- 汪浩宇;周宏;王翊;陆仲明;李铁;
面向原子力显微镜（atomic force microscope, AFM）探针的应用需求，提出一种基于硅尖的垂直取向碳纳米管（carbon nanotubes, CNTs）制备方法。首先，通过优化掩膜设计和KOH湿法腐蚀工艺，制备了高度约为6μm的硅尖阵列；然后，采用图案化催化剂定位投放技术，在硅尖顶端实现了铁蛋白分子的选择性附着；最后，通过热化学气相沉积（chemical vapor deposition, CVD）法，在优化的工艺参数下，成功在硅尖上生长出直径约16～20 nm、垂直取向的单根碳纳米管。扫描电子显微镜（scanning electron microscopy, SEM）和透射电子显微镜（transmission electron microscopy, TEM）表征结果显示，所制备的CNTs结构均匀且结晶度良好；拉曼光谱分析进一步证实其具有高度石墨化特性。研究结果可为高性能AFM探针的制备提供可行的技术方案，具有重要的应用价值。
2025年06期 v.31 469-476页 [查看摘要][在线阅读][下载 1143K] [下载次数：19 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 王小妮;刘晓宇;李明晨;彭炜;牟刚;林志荣;
超导纳米线的可控制备是推动单光子探测器和量子相滑移器件等前沿应用的重要基础。作为实现纳米线图形化的核心技术，电子束光刻过程中电子束与超薄超导薄膜之间的相互作用可能对薄膜的本征物性产生不可忽略的影响。针对电子束曝光剂量对NbN超导纳米线超导性能及方块电阻的调控规律开展了系统研究。结果表明：随着曝光剂量的增加，NbN纳米线的正常态方块电阻显著增大（最大增幅达24%），伴随着相滑移激活能的降低；与此同时，尽管NbN纳米线的超导临界温度基本保持稳定，但其在极低温环境下对抗磁场的能力随曝光剂量的增加有所减弱。分析表明，高剂量曝光会在纳米线中引入缺陷，增强载流子散射，从而提高电阻。研究不仅为高性能超导纳米线器件的可控制备确定了最佳工艺窗口，也展示了电子束曝光作为一种潜在的局域化改性技术，可用于片上调控超导薄膜的无序度，为量子器件的设计与集成提供新的思路。
2025年06期 v.31 477-485页 [查看摘要][在线阅读][下载 1073K] [下载次数：12 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 陈颖;郑晓晴;周慧;陈敬学;马淼;李浩;张孝富;尤立星;
NbTiN薄膜因具有低电阻率、高临界温度、高临界电流密度以及高临界磁场等优异的超导电子学性能，被广泛应用于各类超导电子器件和量子混合电路中。然而，传统共溅射过程中的靶中毒现象阻碍了高质量NbTiN薄膜的稳定制备，且薄膜沉积速率受限。为解决这一问题，并提升沉积速率与均匀性，对溅射气体与反应气体的导入方式进行了改进：将氩气（Ar）单独导入靶材附近，而氮气（N_2）则直接通入衬底材料附近。改进后的NbTiN沉积工艺显著提高了低气压下等离子体的稳定性，并能够在不同衬底上制备出具有优良超导电性的NbTiN薄膜。
2025年06期 v.31 486-493页 [查看摘要][在线阅读][下载 1033K] [下载次数：95 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 袁野;李喜;陈后鹏;宋志棠;
相变存储器是一种基于硫系化合物材料在晶态与非晶态之间的电阻差异来实现数据存储的新型非易失性存储器，具有高速、高密度、低功耗、与互补金属氧化物半导体（complementary metal oxide semiconductor, CMOS）工艺兼容性良好、抗电磁干扰及抗辐照等显著优势，有望成为新一代主流存储技术。然而，相变存储器读写不对称的特性为其进一步发展带来了诸多挑战。针对四通道串行外设接口（quad serial peripheral interface, QSPI）相变存储器提出了一种数据粒度转换方案，以优化其读写速率。为提升写入速度，在QSPI相变存储器中引入“写入掩码”设计，将顺序写入时钟频率提升至80 MHz，并采用预读取方法改进了相变存储器的读取效率。仿真结果表明，所提出的读写策略在确保相变存储器操作可靠性的同时，显著提升了QSPI的通信速率。
2025年06期 v.31 494-502页 [查看摘要][在线阅读][下载 1167K] [下载次数：17 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 王洪宇;刘昱彤;赵晨宇;张帅;董国强;张博雯;
复合材料凭借优异的综合性能在可穿戴电子设备领域得到了广泛应用，其中的固化过程是决定材料机械性能的关键环节之一。针对当前的固化过程监测方法可能造成材料性能下降的问题，提出一种可实现嵌入式无损监测的AgNWs/PMDS基柔性介电传感器，并通过COMSOL仿真对其参数进行优化。仿真结果表明，优化后的传感器在采用较小的电极长度（30 mm）和较少的电极数目（10），并保持电极宽度与间距相等的参数配置下，可在将寄生电容控制在21.3 pF的同时实现0.014 3 pF·mm~(-2)的高灵敏度。优化后的介电传感器不仅具有优异的柔韧性，能够贴合复杂三维曲面，还显著提升了监测性能，为复合材料在可穿戴电子设备领域的应用提供了一种高效而可靠的解决方案。
2025年06期 v.31 503-510页 [查看摘要][在线阅读][下载 1021K] [下载次数：138 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 宓倩;王东岳;徐慕杰;王海婷;
为满足工农业生产中的氨气检测需求，开发了一种可实时检测氨气体积分数的系统。以碳化钒铝（V_2AlC）为主要原料，通过刻蚀和热处理工艺制备了纳米V_2C MXene/V_2O_5复合薄膜，并采用喷涂法制备了基于该复合薄膜的氨气传感器。测试了该传感器在不同氨气体积分数下的气敏性能，结果表明，复合薄膜传感器具有优异的氨气敏感特性。针对传感器的温湿度误差和信号处理问题，设计了相关硬件电路并开发了配套程序。通过差动测量电路有效控制了温湿度误差，同时利用双运放构建仪表放大器，实现了对输入差分信号的放大。基于STM32和LabVIEW软件设计并制作了氨气检测装置，该装置能够实时、快速检测氨气体积分数，并具备数据保存和超限报警功能，具有操作简便、实用性强等优点。
2025年06期 v.31 511-516页 [查看摘要][在线阅读][下载 1027K] [下载次数：121 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 下载本期数据