厚度对未掺杂ZnO薄膜光谱性能的影响

X射线衍射光谱、拉曼光谱和紫外可见透射光谱技术是薄膜材料检测的重要技术手段。通过对薄膜材料光谱性能的分析,可以获得薄膜材料的物相、晶体结构和透光性能等信息。为了解厚度对未掺杂ZnO薄膜的X射线衍射光谱、拉曼光谱和紫外可见透射光谱性能的影响,利用溶胶-凝胶法在石英衬底上旋涂制备了不同厚度的未掺杂ZnO薄膜样品,并对薄膜样品进行了X射线衍射光谱、拉曼光谱和紫外可见透射光谱的检测。首先,通过X射线衍射光谱检测发现,薄膜样品呈现出（002）晶面的衍射峰,ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,均沿着C轴择优取向生长,且随着薄膜厚度的增加,衍射峰明显增强,ZnO薄膜的晶粒尺寸随着膜厚的增加而长大。利用扫描电子显微镜对薄膜样品的表面形貌分析显示,薄膜表面致密均匀,具有纳米晶体的结构,其晶粒具有明显的六角形状。通过拉曼光谱检测发现,薄膜样品均出现了437 cm-1的拉曼峰,这是ZnO纤锌矿结构的特征峰,且随着薄膜厚度的增加,其特征拉曼峰强度也增加,进一步说明了随着ZnO薄膜厚度的增加,ZnO薄膜晶化得到了加强。最后,通过紫外可见透射光谱测试发现,随着膜厚的增加,薄膜的吸收边发生一定红移,薄膜样品在可见光区域内的透过率随着膜厚度增加而略有降低,但平均透过率都超过90%。通过对薄膜样品的紫外-可见透射光谱进一步分析,估算了薄膜样品的折射率,定量计算了薄膜样品的光学禁带宽度,计算结果表明：厚度的改变对薄膜样品的折射率影响不大,但其禁带宽度随着薄膜厚度的增加而变窄,且均大于未掺杂ZnO禁带宽度的理论值3.37 eV。进一步分析表明,ZnO薄膜厚度的变化与ZnO晶粒尺寸的变化呈正相关,本质上,吸收边或光学禁带宽度的变化是由于ZnO晶粒尺寸变化引起的。     

纳米ZnO和ZnO-SiO2复合薄膜的光学性质研究

通过溶胶凝胶(sol-gel)法分别在玻璃衬底上制备了ZnO纳米薄膜和ZnO-SiO2纳米复合薄膜,并利用紫外.可见光分光光度计对薄膜的光学性能进行了分析.可见光一紫外透射谱显示,随着Zn0溶胶浓度从0.7 mol/L降低到0.006 mol/L,制备的ZnO薄膜从只出现一个380 nm(对应的光学禁带宽度为3.27 eV)左右的吸收边到在380和320nm(对应的光学禁带宽度为3.76 ev)左右各出现一个吸收边,并且随着ZnO溶胶浓度的降低,在380-320 nm波段内的透过率明显提高.而ZnO-SiO2复合薄膜只在310 nm左右出现一个吸收边.SiOO2的包覆宽化了ZnO的禁带宽度,包覆后的禁带宽度可达到3.87 ev.     

在a-平面蓝宝石衬底上分子束外延生长的ZnO和ZnMgO材料结构和光学性质(英文)

氧化锌材料是新一代宽禁带光电子半导体材料,我们通过等离子体分子束外延设备,在a plane的蓝宝石衬底生长了高质量的氧化锌外延材料。在生长过程中用反射高能电子束衍射仪(RHEED),在位地研究了生长时材料薄膜的表面形貌。通过调节ZnMgO材料镁的组份,生长了禁带宽度可调的宽禁带材料。用紫外-可见透射光谱研究了ZnO,Zn0.89Mg0.11O和Zn0.80Mg0.20O薄膜材料的透射和吸收光谱性质,观察到Zn0.89Mg0.11O,Zn0.80Mg0.20O材料的吸收边的蓝移现象等。以上说明了我们用分子束外延生长 收稿日期:2003 07 22·09·　　第1期StructuralandOpticalCharacterizationofZnOandZnMgOFilmsona-planesapphiresbyMolecularBeamEpitaxy2004年设备成功的生长了高质量的氧化锌和组份渐变的ZnMgO薄膜材料。     

