Al2O3薄膜/纳米Ag颗粒复合结构的光吸收谱及增强Raman散射光谱研究

Al₂O₃介质薄膜与纳米Ag颗粒构成的复合结构,被应用于表面增强Raman散射探测实验中,其中Al₂O₃介质薄膜对纳米Ag颗粒的吸收谱及增强Raman散射光谱的影响被特别关注.该复合结构的光学特性表征出纳米Ag颗粒的偶极振荡特性.从光吸收谱中可以看到,其共振吸收谱随Al₂O₃介质薄膜厚度增加而在整个谱域上发生红移,表明纳米Ag颗粒的周围介电常数随Al₂O₃介质薄膜厚度的增加而增大.采用罗丹明6G作为探针原子,6个Raman特征峰的平均增益值作为表征表面增强Raman散射衬底增益程度的量度.实验结果表明,Al₂O₃介质薄膜层的引入提高了纳米Ag颗粒的衬底介电常数,并引起了散射共振的增强,从而使表面增强Raman散射强度提高. 关键词： 纳米Ag薄膜 共振吸收 表面增强Raman散射 介电常数     

表面等离子激元非线性表面增强拉曼散射效应

本文采用热蒸发法制备得到纳米Ag颗粒作为增强拉曼衬底, 利用入射光子与纳米颗粒表面价电子的相互作用机理, 激发出高能表面等离子激元, 其表面等离子形成的高能"热点"起到表面增强拉曼散射效果. 通过比较不同入射光强下的拉曼峰强, 指出纳米Ag颗粒的增强拉曼散射效果可以实现低探测光强下的高散射强度, 即纳米Ag颗粒的表面等离子激元具有非线性的表面增强拉曼散射效果, 可降低对样品的光、热损伤, 以利于拓展拉曼散射光谱的应用范围. 同时比较不同纳米Ag颗粒衬底的表面增强拉曼散射效果表明, 采用的热蒸发工艺具有较大的工艺域度, 具有较强的工艺兼容性.     

脉冲激光沉积Ag:BaTiO3纳米复合薄膜及其光学特性

在MgO(100)基片上利用脉冲激光沉积技术制备了掺有Ag纳米颗粒的BaTiO₃复合薄膜.通过X射线衍射对薄膜的结构进行了表征,利用透射电子显微镜对Ag纳米颗粒的尺寸、形态进行了观测,X射线光电子能谱结果表明Ag呈金属态.在410—500nm范围内观测到了Ag纳米颗粒引起的等离子振荡峰,随着后处理温度和Ag颗粒浓度的增加,吸收峰发生红移,并出现了双峰现象. 关键词： 金属纳米复合薄膜 激光沉积 光吸收     

溅射制备Ta2O5薄膜的表面形貌与光学特性

在室温条件下利用溅射Ta₂O₅靶材的方法制备了Ta₂O₅薄膜,并采用将薄膜两侧的反射率光谱进行比较的简便方法分析评估薄膜的光吸收,发现溅射制备薄膜的额外光吸收源是溅射引起的缺氧形成的,选择适当的溅射功率和含氧比例的工作气体能有效地消除这些缺陷、不用任何加温处理就可制备得到表面平坦和高致密度的高品质Ta₂O₅薄膜. 关键词： 2O₅薄膜')" href="#">Ta₂O₅薄膜 光吸收 表面形貌 磁控溅射     

