单壁碳纳米管薄膜光电器件研究

制备了单壁碳纳米管薄膜光电器件,在偏压和激光器照射条件下可产生净光电流。分别研究了偏置电压、激光功率、照射位置对净光电流的影响。实验表明,激光照射薄膜中点,净光电流随着偏压的增大而增大,随激光功率的增大而趋于饱和,偏压为0.2 V,激光功率为22.7 mW时,净光电流达到0.24 μA;无偏压,激光照射薄膜不同位置时,净光电流值关于器件中心对称分布,照射两端点输出最大光电流,照射中点输出趋于“0”。经分析,在偏压和激光照射薄膜中心位置的条件下,器件因内光电效应可产生净光电流;在无偏压和激光照射的条件下,因光热电效应可产生净光电流,并建立了温度模型,根据单壁碳纳米管的热电势特性推导出了净光电流与光照位置的关系,其符合实验结果;内光电和光热电效应是光电流产生、变化的原因,在偏压和激光照射的一般条件下,净光电流应是两种效应的叠加结果。器件所具有的光电特性使其在光伏器件、光传感器有应用的潜力。     

ZnO/P-Si异质结的光电特性研究

利用脉冲激光沉积方法在P-Si(100)衬底上生长ZnO薄膜,制备ZnO/P-Si异质结,研究衬底温度对异质结光电特性的影响.结果表明,在400℃,500℃,550℃和600℃下生长ZnO制备的异质结都有一定的整流特性,反向暗电流随着衬底温度的升高略有增加,在550℃下制备的样品具有最明显的光电效应.ZnO/P-Si异质结对可见光和紫外光呈现出不同的响应性.在可见光照射下,光电流随反向偏压急剧增大,偏压增大到某一值时,光电流增速变小,而在紫外光下,光电流有逐渐增大的趋势.根据ZnO的透射谱认为,可见光和紫外光是异质结不同的耗尽区诱导电子-空穴对产生光电流的.     

CO2连续激光蒸发制备单壁碳纳米管及其Raman光谱的研究

讨论了在室温下用波长10.6μm的CO2连续激光制备单壁碳纳米管的工艺条件和生长机理.用大功率CO2连续激光蒸发制备单壁碳纳米管,所用激光功率400—900W,高分辨透射电镜观察表明单壁碳纳米管直径1.1—16nm,随着激光功率的增加稍微增加.本文还分别用波长为514.5nm和632.8nm激发光测量了CO2红外激光制备的单壁碳纳米管的一级和二级Raman光谱,发现在Raman特征峰的位置、强度上都存在差异.还将用CO2红外激光制备的单壁碳纳米管的Raman光谱与用YAG激光制备的单壁碳纳米管的Raman光谱进行了比较. 关键词： 单壁碳纳米管 CO2连续激光 Raman光谱     

聚苯胺-碳纳米管复合体的制备及其光响应

纳米尺寸导电材料对功能分子材料及分子器件的作用越来越显得重要.采用原位乳液聚合法制备聚苯胺 碳纳米管复合体，SEM和TEM照片显示复合管的直径为60—70nm，聚苯胺的包裹层厚度约25—30nm.x射线衍射及热分析表明纳米复合管的结晶性能增强，热稳定性得到提高.光电响应试验表明复合管的光吸收增强，光电流增大，说明聚苯胺 碳纳米复合管薄膜受光照射后发生了光诱导电荷分离现象. 关键词： 聚苯胺 碳纳米管 复合纳米管 光电流     

瞬态光电流对有机薄膜光伏器件中肖特基接触的研究

制备了结构为氧化铟锡(ITO)/有机半导体/金属的有机薄膜光伏器件,电流--电压曲线显示其具有整流特性但有机半导体和电极间肖特基接触的内建电场方向很难判定.为了研究有机半导体和电极的肖特基接触特性,分别制备了结构为ITO/有机绝缘层/有机半导体/金属和ITO/有机半导体/有机绝缘层/金属的器件,通过调制激光照射下器件的瞬态光电流方向可容易判断有机半导体和电极间肖特基接触的内建电场方向,外加偏压下瞬态光电流的强度变化进一步证实了判断的正确性.     