石英玻璃衬底上纤锌矿Mg0.25Zn0.75O薄膜的结构及光学性能

MgxZn1-xO材料是一种新型光电功能材料.采用溶胶凝胶法在石英玻璃上制备了Mg0.25Zn0.75O薄膜,理论结合实验研究了Mg0.25Zn0.75O薄膜的结构和光学性能.研究表明,石英玻璃衬底上Mg0.25Zn0.75O薄膜呈六方纤锌矿结构,薄膜均匀,平均粒径约为20 nm.吸收光谱表明吸收带边始于360 nm,相应的禁带宽度为3.83 eV.发光光谱包含三个发射峰,分别位于384.9 nm(3.23 eV),444.8 nm(2.79 eV)和533.6 nm(2.32 eV),激发光谱峰位于378 nm.由于Mg离子的间隙缺陷导致Mg0.25Zn0.75O薄膜晶格增大,禁带宽度变宽,紫外、蓝光和绿光发射分别红移59,14和12.6 nm.     

不同厚度溅射Ag膜的微结构及光学常数研究

用直流溅射法在室温Si基片上制备了4．9nm-189.0nm范围内不同厚度的Ag薄膜，并用X射线衍射及反射式椭偏光谱技术对薄膜的微结构和光学常数进行了测试分析。结构分析表明：制备的Ag膜均呈多晶状态，晶体结构仍为面心立方；随膜厚增加薄膜的平均晶粒心潮6．3nm逐渐增大到14．5nm；薄膜晶格常数均比标准值（0．40862nm)稍小，随膜厚增加，薄膜晶格常数由0．40585nm增大到0.40779nm。250nm-830nm光频范围椭偏光谱测量结果表明：与Johnson的厚Ag膜数据相比，我们制备的Ag薄膜光学折射率n总体上均增大，消光系数k变化复杂；在厚度为4．9nm-83.7nm范围内，实验薄膜的光学常数与Johnson数据差别很大，厚度小于33．3nm的实验薄膜k谱线中出现吸收峰，峰位由460nm红移至690nm处，且其对应的峰宽逐渐宽化；当膜厚达到约189nm时，实验薄膜与Johnson光学常数数据已基本趋于一致。     

纳米ZnO和ZnO-SiO2复合薄膜的光学性质研究

通过溶胶凝胶(sol-gel)法分别在玻璃衬底上制备了ZnO纳米薄膜和ZnO-SiO₂纳米复合薄膜，并利用紫外-可见光分光光度计对薄膜的光学性能进行了分析.可见光-紫外透射谱显示，随着ZnO溶胶浓度从0.7mol/L降低到0.006mol/L，制备的ZnO薄膜从只出现一个380nm(对应的光学禁带宽度为3.27eV)左右的吸收边到在380和320nm(对应的光学禁带宽度为3.76eV)左右各出现一个吸收边，并且随着ZnO溶胶浓度的降低，在380—320nm波段内的透过率明显提高.而Z 关键词： 纳米ZnO 2复合薄膜')" href="#">ZnO-SiO₂复合薄膜 溶胶凝胶法 透射率     

有机电致发光器件材料的椭偏研究

本文报道了用可变入射角椭圆偏振仪（Variable angle incidence Spectroscopic Ellipsometer）测量Alq3,NPB,CuPc,Rubrene薄膜的光学常数，我们采用真空蒸镀法在硅衬底上分别制备了以上四种薄膜，然后我们用可变入射角椭圆偏振仪对四种薄膜进行了测量，测量在大气中进行，光谱范围从200到1000nm（或1.24到5cV），测量角度为65℃、70℃、75℃、80℃，接着，用Wvase32软件对四种薄膜的光学常数随波长（光子能量）的变化函数进行拟合，通过拟合我们得到了真空蒸镀的Alq3,NPB,CuPc,薄膜的光学常数随波长的变化函数及曲线，并且从材料吸收谱的吸收边，我们还得到了这些材料的光学禁带宽度。     

