浅电子陷阱掺杂AgCl微晶的光作用特性研究

利用微波吸收介电谱检测技术,同步检测均匀掺杂K4Fe(CN)6盐的立方体AgCl微晶在室温条件下的自由和浅束缚光电子的衰减时间分辨谱。对比未掺杂样品发现,掺杂引入的浅电子陷阱使样品中的自由光电子衰减时间延长了338ns,衰减过程中出现一个明显的一级指数快衰减区;较高浓度掺杂情况下,测量了光作用产物对光电子衰减的影响,分析表明,光作用产物是具有深电子陷阱作用的银簇。光作用产物的出现,使得晶体中发生了浅电子陷阱到深电子陷阱效应的转变,可见掺杂使得晶体内部结构和光作用特性发生了变化。     

ZnS晶体中浅电子陷阱对光电子衰减过程的影响

本文采用微波吸收法,测量了ZnS:Mn,Cu:I,Br粉末材料受到超短激光脉冲激发后,其光生电子和浅束缚电子的衰减过程.发现制备过程中Mn2+、Cu1、I-、Br-的掺杂量对光生导带电子的衰减过程有明显的影响.光生电子寿命是I-、Br-形成的浅施主能级和Cu+受主能级、Mn2+发光中心共同作用的结果.本文还测量了材料的热释光曲线,Cu+受主能级、Mn2+发光中心会影响热释光强度,证实I-、Br-形成电子陷阱对光生电子和浅陷阱中的电子寿命有延长作用,而Mn2+发光中心会起到缩短寿命的作用.     

微波吸收法研究ZnS:Mn粉末发光材料的光电子瞬态过程

本文采用微波吸收介电谱技术,测量了ZnS:Mn材料受到紫外超短脉冲激光激发后,其光生电子的瞬态衰减过程,得到了ZnS:Mn材料光电子衰减时间分辨谱.分析表明,光电子衰减由快慢两个衰减过程组成,快过程持续时间约为10ns,慢过程近似为指数衰减过程.Mn的掺杂浓度对导带光电子的寿命有明显的影响,慢过程光电子寿命随着Mn掺杂浓度的增加而呈下降趋势,掺杂浓度由0.10;质量分数增加到1.00;质量分数时,慢过程的光电子寿命由779ns下降到363ns,下降了近一倍.这是由于随着Mn掺杂浓度的提高,Mn2+发光中心的密度增加,导带光电子与发光中心的碰撞几率增大,寿命降低.     

掺杂AgCl中光电子衰减特性研究

利用微波吸收介电谱检测技术,检测均匀掺杂[Fe(CN)_6]~(4-)盐的立方体AgCl微晶首次曝光后的自由和浅束缚光电子的衰减时间分辨谱.实验发现,随着掺杂浓度的增加,样品中自由光电子衰减时间逐渐从未掺杂时的116 ns延长至1133 ns.分析光电子衰减曲线还同时得到,随着掺杂浓度的增加,光电子的前期较慢衰减过程逐渐变快,后期较快衰减过程逐渐变慢,总体上衰减时间逐渐增加,且掺杂浓度变化对后期衰减影响较大.研究表明掺杂使得晶体中引入了能总体上延缓光电子衰减的浅电子陷阱,并且随掺杂浓度的增加,浅电子陷阱特征更加明显.     

镥铝石榴石(Lu3Al5O12∶Pr)晶体的生长及发光性能

用提拉法生长出了直径45 mm的Lu3Al5O12:1; Pr(LuAG: Pr)石榴石闪烁晶体.测试了该晶体不同部位样品的吸收谱、激发发射光谱和多道能谱等.对晶体的吸收波段、发光峰位和激发波长及其对应的Pr离子中电子的跃迁能级进行了指认.测得LuAG: Pr晶体在137Cs放射源激发下的闪烁衰减时间为29 ns,光产额约为10800±540photons/MeV,光致发光衰减时间为21.93 ns.LuAG: Pr晶体样品的热释光(TSL)曲线证实晶体中存在较多的能够束缚电子的浅陷阱.     

染料吸附立方体氯化银微晶的光电子特性

利用微波吸收介电谱检测技术测得了不同染料吸附量条件下立方体氯化银微晶的光电子衰减曲线,发现随着染料吸附量的增多,光电子的衰减速率变快,且不是一个单凋变化过程.光电子衰减的微观动力学分析表明,染料吸附存在着聚集体吸附和单分子态吸附两种情形,聚集体吸附使得微晶中的填隙银离子增多,从而增加了微晶外部的深电子陷阱,使光电子衰减变快;染料单分子态的吸附起修饰微晶表面能级的作用,从而减少了微晶外部的深电子陷阱,使光电子衰减变慢.     

Zn1-x HfxO的电子结构和光学性质的第一性原理计算

基于第一性原理密度泛函理论,计算分析了Zn1-xHfxO(x=0,0.0312,0.0417,0.0625和0.1250)体系的晶格结构、电子结构,Mulliken电荷布居和光学性质.计算结果表明,随着Hf掺杂摩尔百分比的增大,晶体体积膨胀,费米能级进入导带,其附近的导带部分主要由杂质原子Hf的5d态贡献,Hf-O离子键成分作用凸显,故Hf的掺杂引入施主能级进而形成n型ZnO材料的可能性较大.且通过比较吸收谱、反射谱和折射谱,发现适量掺入Hf原子可使ZnO体系在高能区的透过率增加,能量损失谱出现红移.这些性质均与实验中Hf掺杂有类似结果,由此可知适量掺杂Hf的ZnO体系有望在制备光电子器件等领域发挥作用.     