Ag/Bi4Ti3O12栅n沟道铁电场效应晶体管制备及存储特性

在溶胶-凝胶工艺获得高质量Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的基础上 ，制备了Ag/Bi₄Ti₃O₁₂栅n沟道铁电场效应晶体管. 研 究了Si基Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的生长特性及其对铁电薄膜/ 硅的界面状态和铁电场效应晶体管存储特性的影响. 研究表明，在合理的工艺条件下可以获 得具有较高c-轴择优取向的纯钙钛矿相Si基Bi₄Ti₃O₁₂ 铁电薄膜并有利于改善Bi₄Ti₃O₁₂/Si之间的界面特性; 顺时针回滞的C-V特性曲线和C-T曲线表明Ag/Bi₄Ti₃O_{12栅n沟道铁电场效应晶体管具有极化存储效应和一定的极化电荷保持能力; 器件的转移(I< sub>sd}-V_G)特性曲线显示Ag/Bi₄Ti₃O_{12栅n沟道铁电场效应晶体管具有明显的栅极化调制效应. 关键词： 铁电场效应晶体管 4}Ti₃O₁₂')" href="#">Bi₄Ti₃O₁₂ 存储 特性 溶胶-凝胶工艺     

Ag-BaO薄膜在电场作用下的可见——近红外波段光学吸收特性

对超额Ba激活的Ag-BaO复合薄膜在外加垂直表面电场作用下的光学吸收特性进行了测量.结果显示,薄膜在可见—近红外光波段存在两个吸收峰,其中近红外光区的吸收峰强度随垂直表面电场的作用而降低.理论分析表明,可见光区的主吸收峰源于埋藏在BaO半导体中的Ag超微粒子的表面等离激元共振吸收;近红外光区的次吸收峰则由BaO半导体基质中杂质能级的光吸收引起,杂质能级的产生与超额Ba在BaO晶体中造成的氧缺位有关.在外加垂直表面电场作用下,BaO基质中的杂质发生电离,并导致杂质能级上束缚电子浓度减小,表现为薄膜在与杂质 关键词： 光吸收 金属超微粒子半导体复合薄膜 表面等离激元 杂质能级     

功能光学纳米Ag薄膜的制备及其光学特性研究

对以热蒸发法制备的超薄Ag薄膜,扫描电子显微镜结果显示其呈纳米尺度的颗粒状,由透射谱测量发现其具有表面等离子体激元特征.检测到不同条件制备纳米Ag薄膜的表面等离子体共振吸收峰的位移规律,且纳米Ag材料具有选择性的透过、反射特性.通过不同的制备条件,得到了在长波范围内透过率超过90％、在表面等离子体共振峰值位置处反射率接近50％且峰位可调的光学薄膜材料.这种薄膜材料有望成为应用在薄膜太阳电池中间层中具有潜在性光管理功能的光学薄膜材料. 关键词： 热蒸发 纳米Ag薄膜 表面等离子体激元 光管理     

Al2O3薄膜/纳米Ag颗粒复合结构的光吸收谱及增强Raman散射光谱研究

Al₂O₃介质薄膜与纳米Ag颗粒构成的复合结构,被应用于表面增强Raman散射探测实验中,其中Al₂O₃介质薄膜对纳米Ag颗粒的吸收谱及增强Raman散射光谱的影响被特别关注.该复合结构的光学特性表征出纳米Ag颗粒的偶极振荡特性.从光吸收谱中可以看到,其共振吸收谱随Al₂O₃介质薄膜厚度增加而在整个谱域上发生红移,表明纳米Ag颗粒的周围介电常数随Al₂O₃介质薄膜厚度的增加而增大.采用罗丹明6G作为探针原子,6个Raman特征峰的平均增益值作为表征表面增强Raman散射衬底增益程度的量度.实验结果表明,Al₂O₃介质薄膜层的引入提高了纳米Ag颗粒的衬底介电常数,并引起了散射共振的增强,从而使表面增强Raman散射强度提高.     

一种新的基于频域有限差分方法的小周期有机太阳能电池的光电特性

由MoO₃/Ag/MoO₃ （MAM）组成的多层膜结构非常有希望替代ITO作为有机太阳能电池中的透明阳极.然而,基于MAM结构的有机太阳能电池光吸收能力较弱.为此,引入了一种小周期短节距金属光栅,利用表面等离子激元增强活性层的光吸收.借助于频域有限差分方法求解麦克斯韦方程和半导体方程,探讨了有机太阳能电池结构的光学和电学性质.分析结果表明：与平面结构相比,活性层中的光吸收大大提高;同时,当凹槽宽度为4 nm,能量转换效率提高了49%.相关结果有助于更好地开发和利用无ITO层的有机太阳能电池.     