蓝宝石光纤端面上ZnO薄膜的制备及其温变光学特性

介绍了利用电子束蒸发技术在蓝宝石光纤端面上生长具有良好表面形貌和晶体结构的ZnO薄膜方法.不同测试温度（室温至773 K）条件下的透射光谱显示，蒸镀在蓝宝石光纤端面上的ZnO薄膜，其光学吸收边随温度升高而发生红移现象，且禁带宽度和热力学温度之间满足E_g（T）=340-491×10^-4T的关系.这为今后进一步利用ZnO薄膜的禁带宽度检测相应的环境温度，研制以ZnO薄膜为敏感材料的新型宽量程光纤温度传感器打下了良好的基础. 关键词： ZnO薄膜 蓝宝石光纤 光学吸收边 光纤温度传感器     

ZnO/Si异质结的光电转换特性研究

利用直流反应溅射方法在p型Si衬底上生长掺Al的n型ZnO薄膜，测量了由n型ZnO薄膜和p型Si衬底组成的异质结在黑暗和光照条件下的I-V特性,结果表明该异质结具有优良的整流特性，而且在光照条件下的反向电流迅速增大并很快趋于饱和.通过测量ZnO薄膜的光电流和异质结的光电压的光谱响应，初步分析了异质结的光电转换机理.测量结果显示，在入射光波长为380nm时光电流强度明显下降，反映出光电流与ZnO薄膜禁带宽度的密切关系；同时还发现，在与ZnO禁带宽度相对应的波长前后所产生的光生电压方向相反.推测这一现象与异质结的能带结构密切相关. 关键词： ZnO薄膜 异质结 光电转换 光谱响应     

结合椭圆偏振光谱与傅里叶红外光谱的宽禁带半导体薄膜光学特性表征（英文）

宽禁带半导体薄膜,包括碳化硅,氮化镓和氧化锌及其化合物以及异构体,带隙普遍在3.2eV以上,一阶声子特征峰在100至1500cm~(-1)之间。确定能带宽度和声子特征峰有很多方法,比如光致发光、拉曼散射、光学透射谱等,我们提出了一种结合椭圆偏振光谱与红外傅里叶反射谱进行传输矩阵分析的方法,能够同时确定从紫外波段(约250nm)到远红外波段(约22000nm)的薄膜材料色散关系和膜厚。我们构建了基于谐振子的光学函数模型,并论证这个模型很适合用于模拟由各种不同波长入射光波造成的共振吸收。     

聚乙烯基咔唑与Alq3混合薄膜的发光性能与能量传递过程

研究了Alq3与聚乙烯基咔唑(PVK)按不同比例的混合体系制备的薄膜的发光特性.通过对混合薄膜的吸收光谱、激发光谱和发射光谱的分析，研究了PVK与Alq3之间的 能量传递规律.当Alq3与PVK的质量比为1∶7时，能量传递效率最高.用一个由单链模 型扩展到包括杂质的哈密顿量对实验进行模拟，发现该模型能够较好地解释有关的实验结果. 关键词： 吸收光谱 激发光谱 发射光谱 能量传递     

可溶性与不可溶性聚苯胺的红外与Raman光谱研究(英文)

本文比较了可溶性与不可溶性聚苯胺的红外吸收光谱与 Raman 光谱,表明两种聚苯胺在结构上有明显差别。可溶性聚苯胺的主要红外特征峰频率向高频方向移动,吸收带变窄,肩峰清晰可辨。对应于醌基团振动的1595cm~(-1)谱线相对于苯基团振动的1499cm~(-1)谱线强度减弱,1300cm~(-1)谱峰消失。表明可溶性聚苯胺中醌结构单元的数量少,而且含有偶氮基团 N=N 伸缩振动的特征吸收峰1450cm~(-1)。比较两者的 Raman 光谱也给出了相同的结果。可溶性聚苯胺中相对于氧化单元中醌结构的特征峰1566cm~(-1)谱线比相对于还原单元中苯结构的特征峰1620cm~(-1)谱线强度弱得多,也表明可溶性聚苯胺比不可溶性聚苯胺含有较少的醌结构。根据聚苯胺导电机制的质子化模型,由红外与Raman 光谱中相应谱的相对强度的差别可以估计,可溶性聚苯胺具有氧化型与还原型交替结构,质子化程度较低,仅约15%,因此电导率显著下降。     

