新型原子力显微镜技术在细胞成像和力学测量方面的应用 被引量：3

1

作者 姜雪锋 韩烨 +3 位作者 杨海军 杨忠波 汤明杰 王化斌 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期497-507,共11页

在不同生理状态下,细胞的形态、弹性和黏附性等物化特性会发生改变,这些变化反映细胞复杂的生物学过程。原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)具有原子级成像分辨率和皮牛级力学分辨率,可以在近生理条件下对细胞进行高分辨形貌成... 在不同生理状态下,细胞的形态、弹性和黏附性等物化特性会发生改变,这些变化反映细胞复杂的生物学过程。原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)具有原子级成像分辨率和皮牛级力学分辨率,可以在近生理条件下对细胞进行高分辨形貌成像和力学性能测量,因此可以很好地用来研究细胞的上述物化特性。文章首先扼要介绍AFM的基本工作原理和基本工作模式,而后对传统AFM在细胞成像和力学测量相关物化性质方面的应用进行了简要总结,最后重点介绍了新型AFM技术在细胞成像和力学测量方面研究的最新进展。 展开更多

关键词 原子力显微镜 细胞 物化特性 形貌 细胞力学

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石墨烯规模化制备技术及其产业化应用展望 被引量：5

2

作者 邵丽 魏大鹏 史浩飞 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第16期16023-16029,共7页

石墨烯是一种新型二维材料,具有优异的导电性、热导率、透光率、力学强度等特性,可广泛应用于电子信息、航空航天、光电子技术、绿色能源、生物医药等诸多领域,被誉为21世纪战略新型材料,为世界各国所布局和抢占的战略制高点。目前,石... 石墨烯是一种新型二维材料,具有优异的导电性、热导率、透光率、力学强度等特性,可广泛应用于电子信息、航空航天、光电子技术、绿色能源、生物医药等诸多领域,被誉为21世纪战略新型材料,为世界各国所布局和抢占的战略制高点。目前,石墨烯的大面积、高质量、规模化制备和应用尚处于起步阶段,本文综述了国内外在石墨烯材料制备技术的研究进展,以及在智能终端、能源等领域的应用进展,展望了今后石墨烯行业的关注点。 展开更多

关键词 石墨烯 规模化制备 智能终端 能源 晶体管 光电探测

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用于固态纳米孔制备的单层WS2薄膜转移技术 被引量：1

3

作者 周彪 石彪 +4 位作者 于乐泳 周大明 王赟姣 苏成志 冯双龙 《微纳电子技术》 北大核心 2018年第7期510-514,共5页

由于单层WS2薄膜转移技术的限制,使基于WS2的固态纳米孔精确构筑成为了技术难题,限制了WS2等新型二维材料在固态纳米孔DNA测序领域的应用。在可控生长WS2单层薄膜的基础上,以在SiO2/Si衬底上生长的单层WS2薄膜为研究对象,通过改进传统... 由于单层WS2薄膜转移技术的限制,使基于WS2的固态纳米孔精确构筑成为了技术难题,限制了WS2等新型二维材料在固态纳米孔DNA测序领域的应用。在可控生长WS2单层薄膜的基础上,以在SiO2/Si衬底上生长的单层WS2薄膜为研究对象,通过改进传统的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）辅助湿法转移技术,成功地将单层WS2薄膜精确转移至纳米/微米级Si3N4窗口上。本方法具有可重复性好和操作简便等特点,特别适合小尺寸薄膜的精确转移,可推广至其他二维材料的应用,进而推动基于二维材料的固态纳米孔DNA测序技术的发展。 展开更多

关键词 二硫化钨(WS2) 固态纳米孔 转移技术 氮化硅(Si3N4) DNA测序

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柔性透明纳米发电机的电极材料研究现状 被引量：6

4

作者 刘沛波 杨俊 +2 位作者 魏大鹏 石瑞英 史浩飞 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期1019-1028,共10页

