利用表面等离子激元提高红外探测器效率的研究

目前关于提高红外热探测器吸收效率的研究,主要是上表面金属光栅结构的研究,该结构存在入射光被表面金属反射的问题。本研究提出了一种内部等离子体谐振吸收的红外探测器结构。分析了光栅及探测器结构参数对红外光学吸收的影响,采用COMSOL软件仿真,研究了介质-金属-介质-金属结构红外探测器的吸收效率,并通过结构参数的优化使吸收结构对特定红外波长的吸收率达到99.9;以上,在整个波长范围内平均吸收效率达37.4;。     

柔性衬底非晶硅薄膜太阳电池量子效率的研究

量子效率是太阳电池对光的吸收能力的评定标准之一.本文通过对柔性衬底倒结构n-I-p非晶硅薄膜太阳电池量子效率的测量,同时结合本征材料吸收特性,讨论了衬底温度和反应压强对太阳电池量子效率的影响.结果表明:本征非晶硅薄膜的吸收特性是影响太阳电池量子效率的主要因素,同时光生载流子在本征层和界面处的复合也会对太阳电池的量子效率有所影响.经过反应条件优化得到了转换效率为5.67;的聚酰亚胺衬底太阳电池.     

CdZnTe伽马射线探测器的能谱特性分析

CdZnTe(CZT)探测器目前在国内外天体物理研究中占有重要的地位。本文采用蒙特卡洛软件GEANT4模拟了CZT伽马射线探测器对伽马射线的能谱响应,研究了电子和空穴的输运特性、外加偏压、探测器厚度等因素对平面型探测器的能谱特性的影响规律。结果表明,在电子收集效率较高时,能量分辨率明显受迁移率寿命积比值((μτ)_e/(μτ)_h)的影响,比值越小,能量分辨率越好。增加工作电压可以提高载流子的收集效率和探测器的能量分辨率。在电子收集效率较高时,增大厚度可以弱化空穴信号贡献,提高能量分辨率。漂移程与晶体厚度之比(μτ)_eE/d可以用来估算平面型CZT探测器对低能射线的收集效率,并计算出其对应关系。     

光学微腔型a-Si薄膜电池陷光结构设计

先基于频域有限差分法和a-Si材料的有效吸收波长范围,利用光场分布、通光效率和有源层吸收谱等优化了有源层厚度为300 nm的a-Si电池用光学微腔陷光结构的缓冲层厚度和光学微腔通光孔尺寸,并对电池光电流密度谱、总电流密度和电池输出参数进行了计算分析.研究表明:缓冲层厚度为2.6 μm,通光孔直径Φ=D×0.8/8时,电池有源层具有最大的吸收效率;优化电池的短路电流为25.9225 mA/cm2,优于其它陷光结构获得的短路电流.     

p型G aSb窗口层在热光伏电池中的应用研究

为了提高GaSb热光伏电池的转换效率,在电池结构中引入p+-GaSb窗口层,研究了生长基底、衬底温度和反应物源温度对p+-GaSb薄膜性能的影响,并优化了电池结构中p+-GaSb窗口层的厚度和掺杂浓度.实验结果表明,生长基底和温度等制备参数影响着p+-GaSb薄膜的结构特性和电学特性,而且,较薄的高掺杂p+-GaSb层有利于提高电池性能.通过测试和仿真,热光伏电池的转换效率达到9.49;(AM1.5测试)和20.34;(AFORS-HET仿真).     

Cr:iSrAlF6晶体生长及其性能表征

本文报道了布里奇曼法生长的高品质Cr:iSrAlF6 晶体及其激光特性.采用固相氟化反应除去原料中的氧化物和水.在较小的温度梯度和较慢的生长速率下生长出的Cr:iSrAlF6晶体尺寸达到φ20mm×130mm.均匀的Cr3+掺杂浓度为1～15mol;.从XRD谱图计算出的Cr:iSAF晶体点阵参数为a=0.502nm,c=0.967nm.测试了晶体的吸收曲线,并分析了其吸收与能带结构的关系.实现了闪光灯泵浦的Cr:iSAF激光器运转,激光转换斜效率达到5.85;.     

宽温区内ZnO纳米线的CVD可控生长方法研究

以Zn粉为材料,采用CVD法在宽温区内可控生长ZnO纳米线.利用SEM对产物进行了微观分析,考察了反应温度与升温时间对ZnO纳米线形貌的影响.用ZnO纳米线制成光电导型紫外光探测器,并测试了该器件的性能,考察了所得ZnO纳米线的光电特性.研究工作表明:用CVD法制备ZnO纳米线时的反应温度不限于某一个特定值,而是常压下在419.5℃以上的温区内均可进行,该宽温区ZnO纳米线CVD合成法的关键在于优化和匹配生长温度与加热时间两个参数.对紫外光探测器的性能测试结果表明,ZnO纳米线具有良好的紫外光电响应特性.     

