高聚物中分子相互作用对红外吸收谱的影响

基于扩展SSH模型及动力学演化的方法,通过数值计算研究了链间耦合作用对高聚物吸收谱的影响.计算结果表明,随着链间相互作用的增大,会导致低频吸收边发生红移,这与实验结果一致.进而发现,对于呈电中性的体系,吸收边红移有两种不同的理论根源:第一种情况是带隙减小导致的红移;第二种情况是电子从带间态向导带电子态跃迁导致的吸收边红移.     

相变及空位缺陷对SrF2在高压下光学性质的影响

本文采用第一性原理方法, 计算了SrF2的理想晶体和含锶、氟空位点缺陷晶体在100 GPa压力范围内的光学性质. 吸收谱数据表明, 压力因素引起的两个结构相变对SrF2的吸收谱均有影响: 第一个相变将导致其吸收边蓝移, 第二个相变将导致其吸收边红移. 空位点缺陷的存在将使得SrF2的吸收边红移, 其中氟空位点缺陷引起的红移行为更显著. 尽管如此, 这些红移并未使得SrF2晶体在可见光区出现光吸收的现象(是透明的). 波长在532 nm处的折射率数据指明, 在SrF2的三个结构相区, 其折射率均随压力的增加而增大, 且SrF2的高压结构相变也使得其折射率增大. 锶空位点缺陷将导致SrF2的折射率降低, 但氟空位点缺陷的存在对其基本没有影响. 分析表明, SrF2晶体有成为冲击窗口材料的可能.     

高压下BaLiF3晶体光学性质的第一性原理研究

本文采用第一性原理方法, 在190 GPa的压力范围内, 计算了BaLiF3理想晶体和含空位点缺陷晶体的光学性质. 吸收谱数据表明, 压力因素不会导致BaLiF3晶体在可见光区有光吸收的行为. 空位点缺陷的存在会使得BaLiF3的吸收边红移(其中氟空位点缺陷引起的红移最显著) , 但这些红移不会导致它在可见光区内出现光吸收的现象. 波长在532 nm处的折射率数据显示, BaLiF3的折射率将随压力升高而增大. 氟空位点缺陷将导致BaLiF3的折射率增大, 但钡空位点缺陷和锂空位点缺陷的存在对其基本没有影响. 本文预测, BaLiF3晶体有成为冲击光学窗口材料的可能.     

相变及空位缺陷对高压下GeO_2光学性质的影响

本文采用第一性原理方法,在100 GPa的压力范围内,计算了GeO_2理想晶体和含锗、氧空位点缺陷晶体的光学性质.吸收谱数据表明,压力诱导的三个结构相变对GeO_2晶体的吸收谱均有影响:第一个相变将导致其吸收边蓝移,而第二和第三相变将使得其吸收边红移.锗和氧空位点缺陷的存在将导致GeO_2的吸收边红移,但氧空位点缺陷引起的红移更明显.尽管如此,分析发现,在100 GPa的压力范围内,压力、相变以及空位点缺陷等因素都不会导致GeO_2晶体在可见光区出现光吸收现象(是透明的).波长在532 nm处的折射率数据显示,在GeO_2的四个相区,其折射率均随压力增加而降低;而且,GeO_2的三个结构相变以及锗、氧空位点缺陷都会导致其折射率有所增大.本文预测,GeO_2有成为冲击光学窗口材料的可能.     

相变及空位缺陷对CaF2在高压下光学性质的影响

本文采用第一性原理方法, 计算了CaF2的理想晶体和含钙、氟空位点缺陷晶体在100 GPa压力范围内的光吸收谱和折射率. 吸收谱数据表明, 压力因素诱导的两个结构相变对 CaF2的吸收谱均有影响: 第一个相变将导致其吸收边蓝移, 而第二个相变却引起其吸收边红移. 钙空位点缺陷会使得CaF2的吸收边微弱蓝移, 但氟空位点缺陷却导致其吸收边有显著的红移. 然而, 这些红移的行为并未使得CaF2晶体在250-1000 nm的波段范围内出现光吸收的现象（是透明的）. 532 nm处的折射率数据显示, 在 CaF2的三个结构相区（Fm3m、Pnma、P63/mmc相区）, 其折射率均随压力增大而增加; 同时, 高压结构相变以及氟空位点缺陷也使得CaF2的折射率增大, 但钙空位点缺陷却导致其折射率减小. 数据分析表明, CaF2晶体有成为冲击窗口材料的可能, 本文所获得的信息对未来的实验研究有参考价值.     