柔性透明纳米发电机可收获生活中的多种能量,如机械能、热能等,并且具有良好的透光性和柔性,可以适应生活中遇到的复杂环境,在低功耗便携式设备,自供能电子系统和植入式传感器等领域有巨大的应用前景。系统的综述国内外关于柔性透明纳... 柔性透明纳米发电机可收获生活中的多种能量,如机械能、热能等,并且具有良好的透光性和柔性,可以适应生活中遇到的复杂环境,在低功耗便携式设备,自供能电子系统和植入式传感器等领域有巨大的应用前景。系统的综述国内外关于柔性透明纳米发电机的研究现状,阐述纳米发电机的分类及工作原理,重点讨论分析了氧化铟锡(ITO)、碳纳米管、石墨烯等3种不同电极材料的柔性透明纳米发电机的输出特性以及存在的问题,并且针对这些问题,预测了未来柔性透明纳米发电机的发展应致力于在改善现有透明电极材料的性能的同时,优化器件结构设计,实现柔性透明纳米发电机的发电性能的提升,并且继续改进制备工艺,实现纳米发电机的集成化,以便柔性透明纳米发电机投入实际应用。 展开更多

关键词 柔性透明 纳米发电机 电极材料 ITO 碳纳米管 石墨烯

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基于石墨烯薄膜材料的肖特基结光伏器件研究进展

5

作者 贾树明 魏大鹏 +1 位作者 焦天鹏 汪岳峰 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第16期16001-16008,16015,共9页

肖特基结太阳能电池因其结构简单、制备方便、成本低廉而受到广泛关注。石墨烯材料具有优异的物理性能以及原料来源丰富、制备成本低,可替代传统的ITO用于制备基于石墨烯的肖特基结太阳能电池。综述了现阶段基于石墨烯肖特基结太阳能电... 肖特基结太阳能电池因其结构简单、制备方便、成本低廉而受到广泛关注。石墨烯材料具有优异的物理性能以及原料来源丰富、制备成本低,可替代传统的ITO用于制备基于石墨烯的肖特基结太阳能电池。综述了现阶段基于石墨烯肖特基结太阳能电池的研究进展,探讨和分析了不同类型石墨烯肖特基结太阳能电池的性能以及在应用中存在的问题,为后续开展石墨烯肖特基结太阳能电池的研究与应用提供借鉴。 展开更多

关键词 石墨烯 ITO 肖特基结 太阳能电池

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CH3NH3PbIxCl3-x钙钛矿复合石墨烯光电探测器的制备与性能研究

6

作者 张倪侦 何孟珂 +1 位作者 余鹏 周大华 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期12060-12063,12068,共5页

石墨烯是一种新型二维薄膜材料,因其优异的物理性能和应用价值被广泛关注。但是由于石墨烯较低的光吸收率使得其制备的光电探测器性能无法满足实际应用的要求,将石墨烯与CH_3NH_3PbI_xCl_(3-x)钙钛矿复合,既可以弥补石墨烯光吸收率低的... 石墨烯是一种新型二维薄膜材料,因其优异的物理性能和应用价值被广泛关注。但是由于石墨烯较低的光吸收率使得其制备的光电探测器性能无法满足实际应用的要求,将石墨烯与CH_3NH_3PbI_xCl_(3-x)钙钛矿复合,既可以弥补石墨烯光吸收率低的缺陷,同时又可以充分利用石墨烯电导率高的优点,采纳钙钛矿材料宽吸收波段的优点,制备出一种性能优化的光电探测器,获得的探测器光响应率达到0.66 A/W,比单层石墨烯光电探测器提高至3倍以上。 展开更多