固溶体半导体碲硫锌多晶薄膜的制备及发光特性研究

ZnS1-x Tex薄膜具有高效的发光特性.样品可观测到强烈的光致发光,随着Te含量x的不同,发射光的颜色从深蓝到黄变化,使其成为制作短波长光波段光电子器件和紫外探测器的理想材料.本文介绍了ZnS1-x Tex多晶薄膜真空蒸发制备的情况,并用X射线衍射仪对淀积在玻璃、石英玻璃和单晶硅衬底上的多晶薄膜进行结构分析,用紫外-可见分光光度计、荧光光谱分析仪对样品的光吸收和发光性质进行研究.分析表明,该薄膜的结构符合闪锌矿的特征.紫外-可见吸收光谱显示该样品在紫外光区有一个强烈的吸收峰,可见光区的吸收很微弱.光致发光光谱表明,样品在可见光区有一个以470nm为中心的发射峰,发射光肉眼可见.该多晶薄膜基本保持了单晶薄膜的紫外吸收、光致发光等良好特性.     

采用超薄的GaAs光子晶体吸收层提高太阳能电池的吸收效率

本文提出了一种超薄的GaAs光子晶体吸收层结构.吸收层厚度只有0.2μm,太阳能电池的总厚度只有0.35μm.计算结果表明:当晶格常数T=0.46μm、上表面边长r=0.05μm、下表面边长R=0.1μm、高度为0.2μm时,吸收层的吸收效率较高.在300～700 nm波长范围内,该薄膜太阳能电池的吸收效率比吸收层不含光子晶体的电池提高了61.80;.所设计的薄膜电池结构在波长为300～700 nm、入射角为0°～70°范围内的吸收效率均在60;以上,满足太阳电池对宽频谱、广角度光吸收的要求.     

2μm波段超快激光晶体的研究进展

本文综述了Tm、Ho离子掺杂的双钨酸盐类晶体、YAP晶体、Lu2O3晶体、CLNGG晶体的光谱参数和最新研究进展,以及利用它们作为基质的超快激光器的工作性能,总结了各类激光晶体的晶体性质和优点,并指出具有寻找适合LD泵浦的宽吸收和发射光谱特性的无序结构晶体材料将成为未来的研究方向.     

5英寸锑化铟晶片加工及表征

锑化铟(InSb)材料因其特殊的性质被广泛用于红外光电探测等领域。随着更大面阵中波红外焦平面探测器的发展以及对低成本InSb红外探测器的需求,所需的晶片材料尺寸也日益增加。本文通过采用新结构石墨托以及高精度低损伤单线切割实现了5英寸InSb晶体定向断段;采用低损伤边缘倒角技术同时优化研磨参数改善了5英寸InSb晶片研磨;通过优化贴片工序提高了5英寸InSb晶片抛光后的平整度;通过优化抛光液pH值以及配比提高了5英寸InSb晶片表面质量。同时,使用X射线晶体定向仪、原子力显微镜等测试仪器对5英寸InSb晶片的晶向及偏差、抛光表面宏观质量、几何参数、表面粗糙度、晶格质量进行了测试表征。测试结果表明,采用优化后的加工工艺制备出了高质量的5英寸InSb晶片,能够满足InSb红外探测器制备需求。     

超宽禁带半导体氧化镓基X射线探测器的研究进展

X射线具有波长短、穿透能力强等优点,在医学成像、安全检查、科学研究、空间通信等领域具有重要作用。半导体X射线探测器可以将X射线转换为电流信号,具有易集成、空间分辨率高、能量分辨率高、响应速度快等优点。高性能的X射线探测器应具备暗电流低、灵敏度高、响应速度快、可长时间稳定工作等特点,因此制备X射线探测器的半导体材料应具有电阻率高、缺陷少、抗辐照能力强、禁带宽度宽等性质。氧化镓(Ga₂O₃)是一种新型宽禁带半导体材料,具有超宽禁带宽度、高击穿场强、高X射线吸收系数、耐高温、可采用熔体法生长大尺寸单晶等优点,是一种适合制备X射线探测器的新型材料,近年来基于Ga₂O₃的X射探测器成为辐射探测领域的研究热点之一。本文主要介绍了Ga₂O₃半导体的物理性质及其在X射线探测器方面的研究进展,分析了影响X射线探测器性能的物理机制,为提高Ga₂O₃基X射探测器的性能提供了思路。     

室温半导体核辐射探测器新材料及其器件研究

本文论述了室温半导体核辐射探测器新材料及其探测器的研究发展过程和最新动态,分别介绍了几种主要室温半导体核辐射探测器新材料晶体的组成、结构、性能及其探测器的制备技术,主要应用情况.结果表明:HgI2、CdZnTe和CdSe单晶体是性能优异的室温半导体核辐射探测器新材料,用其制作的探测器,可在室温下广泛用于环境监测、核医学、工业无损检测、安全检查、核武器突防、航空航天、天体物理和高能物理等领域.因此,近年来对大尺寸高质量HgI2、CdZnTe和CdSe单晶体及其室温核辐射探测器的研究,已成为高技术新材料领域的前沿研究课题.     

