤波实验中光波分别经过单透镜2f系统和4f系统时透镜的傅里叶变换和物体的频谱,探究了物体成像过程中的分频和合频过程,分析了空间滤波实验中透镜孔径对实验的影响.应用Matlab仿真模拟... 运用空间域和频率域方法讨论了阿贝-波特实验和空间滤波实验中光波分别经过单透镜2f系统和4f系统时透镜的傅里叶变换和物体的频谱,探究了物体成像过程中的分频和合频过程,分析了空间滤波实验中透镜孔径对实验的影响.应用Matlab仿真模拟了低通滤波、方向滤波、显色滤波等图像处理技术,验证了夫琅禾费衍射下的巴比涅原理. 展开更多

关键词 阿贝成像原理 空间滤波 傅里叶变换

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TiO_(2-x) 纳米线基光电忆阻突触器件性能的优化 被引量：1

5

作者 林亚 姜旭 +1 位作者 史佳娟 韩嘉琦 《物理实验》 2024年第3期1-8,共8页

金属氧化物基光电忆阻器能够同时实现光信号的采集、存储和处理功能,被认为是构筑神经形态视觉系统的理想选择之一.然而,由于金属氧化物材料持续光电导效应下电子和空穴的快速复合,会导致器件电导变化线性度低,限制了其在高精度图像识... 金属氧化物基光电忆阻器能够同时实现光信号的采集、存储和处理功能,被认为是构筑神经形态视觉系统的理想选择之一.然而,由于金属氧化物材料持续光电导效应下电子和空穴的快速复合,会导致器件电导变化线性度低,限制了其在高精度图像识别方面的发展.实验基于水热法制备了TiO_(2-x)纳米线构筑光电忆阻器,通过等离子体处理的方式优化器件性能,提升器件的电导变化线性度,实现了短时可塑性和长时可塑性的光电忆阻行为及高精度图像识别功能.实验结果表明:等离子体处理能够在TiO_(2-x)纳米线中引入氧空位缺陷,增强器件的持续光电导效应. 展开更多

关键词 忆阻器 TiO_(2-x)纳米线 等离子体处理 图像识别

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基于单T网络的忆阻混沌电路 被引量：5

6

作者 陈菊芳 徐影 于倩倩 《物理实验》 2018年第6期20-25,共6页

利用RC单T选频网络构成的正弦波振荡电路和三次光滑模型忆阻器,通过不同的耦合方式,设计了并联型和串联型忆阻混沌电路.通过分岔图、Lyapunov指数和相图分析了电路的基本动力学特性,观察到了当耦合电容值变化时电路呈现的倍周期分岔、... 利用RC单T选频网络构成的正弦波振荡电路和三次光滑模型忆阻器,通过不同的耦合方式,设计了并联型和串联型忆阻混沌电路.通过分岔图、Lyapunov指数和相图分析了电路的基本动力学特性,观察到了当耦合电容值变化时电路呈现的倍周期分岔、周期窗口和快慢效应等复杂动力学行为.电路仿真得到的实验结果与数值计算结果基本一致. 展开更多

关键词 忆阻器 混沌电路 单T选频网络 电路仿真

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金纳米颗粒溶液的光热转换效率测量

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作者 单桂晔 许世玉 石雯 《物理实验》 2018年第4期10-15,共6页

激光照射金属材料表面会引起材料内部性质的变化,金属材料会对光产生吸收并可以将其转化为热能,导致材料表面温度的变化.金属材料的不同形貌、尺寸对光的能量转换效应是不同的,光热转换效率是材料吸收光能转换成热能的重要参数.在材料... 激光照射金属材料表面会引起材料内部性质的变化,金属材料会对光产生吸收并可以将其转化为热能,导致材料表面温度的变化.金属材料的不同形貌、尺寸对光的能量转换效应是不同的,光热转换效率是材料吸收光能转换成热能的重要参数.在材料尺寸相同条件下光热转换效率大小与入射波长、激光器的功率密度、溶液浓度等因素有关.本文选取金纳米棒材料作为研究对象,通过改变入射波长、激光功率等条件研究金纳米棒光热转化效率,借此建立一种微观物质的能量转换的测量研究方法. 展开更多

