基于量子尺寸效应的纳米内包层光纤放大性研究

本文利用改进的化学汽相沉积法制作出纳米级InP薄膜内包层光纤;根据氢原子本征能量模型计算了InP微粒产生量子尺寸效应的相对粒径aB=8.313nm,且由量子尺寸效应计算了不同尺寸粒子的带隙能量以及相对应的光吸收波长;结果表明：当内包层薄膜材料厚度达5－50nm量级时,其能级将发生红移,产生放大性能.     

掺杂纳米材料光纤的研制

将纳米技术与光纤技术相结合,利用改进的化学气相沉积法(MCVD)制作纳米级InP薄膜内包层光纤及在普通单模光纤纤芯中掺杂纳米级InP粒子的新型光纤,前者单位长度放大系数最大达到15.35dB/m,能在较短的长度上对信号光起到放大作用,便于集成化;后者经实验证实其纤芯具有光波导传输性能.两种新型高非线性光纤在光通信器件中的具有应用前景.     

磷化铟纳米晶的制备及光学性质研究

阐述了目前国内外的磷化铟纳米晶研究状况。用有机溶剂回流退火法制备出了磷化铟纳米晶，并通过XRD谱计算出平均粒径为55nm。喇曼光谱表明：由于纳米颗粒的量子尺寸效应, 2个散射峰都向低能量方向发生了较大的移动。UV VIS表明样品的吸收边相对于体块InP（970nm）发生了显著的蓝移，说明带隙变宽，表现出明显的量子尺寸效应。PLE谱在380nm时，PL谱峰在573nm时,相对于体块InP的红外区的荧光光谱发光峰发生了显著的蓝移，说明磷化铟纳米晶在光电子器件领域和非线性光学领域有非常好的应用前景。     

脉冲激光原位辐照对InAs/GaAs(001)量子点生长的影响

在InAs/GaAs(001)量子点生长过程中, 当InAs沉积量为0.9 ML时, 利用紫外纳秒脉冲激光辐照浸润层表面, 由于高温下In原子的不稳定性, 激光诱导的原子脱附效应被放大, 样品表面出现了原子层移除和纳米孔. 原子力显微镜测试表明纳米孔呈现以[110]方向为长轴(尺寸: 20-50 nm)、[110]方向为短轴(尺寸: 15-40 nm)的表面椭圆开口形状, 孔的深度为0.5-3 nm. 纳米孔的密度与脉冲激光的能量密度正相关. 脉冲激光的辐照对量子点生长产生了显著的影响: 一方面由于纳米孔的表面自由能低, 沉积的InAs优先迁移到孔内, 纳米孔成为量子点优先成核的位置; 另一方面, 孔外的区域因为In原子的脱附, 量子点的成核被抑制. 由于带有纳米孔的浸润层表面具有类似于传统微纳加工技术制备的图形衬底对量子点选择性生长的功能, 该研究为量子点的可控生长提供了一种新的思路.     

Mo纳米薄膜热力学性质的分子动力学模拟

采用改进嵌入原子法(MAEAM),通过经典的分子动力学(MD)模拟计算了高熔点过渡金属体心立方(bcc) Mo块体Gibbs自由能和表面能. 对于纳米薄膜的热力学数据,比如Gibbs自由能等,可以看成是薄膜内部原子和表面原子两部分数据之和,然后根据薄膜的体表原子之比就可以直接计算出总的自由能,并由此可以得到热力学性质与薄膜尺寸及温度的定量关系式. 分别计算了bcc Mo块体及其纳米尺寸薄膜的自由能和热容,结果表明,Mo纳米薄膜的热力学性质具有尺寸效应,并且在薄膜尺寸小于15—20nm时,这种效应变得非常明 关键词： 改进嵌入原子法 Mo纳米薄膜 表面自由能 热容     

CdSe量子点的线性和非线性光学特性

主要从实验和理论两个方面,探讨了强受限尺寸区域内不同尺寸对CdSe量子点线性和非线性光学性质的影响.用吸收光谱研究了量子点尺寸与吸收峰之间的关系,用皮秒Z扫描技术研究了共振和非共振情况下(激发光波长分别为532和1064nm),尺寸与三阶非线性极化率之间的关系.基于电子能量状态理论和局域场增强理论对量子点进行分析,得到了CdSe不同尺寸的三阶非线性效应,研究了尺寸对量子点非线性光学性质的影响.结果表明,由激发态粒子数布局改变和纳米颗粒增大引起的非线性共振增强效应相当,二者共同作用使得三阶极化率增强20倍左右,且用532nm的共振频率激发4.3nm CdSe量子点时,χ⁽³⁾具有最大值2.0×10^-11esu. 关键词： CdSe量子点 三阶非线性 Z扫描')" href="#">Z扫描 量子限域效应     