关键词 石墨烯 无机-有机钙钛矿 光电探测器 光响应率

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基于次级缓存的SDRAM调度策略的研究 被引量：1

7

作者 杜忠文 李庚霖 +2 位作者 蒋菡 褚江恒 伍俊 《电子测量技术》 北大核心 2023年第14期37-42,共6页

针对卷积神经网络算法FPGA硬件加速器存在的内存带宽瓶颈,提出了一种基于次级缓存的行重组调度策略。通过分析SDRAM存储器的性能、FPGA硬件加速原理和内存带宽瓶颈,建立了次级缓存机制。该机制可服务于加速过程中堆叠的访问请求,通过合... 针对卷积神经网络算法FPGA硬件加速器存在的内存带宽瓶颈,提出了一种基于次级缓存的行重组调度策略。通过分析SDRAM存储器的性能、FPGA硬件加速原理和内存带宽瓶颈,建立了次级缓存机制。该机制可服务于加速过程中堆叠的访问请求,通过合并相同Bank/Row的访问请求,减少Active和Precharge操作的额外开销。实验测试结果表明,在SC-RR调度策略下,存储器的访存时间减少32.87%,功耗降低31.71%,有效带宽利用率提高到91.3%。在性能相近的情况下,硬件资源消耗减少83.8%,满足了设计要求。 展开更多

关键词 卷积神经网络 FPGA 硬件加速 SDRAM SC-RR

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基于超材料的太赫兹波吸波材料 被引量：7

8

作者 刘毅 彭晓昱 +4 位作者 王作斌 董家蒙 魏东山 崔洪亮 杜春雷 《红外技术》 CSCD 北大核心 2015年第9期756-763,共8页

超材料是一种人工设计的具有周期单元阵列结构的电磁材料,具有超常物理特性。基于超材料的太赫兹吸波材料在太赫兹技术领域有许多潜在的应用。简述了超材料吸波材料的理论基础,综述了国内外在单频、双频、多频带和宽带太赫兹超材料吸波... 超材料是一种人工设计的具有周期单元阵列结构的电磁材料,具有超常物理特性。基于超材料的太赫兹吸波材料在太赫兹技术领域有许多潜在的应用。简述了超材料吸波材料的理论基础,综述了国内外在单频、双频、多频带和宽带太赫兹超材料吸波材料领域的研究进展,并展望了太赫兹吸波材料研究的未来发展方向和趋势。 展开更多

关键词 太赫兹波 吸波材料 超材料

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太赫兹波段超材料在核酸恒温指数扩增检测上的应用

9

作者 李永川 王思江 +5 位作者 毛洪艳 颜识涵 刘毅 魏东山 夏良平 黄庆 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1341-1344,共4页

超材料对电磁场具有介电环境敏感和局域电场增强等奇特的电磁特性,近年来广泛用于无标记生物检测。文中设计并制作了一种金属开口谐振环阵列结构的超材料,在太赫兹波段下分别检测核酸恒温指数扩增前后反应体系,在氮气干燥环境下,扩增反... 超材料对电磁场具有介电环境敏感和局域电场增强等奇特的电磁特性,近年来广泛用于无标记生物检测。文中设计并制作了一种金属开口谐振环阵列结构的超材料,在太赫兹波段下分别检测核酸恒温指数扩增前后反应体系,在氮气干燥环境下,扩增反应前后的频率偏移量分别为Δf1=(54±3)GHz、Δf2=(60±5)GHz。实验结果显示金属开口谐振环阵列结构的超材料可以作为一种生物传感器快速无标记检测核酸扩增前后的变化。 展开更多

关键词 太赫兹 超材料 金属开口谐振环阵列

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外电场对锂修饰氧化石墨烯结构储氢性能的影响 被引量：2

10

作者 赵晗 周丽娜 +2 位作者 魏东山 周新建 史浩飞 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期100-107,共8页