关键词 光热转换 金纳米颗粒 热成像

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声波多次往返叠加对相位比较法测量声速的影响 被引量：4

8

作者 李轩 方锦江 +1 位作者 单桂晔 高志华 《物理实验》 2018年第4期47-51,共5页

相位比较法测量声速实验中,由于声波在传输过程中存在衰减、反射以及在收、发换能器之间多次反射叠加,当收、发换能器间距较小时,发射信号和接收信号合成的李萨如图形变化规律与理论不一致,即,接收器移动1个波长的距离,示波器中观察到... 相位比较法测量声速实验中,由于声波在传输过程中存在衰减、反射以及在收、发换能器之间多次反射叠加,当收、发换能器间距较小时,发射信号和接收信号合成的李萨如图形变化规律与理论不一致,即,接收器移动1个波长的距离,示波器中观察到合成直线段在同相和反相区域分别连续出现多次,该现象影响了学生对实验现象的判断和实验测量.本文通过理论计算分析,声波在收、发换能器之间的多次往复反射叠加次数增加,声波传输衰减小和换能器表面反射系数大会增大该现象产生的强度和持续的空间范围,理论计算直观地说明了接收器接收的声压信号与空气振动信号之间的关系和利用相位比较法测量声速的合理性. 展开更多

关键词 声速测量 相位比较法 声波叠加

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ZnO纳米棒的光学特性探究 被引量：1

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作者 丁亚丹 张玉亭 +1 位作者 黄金华 洪霞 《物理实验》 2022年第6期8-13,共6页

为了深入理解一维ZnO纳米材料的优异光学特性,利用油酸锌的高温热分解反应制备了直径约为6.6 nm的ZnO纳米棒,通过X射线衍射仪、电子显微镜以及拉曼光谱仪等对其结构、形貌及光学特性进行了探究.结果表明:该ZnO纳米棒的激子吸收峰相对于... 为了深入理解一维ZnO纳米材料的优异光学特性,利用油酸锌的高温热分解反应制备了直径约为6.6 nm的ZnO纳米棒,通过X射线衍射仪、电子显微镜以及拉曼光谱仪等对其结构、形貌及光学特性进行了探究.结果表明:该ZnO纳米棒的激子吸收峰相对于体相ZnO材料发生了明显蓝移,体现了该材料的量子限域效应.除了常见的紫外激子发射峰和源自深能级跃迁的可见发射峰之外,还观察到位于394~412 nm的紫光发射峰,该发射峰与激光热效应及ZnO纳米棒表面的有机配体有关. 展开更多

关键词 ZNO纳米棒 光致发光 共振拉曼

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利用PGNAA方法对煤质进行检测的MOCA模拟研究 被引量：2

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作者 庞敏 李韶荣 +2 位作者 马良义 吴安琪 景士伟 《物理实验》 2017年第11期52-55,共4页

利用MOCA软件模拟利用PGNAA方法对煤质进行检测的过程.通过改变屏蔽体的厚度,确定最优铅厚为2cm;改变泥煤、褐煤、烟煤3种煤样的厚度,模拟优化快中子和慢中子比例;通过改变探测器与源之间的距离来确定探测器放置的合适位置.根据模拟结... 利用MOCA软件模拟利用PGNAA方法对煤质进行检测的过程.通过改变屏蔽体的厚度,确定最优铅厚为2cm;改变泥煤、褐煤、烟煤3种煤样的厚度,模拟优化快中子和慢中子比例;通过改变探测器与源之间的距离来确定探测器放置的合适位置.根据模拟结果优化实验装置设计,为实际检测分析提供参考. 展开更多

关键词 MOCA模拟 PGNAA Γ谱 H峰 C峰 计数

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基于标记中子方法检测墙体爆炸物扣除本底方法 被引量：1

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作者 沈星 朱鹏飞 +3 位作者 马瑞 侯晶晶 杨柏栋 景士伟 《物理实验》 2018年第6期51-55,59,共6页

