国家自然科学基金(61274103)
- 作品数：16 被引量：55H指数：5
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- 铁磁共振磁交换力显微镜被引量：5
- 2013年
- 原子间的自旋相互作用力对原子级别磁性纳米构造体的表面磁性质的理解是极为重要的.磁交换力显微镜是测量表面自旋作用力的重要手段,但它的缺点一是需要加外部强磁场,二是不能分离表面形貌和自旋信息,这就导致材料表面受外部磁场的影响,而且表面形貌和自旋信息之间相互影响,使自旋间的相互作用力的检测和成像研究受到限制.为了解决上述问题,利用原子力显微镜,并采用微波照射的方法,根据铁磁共振原理,分别独立提取磁性材料表面形貌和自旋信息,称之为铁磁共振磁交换力显微镜,理论和实验结果表明此方法可以有效地分离两种信息.铁磁共振磁交换力显微镜可以促进对原子级磁性材料机能的理解以及磁性相关科学领域的进步,特别是对自旋电子元件的发展有很大的促进作用,是新世纪高度信息化社会不可缺少的测量技术.
- 薛慧马宗敏石云波唐军薛晨阳刘俊李艳君
- 关键词：原子力显微镜自旋铁磁共振
- 纳米级自旋分离的铁磁共振成像研究被引量：2
- 2014年
- 自旋间的相互作用力对原子级别纳米构造体磁性质的理解是极为重要的.磁交换力显微镜(MExFM)是测量原子磁矩相互作用力的一种创新手段,但是这种手段不能分离表面形貌和自旋信息.我们提出的铁磁共振磁交换力显微镜(FMR-MExFM)实现了磁性材料表面的磁交换力信息和表面形貌信息的分离.为了充分利用铁磁共振效应,高效率的微波照射机构是极为重要的一项.在本研究中,通过照射机构的仿真和优化设计得到了微波在同轴电缆间的衰减、照射机构直径以及同轴电缆-探针距离之间的关系,同时得到了最优化的实验条件,在此基础上提高了铁磁共振检测的灵敏度.运用改进后的FMR-MExFM,成功地完全分离了磁性信息和表面结构信息,实现了磁性信息N极和S极的180°的相位差.本研究对FMR-MExFM的开发、磁信息检测具有重要的作用.
- 李圣昆马宗敏张欢薛慧唐军石云波薛晨阳刘俊李艳君
- 关键词：自旋微波照射
- 原子自旋共振磁测系统的微波传输优化仿真
- 2015年
- 对单个电子自旋的研究和控制对于原子陀螺有着极巨大的潜在应用和科学意义,而氮空位中心(nitrogen-vacancy center)作为一个稳定的电子自旋控制体系正在成为研究热点。在利用NV中心进行原子陀螺的控制中,微波的传输对于原子陀螺灵敏度具有重要的影响作用。而基于NV中心的原子陀螺系统中高效率的微波照射机构是非常重要的一项。通过对微波照射机构进行设计,并利用Comsol软件对微波在SMA探头中的衰减进行仿真,得到了最优化的实验条件,这为后续提高基于NV中心进行原子陀螺的灵敏度奠定了基础,对基于NV中心进行原子陀螺系统的开发、磁信息检测具有重要的作用。
- 马宗敏谢艳娜张欢王芳王芳唐军石云波唐军薛晨阳
- 关键词：自旋微波传输
- 金刚石氮空位中心的研究进展及应用被引量：9
- 2014年
- 综述了金刚石中氮空位(NV)中心的研究进展及应用。金刚石中NV中心是由一个氮原子取代金刚石中的一个碳原子,然后捕获周围的一个空穴形成的,是一种独特的荧光光散射吸收光谱晶格缺陷。首先介绍了金刚石晶体中NV中心的晶体结构以及光学和电学等基本性质。系统综述了金刚石中NV中心的国内外研究现状,包括在物理和生物等领域的重要应用。分析了其在磁场测量、温度测量、角速率测量的超高灵敏度优势,生物标记应用上的稳定性优势以及其他方面的独特的应用前景。指出了金刚石NV中心存在的可扩展性需提高和物理机制需继续研讨等问题,并且展望了金刚石NV中心未来的发展趋势。
- 张欢马宗敏谢艳娜王芳王芳唐军石云波唐军薛晨阳
- 关键词：金刚石
- 高灵敏低噪声光束偏转检测系统设计被引量：6
- 2018年
- 为了进一步提高自制超高真空室温非接触式原子力显微镜（NC-AFM）的检测灵敏度和获得材料表面更高分辨率的原子图像,在比较了原子力显微镜探针振动位移检测的三种方法的基础上,重点研究了光束偏转检测方法,理论上分析了这种方法的偏转检测灵敏度与噪声。设计了一个高灵敏度、低噪声的光束偏转检测系统,该系统的激光光斑能够高精度地聚焦在悬臂上,能容易、直观地对准激光光路,并高效地检测到悬臂的振动和探针的共振频率。通过实验,验证了准直激光的质量及光路的对准,并利用该系统在超高真空非接触式原子力显微系统中进行探针振动实验,得到了探针的共振频率为161.736 8 kHz,通过计算得到探针共振的品质因数为12 939,说明系统具有高灵敏度和低噪声的性能。有望在进一步提高原子力显微镜分辨率方面得到应用。
