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公开(公告)号：CN110160984B
公开(公告)日：2021-12-24
申请号：CN201910021639.0
申请日：2019-01-08
Applicant: 南开大学
IPC: G01N21/3586
Abstract: 本发明公开了一种基于超表面和铌酸锂混合结构的片上太赫兹传感增强器件。其目的在于对微量生物化学物质进行高灵敏度检测。通过调节金属天线的长度和介质层二氧化硅的厚度，实现在更宽的频率范围内对不同药品的探测。采用的方案是：将天线阵列超表面镀在沉积了二氧化硅层的亚波长铌酸锂波导表面，然后在超表面上方涂抹薄层化学药品。通过激发天线局域表面等离子体，从而增强物质对特征频段光的吸收，实现对物质的高灵敏探测。本发明解决了由于样品体积小，与光场作用弱，而造成信号微弱的问题。本发明具有装置简易，体积小，测量种类多，高灵敏度，便于操控等显著特点，广泛适用于生物化学、医学等领域对微量物质的太赫兹特征波谱的传感探测。
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公开(公告)号：CN106936054B
公开(公告)日：2019-06-14
申请号：CN201710345527.1
申请日：2017-05-12
Applicant: 南开大学
IPC: H01S1/02
Abstract: 本发明公开了一种基于亚波长波导的窄带太赫兹波发生器及检测的方法，其目的在于解决现有技术利用共线相位匹配高效激发太赫兹波存在的难题。采用的方案是：将亚波长波导铁电材料作为太赫兹波辐射源，让激光器产生的飞秒激光脉冲聚焦于亚波长波导侧面，通过冲击受激拉曼散射产生太赫兹脉冲；在亚波长波导作用下，特定波长的太赫兹波和飞秒激光之间满足长距离的相位匹配，产生窄带、放大的太赫兹波；通过相衬成像得到太赫兹时域瞬态光谱；利用计算机上相关计算软件对其进行快速傅里叶变换，得到放大的窄带太赫兹波频谱。本发明具有装置简单易操控、太赫兹波带宽窄且效率高的特点，可提高探测的灵敏度和精度。
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公开(公告)号：CN104310403B
公开(公告)日：2017-12-19
申请号：CN201410539525.2
申请日：2014-10-14
Applicant: 南开大学
IPC: C01B33/021 , B82Y30/00
Abstract: 本发明公开了一种窄带发光黄色纳米硅颗粒的制备方法。将选取的并清洗干净的硅片及收集装置置于加工腔内，在一定气压范围的氮气或惰性气体气氛环境下，飞秒激光辐照硅片制备窄带发光黄色纳米硅颗粒。实验表明收集物中不含制备环境中的气体元素杂质，主要为粒径1‑4nm的单晶硅纳米颗粒，其间夹杂一些粒径为40‑240nm的硅单晶大颗粒，室温可见光范围内表现出窄带发光性质。本发明方法简单易行，绿色环保；在飞秒激光辐照硅片过程中调控气压，优化了在气相中对纳米颗粒的收集，同时能够将颗粒粒径控制于很小范围内且不引入杂质，提高了收集的硅纳米颗粒的纯度。
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公开(公告)号：CN112091418A
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN202010945697.5
申请日：2020-09-10
Applicant: 南开大学
IPC: B23K26/0622 , B23K26/082 , B23K26/122 , B23K26/14 , B23K26/70
Abstract: 本发明公开了一种宽禁带半导体表面深亚波长周期性条纹的制备方法。其是通过在宽禁带半导体材料表面预镀金属膜的方式辅助飞秒激光加工在辐照区域形成深亚波长周期条纹结构。利用金属/宽禁带半导体的复合结构，在飞秒激光辐照过程中，可以大大增强材料对入射光能量的吸收，提高飞秒激光与宽禁带材料的相互作用效率。该方法降低材料烧蚀阈值效果明显，形成的深亚波长条纹周期精细。本发明还具有工艺简单、适用性广、灵活性强等优点。通过对飞秒激光能流、脉冲数、加工区域图案设计可以实现宽禁带半导体上不同形状及不同空间周期的深亚波长条纹。
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公开(公告)号：CN110690322A
公开(公告)日：2020-01-14
申请号：CN201910939440.6
申请日：2019-09-30
Applicant: 南开大学
IPC: H01L31/18 , H01L31/028 , H01L31/0288 , H01L31/09
Abstract: 本发明涉及一种自支撑高增益柔性硅基光电探测器的制备方法，通过化学腐蚀对单晶硅进行减薄使之具有柔韧性，并在柔性单晶硅表面制备具有准周期微锥结构的过饱和掺杂层，以此形成柔性黑硅。再经过退火处理激活黑硅层中的掺杂元素，极大提高了柔性单晶硅的吸收率并拓展了其光谱吸收范围。该柔性硅基光电探测器工作在反偏电压下，吸收光子产生光生电子-空穴对，在外电场作用下分离，最终被电极收集后形成光电流，从而实现了光探测。本发明具有工艺简单，原材料易获取，易操控等优点，本发明所制备的柔性硅基光电探测器一方面实现了自支撑，另一方面实现了低偏压下高增益及宽谱的特性，并克服了有机柔性光电探测器响应时间较长的缺点。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110160984A