利用电磁等技术确定墙体内可疑区域,采用标记中子方法检测可疑区域是否含有爆炸物,是快速、准确、可靠的技术手段.为了降低高密度墙体的影响,更准确判断墙体内是否存在爆炸物,分别采用全能峰面积(TPA)法,科沃尔(Covell)峰面积法,沃森(Wa... 利用电磁等技术确定墙体内可疑区域,采用标记中子方法检测可疑区域是否含有爆炸物,是快速、准确、可靠的技术手段.为了降低高密度墙体的影响,更准确判断墙体内是否存在爆炸物,分别采用全能峰面积(TPA)法,科沃尔(Covell)峰面积法,沃森(Wasson)峰面积法对2种元素C、O的特征峰进行本底扣除.采用扣除本底后的C、O特征峰计数比(C/O)值来确定墙体内是否存在爆炸物,与不扣除本底计数时的C/O值相比,其适用性得到较大提高. 展开更多

关键词 标记中子 全能峰面积法 科沃尔峰面积法 沃森峰面积法 爆炸物

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煤质检测系统D-T中子源屏蔽的MC模拟研究 被引量：1

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作者 庞敏 景士伟 《物理实验》 2018年第7期8-13,共6页

构建了煤质检测系统D-T中子源采用的3层屏蔽结构:第1层采用铁、不锈钢、钨等不同慢化材料,第2层采用含不同碳化硼质量分数的聚乙烯,第3层采用铅.利用MCNP5程序计算了不同屏蔽结构的中子透射率和中子占比.模拟结果表明:第1层为25cm厚钨,... 构建了煤质检测系统D-T中子源采用的3层屏蔽结构:第1层采用铁、不锈钢、钨等不同慢化材料,第2层采用含不同碳化硼质量分数的聚乙烯,第3层采用铅.利用MCNP5程序计算了不同屏蔽结构的中子透射率和中子占比.模拟结果表明:第1层为25cm厚钨,第2层采用含碳化硼质量分数为20%的15cm厚聚乙烯材料,第3层采用5cm厚铅,屏蔽效果最佳. 展开更多

关键词 MCNP5 中子 Γ射线 屏蔽 透射率

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基于磁性纳米复合棒的“咖啡环”效应

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作者 靳瑶 陈雪 +2 位作者 王可心 倪然 洪霞 《物理实验》 2019年第2期13-18,共6页

研究了含有不溶性纳米复合棒的液滴在蒸发过程中出现的"咖啡环"效应,证实了"咖啡环"现象的形成和抑制与液滴体积、液滴浓度、基底温度、表面活性剂添加量及外加磁场等因素有关,并根据实验数据拟合"咖啡环"... 研究了含有不溶性纳米复合棒的液滴在蒸发过程中出现的"咖啡环"效应,证实了"咖啡环"现象的形成和抑制与液滴体积、液滴浓度、基底温度、表面活性剂添加量及外加磁场等因素有关,并根据实验数据拟合"咖啡环"宽度与实验参量间的关系.证实了减小液滴体积、增大液滴浓度或升高基底温度,导致"咖啡环"变宽,而添加表面活性剂或施加外磁场则能够抑制"咖啡环"效应的出现.建立了磁性纳米复合棒在液滴蒸发过程中的受力模型,探讨了液滴重力、毛细流引起的牵引力、马兰戈尼流引起的牵引力及外加磁场提供的牵引力对"咖啡环"的形成及其宽度的调控影响规律. 展开更多

关键词 咖啡环效应 磁性纳米复合棒 体积 温度 表面活性剂 磁场

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基于银纳米线的类皮肤超级电容器的制备及性能研究

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作者 赵晓丽 赵拓 +1 位作者 汪彬 汤庆鑫 《物理实验》 2023年第1期17-22,共6页

采用微波焊接法结合紫外固化胶制备了具有高导电性的类皮肤银纳米线电极,并将其作为导电电极制备了类皮肤超级电容器.利用扫描电子显微镜表征了银纳米线电极大面积均匀分布,探究了类皮肤银纳米线电极的弯曲循环稳定性.测试了类皮肤超级... 采用微波焊接法结合紫外固化胶制备了具有高导电性的类皮肤银纳米线电极,并将其作为导电电极制备了类皮肤超级电容器.利用扫描电子显微镜表征了银纳米线电极大面积均匀分布,探究了类皮肤银纳米线电极的弯曲循环稳定性.测试了类皮肤超级电容器的电化学性能和机械稳定性,以及在可穿戴电子领域的应用.结果表明:类皮肤银纳米线电极具有高导电性和高机械稳定性,进而保证了类皮肤超级电容器的高面电容以及良好的机械稳定性,且跟随人体运动时仍能正常工作. 展开更多