硫增感对立方体AgCl微晶光电子衰减影响的动力学研究

本工作利用微波吸收介电谱技术检测了硫增感立方体氯化银微晶光电子的衰减时间谱,并根据实验结果建立了硫增感氯化银微晶的动力学模型,通过计算机求解由此模型得到的光电子衰减动力学方程,得到了不同增感时间下电子陷阱的浓度和深度,发现随增感时间的增加,电子陷阱的深度保持不变(0.201eV),而陷阱的浓度发生了变化,即在增感时间为75 min时电子陷阱的浓度为7.5×10-6;在增感时间为60 min时电子陷阱的浓度为3×10-6,这些结论对于其它晶体特性的研究具有参考价值.     

Cd掺杂对Zn1-xCdxS:Cu能带结构和光电子瞬态过程的影响

本文采用高温固相反应法制备了Zn1-xCdxS:Cu黄色电致发光材料.研究了Cd含量对电致发光亮度、发光光谱、光生电子瞬态过程和热释光的影响.通过调整Cd含量,可以制备出黄色电致发光材料.研究发现Cd掺杂会使材料的电子陷阱密度减小,且使光生电子瞬态过程缩短.     

稀土元素(Ce/Nd/Eu/Gd)与N共掺金红石相TiO2的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势计算方法,计算分析了纯金红石相TiO2,Ce、Nd、Eu和Gd四种稀土元素单掺杂金红石相TiO2,以及与N共掺金红石相TiO2的晶体结构、电子结构和光学性质.由掺杂前后的结果分析发现,掺杂后晶胞膨胀,晶格发生畸变;费米能级上移进入导带,导带底部引入杂质能级,提高了掺杂体系的电导率和对可见光的响应;光学性质、介电函数和吸收谱掺杂体系峰值比纯TiO2小,反射谱和能量损耗谱出现红移现象.     

S-La共掺杂ZnO性能的第一性原理研究

采用基于广义梯度近似的第一性原理方法,研究了纯ZnO、S单掺、La单掺和S-La共掺ZnO的能带结构、态密度和光学性质。S单掺ZnO后,价带和导带同时向低能量转移,导致带隙减小。La单掺ZnO后在导带底产生杂质能级使得带隙减小。S-La共掺ZnO导致La的局部化减弱,表明La形成的施主能级由于S的3p态的影响变得更浅,从而减小了带隙。和纯ZnO相比,掺杂后的ZnO吸收系数和反射系数都减小,导致透射能力增强,为ZnO作为透明导电氧化物应用于太阳能电池提供了潜在的理论依据。     

利用皮秒激光激发技术研究纳米硫增感溴化银中光电子特性

纳米硫增感作为一种新型的增感手段,能很大程度上提高卤化银感光材料的性能.卤化银中光电子信号十分微弱,光电子寿命在纳秒量级,本文采用微弱信号的微波吸收相敏检测技术,它能精确地测量载流子的时间特性,反映感光过程的细微变化.通过测量我们获得了不同纳米硫化物粒子增感的立方体溴化银乳剂中光电子的瞬态行为,分析了不同增感温度对增感的溴化银乳剂中光生电子随增感时间而衰减的影响.结果表明:当增感温度增加时,可以缩短乳剂达到最佳光电子利用率的增感时间.     

不同浓度Nb掺杂ZnO第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算了不同浓度Nb掺杂ZnO的能带结构及性能,并对本征ZnO、Al掺杂ZnO(AZO)和Nb掺杂ZnO(NZO)的模拟结果进行对比分析。结果表明:(1)NZO和AZO的带隙值均低于本征ZnO的带隙值,掺杂浓度(原子数分数)同为6.25%的NZO的带隙值低于AZO的带隙值。随着Nb掺杂浓度增高,NZO的导带底明显降低,态密度峰值降低,且Nb-4d态电子占据了费米能级的主要量子态。(2)随着掺杂浓度的增加,NZO和AZO吸收峰和介电函数峰均降低,且向低能区移动,其中,NZO吸收峰向低能区移动更明显,且介电函数虚部分别在0.42 eV和34.29 eV出现新的峰,主要是价带中Nb-4d和Nb-5p电子能级跃迁所致。掺杂浓度同为6.25%的NZO的静介电常数大于AZO的静介电常数,表明NZO极化能力更强,NZO可以更有效改善ZnO的光电性能。随着Nb掺杂浓度增加,NZO的吸收系数和介电函数虚部强度增加且向高能区移动。NZO的模拟结果为高价态元素Nb掺杂ZnO的实验研究工作及实际应用提供了理论参考。     

硫增感AgBrCl立方体微晶中光电子衰减行为的研究

利用微波吸收相敏检测技术并结合短脉冲激光曝光,测量了硫增感条件下AgBrCl立方体微晶感光材料的光电子时间衰减谱.分析了光电子一级衰减区域与增感温度的关系,确定了硫增感的陷阱效应对光电子衰减时间和光电子不同一级衰减区域的影响,并获得了增感过程中生成浅电子陷阱效果的最佳增感条件.