Restoration of structure of thin multilayer films from reflectivity data by stepwise model refinement

The computational experiment on the restoration of the model parameters of the cross-section profile of the scattering density of thin multilayer films is described. It is shown that the use of the stepwise model of the structure, which is described by the thickness, density, absorption, and roughness parameters makes the problem of profile restoration multimodal and ill-conditioned. The analysis of the numerical experiments performed allowed us to propose a procedure of consecutive refinement of the initial-model parameters using the results of the local minimization of the discrepancy functional applied for the characteristic segments of the reflectivity curve. The methods proposed were used to restore the structure of a multilayer film deposited on a silicon substrate by the Langmuir-Blodgett method.     

Kinetic approach to the decomposition of radiation-induced absorption spectra

We propose a kinetic approach to the decomposition of the radiation-induced absorption spectra into individual Gaussian absorption bands. It is based on the correlated analysis of a series of induced absorption spectra obtained in the course of multi-step irradiation and during room temperature long-term post-radiation annealing. The methodology is demonstrated using data on Co⁶⁰ gamma irradiated samples of commercial boro-silicate glass N-BK7 from SCHOTT. We show that physically meaningful spectroscopic parameters of absorption bands can be obtained without a priori knowledge of the band peak position and bandwidth.     

Important physical parameters of Bi2O3 thin films found by applying several models for optical data

Different optical parameters for thin solid films can be computed as functions of wavelength from the optical transmission and reflection spectra. Subsequently, several models can be tested on the obtained data, in order to check their validity with respect to the materials under study. Moreover, these models offer the possibility to estimate essential physical parameters. Such models are tested within this article for the refraction index and for the real part of the complex dielectric constant, for bismuth trioxide thin films deposited on glass substrates maintained at three different temperatures. Also, the model proposed by Tauc is applied for the absorption spectrum of the same films, in order to determine the type of electronic transition and to estimate the optical energy bandgap. It will be noticed that the optical parameters vary rather significantly with changing substrate temperature, while the structure of the films, as studied by means of X‐ray diffractometry is almost insensitive to this change of deposition parameter. (© 2010 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

半导体辐射探测材料与器件研究进展

自从1895年伦琴发现X射线以来,辐射探测技术快速发展,被广泛应用于医疗影像、安检安防、工业无损检测、核安全监测、资源勘探、基础科学和空间科学等诸多领域。从探测材料和工作原理划分,辐射探测器主要可分为气体探测器、闪烁体探测器和半导体探测器。本文从各类射线与半导体材料的相互作用以及半导体探测器工作原理和信号处理过程入手,探讨了不同辐射类型、不同应用需求对半导体辐射探测器的性能要求以及探测器设计要点,并按照元素族序的顺序对半导体材料在辐射探测领域的性能表现和研究进展进行了综述。     

基于石墨烯超材料的极化控制开关

为设计可调控的光开关, 本文设计了基于石墨烯的超材料和一维光子晶体的复合结构,应用传输矩阵法研究它的传输特性.石墨烯超材料的吸收和各向异性的特性导致结构的传输对电场极化方向特别敏感.通过电场极化方向的旋转,可以动态调节电磁波的透射和吸收,也可以实现电磁波从全透射到全反射或者全吸收的完全转化.     

A comparative study of novel chalcone derivative by X-ray and quantum chemical calculations (Ab-initio and DFT): Experimental and theoretical approach

A novel bio-organic molecule, 3-(3-chloro-4-methoxy-phenyl)-1-(4,5-dimethoxy-2-methyl phenyl) prop-2-en-1-one (I), has been synthesized and characterized by FTIR, ¹H, and ¹³C NMR. To understand the role of solvents, UV-vis absorption, and fluorescence study has been carried out using different solvents. The single-crystal X-ray diffraction technique has been studied to confirm the three dimensional structure of the compound and the hydrogen bond interactions involved in the stability of the structure. The ab-initio and density functional theory (DFT) are used to optimize the molecular structure. The calculated results show that the predicted geometry can well reproduce structural parameters. In addition, frontier molecular orbitals and Mullikan charge distributions are carried out by using RHF and B3LYP methods. The synthesized compound has been screened for its antimicrobial and antifungal activities against different panel of organisms.