关键词 银纳米线 类皮肤电极 类皮肤超级电容器 机械稳定性

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碳量子点修饰对有机-无机杂化钙钛矿阻变性能的影响

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作者 陈晓婷 张晓晗 +1 位作者 许嘉琪 赵晓宁 《物理实验》 2022年第10期7-13,共7页

通过在前驱体中添加碳量子点(CQD),制备了具有不同晶粒尺寸的有机-无机杂化钙钛矿CH_(3)NH_(3)PbI_(3)(MAPbI_(3))薄膜,并以金(Au)和氟掺氧化锡(FTO)为电极制备了具有Au/CQD-MAPbI_(3)/FTO结构的阻变器件.测试了CQD掺杂浓度对器件阻变... 通过在前驱体中添加碳量子点(CQD),制备了具有不同晶粒尺寸的有机-无机杂化钙钛矿CH_(3)NH_(3)PbI_(3)(MAPbI_(3))薄膜,并以金(Au)和氟掺氧化锡(FTO)为电极制备了具有Au/CQD-MAPbI_(3)/FTO结构的阻变器件.测试了CQD掺杂浓度对器件阻变性能的影响,并分析了其物理机制.结果表明:通过优化CQD掺杂质量浓度可以提升器件开关比,降低器件运行电压的波动.基于导电通道模型,器件阻变性能提升的可能原因为晶界主导的碘离子迁移随机性降低,导电通道结构简化. 展开更多

关键词 阻变存储器 有机-无机杂化钙钛矿 碳量子点 导电细丝

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基于聚合物共混的有机场效应晶体管光电性能研究

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作者 赵晓丽 于宏岩 +1 位作者 石一君 汤庆鑫 《物理实验》 2023年第2期20-25,共6页

采用聚合物共混的方法制备了体异质结薄膜,将其作为光敏半导体层制备了有机场效应光晶体管.利用原子力显微镜表征了共混薄膜的分相情况,探究了器件提高激子解离效率的机理,并对比了聚合物共混前后有机场效应晶体管的光电性能变化和相分... 采用聚合物共混的方法制备了体异质结薄膜,将其作为光敏半导体层制备了有机场效应光晶体管.利用原子力显微镜表征了共混薄膜的分相情况,探究了器件提高激子解离效率的机理,并对比了聚合物共混前后有机场效应晶体管的光电性能变化和相分离情况.结果表明:制备的聚合物共混光晶体管在微弱光线条件下(0.038 mW/cm 2,808 nm)具有较高的光敏性(为106).通过共混聚合物半导体材料制备体异质结薄膜可以有效地提高激子解离的效率,通过双层绝缘层能进一步降低光晶体管的暗电流,从而提高器件的光敏性. 展开更多

关键词 聚合物共混 场效应晶体管 光电性能 光敏性

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基于HfN_x∶Zn薄膜的负微分阻变存储器

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作者 王中强 张雪 +3 位作者 齐猛 凡井波 严梓洋 李壮壮 《物理实验》 2019年第6期16-22,共7页

基于HfNx∶Zn薄膜材料制备了阻变式随机存储器,获得了良好的阻变可靠性,并观察到负微分电阻现象.Au/HfNx∶Zn/Pt器件表现出快速的擦写速度(<150ns)、优异的循环耐受性(>103)、长时间保持性(85℃时>10^5 s)、较小的开启/关闭电... 基于HfNx∶Zn薄膜材料制备了阻变式随机存储器,获得了良好的阻变可靠性,并观察到负微分电阻现象.Au/HfNx∶Zn/Pt器件表现出快速的擦写速度(<150ns)、优异的循环耐受性(>103)、长时间保持性(85℃时>10^5 s)、较小的开启/关闭电压波动性(3.5%/8.5%)和较低的高阻/低阻波动性(13.5%/10.1%).Zn元素的掺入为薄膜引入了大量的N空位缺陷态,根据器件运行的I-V拟合曲线,得知器件阻变机制与N空位缺陷的存在有直接的关系. 展开更多

