基于阳极氧化铝纳米光栅的薄膜硅太阳能电池双重陷光结构设计与仿真

本文提出了表面和底部均带有阳极氧化铝(AAO)纳米光栅的薄膜硅太阳能电池双重陷光结构,利用FDTD软件仿真研究了AAO纳米光栅的周期、厚度和占空比对薄膜硅太阳能电池短路电流密度的影响,并对AAO结构参数进行了优化.仿真结果表明,表面AAO最佳结构参数是周期440 nm,厚度75 nm,占空比0.5,底部AAO最佳结构参数是周期380 nm,厚度90 nm,占空比为0.75.双重AAO组合陷光结构可有效增加薄膜硅太阳能电池在280—1100 nm范围内的光吸收,吸收相对增强可以达到74.44%.     

多层纳米Au/DPO薄膜的荧光特性

在低压直流溅射沉积的纳米Au薄膜表面喷涂有机固体晶体2,5-二苯基恶唑（DPO）,制成具有（Au+DPO）单元结构的多层纳米薄膜。利用XRD表征多层纳米薄膜的晶体结构,通过SEM表征各层薄膜的表面形貌,并测试了多层纳米薄膜的紫外荧光特性。与纯DPO薄膜相比,多层纳米薄膜的紫外荧光峰出现了5 nm的蓝移,而且DPO荧光峰形貌发生改变。在多层膜中,DPO薄膜的荧光强度与薄膜层数成反比关系,而纳米Au膜的荧光强度与薄膜层数成正比关系。SEM与XRD测试结果表明,多层薄膜中的DPO薄膜随着薄膜层数的增加逐渐成为无定型结构。DPO薄膜与纳米Au膜相互作用,导致其晶体结构异于单层薄膜,进而改变了其荧光特性。     

不同衬底上的ZnO薄膜紫外光致发光

用射频磁控溅射法在蓝宝石、硅和石英衬底上沉积出具有好的择优取向的多晶ZnO薄膜. 在270 nm波长的光激发下室温下可观察到显著的紫外光发射（波长为356 nm）和较弱的蓝光发射（波长为446 nm）. 经高温退火后薄膜的结晶质量显著提高, 在蓝宝石、石英衬底上沉积的薄膜，其积分发光强度分别增加了7倍和14倍.而硅衬底上的膜发光强度增强不太显著.紫外光发射源于电子的带间跃迁，而蓝光发射是由电子从氧空位浅施主能级到价带顶的跃迁引起的. 关键词： ZnO薄膜 射频磁控溅射 紫外发光 退火     

基底表面纳米织构对非晶四面体碳膜结构和摩擦特性的影响研究

本文利用离子束表面改性技术对基底表面进行不同时间的轰击, 形成不同规则的纳米织构, 对不同织构的变化规律进行了研究, 同时, 利用磁过滤真空阴极电弧技术, 在具有不同纳米织构的各基底上沉积相同时间的四面体非晶碳薄膜. 采用原子力显微镜对各基底的织构进行形貌分析, 结果表明, 高能粒子束的轰击对基底表面形貌有较大的影响, 根据离子束轰击时间的不同, 可以在基底表面形成各种不同规则的纳米织构, 轰击15 min后发现基底表面形成点阵纳米织构, 之后随着时间的增加, 基本维持点阵结构. 通过X射线光电子能谱仪和摩擦磨损试验仪对沉积在具有不同织构的基底上的ta-C薄膜进行测试, 研究表明, 基底表面纳米织构的非晶层结构引起薄膜内部sp³键的含量降低, 释放了薄膜的内应力, 同时发现基底表面纳米织构将ta-C薄膜磨损时间从不足10 min提高到约70 min, 有效提高了薄膜的耐磨性.     