缺氧La0.6Ca0.4MnO3-δ薄膜的光响应特性

采用波长均为532 nm的连续激光和脉冲激光研究了缺氧La0.6Ca0.4MnO3-δ(LCMO)薄膜的光响应特性。分析了在金属态和绝缘态时,缺氧对LCMO薄膜光响应的不同影响。在脉冲宽度7 ns、峰值功率750 mW的脉冲激光作用下,缺氧LCMO薄膜在室温下呈现出明显的光响应信号,其光电导增大36.4%,上升时间约30 ns。由于光子能量大于LCMO的禁带宽度,光子注入在薄膜中产生了电子-空穴对,而电子很容易被氧空位俘获,从而在薄膜中产生大量额外的空穴载流子,大量的空穴载流子可能诱发局域绝缘-金属相变,从而在薄膜中产生明显的光电导效应。实验显示出缺氧钙钛矿薄膜在光电器件上的巨大应用潜力。     

ZnO/Si异质结的光电转换特性研究

利用直流反应溅射方法在p型Si衬底上生长掺Al的n型ZnO薄膜,测量了由n型ZnO薄膜和p型Si衬底组成的异质结在黑暗和光照条件下的I-V特性,结果表明该异质结具有优良的整流特性,而且在光照条件下的反向电流迅速增大并很快趋于饱和.通过测量ZnO薄膜的光电流和异质结的光电压的光谱响应,初步分析了异质结的光电转换机理.测量结果显示,在入射光波长为380nm时光电流强度明显下降,反映出光电流与ZnO薄膜禁带宽度的密切关系;同时还发现,在与ZnO禁带宽度相对应的波长前后所产生的光生电压方向相反.推测这一现象与异质结的能带结构密切相关. 关键词： ZnO薄膜 异质结 光电转换 光谱响应     

光探测器偏压调制技术的理论研究

为了简化和改善光载无线通信系统,提出了一种光探测器偏压调制技术,利用PIN光探测器(PIN-PD)和单行载流子光探测器(UTC-PD)的输出光电流随偏压变化的特性进行调制.采用光探测器偏置调制技术,光电探测和调制可以在一个光探测器上同时实现.研究表明当入射光功率为2.93dBm时,PIN-PD在10GHz射频副载波上的调制带宽为800 MHz,UTC-PD在150GHz射频副载波上的调制带宽为18.75GHz.调制带宽随入射光功率的增大而增大,当入射光功率为12.93dBm时,UTC-PD在150GHz射频副载波上的调制带宽可达25GHz.调制深度与正弦偏压调制信号的最小值有关.     

高响应度倍增型碳纳米管-有机红光探测器

采用溶液旋涂方法将单壁碳纳米管与有机红光材料结合并制作出红光探测器,研究了单壁碳纳米管对PBDTTT-F∶PCBM本体异质结活性层薄膜的影响机理及其红光探测器的光电特性.利用原子力显微镜,荧光光谱和紫外-可见吸收光谱等方法对器件进行性能表征及优化.当单壁碳纳米管为最优掺入比1.5wt%时,在-1V偏置电压时,红光光照下该探测器响应度为535mA/W,比探测率达到3.8×1012 Jones,外量子效率达到104%.结果表明,将单壁碳纳米管与有机红光材料结合,有利于提高有机共轭聚合物的聚集以及结晶度,增强光吸收,可为活性层提供高迁移率的电荷传导通道,优化薄膜互穿网络形貌.同时,利用碳纳米管的多激子产生效应,使得有机光电探测器的光电性能大大改善,外量子效率超过100%,为无机-有机光电探测器的进一步开发提供参考.     

基于微纳光纤-单壁碳纳米管可饱和吸收体的被动调Q掺镱光纤激光器

为实现具有高脉冲能量的调Q脉冲激光输出,利用微纳光纤-单壁碳纳米管复合的方法制备可饱和吸收体,并对基于该类型可饱和吸收体器件的被动调Q掺镱光纤激光器进行研究。采用拉伸法将普通单模石英光纤拉制成微纳光纤,将其与单壁碳纳米管溶液复合,进一步制备成全光纤集成型器件。将该器件置于环形腔掺镱光纤激光器中,利用976 nm半导体激光器作为抽运源。当抽运功率为53 mW时,实现了调Q脉冲激光输出,激光中心波长为1 039 nm。进一步提升抽运功率至76 mW,可获得脉冲宽度为3.1μs、重复频率为25.5 kHz、单脉冲能量为941nJ的调Q脉冲激光输出。研究表明,利用微纳光纤制备的可饱和吸收体器件具有较高的损伤阈值,可用于实现高脉冲能量的激光输出。     

变温霍尔效应中副效应的研究

用P型锑化铟样品研究了变温霍尔效应中的副效应随温度的变化,发现副效应随温度非单调变化,并探讨了这一变化的原因,发现载流子迁移率随温度的变化直接影响各种副效应对温度的依赖关系.     