基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,研究了外加电场对锂修饰氧化石墨烯结构(Li@GO)储氢性能的影响.考察Li@GO结构的稳定性及其对外加电场的响应,研究H_2-Li@GO结构的H_2分子吸附能、几何构型与外加电场的关系.研究结果表明,当外加... 基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,研究了外加电场对锂修饰氧化石墨烯结构(Li@GO)储氢性能的影响.考察Li@GO结构的稳定性及其对外加电场的响应,研究H_2-Li@GO结构的H_2分子吸附能、几何构型与外加电场的关系.研究结果表明,当外加电场方向垂直Li@GO平面向下(负电场)时,随电场强度增加,H_2分子的吸附能逐渐降低,H_2分子逐渐接近Li原子;当外加电场方向向上(正电场)时,随电场强度增加,H_2分子的吸附能逐渐升高,H_2分子逐渐远离Li原子,分波态密度(PDOS)分析表明:与无外加电场体系的PDOS相比,当对体系施加负电场时,H_2-Li的杂化峰向低能量方向位移,H_2分子与Li@GO结合更加紧密,提升了储氢稳定性;施加正电场时,H_2-Li的杂化峰向高能量方向位移,H_2分子与Li@GO作用减弱提升了氢气释放动力学性能.进一步计算表明,在无外加电场情况下,Li@GO结构最大储氢量在3.1%以上. 展开更多

关键词 氧化石墨烯 储氢性能 外电场 密度泛函理论 吸附能 分波态密度

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亚波长金属块阵列的太赫兹传感芯片 被引量：1

11

作者 王思江 毛洪艳 +4 位作者 夏良平 杨忠波 魏东山 崔洪亮 杜春雷 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期82-87,共6页

光波波段的生化传感器件已很常见且可实现单分子探测,但由于光波波长在纳米量级,制作出的器件的结构尺寸小、加工难度大、传感重复性较差。因此,本文提出一种亚波长金属块阵列结构的太赫兹(Terahertz,THz)传感芯片,在理论上基于法布里-... 光波波段的生化传感器件已很常见且可实现单分子探测,但由于光波波长在纳米量级,制作出的器件的结构尺寸小、加工难度大、传感重复性较差。因此,本文提出一种亚波长金属块阵列结构的太赫兹(Terahertz,THz)传感芯片,在理论上基于法布里-珀罗(FP)共振建立了其传感模型,结合有限元方法分析了亚波长金属结构局域表面等离子体共振对其传感灵敏度的影响规律。然后采用正交光刻工艺制作出了结构均一的传感芯片,传感实验表明,该芯片对0.025 mol/L的D(+)-葡萄糖水溶液可产生53 GHz的频移量,传感灵敏度高,有望应用于高灵敏的太赫兹生物传感。 展开更多

关键词 亚波长金属结构 正交光刻 太赫兹 传感

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臂型网格结构增强石墨烯电调制太赫兹透射 被引量：1

12

作者 邹仪宣 董连和 +1 位作者 夏良平 刘松林 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期93-98,共6页

为提高单层石墨烯薄膜电控太赫兹调制器的调制深度,提出一种臂型金属网格微结构与石墨烯结合的太赫兹波透射调制器件.通过臂型金属网格结构激发的共振耦合场增强石墨烯与太赫兹波的相互作用,使石墨烯在外加电压调制下对太赫兹波透射幅... 为提高单层石墨烯薄膜电控太赫兹调制器的调制深度,提出一种臂型金属网格微结构与石墨烯结合的太赫兹波透射调制器件.通过臂型金属网格结构激发的共振耦合场增强石墨烯与太赫兹波的相互作用,使石墨烯在外加电压调制下对太赫兹波透射幅度的调制深度获得大幅提升.通过有限元仿真分析了金属结构参数对石墨烯与太赫兹波相互作用增强规律的影响,理论结果表明,臂型网格结构使石墨烯对太赫兹波透射幅度调制深度从7.7%提升到了28.2%.在理论结果的基础上,基于光刻工艺完成了器件的结构制作,实验测试中获得了24%的太赫兹幅度调制深度,且调制深度曲线与理论仿真规律基本一致. 展开更多