槲皮素-Sn(II)配合物荧光、紫外及红外光谱的测量与分析

以NH4Cl-NH3.H2O为缓冲液,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为荧光增强剂,用荧光分光光度计分别采集槲皮素、槲皮素-Sn(II)配合物溶液、槲皮素-Sn(II)-NH4Cl-NH3.H2O、槲皮素-Sn(II)-NH4Cl-NH3.H2O-CTAB溶液以及将其溶液分别静置7h和21h后的荧光光谱,并对光谱进行分析。在不加CTAB的条件下,用紫外分光光度计分别测量加入缓冲液前后的紫外光谱。用漫反射方法测定配合物的红外光谱,并对其结构进行初步分析。在缓冲液的作用下,槲皮素-Sn(II)配合物的结构发生了变化;通过分析,发现与缓冲液发生反应的主要基团为酚羟基,红外光谱中酚羟基的消失和NH4+基团的出现,说明了配合物中的酚羟基与NH4+发生了取代反应。     

槲皮素-Sn(Ⅱ)配合物荧光、紫外及红外光谱的测量与分析

以NH4Cl-NH3·H2O为缓冲液,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为荧光增强剂,用荧光分光光度计分别采集槲皮素、槲皮素-Sn(Ⅱ)配合物溶液、槲皮素-Sn(Ⅱ)-NH4Cl-NH3·H2O、槲皮素-Sn(Ⅱ)-NH4Cl-NH3·H2O-CTAB溶液以及将其溶液分别静置7h和21h后的荧光光谱,并对光谱进行分析.在不加CTAB的条件下,用紫外分光光度计分别测量加入缓冲液前后的紫外光谱.用漫反射方法测定配合物的红外光谱,并对其结构进行初步分析.在缓冲液的作用下,槲皮素-Sn(Ⅱ)配合物的结构发生了变化;通过分析,发现与缓冲液发生反应的主要基团为酚羟基,红外光谱中酚羟基的消失和NH 4基团的出现,说明了配合物中的酚羟基与NH 4发生了取代反应.     

碳纳米管的表面修饰及FTIR,Raman和XPS光谱表征

用红外、拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）研究了水热条件下碳纳米管在不同氧化剂中的表面修饰过程。结果表明水热条件下可以成功地实现碳纳米管的表面修饰,而且,通过控制反应条件可以改变反应产物中官能团的种类和数量。     

水热法合成蓝宝石的化学成分及光谱学表征

蓝宝石作为五大名贵宝石之一,经济价值极高,其中“皇家蓝”、“矢车菊蓝”最为昂贵。而水热法可合成出颜色与“皇家蓝”色极为相似的蓝宝石,且合成出的晶体较大,可通过切磨加工获得内部纯净的样品,仅凭外观及常规方法难以鉴别。选取了7颗水热法合成蓝色蓝宝石为实验对象,采用LA-ICP-MS、拉曼光谱仪、红外光谱仪、紫外-可见分光光度计和三维荧光光谱仪,对其化学成分、谱学特征进行研究,并与外观极为相似的天然蓝宝石、焰熔法合成蓝宝石进行对比分析。分析表明,水热法合成蓝宝石总体成分较为单一,而天然蓝宝石则含有丰富的微量元素。三种样品拉曼光谱均呈现典型的刚玉振动模式,显示A_1g和E_g振动模的拉曼峰。在红外光谱的指纹区,三种样品的吸收峰均无明显差别,与拉曼光谱的结果耦合。但在官能团区3 000～4 000 cm-1波数范围,水热法合成蓝宝石存在由含水矿物包裹体产生的羟基振动峰,而天然蓝宝石和焰熔法合成蓝宝石未显示此特征。紫外-可见光谱表明三种样品均为Fe2+-Ti4+对致色,但水热法与焰熔法合成蓝宝石未出现天然蓝宝石中450 nm吸收峰。三维荧光光谱表明,两种合成蓝宝石在240 nm光源激发下均出现与Ti4+相关的电荷转移导致的蓝色荧光,而天然蓝宝石样品未出现此荧光。化学成分、红外光谱、紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱可为水热法合成蓝宝石的鉴别提供重要信息。     

