室温下正己烷本底中PbSe量子点的荧光寿命

利用透射电镜、近红外吸收谱、荧光光谱和时间分辨光谱等技术,在室温下测量离散在正己烷有机溶剂中,不同粒径的Pb Se量子点的吸收谱和荧光谱,给出了第一吸收峰和荧光峰随粒径变化的经验公式。通过对瞬态荧光衰减曲线的测量和分析,得到了Pb Se量子点的荧光寿命,其寿命与量子点的表面缺陷有关。在研究的粒径范围内,由于荧光跃迁仅为带间直接跃迁和仅为缺陷态跃迁两种极端情况,可得荧光寿命最宽分布区间位于1.44~11.96μs。荧光寿命弱关联于粒径,并随粒径的增大而呈线性减小。当Pb Se量子点的粒径为2.7~5.7 nm时,其实测的平均荧光寿命为7.17~6.72μs。     

PbS量子点光致荧光寿命的实验测量与确定

通过测量PbS量子点的吸收谱、时间分辨的荧光谱以及透射电子显微镜图,确定了不同粒径、不同温度、不同本底PbS量子点的光致荧光寿命,得到了描述第一吸收峰波长随量子点粒径变化的经验公式。结果表明,荧光寿命强关联于量子点粒径,可用负指数经验公式表达;荧光寿命弱依赖于温度;本底材料由于表面极化效应对荧光寿命也有影响。     

CdS_xSe_(1-x)/ZnS(核/壳)量子点的光谱截面及其掺杂光纤的传光特性

测量了不同组份比例x的CdS_xSe_(1-x)/ZnS(核/壳)量子点的吸收谱和发射谱,确定了量子点的吸收系数、吸收截面和发射截面.量子点吸收截面随粒径的增大而增大、随x的增大而减小.采用紫外固化胶,制备了掺杂浓度为0.1~5mg/mL的CdS_(0.4)Se_(0.6)/ZnS量子点光纤,测量了不同掺杂浓度量子点光纤中473nm泵浦功率的吸收衰减速率.吸收衰减速率和吸收截面弱关联于掺杂浓度.测量了光致荧光光谱强度随光纤长度和量子点浓度的变化.量子点光纤的光致荧光峰值强度随掺杂浓度和光纤长度变化而变化,且存在一个与最大峰值强度对应的饱和掺杂浓度和光纤长度.本文的实验结果有助于进一步构建新型的CdS_xSe_(1-x)/ZnS量子点增益型光电子器件.     

SrTiO3：Cr^3＋晶体荧光光谱及荧光寿命的热效应

测量了SrTiO~3:Cr(3+)晶体5～200K的荧光光谱和寿命。并用单声子吸收与发射过程相关的电子振动跃迁理论较好地解释了150K以下荧光寿命随温度变化的规律。     

基于谷胱甘肽配体的ZnSe量子点对pH响应的时间分辨荧光光谱特性

当前,有关量子点pH响应方面的研究主要集中在含Cd（镉）类量子点,且都是研究其稳态荧光光谱对pH值的响应。然而,Cd类量子点对生物体系具有一定的毒性,且稳态荧光光谱法由于受浓度等因素的影响具有一定的不稳定性,因此应用于生物体系中作为pH探针具有明显的缺点。基于以上分析,通过水相合成法,我们制备出了基于谷胱甘肽配体的水溶性ZnSe量子点,该量子点具有毒性小,生物兼容性好等特点,适合被应用于生物体系中。利用所制备的ZnSe量子点,采用时间相关单光子计数技术,结合紫外可见吸收光谱和稳态荧光光谱,对pH值在5~11不同环境下的ZnSe量子点荧光动力学进行了系统性的研究。ZnSe量子点荧光衰减具有两个寿命组分,拟合得到分别为4和24 ns。通过采集不同探测波长下ZnSe量子点荧光衰减曲线,发现其长寿命组分随探测波长的增加而增加,而短寿命组分基本不随探测波长的改变而改变,结合有关报道分析判断,短寿命和长寿命组分分别来源于核内非局域载流子复合和表面态局域载流子复合。实验发现,处于不同pH值的环境下的ZnSe量子点具有不同的荧光寿命,其荧光寿命与pH值的变化呈负相关。通过比较ZnSe量子点两种荧光寿命组分随pH值的变化关系,发现ZnSe量子点的荧光寿命对pH值的响应主要来源于长寿命组分即表面态寿命,且在不同pH值范围内响应的灵敏度不同,在6~8的pH值范围内响应最为显著,表现为长寿命组分随pH值的增加出现一个较大幅度的衰减。实验进一步发现,ZnSe量子点两个寿命组分的比值在不同pH值范围内具有较好的线性相关性,但在不同pH值范围内斜率不同,通过比较,最大值在pH值为6~8的范围内。另外,与金属钠离子相互作用实验及相关报道表明,金属离子对ZnSe量子点荧光寿命的影响较小。以上研究表明,ZnSe量子点在生物体系pH值检测中具有良好的应用前景。     

