多孔硅镶嵌C102的蓝绿发光特性

利用多孔硅(PS)独特的微孔结构、非常大的比表面积、很强的吸附能力和灵敏的表面光学性质等特点,将激光染料香豆素102(C102)镶嵌在多孔硅中,得到多孔硅镶嵌C102的复合膜。研究复合膜的荧光特性,我们发现：镶嵌在多孔硅中的C102荧光光谱与其在无水乙醇溶液中的荧光光谱相似,主要呈现单体发光特性;通过比较镶嵌在不同孔隙率中的C102荧光光谱,得知镶嵌在不同多孔硅中的染料分子主要以同种形式存在。另外还发现,放置一段时间后的镶嵌复合膜,荧光强度明显增强,对称性提高,保留了激光染料发光的很多优点。多孔硅镶嵌C102的荧光特性展示了多孔硅在发展固体激光器方面有一定的应用,并为实现硅基蓝绿发光打开新的途径。     

多孔硅／激光染料复合体的发光

将激光染料分子有效地嵌入多孔硅中，获得多孔硅／染料分子复合体，嵌入微量梁料分子时，复合体的发光兼有多孔硅和激光染料两者的发光特征，增加染料分子的嵌入量，复合体的发光增强，荧光的时间响应快、脉宽窄，主要表面为激光染料的发光特性。     

多孔硅后处理对其镶嵌染料光学特性的影响

对多孔硅进行真空退火处理和暴露大气快速退火处理,将有机染料香豆素102(C102)镶嵌其中,研究镶嵌复合膜发光特性的变化。通过比较多孔硅退火处理前、后傅立叶红外(FT-IR)吸收光谱的变化,从多孔硅与镶嵌染料分子间的能量传递方式角度出发,解释了PS表面态氧化能改善镶嵌复合膜发光特性的原因。实验通过改变多孔硅表面态,提高了复合膜的发光效率和多孔硅基体的透明程度,证明了多孔硅是一种良好的载体,在发展固体激光器方面有一定的应用,同时为实现硅基蓝绿发光开辟一条新的途径。     

准波导结构下染料薄膜的荧光光谱和放大自发辐射光谱特性

通过对RhB/PMMA和Rh6G/PMMA染料薄膜的荧光光谱和放大自发辐射(ASE)光谱的实验测量和理论分析,研究了准波导结构染料薄膜的荧光光谱和ASE光谱特性。实验上采用连续激光和脉冲激光照射,分别测量准波导结构RhB/PMMA和Rh6G/PMMA染料薄膜的荧光光谱和ASE光谱,发现荧光峰和ASE峰随着染料掺杂浓度和薄膜厚度的增加产生红移;理论上考虑准波导结构下薄膜中染料的自吸收效应,类比激光器谐振腔模型,分析低阶导模传输的增益特性,获得了荧光光谱与ASE光谱中荧光峰和ASE峰对应波长与染料掺杂浓度的关系,数值计算与实验测量相吻合。结果表明,准波导结构下薄膜中染料自吸收效应导致荧光峰及ASE峰发生红移,改变染料掺杂浓度,可以在较大调谐范围实现ASE。     

机械抛光铜金属表面对罗丹明的荧光增强效应

应用激光光谱学方法,研究了铜表面Rh6G分子的荧光增强效应对于金属衬底表面所形成的氧化层的依赖关系,探索了由于空气氧化而形成的氧化层在表面荧光增强效应中的重要意义和作用机理.实验采用罗丹明6G荧光探针分子,在532 nm连续光激发下,研究机械抛光铜金属衬底在经历不同氧化时间,对吸附其表面的Rh6G分子的荧光增强效果.研究结果表明,适当控制金属样品表面的氧化时间,金属铜表面对若丹明分子的荧光发射表现出猝灭和增强效应.金属氧化层起到了隔离荧光分子与金属表面的作用,减弱了由于激发态荧光分子向金属转移非辐射能量和在金属表面诱导反向偶极子而产生的荧光猝灭效应,从而提高了纯金属铜表面荧光增强辐射行为.因此在微纳金属衬底的荧光增强效应研究中,采用适当的实验手段,精确控制隔离层间距,是表面增强光谱获取的重要途径之一.     