金-二氧化钛（Au-TiO_2）复合薄膜的制备及局域表面等离子体共振（LSPR）效应

利用溶胶凝胶法在玻璃衬底上制备了金-二氧化钛（Au-TiO2）复合纳米薄膜,研究了热处理温度对复合薄膜表面纳米颗粒沉积的影响。利用原子力显微镜对样品进行了形貌表征,结果显示：复合薄膜是由纳米微晶组成的致密膜,温度越高越有利于Au粒子的形成。在550℃的热处理温度下,薄膜表面沉积的纳米微晶的粒径约为100nm。利用紫外-可见分光光度计测量了反射谱线,结果表明：由于局域表面等离子体共振（LSPR）的产生,在不同的热处理温度下,第一个反射峰（短波长处）不发生变化,第二个反射峰（长波长处）发生漂移（红移）。     

真空沉积法制备InSb纳米颗粒

采用真空沉积的方法在SiO₂基片上制备出了纳米InSb颗粒薄膜.利用原子力显微镜对4片样品表面进行分析,从其表面形貌图和三维图中可以观察到有粒径均匀的纳米InSb颗粒形成并且均匀地分布在SiO₂基片表面.实验表明,通过改变镀膜时间可以得到具有不同颗粒尺寸的InSb纳米颗粒,并且颗粒直径与沉积时间和厚度成正比.     

HFCVD法制备纳米晶体碳化硅薄膜中氢流量对晶粒尺寸的影响

以甲烷、硅烷和氢气为反应气体,采用热丝化学气相沉积(HFCVD)法在单晶硅衬底上沉积纳米晶体碳化硅(SiC)薄膜.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对SiC薄膜的晶体结构和表面形貌进行分析.实验发现氢气流量对碳化硅薄膜晶粒尺寸有很大影响,当氢气流量从10SCCM变化到300SCCM时,薄膜晶粒的平均尺寸将由较大的400 nm左右减小到40 nm左右.     

掺铒纳米晶硅和掺铒非晶纳米硅薄膜的发光性质

采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）方法制备含有纳米晶硅的SiO2（NCSO）和含有非晶纳米硅颗粒的氢化非晶氧化硅（a—SiOx：H）薄膜。采用离子注入和高温退火方法将稀土Er掺入含有纳米晶硅（ncSi）和非晶纳米硅（a—n—Si）颗粒的基体中。利用IFS／20HR傅里叶变换红外光谱仪和微区拉曼散射光谱仪研究含有纳米晶硅和非晶纳米硅颗粒的薄膜掺稀土前后的发光特性。结果表明来自Be-Si在800nm的发光强度比来自a—SiOx：H基体中非晶纳米硅的发光强度高近一个数量级,而来自a-SiOx：H在1．54μm的发光强度比NCSO高4倍。还研究了掺铒a-SiOx：H薄膜中Si颗粒和Er^3＋的发光强度随退火温度的变化,结合掺铒纳米晶硅和非晶纳米硅薄膜发光强度随Er掺杂浓度变化和Raman散射等的测量结果,进一步明确指出a-Si颗粒在Er^3＋的激发中可以起到和nc-Si同样的作用,即作为光吸收介质和敏化剂的作用。     

银纳米阵列直径对SERS增强效果的影响

采用电化学沉积法分别在不同孔径的阳极氧化铝(AAO)模板上沉积一系列直径不同,排列规则的银纳米阵列。以对氨基苯甲酸(PABA)和三聚氰胺两种分子分别作为探针分子, 研究了银纳米阵列的直径大小对其表面增强拉曼散射(SERS)效果的影响。结果表明, 在波长为514.5 nm的激光激发下, 探针分子的SERS信号强度随银纳米阵列直径的改变而明显变化, 并在银纳米阵列直径约为53 nm时, SERS强度达到最大。利用电磁增强机制对此实验结果进行了分析和解释。     

金纳米颗粒等离激元对不同形貌氧化锌薄膜发光性能的调控

采用化学气相沉积法制备了纳米棒状的氧化锌纳米结构薄膜和没有纳米棒的氧化锌薄膜,通过直流溅射在所制备的有纳米棒和没有纳米棒的氧化锌薄膜上淀积约3 nm厚的金纳米颗粒薄膜,研究了金纳米颗粒对不同表面形貌氧化锌薄膜的发光特性的影响。实验发现金纳米颗粒的存在使具有纳米棒的氧化锌薄膜的紫外发射增强,但使来自缺陷的可见光发射受到很大的抑制。通过比较有纳米棒和没有纳米棒的氧化锌薄膜在镀金纳米颗粒前后的发光特性,发现金表面等离激元对氧化锌发光的调控取决于氧化锌的表面形貌,纳米棒的存在更有利于金纳米颗粒等离激元调控氧化锌的发光特性。     