- 曲章武兴盛魏久焱马宗敏
- 关键词：光学测量低噪声
- 开尔文探针力显微镜的应用研究现状被引量：2
- 2018年
- 开尔文探针力显微镜（KPFM）是一种能够对众多材料表面电势纳米级成像的独特工具。首先介绍了开尔文探针力显微镜的基本工作原理和系统的建立。系统综述了开尔文探针力显微镜的国内外应用研究现状，包括开尔文探针力显微镜在物理、材料和生物等领域的重要应用。详细介绍了其在表征金属纳米结构和半导体纳米结构电学性质的超高分辨优势，表征器件纳米结构电学性质的兼容性优势及其他方面的独特的应用前景。指出了开尔文探针力显微镜的可扩展性需提高和物理机制需进一步深入研究，并且展望了开尔文探针力显微镜未来的发展趋势。
- 武兴盛魏久焱常诞马宗敏
- 关键词：超高分辨率
- Cu(110)-O表面NC-AFM探针针尖的纳米指纹识别技术研究
- 2015年
- 在扫描探针显微镜(SPM)技术(包括原子力显微镜(AFM)、扫描隧道显微镜(STM)以及开尔文力探针显微镜(KPFM)等)中,探针针尖的状态和种类对于研究材料表面的物理、化学性质有着重要的影响.本论文以Cu(110)-O为例,主要研究利用AFM针尖控制技术对Cu(110)-O的不同相位,表面扫描结果及相位形成原因,Cu,O原子的关系以及针尖与表面原子种类识别的形成原因等.针对探针针尖原子种类以及尖锐程度的不同,证实了O原子针尖以及Cu原子针尖作用下对Cu(110)-O表面的Cu,O原子具有化学识别的功能.同时,研究发现针尖状态对材料表面信息识别具有重要影响,并给出了具体的解释和讨论.本研究对AFM表面原子成像、原子种类化学识别具有重要意义.
- 马宗敏张欢谢艳娜石云波唐军薛晨阳刘俊李艳君
- 关键词：AFM
- 新型AFM原子分辨率导电探针技术研究被引量：1
- 2015年
- 目的制备新型导电探针,解决目前探针针尖曲率半径较粗、饱磁力大、调频困难、不容易得到高分辨图像等问题。方法向Si探针针尖蒸镀导电金属薄膜得到导电薄膜Si探针,镀Fe薄膜厚度约为几纳米,同时保证探针的曲率半径约10 nm。利用透射电镜观察和超高真空原子力显微镜扫描镀膜前后探针Na Cl(001)表面,分析其性能。结果自制的Fe薄膜Si探针由于蒸镀了金属薄膜,探针针尖性能稳定,Si探针扫描效果的悬挂键影响被消除,同时提高了系统的扫描分辨率。结论导电薄膜Si探针能够充分利用现有的仪器设备进行实验,具有造价低、使用简单、性能稳定等优点,可以作为将来磁交换力显微镜(MEx FM)的磁性探针来测试材料的表面磁信息。
- 张欢马宗敏谢艳娜唐军石云波薛晨阳刘俊李艳君
- 关键词：导电薄膜
- 基于ARM的实验室智能无线监控系统设计被引量：12
- 2017年
- 针对现有监控系统与报警系统分立不集成的问题,提出了一种基于ARM的实验室多功能视频监控与报警系统。该系统选用Linux操作系统,S3C2440微处理器,使用CC2530单芯片Zig Bee无线模块进行组网。可以实时监控温湿度、监测是否有人员、设置蜂鸣器报警并且实现远程网络摄像头监控。通过Zig Bee终端采集信息并且无线传输、S3C2440控制平台接收处理数据并实现网络图像传输进而实时远程监控,从而实现了智能监控与报警系统的结合。整个系统适合应用于实验室的环境安全监测,以及安防监控,将为实验室的安全提供有力保障。
- 白杰孟令军张慧慧
- 关键词：S3C2440处理器智能监控无线传输嵌入式系统
- 基于DSP的视频处理及传输系统设计被引量：10
- 2017年
- 以数字信号处理(DSP)为硬件平台,对嵌入式视频软件系统的设计与实现进行了研究。提出了采用DSP核+DSP/BIOS方案进行系统设计。在嵌入式实时操作系统DSP/BIOS的基础上,通过达芬奇技术分别对系统中的视频采集、H.264编/解码器、网络传输、显示等各个软件模块进行设计。解决了低码率高清晰度实时视频处理及传输的问题。经过系统测试,实现功能需求。系统具有高性能低成本的特点,广泛适用于各类监控、实时视频传输场合。
- 白杰孟令军张慧慧
- 关键词：数字信号处理视频处理传输系统