机械抛光铜金属表面对罗丹明的荧光增强效应

应用激光光谱学方法,研究了铜表面Rh6G分子的荧光增强效应对于金属衬底表面所形成的氧化层的依赖关系,探索了由于空气氧化而形成的氧化层在表面荧光增强效应中的重要意义和作用机理.实验采用罗丹明6G荧光探针分子,在532nm连续光激发下,研究机械抛光铜金属衬底在经历不同氧化时间,对吸附其表面的Rh6G分子的荧光增强效果.研究结果表明,适当控制金属样品表面的氧化时间,金属铜表面对若丹明分子的荧光发射表现出猝灭和增强效应.金属氧化层起到了隔离荧光分子与金属表面的作用,减弱了由于激发态荧光分子向金属转移非辐射能量和在金属表面诱导反向偶极子而产生的荧光猝灭效应,从而提高了纯金属铜表面荧光增强辐射行为.因此在微纳金属衬底的荧光增强效应研究中,采用适当的实验手段,精确控制隔离层间距,是表面增强光谱获取的重要途径之一.     

氧化多孔硅/聚合物复合膜的折射率

用Bruggeman模型理论，分析了氧化多孔硅/聚合物复合膜的等效折射率与多孔硅孔隙率、氧化度和嵌入率的关系.实验研究了嵌入PMMA材料的氧化多孔硅/聚合物膜的等效折射率.证实了在多孔硅中嵌入聚合物可使薄膜的光学参量保持稳定.     

纳米银粒子复合膜的制备及光学性质测量

本文介绍了一种制备纳米复合薄膜的简易方法.以银胶为纳米粒子的来源,将银粒子渗入明胶基质中,成功地制备出纳米银粒子明胶复合膜及染料(FS,Rh6G)包覆纳米银粒子的复合膜.并报道了所制备的复合膜的电镜(TEM)、吸收谱和荧光光谱测量结果.     

多孔硅激光染料镶嵌膜的荧光光谱研究

本文对以多孔硅为载体，镶嵌激光染料形成复合膜的光致发光进行了研究，比较了镶嵌膜与其他不同状态下染料发光的差异，发现镶嵌染料荧光光谱线型较其他状态下明显趋于对称，同时考察了衬底情况的改变对镶嵌膜发光的影响。通过对实验结果的分析指出，这种硅基镶嵌膜中的染料的发光主要来自单体的荧光发射。     

多孔铝激光染料镶嵌膜的荧光光谱研究

以多孔阳极氧化铝为基底,将激光染料分子RhB有效地嵌入多孔铝的孔中,获得多孔铝激光染料镶嵌膜。镶嵌膜的荧光光谱类似于低浓度液相染料的荧光光谱,但光谱线型更趋于对称。通过改变多孔铝孔的直径和深度及染料溶液深度,研究光谱的变化关系,初步提出了多也铝镶嵌染料膜的理想模型。     

Laser-induced etching of silicon

Conventional fabrication method of porous silicon is anodisation of single crystal silicon in hydrofluoric acid. In this report, we show that it is possible to fabricate porous silicon by laser-induced etching. An earlier report by us has demonstrated the dependence of porous silicon photoluminescence characteristic on the etching laser wavelength [1]. Here we used 780 nm line from a diode laser as the etching source, and the optimum etching conditions were obtained. A simple model was proposed to explain the etching process. Scanning Electron Microscope (SEM) images of the samples support the proposed process.     

多孔硅的拉曼光谱研究

本文研究了多孔硅的拉曼光谱随激发激光功率的变化 ,发现当激发光的功率较低时 ,多孔硅的拉曼光谱在 5 2 0cm- 1附近为一单峰。随着激光功率的增加 ,该单峰向低波数移动且半高宽增大 ,当继续增大激光功率时 ,该单峰分裂为双峰 ,位于低波数一侧的拉曼峰随着激光功率的增大而进一步向低波数移动。多孔硅的拉曼光谱随着激光功率的变化是一个可逆的过程。这一结果表明 ,低波数拉曼峰的位置既不能作为多孔硅颗粒尺寸的量度 ,也不能只把低波数的拉曼峰作为多孔硅的特征。我们认为激光诱导多孔硅中LO和TO声子模的简并解除是观察到双峰的主要原因。     

Quenching influence of cell culture medium on photoluminescence and morphological structure of porous silicon

In this work, the degradation of visible photoluminescence of porous silicon (PSi) under the influential actions of cell culture medium has been mainly studied in order to comprehend the quenching mechanisms necessitating the cell growth on spongy-like-silicon structures, which could form either micro- and/or nano-dimensional morphologies after stain-etching of the poly- or single-crystalline Si surfaces. Quenching effect of the neuron culture medium on visibly luminescent and non-luminescent porous silicon is found to be quite obvious so that this step of the culture process, especially, over nanostructured silicon is extremely essential for a variety of bionanotechnological applications.     