非对称量子点中强耦合束缚磁极化子的基态寿命

采用线性组合算符和幺正变换方法,研究了非对称量子点中电子和体纵光学声子强耦合下束缚磁极化子的性质.得到了非对称量子点中强耦合束缚磁极化子的基态能量.讨论了量子点横向和纵向受限长度.磁极化子基态能量,电子-声子耦合强度和外界温度对磁极化子基态寿命的影响.由于电子-声子相互作用和外界温度的影响导致了量子体系的跃迁,即磁极化子吸收了声子的能量由摹态跃迁到激发态,造成极化子在基态的寿命发生变化.通过计算发现束缚磁极化子基态寿命随基态能量的增加而变大,随电子-声子耦合强度,量子点横向和纵向受限长度,外界温度的增加而变小.     

不同组分InxGa1-xAs(0≤x≤0.3)覆盖层对自组织InAs量子点的影响

研究了不同In组分的In_xGa_1-xAs(0≤x≤0.3)覆盖层对自组织InAs量子点的结构及发光特性的影响.透射电子显微镜和原子力显微镜表明,InAs量子点在InGaAs做盖层时所受应力较GaAs盖层时有所减小,并且x＝0.3时,InGaAs在InAs量子点上继续成岛.随x值的增大,量子点的光荧光峰红移,但随温度的变化发光峰峰位变化不明显.理论分析表明InAs量子点所受应力及其均匀性的变化分别是导致上述现象的主要原因. 关键词： 量子点 盖层 应力 红移     

水溶性CdTe量子点荧光探针的制备表征及应用

采用水相合成法,在氮气气氛下,以3-巯基丙酸(MPA)为稳定剂制备了水溶性的CdTe量子点,并通过荧光(PL)光谱、紫外可见(UV-Vis)光谱、透射电子显微镜(TEM)和X射线粉末衍射(XRD)对样品进行了表征。XRD结果表明量子点为立方闪锌矿结构,TEM结果表明量子点分散性较好,形状为球形,平均粒径为2.0 nm。进一步考察了回流时间、反应温度和体系pH值对量子点性能的影响,结果表明:回流时间、反应温度和体系pH值对量子点的粒径大小、粒径分布及生长速度均有影响。基于量子点对金属离子具有荧光响应的特性,以CdTe量子点为荧光探针实现了对水溶液中Ni2+的检测。     

高组分稀磁半导体Cd1-xMnxTe/CdTe超晶格的荧光谱研究

报道用分子束外延(MBE)技术生长的x=0.4,0.8的高组分稀磁半导体Cd1-xMnxTe/CdTe超晶格低温和室温荧光谱研究结果.基态激子跃迁能级荧光谱实验结果显示高组分超晶格中具有高量子效率和高质量光发射.对激子能级随温度的变化进行了详细研究,给出激子跃迁能量的温度系数.激子能级线型的展宽随温度变化关系可用激子-纵向光学声子耦合模型解释.与光调制反射谱实验结果进行了比较.     