α粒子激励下氦,氪的光谱

利用自制的单光子计数装置，测定了氦，氪在α粒子激励下的发射光谱，在３７０．０～７２０．０ｎｍ波长范围内，辨认出５条ＨｅＩ，１条ＫｒＩ和６条ＫｒⅡ的光谱线，并在α粒子激励下观察到氦的分子谱带，实验研究了谱线强度随气体压强的变化规律，对α粒子激励下氦，氪可能的激发机理进行了探讨。     

宝石级氟磷锰矿的化学成分及光谱学表征

氟磷锰矿是一种稀有矿物,宝石级氟磷锰矿可呈现高饱和度的红橙色。选取三颗来自巴基斯坦的样品,通过电子探针、拉曼光谱、红外光谱和紫外-可见光吸收光谱进行系统研究,旨在获得其化学成分、光谱学特征,分析致色离子,为其品种鉴定、优化处理等提供重要数据。样品平均化学成分化学式为(Mn_1.66, Fe_0.17, Ca_0.15, Mg_0.03)_Σ2.02[P_0.99O_4.14]F_0.82,属含少量铁的氟磷锰矿,与文献记载的巴基斯坦Shigar山谷产出的宝石级氟磷锰矿化学成分相似。拉曼光谱与红外光谱显示氟磷锰矿的主要振动基团为PO3-₄基团。拉曼光谱的主峰位于980 cm-1,可用于分析羟基与氟的替代关系,450和427 cm-1双峰的强度比可反映Mn2+和Fe2+的替代关系。红外光谱在400～650 cm-1波段和900～1 200 cm-1波段有吸收峰,可以反映羟基与氟和Mn2+与Fe2+的替代关系。因此,拉曼光谱、红外光谱特征可清晰区分氟磷锰矿、羟磷锰矿和氟磷铁矿三个类质同像矿物。紫外-可见光吸收光谱中,以406 nm为中心的强吸收峰是由于Mn2+自旋禁阻跃迁导致;以455 nm为中心的弱吸收峰是由于Fe2+自旋禁阻跃迁导致,Mn2+对此峰也有一定贡献;以533 nm为中心的吸收峰是由Mn2+的6A_1g(S)→4T_1g(G)跃迁导致。样品呈现红橙色,属自色矿物。氟磷锰矿族矿物普遍存在类质同象,拉曼光谱、红外光谱可准确鉴定氟磷锰矿,电子探针可以为其产地溯源提供重要信息。     

Single- and multi-photon absorption of carbon dioxide laser lines by SO2 and CO2 molecules

Summary We have used 60 rovibrational lines of a Lumonics TEA CO₂ laser to record the spectra of coincidence of SO₂ IR absorption with CO₂ laser emission. We extended the same type of investigation to CO₂ molecules and observed an absorption at practically all the rovibrational lines of the laser. We have also recorded the increase of absorption with pressure of the studied molecule and with its temperature. Our work reveals very accurately the fine structure of these absorptions that shows a clear discreteness in the intensities of the lines. Some implication of this discreteness in multiphoton absorption is also presented, through data that indicate very strong vibrational coupling between ground and excited electronic states of SO₂. The authors of this paper have agreed to not receive the proofs for correction.     

长春新碱与牛血清白蛋白相互作用研究

利用紫外、荧光和圆二色光谱研究了不同温度下长春新碱(VCR)与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用。通过荧光猝灭数据算得在296,303和310 K时,VCR与BSA的猝灭常数KSV分别为2.0×104,1.7×104和1.5×104L.mol-1,结合常数Ka分别为1.5×104,9.5×103和4.9×103L.mol-1,结合位点数分别为0.978 6,0.949 0和0.891 1,表明VCR与BSA间具有较强的结合作用,但结合能随着温度的升高而降低,是形成复合物的静态猝灭。圆二色光谱(CD)数据表明相互作用后BSA的二级结构发生了改变:BSA的α-螺旋的含量从33.5%下降到29.7%,β-折叠的含量从13.6%升高到18.4%。通过Van′t Hoff方程,计算出热力学常数焓变(ΔH)和熵变(ΔS)分别为:-62.7 kJ.mol-1和-129.38 J.(mol-1.K)-1,表明氢键和范德华力在VCR与BSA结合中处于主导作用。