The Paths of Excitation Energy Deactivation in LH1 Reduced Mutant and Wild-Type Strains of Rhodobacter sphaeroides

The P3 mutant of Rhodobacter sphaeroides had an altered ratio of reaction center to core (LH1) and peripheral (LH2) antenna complexes compared to the wild-type strain. Intracytoplasmic membranes from these two strains were purified and then resuspended in buffer or immobilized in isotropic and stretched polymer film. The absorption, photoacoustic, and delayed luminescence spectra were measured. The ratios of infrared absorption and photoacoustic bands (located at about 880 nm for LH1 and at 850 and about 800 nm for LH2) as well as the half-width of these bands are different for the LH2 and LH1 mutants and wild-type strain. The whole yields of thermal deactivation of the two strains were comparable, but in the absorption region of LH2 it was slightly lower in the case of the mutant than for the wild-type strain. The delayed luminescence main maxima were observed at about 860 and 700 nm. The first one could be due to emission of bacteriochlorophyll a of LH2 complexes. The emission at about 700 nm is probably due to dihydromesochlorophyll, which is usually, to some extent, produced from bacteriochlorophyll a in bacterial complexes. The delayed luminescence emission is competing with excitation energy transfer to the reaction center. The intensity of the delayed luminescence of the mutant strain was higher than that of the wild-type strain when both samples were excited in a region of carotenoid absorption. The mutant contains less carotenoids than the wild-type strain. Carotenoids work as efficient antenna. When they at a lower concentration the excitation can be trapped more easily by some chlorophyll-like pigment isolated from the excitation energy chain. The dependences of delayed luminescence spectra on the light polarization and excitation wavelengths for the wild-type strain and for the mutant were different. The anisotropy of delayed luminescence showed that bacteriochlorophyll a molecules of different orientations were contributing to the mutant and the wild-type strain emission. All the results suggest that the excitation energy transfer from the antenna to the reaction center in the mutant and the wild-type strain is similar.     

ZnS:Mn2+,Sm3+粉末材料中Mn2+和Sm3+之间的能量传递

研究了ZnS粉末材料中Mn2+中心和Sm3+中心之间的相互作用.通过测量单独由Mn2+或Sm3+掺杂及Mn2+,Sm3+同时掺杂的ZnS粉末材料的发射光谱、激发光谱、发光衰减以及选择激发发光光谱,证实了Mn2+和Sm3+之间存在偶极子-偶极子相互作用的无辐射能量传递.同时还计算了能量传递几率和传递效率.     

不同气氛退火对PbWO4单晶发光的影响

通过对不同气氛条件下退火的PbWO4(PWO)单晶样品的激发谱与发射谱的对双研究，发现真空退火从整体上抑制PbWO4的发光强度，氧空位（Vo）缺陷是420nm吸收和红光发射的原因，而空气退火可以有效抑制Vo缺陷，全面改善PWO的发光性能。另外，首次报道了310nm附近的激子激发峰发生劈裂的现象，其中波长较长的320nm激发对应于与Vo缺陷相关的激子激发态。     

温度梯度法生长的Ce: YAlOZr3高温闪烁晶体的光谱分析

采用温度梯度法生长了熔体掺杂Ce浓度为1at%的YAlO3晶体，对于其吸收光谱、荧光光谱和x射线激发发射谱进行了表征分析.根据吸收光谱提出了一个色心模型，从而成功的解释了为什么刚生长出的晶体为粉红色，而分别经氢气和空气在1400℃退火后均能变为无色的现象和退火以后吸收光谱发生的显著变化.温度梯度法生长的Ce:YAP在330nm处存在着一定程度的自吸收和自激发.光致激发发射谱的发射主峰在368nm，而x射线激发发射谱的主发射峰红移至391nm，这表明在x射线激发下，晶体对发射光的自吸收将会减少.另外在x射线 关键词： 温度梯度法 Ce: YAP 色心 光谱     

BaMgAl10O17:Eu2+的MgF2表面包覆

采用溶胶-凝胶法对蓝色荧光粉BaMgAl10O17:Eu2 (BAM)进行表面包膜处理,获得了表面均匀包覆MgF2膜层的BAM荧光粉.并用SEM、XRD和IR手段对其表面形貌、晶格结构性能进行了表征;用EDS对BAM粉体的表面元素进行了定性分析;用荧光光谱测试对荧光粉的发光性能进行了研究.结果表明,在BAM粉体表面均匀包覆MgF2层后,BAM的晶格结构,发光性能没有改变,初始亮度较未包覆的荧光粉有所降低,经过相同条件的热处理后,包覆MgF2荧光粉的亮度热衰减程度明显低于未包覆的荧光粉,且色坐标偏移现象不明显.     