纳米Cu/Al_2O_3组装体模板合成与光吸收

以有序的多孔氧化铝为模板,利用交流电在孔洞中沉积金属铜得到纳米Cu粒子/Al2O3组装体系.透射电镜观察显示随着交流电沉积时间的延长,孔洞中纳米Cu粒子数量增加.测量了纳米Cu粒子/Al2O3组装体系的紫外可见光吸收光谱,发现随着孔洞中纳米Cu粒子数量增加,纳米Cu粒子/Al2O3组装体系的吸收带边大幅度红移;根据雷利散射引起的消光增强解释了组装体吸收带边红移的原因.同时发现Cu粒子的表面等离子共振吸收峰消失及组装体在吸收带边区光吸收值满足间接带隙半导体光吸收边的表达式.     

高压下KMgF_3晶体光学性质的第一性原理研究

本文采用第一性原理的方法,在100 GPa的压力范围内,计算了KMgF_3的理想晶体和含空位缺陷晶体的光学性质.吸收谱数据表明,在100 GPa范围内,压力因素不会导致KMgF_3晶体在可见光区有光吸收行为.钾、镁和氟空位缺陷的存在会使得KMgF_3晶体的吸收边红移(其中氟空位缺陷引起的红移最显著),但这些红移不会导致它在可见光区出现光吸收的现象.能量损失谱数据显示,压力因素不仅会使得KMgF_3晶体的能量损失谱有蓝移的行为,而且还会引起它的较强谱峰个数发生变化.在100 GPa处的缺陷晶体数据指明,氟空位缺陷会导致其能量损失谱的两个较强谱峰的峰值强度明显降低.分析表明,KMgF_3晶体有成为冲击窗口材料的可能,并且本文所获得的结果对未来的实验探究有参考作用.     

外电场对直接带隙Ge量子阱中的光学性质的影响

在有效质量近似下,考虑到外电场的影响,详细研究了直接带隙Ge/GeSi量子阱中带间光跃迁吸收系数和阈值能量随量子阱阱宽,外电场强度的变化情况。结果表明：随着外电场的增强,带间光跃迁吸收强度会逐渐减弱,阈值能量减小,吸收曲线向低能方向移动,出现了红移现象。此外,当量子阱比较大时,外电场对量子阱中带间光跃迁阈值能量的影响更加明显。     

直接带隙Ge耦合双量子阱中的光吸收系数

在有效质量近似下,详细研究了直接带隙Ge/GeSi耦合双量子阱中带间光跃迁吸收系数和阈值能量随量子阱结构参数的变化情况。结果表明：随着量子阱阱宽增大,带间光跃迁吸收强度会逐渐减弱,阈值能量减小,吸收曲线向低能方向移动,出现了红移现象。增强耦合量子阱间的耦合效应使得带间光吸收强度显著提升。此外,与非对称耦合量子阱相比,耦合效应对对称耦合量子阱中光吸收系数的影响更为显著。     

直接带隙Ge耦合双量子阱中的光吸收系数

在有效质量近似下,详细研究了直接带隙Ge/Ge Si耦合双量子阱中带间光跃迁吸收系数和阈值能量随量子阱结构参数的变化情况.结果表明:随着量子阱阱宽增大,带间光跃迁吸收强度会逐渐减弱,阈值能量减小,吸收曲线向低能方向移动,出现了红移现象.增强耦合量子阱间的耦合效应使得带间光吸收强度显著提升.此外,与非对称耦合量子阱相比,耦合效应对对称耦合量子阱中光吸收系数的影响更为显著.     