关键词 应用光学 太赫兹波 有限元分析 石墨烯 金属结构 调制 共振

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单靶磁控溅射法制备Cu_2ZnSnS_4薄膜及其异质结光电探测器 被引量：1

13

作者 林煌丁 刘相志 +5 位作者 方浩 周全 张恩亮 严鑫 冷重钱 张风燕 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期163-167,172,共6页

采用单靶磁控溅射法制备了铜锌锡硫(CZTS)薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)和扫描电镜(SEM)分别对CZTS薄膜的物相结构、光学性能以及表面形貌进行表征,结果表明,退火后的CZTS薄膜... 采用单靶磁控溅射法制备了铜锌锡硫(CZTS)薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)和扫描电镜(SEM)分别对CZTS薄膜的物相结构、光学性能以及表面形貌进行表征,结果表明,退火后的CZTS薄膜具有单一相的锌黄锡矿结构、适合的禁带宽度(1.51eV)以及平整致密的表面形貌。通过制备CZTS/n-Si异质结光电探测器,光电性能测试显示,器件在450,635和980nm波长的光源下均具有良好的光伏效应。在0V偏压,功率密度为3mW/cm^2的980nm光源照射条件下,器件的响应的上升时间(τr)和下降时间(τd)分别为τr=41ms,τd=126ms,电流开关比为434.9。CZTS/n-Si异质结结构有利于提高载流子的分离效率,比纯n-Si探测器与纯CZTS探测器具有更大的电流开关比,为低成本、高性能及环境友好光电探测器提供新方案。 展开更多

关键词 光电探测器 CZTS/n-Si异质结 电流开关比 响应时间 低成本

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石墨烯/硅异质结光电导型探测器光电响应及噪声 被引量：1

14

作者 李云杰 付津滔 +3 位作者 聂长斌 包军林 李兆成 伍俊 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2022年第8期732-741,共10页

设计并制备了石墨烯/硅异质结光电导型光电探测器,重点分析了光电响应与噪声性能。相比纯硅光电导探测器,石墨烯/硅异质结光电导探测器对635 nm波长激光的净光电流从20μA提升至260μA,与此同时,其1 Hz噪声幅值从3.2×10^(-17) A^(2... 设计并制备了石墨烯/硅异质结光电导型光电探测器,重点分析了光电响应与噪声性能。相比纯硅光电导探测器,石墨烯/硅异质结光电导探测器对635 nm波长激光的净光电流从20μA提升至260μA,与此同时,其1 Hz噪声幅值从3.2×10^(-17) A^(2)/Hz增加至2.1×10^(-16) A^(2)/Hz。进一步比较两种探测器的相对信噪比(净光电流/1 Hz噪声幅值),发现石墨烯/硅异质结探测器的相对信噪比(1.2×10^(18))优于纯硅探测器的(6.3×10^(17))。此外,探究了石墨烯条带尺寸对于光电响应及噪声的影响,发现随着石墨烯条带长度的增加,探测器的光电响应与噪声呈下降趋势;随着石墨烯条带宽度的增加,探测器的光电响应与噪声呈上升趋势。进一步比较了不同石墨烯条带长宽比探测器的净光电流与相对信噪比,发现净光电流随着长宽比的增大而减小,而相对信噪比随着长宽比的增大而增加。此外,通过沉积Al_(2)O_(3)对探测器的噪声进行了抑制。最后,利用栅压调制对探测器的综合性能进行了优化。上述结果对石墨烯基光电探测器的研究具有一定参考价值。 展开更多

关键词 光电探测器 石墨烯/硅异质结 石墨烯条带 光电响应 噪声 相对信噪比

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石墨烯薄膜的前驱气体预热化学气相沉积快速制备方法 被引量：1

15

作者 余崇圣 魏大鹏 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第16期16110-16114,共5页