硅BC8量子点太阳能电池中的多重激子效应

多重激子效应是指在纳米半导体晶体中,量子点吸收一个高能光子而产生多个电子-空穴对的过程,该效应可以提高单结太阳电池能量转换效率。利用碰撞电离机制和费米统计模型计算了工作温度300 K的单结硅BC8量子点太阳能电池在AM1.5G太阳光谱下的能量转换效率。对于波长在280~580 nm的入射光,多重激子效应可以大幅增强硅BC8量子点直径d>5.0 nm的量子点太阳电池的能量转换效率。硅纳米量子点的直径d=6.3~6.4 nm时,最大能量转换效率为51.6%。     

溅射制备纳米晶GaN∶Er薄膜的室温发光特性

利用直流磁控共溅射方法制备了GaN:Er薄膜.X射线衍射结果显示薄膜为纳米多晶结构,根据谢乐公式,计算得到了GaN薄膜晶粒的平均大小为58nm;透射电子显微镜结果显示为非晶基质中镶嵌了GaN纳米颗粒,尺寸在6—8nm之间;紫外可见谱结果表明在500—700nm的可见光范围内,薄膜的平均透过率大于80%,在紫外可见谱基础上,利用Tauc公式计算得到了纳米晶GaN薄膜的光学带隙为322eV;最后,测量了GaN:Er薄膜的室温光致发光谱,获得了Er³⁺离子在554nm处的强烈绿光发射. 关键词： 纳米晶GaN薄膜 3+掺杂')" href="#">Er³⁺掺杂 光学带隙 光致发光     

CdTe纳米晶及层状纳米晶薄膜的生长及其光荧光性质

用湿化学法在水溶液中合成了单分散的、大小尺寸可控的、巯基包裹的胶体CdTe纳米晶体,并利用CdTe纳米晶体和双功能分子poly（diallyldimethylammonium chloride）（PDDA）在Si衬底表面自组织生长了有序的层状纳米晶薄膜,荧光光谱研究了层状纳米晶体之间的共振能量迁移过程.结果表明：层状自组织生长的样品中纳米晶粒的间隔几乎一样,表明它们是有序排列的;而用直接干燥形成的样品中,小尺寸和大尺寸的纳米晶体之间间隔较短,发生荧光共振能量迁移,较小尺寸的纳米晶粒荧光峰（即波长较短处的晶 关键词： CdTe纳米晶体 量子限制效应 共振能量迁移     

金纳米颗粒调控量子点激子自发辐射速率

将InAs/GaAs量子点样品薄膜置于覆盖有直径为50 nm的金(Au)纳米颗粒的硅衬底上,可以调控量子点激子的自发辐射速率.实验发现,当量子点浸润层距离Au纳米颗粒表面15—35 nm时,激子自发辐射速率受到抑制,且距离为19 nm时抑制作用最大,导致量子点激子的自发辐射速率减小到没有Au纳米颗粒时自发辐射速率的10^-3.基于经典的偶极辐射模型模拟计算的激子自发辐射速率与实验结果一致.     

Quantum Size Effect of Inner Cladding Fibres with InP Nano Thin Films

Optical amplified characteristics of inner cladding fibres with InP thin films are tested. The results indicate that this kind of fibres exhibit better optical amplification, which is advantageous for short lengths of fibres. The amplification coefficients of per unit length are 1.40-5.12 dB/m at the wave band from 906 to 1044 nm, 1.40- 15.35dB/m from 1080 to 1491nm, and 1.86-7.44dB/m from 1524 to 1596nm. Based on the hydrogen atomic model, we calculate the comparative size of the InP particle aB = 8.313 nm. The result displays the quantum size effect. By calculating the change of the energy band of particles with different sizes, the experimental data are explained by quantum size effect.     

New aspects of the luminescence of magnesiumtitanate part II: Activation with manganese

Measurements of the emission and excitation spectra of powdered Mg₂TiO₄:Mn⁴⁺ phosphors reveal that single Mn⁴⁺ ions are not responsible for the luminescence — as assumed till now — but so-called N centres. These centres are excited either by direct UV absorption or by radiationless energy transfer from the excited ²E state of the Mn⁴⁺ ions to the N centres. The Mn⁴⁺ ions absorb the energy corresponding to the transition ⁴A_2g→ ²E which is used for the excitation of the N centres, but do not emit the corresponding lines. The observed different luminescence spectra (sharp lines or broad bands) depend on the annealing conditions and indicate that the N centres consist of Mn⁴⁺ ions associated with unknown lattice defects. The annealing process does not only form the tetravalent state of the manganese, but creates above all the N₁ centres, which emit sharp lines. Two more lines observed at 697.8 nm and 699.4 nm, called R^m lines, are due to a certain amount of MgTiO₃:Mn⁴⁺ in the phosphor.     