Size-dependent photo-induced shift of the first exciton band in CdTe quantum dots in glass prepared by a two-stage heat-treatment process

CdTe nanocrystals were grown from commercially available RG850 Schott filter glass by two-step heat-treatment process which almost doubles the particle to matrix volume fraction. A calculation shows that a quantized-state effective mass model in the strong confinement regime might be used to deduce the average radius for the nanocrystals larger than 2 nm in radius from the energetic position of the first exciton peak in optical absorption spectrum. Size-induced shift of ∼360 meV in the first exciton peak position was observed. The steady state photoluminescence spectra exhibit a broad band red shifted relative to the first exciton band, which indicates the existence of shallow trap states. The non-linear optical properties of CdTe nanocrystals were studied by room temperature resonant photoabsorption spectroscopy. The differential absorption spectra had three-lobed structure whose size-dependent evolution was explained by bleaching of the absorption, red shift and broadening in the Gaussian absorption band used to fit the first exciton peak. A maximum red shift of 2.32 meV for the average nanocrystal radius of 4.65 nm was estimated by fitting the photomodulation spectra with a combination of first and second derivative Gaussian absorption bands. We presume that the red shift is induced by the electric field of trapped charges in surface states. Internal electric field strengths of 23 and 65 kV/cm were predicted for the average nanocrystal radii of 3.95 and 4.65 nm, respectively, with the help of second-order perturbation theory in the strong confinement limit.     

Mn、Fe掺杂ZnS的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了闪锌矿结构的纯净ZnS、Mn掺杂ZnS和Fe掺杂ZnS的电子结构和光学性质,分析了掺杂对ZnS晶体的能带结构、电子态密度、光学吸收系数的影响。计算结果表明:掺杂体系费米能级附近的电子态密度主要来源于Mn 3d,Fe 3d态电子的贡献;Mn、Fe掺杂情况下的光吸收谱均向低能级方向移动且在低能端形成新的吸收峰,红移效应明显。     

Photo-induced nonthermal melting of amorphous chalcogenides observed by pump and probe x-ray absorption spectroscopy

A new kind of melting phenomenon which is not based on thermal excitation has been observed. X-ray absorption spectroscopy (XAS) experiments under optical pumping provide a “snap-shot” information on the local structure under excitation. We have studied the local structure of chalcogenide glasses such as vitrious selenium and As₂Se₃ under optical excitation and confirmed the local melting phenomenon under light illumination at low temperature. The photo-induced nonthermal melting (PNM) in chalcogenide glasses is interpreted as the result of pairing of excited lone pair electrons during the illumination. Trapped states in this photo-assisted metastable phase result in a local structural disorder which is partially quenched at room temperature. The increased short-range disorder causing Coulomb repulsion is the origin of red shift of the absorption coefficient known as the photodarkening effect. We found that the bond alternation of chalcogens occurs during the photo-excitation.     

基于密度泛函理论的对二甲苯分子电子光谱的外场效应研究

对二甲苯（PX）是化工领域一种非常重要的原料,被广泛地用于香料、医药、油墨和农药等的生产,因此研究PX分子的电子光谱和外场效应,对于它的检测和降解具有十分重要的意义。为研究外电场作用下,PX分子的紫外-可见（UV-Vis）光谱的变化,采用密度泛函理论（density functional theory,DFT）B3LYP方法在6-311++G(d, p)基组水平上,优化了不同外电场（0～0.025 a.u.,0～1.285 6×1010 V·m-1）作用下PX分子的基态几何构型,在此基础上利用含时密度泛函理论（TDDFT）计算了PX分子的UV-Vis吸收光谱,最后对PX分子紫外吸收峰和摩尔吸收系数受外电场作用的的影响规律进行了研究。结果表明：有波长为189 nm、摩尔吸收系数为35 580 L·mol-1·cm-1的强吸收峰,处于E₁带,它是环状共轭的三个乙烯键的苯型体系中的π→π*电子跃迁产生的;与苯分子相比,吸收峰出现11 nm的红移：由于两个甲基和苯环形成p-π共轭,苯环的大π键变弱,故PX分子的紫外吸收峰出现红移;当增加了外电场后,最低未占据轨道(LUMO)向外电场的反方向偏移,导致苯环上的电子密度减小,大π键变弱,π→π*跃迁需要的能量降低,电子跃迁产生的波长增大,吸收峰出现显著红移,当外电场增大到0.020 a.u.时,红移已经非常明显;外电场的引入,导致苯环上的电子密度减小,大π键变弱,π→π*跃迁的电子数减少,摩尔吸收系数降低,随着外电场的增强,摩尔吸收系数降低明显,尤其在外电场增强到0.020a.u.后,摩尔吸收系数降低非常显著。这些工作为PX的检测和降解方法研究提供了一定的理论依据,也对其他有机污染物的检测方法和降解机理的研究有启示作用。     