Ag-Au合金/SiO$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;复合薄膜的制备与表征

以AgNO₃,HAuCl₄和正硅酸乙酯为主要原料,利用溶胶-凝胶法和旋涂技术,通过热处理和紫外光辐射还原得到了不同n_Ag/n_Au（1∶0,2∶1,1∶2,0∶1）的Ag-Au合金/SiO₂复合薄膜.从扫描电子显微镜和X射线衍射谱的结果可以看出得到的薄膜均匀性好,复合薄膜中合金颗粒的尺寸为10 nm左右.利用紫外-可见分光光谱仪研究了复合薄膜的光吸收性能,结果表明,随着n_Ag/n_Au的降低,吸收峰的位置也由最初的Ag纳米粒子的等离子共振吸收峰430 nm附近,逐渐红移到Au纳米粒子的等离子共振吸收峰605和880 nm附近.从光吸收谱可以看出,n_Ag∶n_Au＝2∶1和1∶2的两个样品分别在515,730 nm附近和550,730 nm附近出现表面等离子共振吸收峰.这表明Au-Ag合金固溶体的形成. 关键词： 2')" href="#">Ag-Au合金/SiO₂ 紫外辐射 光吸收性能     

化学淀积银膜上的吡啶表面增强喇曼散射效应——银膜结构的影响

本文考察了由化学淀积法制得的不同厚度银膜上吸附的吡啶产生的SERS效应。结果表明金属银膜层的几何结构对增强效应产生极大影响,且增强效应不仅取决于银颗粒的大小,而且还与它们的间隔有关。我们借用了Wirgin提出的波导共振理论对实验现象作了定性解释,计算结果与实验结果基本相符。     

BiOCl{001}表面原子与电子结构的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了BiOCl{001}的三种不同终端面({001}-1Cl, {001}-BiO 和{001}-2Cl)的表面弛豫、能带结构、电子态密度和表面能. 计算结果表明: {001}-1Cl, {001}-BiO和{001}-2Cl表面均发生明显弛豫, 而在双Cl原子层处的层间距变化较大, 但未出现振荡弛豫现象, 其中{001}-1Cl表面弛豫较小. 与体相BiOCl电子结构相比, BiOCl{001}面具有较窄的带隙宽度, 并呈现较强局域性:对于{001}-BiO表面, 其导带与价带均往低能方向发生较大移动, 并且在导带底部出现表面态; 而{001}-2Cl表面的表面态主要出现在价带顶; {001}-1Cl表面的带隙中则无表面态产生; 表面态的出现导致{001}-BiO面和{001}-2Cl面带隙明显减小. BiOCl{001}三种终端表面的表面能分析结果表明, {001}-1Cl表面的表面能最小(0.09206 J·m^-2), 结构最稳定, 而{001}-BiO表面和{001}-2Cl表面的表面能分别为2.392和2.461 J·m^-2. 理论预测{001}-BiO表面和{001}-2Cl表面具有较高的活性, 但在BiOCl晶体生长过程中不易暴露. 本文计算结果为实验获得BiOCl高活性面{001}给予了基础理论解释, 进一步为BiOCl新型光催化材料的应用研究提供理论指导. 关键词： BiOCl{001}表面 表面弛豫 表面能 第一性原理     

Fractal Roughness Retrieval by Integrated Wavelet Transform

An integrated-wavelet-transform (IWT) approach is proposed for the study of scattering from slightly rough surfaces that manifest scaling properties over a finite domain of correlation lengths. Instead of collecting angle-resolved intensities, values of the irradiance integrated over increasing areas are used to enhance the contributions of small irradiances at large scattering angles and to reduce the coherent noise. In the case of self-similar surfaces, the scaling behavior of IWT allows investigation of the surface roughness at various length scales. For the realistic case of self-affine surfaces, IWT permits the evaluation of the scaling exponent of the autocorrelation and also offers a direct way to evaluate the necessary length scale of the surface profile.     