PdCO分子结构与势能函数

用密度泛函理论的B3LYP方法,对钯原子采用LANL2DZ收缩价基函数,碳原子和氧原子采用AUG-cc-pVTZ基组,对PdC,PdO和PdCO体系的结构进行优化,计算表明：PdC分子基态为¹Σ⁺态,键长为R_e=0.17285nm,离解能为4.919eV.PdO分子基态的平衡核间距为0.18546nm,其电子态为³Π,离解能为2.455eV,并拟合得到Murrell-Sorbie势能函数;PdCO分子有两 关键词： PdCO 分子结构 势能函数     

Pressure effect on structural,electronic optical and thermodynamic properties of cubic AlxIn1-xP: a first-principles study

ABSTRACT

First-principles total energy calculations have been performed using the full potential linearised augmented plane wave (FP-LAPW) method as implemented in the WIEN2k code based on the density functional theory (DFT) to investigate the Al-doping effects on the structural, electronic and optical properties of Al_xIn_1-xP ternary alloys in the zinc-blende (ZB) phase. Different approximations of exchange-correlations energy were used such as the local density approximation (LDA), the generalised gradient approximation within parameterisation of Perdew–Burke–Ernzerhof (PBE-GGA), and the Wu-Cohen (WC-GGA). In addition, we have calculated the band structures with high accuracy using the Tran-Blaha modified Becke–Johnson (TB-mBJ) approach. The pressure dependence of the electronic and optical properties of binary AlP, InP compounds and their related ternary alloys Al_xIn_1-xP were also investigated under hydrostatic pressure for (P?=?0.0, 5.0,10.0, 15.0, 20.0, 25.0?GPa), where it is found that InP compound change from direct to indirect band gap for P?≥?9.16?GPa. Furthermore, we have calculated the thermodynamic properties of InP and AlP binary compounds as well as the Al_xIn_1-xP solid solutions, where the quasi-harmonic Debye model has been employed to predict the pressure and temperature dependent Gibbs free energy, heat capacity, Debye temperature and entropy.     

1.3μm无致冷AlGaInAs/InP应变补偿量子阱激光器设计与制作

基于半导体量子阱激光器的基本理论,设计了合理的1.3μm无致冷AlGaInAs/InP应变补偿量子阱激光器结构,通过低压金属有机化学气相外延(LP-MOVPE)工艺在国内首次生长出了高质量的AlGaInAs/InP应变补偿量子阱结构材料,用此材料制作的器件指标为激射波长:1280nm≤λ≤1320nm,阈值电流:I_th(25℃)≤15mA,I_th(85℃)≤30mA,量子效率变化:Δη_ex(25℃～85℃)≤1.0dB,线性功率:P₀≥10mW     

Effect of strain on the electronic structures of ultrathin layer GaP/InP (111) superlattice: Bulk and surface

We have used the recursion method to calculate bulk and surface electronic structures of a (GaP)₁/(InP)₁ (111) strained-layer superlattice. The obtained energy gap for the stable superlattice is 1.88eV, which is smaller by 0.31eV than the average of the gaps of bulk GaP (2.91eV) and InP (1.48eV). We show how the fundamental gap and the electron occupation can be varied by changing the bond strain in these systems.     

用耦合簇理论及相关一致五重基研究SiH$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;($lt;i$gt;X$lt;/i$gt;$lt;sup$gt;1$lt;/sup$gt;$lt;i$gt;A$lt;/i$gt;$lt;sub$gt;1$lt;/sub$gt;)自由基的解析势能函数

运用单双迭代三重激发耦合簇理论和相关一致五重基对SiH₂的基态结构进行了优化, 并在优化结构的基础上进行了离解能和振动频率的计算. 结果表明: SiH₂的基态为C_2v结构, 平衡核间距R_Si—H= 0.15163 nm, H—Si—H键的键角α=92.363°, 离解能D_e（HSi—H）=3.2735 eV, 频率ν₁（a₁）=1020.0095 cm^-1, ν₂（a₁）=2074.8742 cm^-1, ν₃（a₁）=2076.4762 cm^-1. 这些结果与实验值均较为相符. 对H₂的基态使用优选出的cc-pV6Z基组、对SiH的基态使用优选出的aug-cc-pV5Z基组进行几何构型与谐振频率的计算并进行单点能扫描, 且将扫描结果拟合成了解析的Murrell-Sorbie函数. 与实验结果及其他理论计算结果的比较表明, 本文关于SiH自由基光谱常数（D_e,R_e, ω_e, B_e, α_e和ω_eχ_e）的计算结果达到了很高的精度. 采用多体项展式理论导出了SiH₂（C_2v, X¹A₁）自由基的解析势能函数, 其等值势能图准确再现了它的离解能和平衡结构特征. 同时还给出了SiH₂（C_2v, X¹A₁）自由基对称伸缩振动等值势能图中存在的两个对称鞍点, 对应于SiH+H→SiH₂反应, 势垒高度为0.5084 eV. 关键词： 2')" href="#">SiH₂ Murrell-Sorbie函数 多体项展式理论 解析势能函数