差分式悬架单层石墨烯纳米孔传感器及其制备方法和用途

    公开(公告)号:CN114715840B

    公开(公告)日:2023-09-05

    申请号:CN202210372933.8

    申请日:2022-04-11

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明公开了差分式悬架单层石墨烯纳米孔传感器及其制备方法和用途。该制备方法包括:在硅基底层上形成SiO2层,对硅基底层远离SiO2层的一侧进行刻蚀形成沟槽,位于沟槽区域的SiO2层悬空;在SiO2层上形成石墨烯条带单元,该单元包括两条间隔分布且同时横跨沟槽的单层石墨烯条带;沉积金属电极层,在沟槽一侧形成的电极层同时覆盖两条单层石墨烯条带,在沟槽另一侧形成的电极层包括间隔分布且各覆盖一条单层石墨烯条带的两部分;利用HF溶液刻蚀掉沟槽区域裸露出的二氧化硅层使单层石墨烯条带悬空;利用离子束在悬空的两条单层石墨烯条带中的一条上打出纳米孔。该方法可获得极高的空间分辨率,提高信号强度和信噪比,提高数据的稳定性和可重复性。

    一种同时测量面向与法向热流的高时空分辨率温度传感器

    公开(公告)号:CN115235729A

    公开(公告)日:2022-10-25

    申请号:CN202210842746.1

    申请日:2022-07-18

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明公开了测量面向以及法向热流的温度测量系统以及测量热流的方法。该系统包括:测温单元、数据采集单元以及高温火焰实验台,其中,所述高温火焰实验台包括乙炔高温火焰发生器以及定位组件,所述定位组件靠近所述乙炔高温火焰发生器设置,所述定位组件上固定有所述测温单元,所述测温单元包括基板以及至少一组测温元件,所述测温元件具有金属薄膜电极,所述数据采集系统和所述测温单元电连接。该系统可以较好地模拟高超声速飞行器表面的气动热特性,测温单元具有好的面向以及法向热流跟随性以及敏感性,且空间、时间分辨率均较高。

    一种多波长阵列式快速高空间分辨率拉曼成像方法和装置

    公开(公告)号:CN112964691B

    公开(公告)日:2022-03-04

    申请号:CN202110157649.4

    申请日:2021-02-04

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 一种多波长阵列式快速高空间分辨率拉曼成像方法和装置,该方法包括将n台不同波长的激光器所发出的激光组合成一个扫描阵列,n台不同波长的激光器发出的n束波长不同的激光分别聚焦于n个待测量位置,同一扫描阵列中不同激光聚焦位置之间的距离小于物镜的光学分辨率;将m个扫描阵列组成测量系统,每个扫描阵列分别接入不同的光栅及CCD模块;扫描成像时,由m个扫描阵列在同一测量时间内同时获得m×n个测量位置的拉曼光谱信息;以及记录每个测量位置的拉曼光谱信息,并绘制成拉曼扫描图像。上述方案在保留高空间分辨率优势的基础上,显著提高拉曼扫描成像速度,解决了现有技术不能同时具备高空间分辨率表征和快速表征的技术问题。

    基于石墨烯各向异性刻蚀原理的纳米通道高精度加工方法及其用途

    公开(公告)号:CN113060700A

    公开(公告)日:2021-07-02

    申请号:CN202110301444.9

    申请日:2021-03-22

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明公开了基于石墨烯各向异性刻蚀原理的纳米通道高精度加工方法及其用途。该方法包括:(1)在硅衬底上逐层形成SiO2层、单层石墨烯层和带状光刻胶层,其中,基于预期要获得的纳米通道的形状和尺寸控制:SiO2层的厚度;单层石墨烯层的形状和尺寸;带状光刻胶层的形状和尺寸;单层石墨烯层和带状光刻胶层重叠区域的位置、形状和尺寸;(2)采用氢氟酸溶液湿法刻蚀去除硅衬底上未经带状光刻胶层覆盖的SiO2层和重叠区域的SiO2层,以便在重叠区域形成纳米通道。该方法不仅操作简便,加工精度高,且制得的纳米通道三维尺寸可控,可具有较好的均一性,能够一体成型,无需键合工艺,密封性较好,当流体介质沿该纳米通道运动时不易漏液。

    测量时空温度分布及温度相位分布的拉曼光谱方法和装置

    公开(公告)号:CN109765210A

    公开(公告)日:2019-05-17

    申请号:CN201910085766.7

    申请日:2019-01-29

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明提出一种测量时空温度分布及温度相位分布的拉曼光谱方法和装置,其中,方法包括:构造稳态温度场,探测待测样品温度,调整连续探测激光的光斑中心位置,以获取稳态空间温度分布;构造瞬态温度场,调整脉冲探测激光的光斑中心位置,调整两束激光之间的时间延迟,以获取瞬态空间温度分布;构造被测温度场,固定脉冲探测激光的光斑中心位置,调整脉冲加热激光和脉冲探测激光之间的时间延迟,以获取待测样品在光斑中心位置处温度随时间延迟变化的曲线,并计算曲线与脉冲加热激光的相位差,以及调整脉冲探测激光的光斑中心位置,以获取待测样品温度在不同空间位置的相位分布。能够实现同时测量稳态和瞬态空间温度分布及温度相位分布。