多孔硅量子点的受激辐射：陷阱态的作用

 经激光辐照和高温退火后能够在硅基上生成氧化多孔硅结构。用514 nm的激光泵浦,观测到该多孔硅的受激辐射。当激励强度超过阈值时,在650～750 nm区域有很强的受激发光峰。这些受激发光峰的半高宽小于0.5 nm。激光辐照和高温退火后,在样品上能形成某些特殊的氧化结构。在傅里叶红外光谱分析中,显示有硅氧双键或硅氧桥键在硅表面形成。计算结果表明：当硅氧双键或硅氧桥键形成时,电子的陷阱态出现在纳晶硅的带隙中。价带顶和陷阱态之间的粒子数反转是解释这种受激辐射的关键。     

Surface texturing of Si, porous Si and TiO2 by laser ablation

Excimer laser ablation at 308 nm has been used to texture the surfaces of a variety of materials of interest for optoelectronic and biotechnological applications. Using a range of pre- and post-processing methods, we are able to produce nano-, micro- and meso-scale features over large areas rapidly in materials such as crystalline Si, porous silicon and TiO₂. Texturing of porous silicon leads to the growth of crystalline dendritic structures, which distinguishes them dramatically from the conical pillars formed from crystalline silicon. Regular arrays of Si microdots are formed by irradiating a Si surface pre-covered with a Cr thin film grating. Nano-crystalline porous TiO₂ films are easily ablated or compacted with laser irradiation. However, at low enough laser fluence, surface roughening without complete loss of porosity is possible.     

Variability on Raman Shift to Stress Coefficient of Porous Silicon

Porous silicon film is a capillary-like medium, which is able to reveal different meso-elastic modulus with porosity. During the preparation of porous silicon samples, the capillary force is a non-classic force related to the liquid evaporation which directly influences the evolution of residual stress. In this study, a non-linear relation of Raman shift to stress coefficient and the porosity is obtained from the elastic modulus measured with nano-indentation by Bellet et al. [J. Appl. Phys. 60 （1996） 3772] Dynamic capillarity during the drying process of porous silicon is investigated using micro-Raman spectroscopy, and the results reveal that the residual stress resulted from the capillarity increased rapidly. Indeed, the dynamic capillarity has a close relationship with a great deal of micro-pore structures of the porous silicon.     

激光诱导多孔硅晶格畸变的Raman光谱和光致发光谱研究

研究了掺钛水热法制备多孔硅的Raman光谱和光致发光谱.实验发现,当激光功率较低时,多孔硅的Raman光谱在略低于520cm^-1附近表现为一锐的单峰,和晶体硅的Raman光谱类似.随激光功率增大,该单峰向低波数移动,Raman和光致发光峰的强度与激光强度的一次方成正比.当激光功率增大到一定值时,该单峰分裂成两个Raman峰,光致发光谱的强度突然增大,与激光强度之间不再满足一次方的关系,位于低波数一侧的Raman峰随激光功率增大进一步向低波数移动.多孔硅Raman光谱随激光功率的变化是 关键词： 多孔硅 Raman光谱 光致发光     

拉曼光谱法计算多孔硅样品的温度

利用457.5nm固体激光器作为激发光源，得到了在不同功率激发下的多孔硅样品的拉曼光谱以及一些谱峰参数随功率的变化关系. 在从前的理论研究中，认为是由于激光功率的增大导致样品局域温度升高，从而使样品局域粒径变小，并由此引起了一系列谱峰参数的变化. 分别由520cm^-1和300cm^-1附近得到的随功率变化的拉曼谱图，详细讨论并计算了激光功率对多孔硅样品局域温度的定量影响，为拉曼光谱用于样品温度的定量测量奠定了实验基础. 关键词： 拉曼光谱 多孔硅 激光功率 样品温度     

Determination of the effective refractive index of porous silicon/polymer composite films

The equation for calculating the effective refractive index of porous silicon inserted polymer was obtained by three-component Bruggeman effective medium model. The dependence of the effective refractive index of porous silicon/polymer composite films on the polymer fraction with various initial porosity was given theorically and experimentally respectively. The porous silicon and polymer polymethylmetacrylate based dispersive red one (PMMA/DR1) composite films were fabricated in our experiments. It is found that the measured effective refractive index of porous silicon inserted polymer was slightly lower than the calculated result because of the oxidization of porous silicon. The effective refractive index of oxidized porous silicon inserted polymer also was analyzed by four-component medium system.     

多孔硅吸附荧光素钠分子产生荧光增强效应

多孔硅表面吸附荧光素钠分子后,由于其表面的独特性质,使得荧光素钠的荧光得到很大的增强,在这种吸附过程中彼此间存在能量转移过程。文中对荧光素钠增强机理及实验结果进行了详细分析讨论。