胶体CdSe量子点的色度学特性研究

使用化学胶体法合成了CdSe量子点，研究了样品的荧光量子产率，发现随CdSe量子点粒径的增大，荧光量子产率存在先增大后减小的现象.研究了CdSe量子点的色度学特性，通过对不同尺寸、不同粒径分布范围的CdSe量子点色度坐标的计算，讨论了粒径分布范围对其荧光颜色饱和度的影响，解释了为何难以获得高颜色饱和度的绿光量子点.利用红、蓝两种不同尺寸的量子点配制出白光样品，提出了估计配色后样品色度坐标的经验公式，结果显示白光样品色度坐标的实验值与经验公式估计值基本一致.     

CdTe量子点-铜酞菁复合体系荧光共振能量转移的研究

以波长为780 nm、重复频率为76 MHz、脉宽为130 fs的飞秒激光作为激发光源, 采用超快时间分辨光谱技术研究了CdTe量子点-铜酞菁复合体系的荧光共振能量转移. 实验结果表明, 在780 nm的双光子激发条件下, 复合体系中CdTe量子点的荧光寿命随着铜酞菁溶液浓度的增加而减少, 荧光共振能量转移效率增加. 同时也研究了激发功率对荧光共振能量转移效率的影响. 结果表明, 随着激发光功率的增加, 复合体系溶液中CdTe量子点的荧光寿命增加, 荧光共振能量转移效率减小, 其物理机理是因为高激发功率下的热效应和由双光子诱导的高阶激发态的跃迁. 当激发光功率为200 mW时, 双光子荧光共振能量转移效率为43.8%. 研究表明CdTe量子点-铜酞菁复合体系是非常有潜力的第三代光敏剂.     

载流子热迁移对自组织量子点光致荧光的影响

自组织量子点光致荧光的温度依赖性研究对实现高效的量子点光电器件有着非常重要的意义,而量子点中载流子的动力学过程会对量子点光致荧光产生直接影响。采用稳态速率方程模型,在考虑了自组织量子点中载流子热迁移的情况下,模拟获得了不同温度下自组织量子点的光致荧光光谱,并着重研究了三组具有不同基态能量的量子点的光致荧光强度随温度的变化。研究表明,随着温度升高,基态能量较高的量子点光致荧光强度减弱,而基态能量较低的量子点光致荧光强度则增强,当温度达到一定值时,所有量子点的光致荧光都将发生热猝灭。     

不同组分InxGa1-xAs(0≤x≤0.3)覆盖层对自组织InAs量子点的影响

研究了不同In组分的InxGa1-xAs(0≤x≤0.3)覆盖层对自组织InAs量子点的结构及发光特性的影响.透射电子显微镜和原子力显微镜表明,InAs量子点在InGaAs做盖层时所受应力较GaAs盖层时有所减小,并且x＝0.3时,InGaAs在InAs量子点上继续成岛.随x值的增大,量子点的光荧光峰红移,但随温度的变化发光峰峰位变化不明显.理论分析表明InAs量子点所受应力及其均匀性的变化分别是导致上述现象的主要原因.     

烧结温度对Eu3+在羟基磷灰石中发光性能的影响

采用化学沉淀法制备了一系列Eu³⁺掺杂的羟基磷灰石样品,并在不同温度下对样品进行了烧结.使用X射线衍射、红外光谱以及荧光光谱等对样品的结构及发光特性进行了研究.分析表明,烧结对Eu掺杂羟基磷灰石的结构及结晶度产生了影响.在394 nm激发下,样品出现Eu的特征发射,掺杂摩尔分数一定时,随烧结温度增加,样品的荧光发光强度先增大后减小,在500 ℃达到峰值.其荧光寿命随烧结温度的升高而延长.此外,样品中电偶极跃迁与磁偶极跃迁强度之比(I_R:I_O)也随烧结温度的增加先增大后减小.分析表明,烧结温度的改变通过晶体结构对样品的荧光特性以及掺杂取代位置产生了影响.     