ZnO/SiO2 复合薄膜的光学性能

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备ZnO/SiO₂复合薄膜,分别用XRD、TEM、SEM对样品的结构和形貌进行表征,并研究了不同ZnO含量对复合薄膜透过率及荧光特性的影响。结果表明,样品经500 ℃退火处理生成了SiO₂和ZnO,其晶粒尺寸为18.7 nm,薄膜具有双层结构。复合薄膜的透过率随着其中ZnO含量的增加而降低,禁带宽度减小,光学吸收边红移。样品在355 nm波长激发下产生了384 nm的紫外发射峰和440 nm的蓝光发射带,并随ZnO含量的增加而增强,它们分别来自ZnO的电子-空穴复合发光和缺陷发光,及ZnO/SiO₂复合薄膜双层结构的缺陷发光。     

前驱溶液的PH值对Y2O3: Eu3＋荧光粉发光性质的影响

以甘氨酸为燃料,采用溶液燃烧法制备了Y2O3:Eu3 (3%)纳米粉末,并研究了制备过程中前驱溶液的pH值对Y2O3:Eu3 发光性质的影响.从XRD和SEM分析得到,随着溶液pH值的增大,样品颗粒逐渐变大,并且多孔粉末变得越来越致密.通过对样品发光性质的测量得到,随着pH值的增大,样品发光逐渐增强,但寿命逐渐变短.激发谱显示,基质吸收和电荷迁移带的相对强度比随着pH值的增大逐渐减小.     

The I.R. photoluminescence emission band in ZnO

Measurements of emission spectra, excitation spectra, intensity dependence of the luminescence, decay of the luminescence, and temperature dependence of the luminescence in ZnO are reported. The results for the emission at 1·70 eV, with the exception of the decay of the luminescence, were found to be similar to those of the yellow (2·02 eV) emission band in ZnO. Both bands could be excited at the band edge and directly, the intensity of both bands was found to be linear with excitation strength and the asymptotic regions of the temperature dependence of both bands could be approximated by exponential functions. It is proposed that the luminescent transition is an electron transition from the edge of the conduction band to a hole trapped in the bulk at 1·60 eV above the edge of the valence band, and that the luminescence center is an unassociated acceptor-like center.     

AlN微晶棒的的制备及光致发光性能研究

采用直流电弧放电方法,在无催化剂的条件下直接氮化Al合成纤锌矿结构的AlN微晶棒。分别利用拉曼光谱仪(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)谱等测试手段对所制备样品进行表征和发光性能的研究。结果表明:所制备的Al N微晶棒长度约为30μm,直径约为10μm。在AlN微晶棒的PL谱中,有两个主要发光峰,中心在430 nm的发射源于VN和(V_(Al)-O_N)~(2-)构成的深施主-深受主对缺陷发光,中心在650 nm的发射源于VAl形成的深受主能级到价带的缺陷发光。在激发波长由270 nm逐渐增大到300 nm的过程中发现,Al N微晶棒波长在430 nm处的发光峰先增强后减弱,在激发波长为285 nm时强度最大;650 nm处的发光峰随激发波长增大而逐渐增强。     

钠铝氟化物包覆BaF2材料上转换发光性能

采用水热法合成了一种非稀土上转换发光材料,由钠铝氟化物和BaF2组成。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对其进行了表征,分析表明,钠铝氟化物主要以NaF和Na3AlF6两种晶态存在于BaF2晶体表面,形成化学复合,呈现包覆结构。荧光光谱测试表明,样品在583nm可见光和863nm近红外光室温激发下,均能产生304和324nm的宽波段紫外光发射。时间分辨光谱表明,发光均有一个上升和衰减过程,衰减大约自15ms开始,磷光寿命大于18.4ms。借助上转换发光能量转换过程对发光机理进行了研究,分析表明,发光源于量子限制效应的带间光吸收和界面缺陷的光吸收,发光机制属于量子限制效应-界面发光中心复合发光。