Study of the optical-electrical characteristics of InxGa1−xN alloy with low in doping

The electronic structures and optical properties of In doped GaN were calculated with different doping concentration, from first-principles using density function theory with the plane-wave ultrasoft pseudopotential method. The influence of In doping on the volume, interactions among atoms, density of states, electron density difference, and optical properties of GaN was analyzed. The results show that the interactions among atoms are reduced, band gap decreases, and absorption spectra have red shift along with the increase of In doping concentration.     

纳米晶La2O3的制备及其红外吸收特性的研究

采用硬脂酸凝胶法制备了La2O3纳米晶,用X射线粉末衍射仪(XRD),透射电子显微镜(TEM)对La2O3纳米晶的粒径和形貌进行了表征.研究了不同热处理温度下纳米La2O3的红外吸收特性,结果表明,La2O3纳米晶的吸收峰的宽化、吸收峰发生蓝移和红移现象,同时La2O3纳米晶在1 000～1700 nm之间吸收较好,有可能用作激光隐身涂料的吸收剂.     

Fe和Ni共掺杂ZnO的电子结构和光学性质

基于密度泛函理论的第一性原理研究Fe,Ni单掺杂和(Fe,Ni)共掺杂纤锌矿型ZnO的能带结构、电子态密度分布、介电函数、光学吸收系数,分析了掺杂后电子结构与光学性质的变化.计算结果表明：掺杂体系的费米能级附近电子态密度主要来源于Fe 3d,Ni 3d态电子的贡献;与纯净ZnO相比,Fe,Ni单掺杂和(Fe,Ni)共掺杂ZnO的介电函数虚部均在0.46eV左右出现了一个新峰;Fe,Ni单掺杂和共掺杂ZnO的吸收光谱均发生明显的红移,并都在1.3eV处出现较强吸收峰.结合他人的计算和实验结果,给出了定性的讨 关键词： 氧化锌 掺杂 第一性原理 光学性质     

Preferential Solvation Studies of 1, 5 Diamino Anthraquinone in Binary Liquid Mixtures

The absorption and fluorescence spectra of 1,5-diaminoanthraquinone(1,5-DAAQ) have been investigated in organic solvents-Benzene(BZ), Ethanol (ETOH), Acetonitrile (AN), Dimethylformamide (DMF) and Dimethyl sulfoxide (DMSO). There is an intra molecular hydrogen bond formed between quinoid oxygen and the substituents NH₂ [C = O...H-N]. The interaction of the hydrogen atom of - NH₂ leads to red shift in both absorption and fluorescence spectra. The dipole moment ratio of 1,5 DAAQ in ground and excited states was calculated from stokes shift obtained from optical absorption and fluorescence spectra. Photo physical properties of 1,5-DAAQ dye was studied using this absorption and fluorescence spectroscopy techniques in binary liquid mixtures(AN + DMF, AN + DMSO, AN + ETOH and BZ + ETOH).     

Annealing-induced optical and sub-band-gap absorption parameters of Sn-doped CdSe thin films

Thin films of Sn-doped CdSe were prepared by thermal evaporation onto glass substrates in an argon gas atmosphere and annealed at different temperatures. Structural evaluation of the films was carried out using X-ray diffraction and their stoichiometry studied by energy-dispersive X-ray analysis. The films exhibit a preferred orientation along the hexagonal direction of CdSe. The optical transmittance of the films shows a red shift of the absorption edge with annealing. The fundamental absorption edge corresponds to a direct energy gap with a temperature coefficient of 3.34 × 10^?3 eV K^?1. The refractive index, optical conductivity and real and imaginary parts of the dielectric constants were found to increase after annealing. The sub-band gap absorption coefficient was evaluated using the constant photocurrent method. It varies exponentially with photon energy. The Urbach energy, the density of defect states, and the steepness of the density of localized states were evaluated from the sub-band-gap absorption.