Surface plasmon dispersion relation for spherical metal particles

Using the hydrodynamical model, we have obtained the surface plasmon dispersion relation for spherical metallic particles in the following two cases: (1) a sharp surface cut off in electron density and (2) a diffused electron density at the surface. The diffused density is modelled with a step function. The diffuse nature of the electron density at surface of the metal particle is necessary to understand the experimental result for particles with small radii. Shift in the absorption frequency is estimated and found to be small.     

Lagrangian surfaces in the complex hyperquadric Q2

In this paper, we introduce a one-form $\Phi$ associated to a Lagrangian immersion $f$ from Riemann surface $M$ into the complex hyperquadric $Q_2$. It is proved that $f$ is minimal if and only if $\Phi$ is vanishing and $f$ is H-minimal if and only if $\Phi$ is holomorphic. As an application, a family of $S^1$-equivariant minimal Lagrangian tori in $Q_2$ are obtained.     

关于"毛细现象的能量来源"的表面热力学讨论

对《大学物理》１９９４年第１２期所刊登的“毛细现象的能量来源”一从表面热力角度进行详细讨论。     

The dynamic angle-limited integrated scattering (DALIS) method for measuring scattering of light from optical surfaces with random roughness

A new and simple dynamic angle limited integrated scattering (DALIS) method is developed to examine optically smooth reflective surfaces with defined surface form. Our experimental results from two systems show advantages over conventional angle resolved scattering measurement (ARS) methods. By collecting scattered light in a given solid angle, our methods do not require a detection unit with an extremely large dynamic range. Unlike in the common ARS measurement method, here we use a simple linear translation stage to scan scattered light. The power spectrum density function and the autocorrelation function of the surface roughness can be recovered from the measured scattering pattern. This method can be applied to in-workshop inspection of optical polishing processes.     

膨胀着的球面的相对论变换

分析了膨胀着的球面的相对论变换.     

Apparent and real roughness

Some works have studied the light scattering from a rough surface immersed in a liquid, where the light scattered from the immersed rough surface was assumed to be equivalent to that scattered from a fictitious rough surface with a different texture. This work deals with this kind of problems analyzing the light scattered by a reflecting strong scatterer and the light scattered by a rough surface immersed in a transparent liquid. The general Kirchhoff solution for scattering from a rough surface has been used.It is shown that under certain conditions, the mean scattered intensity (MSI) from a surface immersed in a liquid can be quasi-indistinguishable from that scattered from a non-immersed surface with an “equivalent texture”. An expression relating the equivalent texture and the immersed surface texture was obtained.The results of this work allow to evaluate the characteristics of any surface immersed in a liquid with a known refractive index.     

有机分子隔离层对机械抛光金属银表面的罗丹明6G荧光增强效应的影响

采用物理吸附法,在机械抛光纯银表面引入对巯基苯胺(p-Amiothiophenol,PATP)分子充当隔离层,运用激光光谱学方法研究隔离层对位于银表面附近的罗丹明6G(Rh6G)分子的荧光增强效应影响。实验结果表明,未经PATP分子修饰的机械抛光金属衬底对Rh6G分子表现为猝灭效应,而经过PATP分子修饰后的银表面对Rh6G分子的荧光发射具有增强效应。根据局域表面等离子共振及辐射能量转移模型对实验观测所得结果进行了分析研究,结果表明,PATP有机分子隔离层的引入有效地减小了荧光分子与金属衬底之间的无辐射能量速率,提高了荧光辐射强度。