InGaAs/GaAs量子链的光学特性研究

研究了InGaAs/GaAs量子链的稳态和瞬态光谱特性,特别是载流子的动力学过程.实验发现荧光寿命有很强的探测能量依赖关系,荧光寿命随发光能量的增加而减小;实验还发现,当激发功率较小时,荧光寿命随激发功率增大而增大,当激发功率足够大时,荧光寿命趋于饱和.这些结果清楚地表明,在量子链结构中,参与发光的载流子之间存在明显的耦合和输运现象,进一步分析表明,这种输运主要是由于载流子沿量子链方向的耦合造成的.发光的偏振特性研究进一步证实了载流子沿量子链方向输运过程. 关键词： InGaAs/GaAs 量子点 量子链     

InGaAs/GaAs单量子阱PL谱的温度变化特性

采用分子束外延方法制备了InGaAs/GaAs单量子阱,利用自组装的光致荧光探测系统,对其进行了光致荧光谱研究。考察了不同温度下荧光峰波长、峰形的影响。研究结果表明:高温时荧光主要是源于带—带间载流子跃迁,而在低温时则来源于束缚在量子阱中激子的跃迁。     

同时测量荧光光纤温度和应变的实验研究

利用掺杂铒元素荧光光纤的试验样品实验测试了荧光寿命的温度特性，并得到荧光寿命在不同温度下的应变响应关系.试验表明，荧光寿命会随着温度的升高而降低；与温度相比荧光寿命随应变的变化很小.提出了一个潜在的同时测量应变和温度的传感器模型.     

量子点CdSe／ZnS的浓度对其荧光的影响研究

影响量子点荧光特性除了量子点尺寸因素外,其溶液浓度也会对其荧光特性起很重要的作用。但到目前,还未见到有关量子点 CdSe／ZnS 在溶液中浓度对其荧光影响的详细报道。为了掌握影响量子点CdSe／ZnS荧光特性的因素及其物理机制,利用紫外-可见吸收光谱仪和荧光光谱仪测量了尺寸为4 nm的量子点CdSe／ZnS在氯仿中不同浓度下的吸收光谱和荧光光谱,并侧重研究了量子点CdSe／ZnS的浓度对其发光特性的影响并分析了其物理机制。结果表明量子点对光谱的吸收随其浓度的增加而增大,但其发光却具有一个最佳浓度2μmol·L－1。当量子点的浓度＞2μmol·L－1时,量子点的荧光强度随着量子点浓度的增加而降低,而当量子点的浓度＜2μmol·L－1时,量子点的发光强度则随其浓度的降低而降低。其原因主要有两个：（1）荧光猝灭效应;（2）荧光发射与光吸收的竞争效应。当量子点的浓度＞2μmol·L－1时,由于量子点之间相距太近（仅为94 nm）而引起了荧光猝灭效应,且其荧光猝灭效应随量子点间距的减小而增大,且因为吸收过大,导致受激的量子点并未增加,因此,其荧光随浓度的增加而降低。而当量子点的浓度＜2μmol·L－1时,因为量子点之间的距离足够大,不再引起荧光猝灭效应,其荧光强度取决于单位体积内的量子点的个数,单位体积内量子点的个数越多,其发光强度越强。因此其发光强度随量子点溶液的浓度降低而降低。     

自组织量子点光致荧光的温度依赖性

自组织量子点光致荧光的温度依赖性研究,对于实现室温下高效的量子点光电器件有着非常重要的意义。而量子点中的载流子动力学过程将决定其光致荧光的温度依赖性。采用稳态速率方程模型模拟了自组织量子点中载流子动力学过程,并且考虑了量子点材料带隙随温度的变化;模拟了不同温度下自组织量子点的光致荧光光谱,并获得了光谱的积分强度、峰值能量及半峰全宽随温度的变化曲线。研究表明:模拟结果与已报道的实验数据符合得很好。由此可知,所采用的模型能够很好地反映自组织量子点中的载流子动力学过程。     

ZnS/CdS/ZnS量子点量子阱的荧光衰减

采用反胶束方法制备了ZnS/CdS/ZnS量子点量子阱，并对其光谱性质进行了研究。结果表明所制得的量子点量子阱尺寸分布均匀，平均粒径为4.5nm，发光峰位于515nm左右，归属于CdS体内的施主－受主对复合。ZnS/CdS/ZnS量子点量子阱中CdS的发光比核－壳结构的ZnS/CdS量子点增强了近四倍，荧光寿命也有所增长。