石墨烯具有优异的光学、电学和力学等性能而备受人们关注,但是目前石墨烯材料受产量、尺寸和均匀性等因素的限制,以至于在终端产品上还没有形成真正的应用。主要阐述了一种利用前驱气体预热化学气相沉积法（PT-CVD）快速制备大面积单层... 石墨烯具有优异的光学、电学和力学等性能而备受人们关注,但是目前石墨烯材料受产量、尺寸和均匀性等因素的限制,以至于在终端产品上还没有形成真正的应用。主要阐述了一种利用前驱气体预热化学气相沉积法（PT-CVD）快速制备大面积单层石墨烯薄膜方法,实现石墨烯薄膜批量制备和大面积转移在300mm×300 mm面积的聚对苯二甲酸乙二醇酯衬底上,并获得在400~800nm光波段下大于95%的光透过率和（146±15）Ω/sq的方块电阻。分别利用扫描电镜、共聚焦拉曼光谱仪、紫外-可见分光光度计和四探针设备等检测了前驱气体预热化学气相沉积法制备的石墨烯薄膜的均匀性、透过率和方块电阻等参数特性。最后,通过解决了石墨烯微纳米线路结构和真空贴合等关键技术实现了石墨烯真实多点电容式触控面板,并成功运用在5.5寸手机终端产品应用上。 展开更多

关键词 石墨烯 前驱气体预热化学气相沉积 触控面板

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薄膜衍射主镜基底面形误差的像差特性分析 被引量：2

16

作者 李韬杰 吴鹏 +3 位作者 杨正 尹韶云 杜春雷 汪岳峰 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期145-152,共8页

基于衍射光线追迹和波前再现的方法,建立了薄膜衍射主镜基底面形误差所引起波前误差的物理仿真模型。并以边缘褶皱面形和中心向外凸出球面面形两种典型的薄膜基底形变类型为例,分别研究了两种面形误差对衍射主镜成像质量的影响,讨论了... 基于衍射光线追迹和波前再现的方法,建立了薄膜衍射主镜基底面形误差所引起波前误差的物理仿真模型。并以边缘褶皱面形和中心向外凸出球面面形两种典型的薄膜基底形变类型为例,分别研究了两种面形误差对衍射主镜成像质量的影响,讨论了这两种典型薄膜形变所引起的主要像差类型,分析了衍射主镜波前均方根误差、面形峰谷值与光学系统斯特列尔比(SR)的相互关系,为进一步研究薄膜衍射主镜的装配夹持和像差补偿提供了理论支撑。 展开更多

关键词 成像系统 薄膜衍射主镜 面形误差 波前误差

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基于超薄金属薄膜的超宽频太赫兹分束器 被引量：4

17

作者 刘松林 薄报学 +1 位作者 邹仪宣 夏良平 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期393-397,共5页

提出了一种以聚酯薄膜作为支撑的超薄金属薄膜太赫兹分束器结构,建立了该结构的基于传输矩阵理论的分束模型,分析了不同厚度金属Cr膜和聚酯薄膜对超宽频段太赫兹分束器的反射率、透射率和分束比的影响.理论结果表明,太赫兹分束器的分束... 提出了一种以聚酯薄膜作为支撑的超薄金属薄膜太赫兹分束器结构,建立了该结构的基于传输矩阵理论的分束模型,分析了不同厚度金属Cr膜和聚酯薄膜对超宽频段太赫兹分束器的反射率、透射率和分束比的影响.理论结果表明,太赫兹分束器的分束性能受金属Cr膜厚度的影响较大,而受聚酯薄膜厚度的影响较小.在此基础上,制备了不同厚度金属Cr膜的太赫兹分束器件,并进行了分束实验,获得了与理论分析一致的实验结果,确定了1∶1分束比下的器件结构参数. 展开更多

关键词 薄膜 太赫兹 分束器 CR

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