    表征体材料的热扩散率的双波长闪光拉曼方法

    公开(公告)号:CN109470740A

    公开(公告)日:2019-03-15

    申请号:CN201811592242.9

    申请日:2018-12-20

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明提出了一种表征体材料的热扩散率的双波长闪光拉曼方法。该方法包括:(1)使用加热脉冲激光对体材料的表面温度进行周期性改变,并使用与加热脉冲激光波长不同的探测脉冲激光测量体材料的表面温度;(2)通过改变加热脉冲和探测脉冲之间的时间偏差,获得体材料的表面温度随时间偏差变化的升温降温曲线,确定体材料的升温降温曲线;(3)基于升温降温曲线,确定体材料的热扩散率。本发明的测量方法为无损测量,无需在体材料表面覆盖涂层或加贴热电偶,对材料表面粗糙度和材料尺寸也无特殊要求,有很高的时间分辨率,还可用于非均匀体材料局部热扩散率的测量,可应用的样品范围更广,表征的体材料热扩散率的准确性更好、灵敏度更高。

    高灵敏度悬架二维纳米生物分子传感器及其用途

    公开(公告)号:CN115266879B

    公开(公告)日:2024-09-24

    申请号:CN202210973817.1

    申请日:2022-08-15

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明公开了高灵敏度悬架二维纳米生物分子传感器及其用途。该传感器包括衬底层、电极层和多条石墨烯条带,衬底层包括上下布置的二氧化硅层和硅层,衬底层上形成有上部敞口且下部封闭的沟槽,沟槽由二氧化硅层延伸至硅层;电极层包括设在二氧化硅层上的源极、漏极和栅极,源极和漏极分设在沟槽相对的两侧,栅极不与源极和漏极接触;多条石墨烯条带间隔且悬空设置于沟槽上方,每条石墨烯条带的一端位于源极和二氧化硅层之间、另一端位于漏极和二氧化硅层之间。使用该传感器可有效解决因bio‑FET中衬底存在的原因导致检测灵敏度下降、有效传感面积受限及分子结合力弱等问题,同时在传感器中布置多条间隔的石墨烯条带可进一步增加生物分子检测通量。

    单细胞温度分布的激光拉曼测量方法及其用途

    公开(公告)号:CN112985636B

    公开(公告)日:2021-12-28

    申请号:CN202110419289.0

    申请日:2021-04-19

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明公开了单细胞温度分布的激光拉曼测量方法及其用途。该方法包括:制备用于加热细胞的微米电极阵列芯片和温度传感器;获得二维材料导热层拉曼光谱特征峰对应的波数与温度的线性关系;使细胞直接生成在绝缘导热层上;使二维材料导热层与细胞接触,通过微米电极阵列对细胞进行加热,并逐点测量目标细胞上方二维材料导热层的拉曼光谱信号,获得全场的拉曼光谱分布图;基于二维材料拉曼光谱特征峰对应的波数与温度的线性关系和二维材料导热层中每一点的拉曼光谱特征峰的波数偏移量,获得目标细胞全场的温度分布。该方法能解决测量活体细胞全场温度分布的难题,加深对细胞生理行为的了解,促进疾病病理研究、药物研发等相关领域的进一步发展。

    双波长增强型拉曼内窥式无创病理检测装置及检测方法

    公开(公告)号:CN112869691B

    公开(公告)日:2021-11-02

    申请号:CN202110166056.4

    申请日:2021-02-03

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明公开了一种双波长增强型拉曼内窥式无创病理检测装置及检测方法,结合内窥镜检测、拉曼检测与病理分析,直接检测生物体内组织的拉曼光谱,通过光谱信息基于人工智能方法进行无创式病理分析,代替传统的有创病理检查。通过构造信号增强装置,增强测得到的拉曼光谱信号,有效实现体内组织无损病理分析。使用两种不同波长的激光检测同一部位的组织信号,通过两组信号求差值,消除荧光影响,提升拉曼内窥镜的测量信噪比。设计自聚焦结构内窥镜头,通过内置支撑脚,在不增加内窥镜镜头直径的基础上实现内窥镜自聚焦及变焦,在获得更稳定清晰的光谱结果基础上,实现样品的三维扫描病理检测。通过人工智能病理分析方法,有效实现了无创式病理检测。

    单层氟化石墨烯的肖特基二极管及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN113192835A

    公开(公告)日:2021-07-30

    申请号:CN202110480133.3

    申请日:2021-04-30

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本发明公开了单层氟化石墨烯的肖特基二极管及其制备方法和应用。该方法采用复合刻蚀工艺,在硅衬底上形成深沟槽,使整个单层石墨烯二极管器件悬浮在该沟槽之上,同时在其上制备金属电极;并且,通过二氟化氙(XeF2)气体将石墨烯氟化并打开电子能带带隙,在悬空部分形成稳定的氟碳原子共价键,并在金属电极和氟化石墨烯界面形成肖特基势垒,引发二极管效应。采用该方法既能避免半导体衬底对肖特基二极管器件厚度的影响以及因半导体衬底的掺杂/杂质或缺陷对肖特基二极管器件性能产生的负面影响,又能使肖特基二极管具有响应频率高、电子迁移速率高等优点,对微纳尺度下集成电路的发展有重要意义。

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