低温超导物理学中的重要实验史话

综观超导发展史，实验既是创立超导理论的基础，也是检验超导理论的惟一手段。正是实验的发展，不断揭示了超导的各种新现象，日益加深着人们对超导电性的认识，促进了超导物理学的发展和应用。文章回顾了低温超导发展过程中的一些重要实验，探讨了这些实验的思想及其对超导发展的重要促进作用。通过对超导实验历史材料的研究，我们不仅可以学到科研技能和了解科学新现象的发现过程，而且可以学到正确的科研态度和方法。     

声电光效应与声电光器件

分析了声电光效应的原理，并制作了铌酸锂反常声电光器件，进行了实验验证。     

Martensitic transformation and related magnetic effects in Ni-Mn-based ferromagnetic shape memory alloys

Ferromagnetic shape memory alloys, which undergo the martensitic transformation, are famous multifunctional materials. They exhibit many interesting magnetic properties around the martensitic transformation temperature due to the strong coupling between magnetism and structure. Tuning magnetic phase transition and optimizing the magnetic effects in these alloys are of great importance. In this paper, the regulation of martensitic transformation and the investigation of some related magnetic effects in Ni-Mn-based alloys are reviewed based on our recent research results.     

The Sagnac effect in curved space-times from an analogy with the Aharonov-Bohm effect

In the context of the natural splitting, the standard relative dynamics can be expressed in terms of gravito-electromagnetic fields, which allow to formally introduce a gravito-magnetic Aharonov-Bohm effect. We showed elsewhere that this formal analogy can be used to derive the Sagnac effect in flat space-time as a gravito-magnetic Aharonov-Bohm effect. Here, we generalize those results to study the General Relativistic corrections to the Sagnac effect in some stationary and axially symmetric geometries, such as the space-time around a weakly gravitating and rotating source, Kerr space-time, Gödel universe and Schwarzschild space-time.     

From microelectronics to spintronics and magnonics

In this review, the recent developments in microelectronics, spintronics, and magnonics have been summarized and compared. Firstly, the history of the spintronics has been briefly reviewed. Moreover, the recent development of magnonics such as magnon-mediated current drag effect (MCDE), magnon valve effect (MVE), magnon junction effect (MJE), magnon blocking effect (MBE), magnon-mediated nonlocal spin Hall magnetoresistance (MNSMR), magnon-transfer torque (MTT) effect, and magnon resonant tunneling (MRT) effect, magnon skin effect (MSE), etc., existing in magnon junctions or magnon heterojunctions, have been summarized and their potential applications in memory and logic devices, etc., are prospected, from which we can see a promising future for spintronics and magnonics beyond micro-electronics.     

类氢离子电离能的计算

在类氢离子电子束缚能一级相对论及电子自旋-轨道作用修正的基础上,考虑到原子核的质量效应及体积效应,计算了类氢离子的电离能,计算结果与文献提供的实验数据相符合,弥补了其他方法的不足.     

Effects of pressure and/or magnetism on superconductivity of δ-MoN single crystal

Effects of pressure and/or magnetism on the critical superconducting temperature(Tc)ofδ-Mo N single crystal were investigated using a Maglab system.Theδ-Mo N single crystal was synthesized at extreme conditions of high pressure and high temperature.The carrier density ofδ-Mo N single crystal as a function of applied pressure was determined using Hall coefficient measurement.     

Unified Approach for the Kerr Effect,Stark Effect and Doppler Effect in the Atom-Field Interaction

We solve the atom-field interaction model including the Kerr effect, Stark effect and Doppler effect exactly within a unified approach. The detuning in the effective Hamiltonian depends on two conserved operators of the system. Finally, the influence of atomic mass center motion on the antibunching effect of photons is discussed.     

量子霍尔效应

从经典的霍尔效应开始,比较系统地、深入浅出地介绍了量子霍尔效应及其所涉及的一些新概念和实际应用。