关键词 阻变存储器 氮化铪薄膜 氮空位缺陷 负微分电阻

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基于PGNAA技术对地雷探测的MOCA模拟及能谱分析

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作者 李昌华 朱晨熙 +3 位作者 陈向春 曹倩 龙渝 景士伟 《物理实验》 2018年第11期45-50,共6页

使用MOCA程序模拟基于PGNAA技术的地雷探测过程并对可行性进行讨论.利用自主研制的NG-9型中子发生器搭建整套地雷探测系统,LYSO作为γ探测器,对埋藏在含5%水分土壤中反坦克地雷的位置范围进行三维测量确定.结果表明,以C元素特征峰作为... 使用MOCA程序模拟基于PGNAA技术的地雷探测过程并对可行性进行讨论.利用自主研制的NG-9型中子发生器搭建整套地雷探测系统,LYSO作为γ探测器,对埋藏在含5%水分土壤中反坦克地雷的位置范围进行三维测量确定.结果表明,以C元素特征峰作为主要探测判据,对质量为3.46kg反坦克地雷探测,MOCA程序构造的探雷装置最大探测深度为9cm,从地面扫描确定地雷位置精度高,可作为地雷探测的一种有效手段. 展开更多

关键词 PGNAA 地雷 蒙特卡罗模拟 MOCA 能谱分析 中子发生器

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退火处理对磁控溅射MoO_(x)薄膜性质的调控

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作者 石雨铭 王莹琳 +3 位作者 李雅楠 林剑飞 朱匡宇 张昕彤 《物理实验》 2022年第8期48-53,共6页

采用射频磁控溅射的方法制备了MoO_(x)薄膜,并对MoO_(x)薄膜进行不同气氛和时间的退火处理.退火使MoO_(x)薄膜的氧空位增加,并改变了MoO_(x)薄膜的晶相、电阻率和表面形貌.测试结果表明:未退火MoO_(x)薄膜的表面不存在明显晶粒,且只包含... 采用射频磁控溅射的方法制备了MoO_(x)薄膜,并对MoO_(x)薄膜进行不同气氛和时间的退火处理.退火使MoO_(x)薄膜的氧空位增加,并改变了MoO_(x)薄膜的晶相、电阻率和表面形貌.测试结果表明:未退火MoO_(x)薄膜的表面不存在明显晶粒,且只包含1个单斜相衍射峰和较少的氧空位,这导致未退火MoO_(x)薄膜的电阻率最高.当氮气做退火气氛时,MoO_(x)薄膜表面存在均匀分布且生长取向相同的微粒,单斜相衍射峰数目更多,电阻率最低;在氮氢混合气中退火的MoO_(x)薄膜表面存在团簇,且电阻率约为氮气退火MoO_(x)薄膜的2倍.此外,当分别用氮气和氮氢混合气退火时,MoO_(x)薄膜均呈现出随退火时间延长,氧空位含量增加,电阻率进一步降低的趋势. 展开更多

关键词 MoO_(x)薄膜 退火气氛 退火时间 氧空位 电阻率

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碳黑掺杂氧化石墨烯基阻变存储器的制备及其特性研究

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作者 王泽楠 陶冶 卞景垚 《物理实验》 2022年第5期16-22,共7页

阻变存储器的电阻转变稳定性和耐擦写次数是其商业化应用的重要指标.采用氧化石墨烯(GO)作为阻变存储器中间介质层,制备了Al/GO/ITO器件,分析了其阻变机制,该器件开启关闭电压、高低电阻值相对波动率较大.针对该问题,采用在GO中掺杂碳... 阻变存储器的电阻转变稳定性和耐擦写次数是其商业化应用的重要指标.采用氧化石墨烯(GO)作为阻变存储器中间介质层,制备了Al/GO/ITO器件,分析了其阻变机制,该器件开启关闭电压、高低电阻值相对波动率较大.针对该问题,采用在GO中掺杂碳黑以及紫外光辐照的方法,在GO内部构筑局域化电场来控制材料内部的氧分布.实验结果表明:在阻变层GO中掺杂一定质量分数的碳黑能降低器件波动性,此外,随着碳黑掺杂质量分数的提高,器件运行状态由突变向缓变转变;紫外光热转化导致导电细丝易断裂,掺杂后加光辐照器件保留了一定的柔性特性. 展开更多

关键词 阻变存储器 氧化石墨烯 碳黑 紫外光辐照

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