公开(公告)日：2019-08-23
申请号：CN201910021639.0
申请日：2019-01-08
Applicant: 南开大学
IPC: G01N21/3586
Abstract: 本发明公开了一种基于超表面和铌酸锂混合结构的片上太赫兹传感增强器件。其目的在于对微量生物化学物质进行高灵敏度检测。通过调节金属天线的长度和介质层二氧化硅的厚度，实现在更宽的频率范围内对不同药品的探测。采用的方案是：将天线阵列超表面镀在沉积了二氧化硅层的亚波长铌酸锂波导表面，然后在超表面上方涂抹薄层化学药品。通过激发天线局域表面等离子体，从而增强物质对特征频段光的吸收，实现对物质的高灵敏探测。本发明解决了由于样品体积小，与光场作用弱，而造成信号微弱的问题。本发明具有装置简易，体积小，测量种类多，高灵敏度，便于操控等显著特点，广泛适用于生物化学、医学等领域对微量物质的太赫兹特征波谱的传感探测。
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公开(公告)号：CN104310403A
公开(公告)日：2015-01-28
申请号：CN201410539525.2
申请日：2014-10-14
Applicant: 南开大学
IPC: C01B33/021 , B82Y30/00
Abstract: 本发明公开了一种窄带发光黄色纳米硅颗粒的制备方法。将选取的并清洗干净的硅片及收集装置置于加工腔内，在一定气压范围的氮气或惰性气体气氛环境下，飞秒激光辐照硅片制备窄带发光黄色纳米硅颗粒。实验表明收集物中不含制备环境中的气体元素杂质，主要为粒径1-4nm的单晶硅纳米颗粒，其间夹杂一些粒径为40-240nm的硅单晶大颗粒，室温可见光范围内表现出窄带发光性质。本发明方法简单易行，绿色环保；在飞秒激光辐照硅片过程中调控气压，优化了在气相中对纳米颗粒的收集，同时能够将颗粒粒径控制于很小范围内且不引入杂质，提高了收集的硅纳米颗粒的纯度。
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公开(公告)号：CN110690322B
公开(公告)日：2021-09-24
申请号：CN201910939440.6
申请日：2019-09-30
Applicant: 南开大学
IPC: H01L31/18 , H01L31/028 , H01L31/0288 , H01L31/09
Abstract: 本发明涉及一种自支撑高增益柔性硅基光电探测器的制备方法，通过化学腐蚀对单晶硅进行减薄使之具有柔韧性，并在柔性单晶硅表面制备具有准周期微锥结构的过饱和掺杂层，以此形成柔性黑硅。再经过退火处理激活黑硅层中的掺杂元素，极大提高了柔性单晶硅的吸收率并拓展了其光谱吸收范围。该柔性硅基光电探测器工作在反偏电压下，吸收光子产生光生电子‑空穴对，在外电场作用下分离，最终被电极收集后形成光电流，从而实现了光探测。本发明具有工艺简单，原材料易获取，易操控等优点，本发明所制备的柔性硅基光电探测器一方面实现了自支撑，另一方面实现了低偏压下高增益及宽谱的特性，并克服了有机柔性光电探测器响应时间较长的缺点。
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公开(公告)号：CN103715292B
公开(公告)日：2016-05-04
申请号：CN201410012447.0
申请日：2014-01-02
Applicant: 南开大学
IPC: H01L31/102 , H01L31/18
CPC classification number: Y02P70/521
Abstract: 本发明涉及一种具有高增益的可见和近红外硅基光电探测器制备方法，其是在n型衬底与n+型黑硅层之间形成n-n+结，该n-n+结经过快速热退火处理激活黑硅硫掺杂层中的硫杂质元素；该硫掺杂黑硅层增加了材料对可见和红外光的吸收；该硅基光电探测器器件工作在反偏电压下，硅基光电探测器器件吸收光子产生的光生电子-空穴对在电场的作用下分离，并向两边的电极运动，被电极收集后形成光电流，从而实现了光探测。本发明具有结构简单、工艺简单、易加工和易保存等优点，最突出的，该光电探测器在400nm-2500nm波长范围内，-5V偏压下的响应度均大于为1A／W，在低偏压下实现了高增益。
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公开(公告)号：CN102976326B
公开(公告)日：2015-06-17
申请号：CN201210543892.0
申请日：2012-12-17
Applicant: 南开大学
IPC: C01B33/021 , B82Y30/00
Abstract: 本发明公开了一种硫掺杂硅纳米颗粒的制备方法。将选取的并清洗干净的硅片置于加工腔内，经过飞秒激光在六氟化硫(SF6)气体中辐照硅片制备硫掺杂硅样品和飞秒激光辐照硫掺杂硅样品制备硫掺杂硅纳米颗粒两大步骤，制备出球形粒径范围为1-500nm的硫掺杂硅纳米颗粒，掺杂浓度为1×1019/cm3～1×1021/cm3。本发明能够快速的制备硫掺杂硅纳米颗粒，掺杂浓度高，而且能够通过控制入射激光能量和辐照时间的方法，控制颗粒的粒径和颗粒量。解决了通常制造硅纳米颗粒速度慢、工艺过程复杂、成本高的问题。
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