光镊系统的组建及光阱效应的观察

光镊是美国科学家Arthur Ashkin于1986年发明的,现被用来操控微小粒子和作为微小力的传感器.随着光镊技术的不断发展,光镊在生物大分子的操控和生物大分子生命过程中动力学研究方面发挥着巨大作用.本文介绍了光镊的工作原理,以及如何利用实验室现有条件,以较低成本搭建了一个简化的光镊系统,并观察了光镊对几种微小粒子的捕捉情况,证实了光阱有一定的作用范围,且其捕获能力随微粒尺寸增大而减小.     

啁啾超短激光脉冲对稠密共振介质特性的调控

采用光与物质相互作用的半经典理论,建立了稠密二能级体系中含啁啾相位项的光学Bloch方程,并用高准确度、快速和可靠的四阶龙格-库塔法数值求解了该方程.通过数值计算,研究了啁啾超短激光脉冲与稠密共振二能级体系作用下的特性,得到了局域场和啁啾参量对Bloch矢量影响的规律.研究结果表明:局域场修正系数和啁啾参量对Bloch矢量的瞬态相干过程和稳态特性都会产生明显的调制作用,可以通过调节线性啁啾参量和局域场修正系数实现稳定的粒子数布居反转的调控.     

带-NH2的嘧啶环对钌配合物与DNA相互作用的瞬态发光特性的影响

采用时间分辨的发光光谱技术,分别测量了两种新合成的钌配合物[Ru(bpy)2 (dpbpd(NH2)2)]2 和[Ru(phen)2(dpbpd(NH2)2)]2 与小牛胸腺脱氧核糖核酸(ctDNA)相互作用时的瞬态发光动力学过程,并与以往对[Ru(phen)2dppz]2 等的研究结果进行对比,从而研究带-NH2的嘧啶环对配合物与DNA作用动力学过程的影响.结果表明:这两种含有带-NH2的嘧啶环的钌配合物与DNA相互作用时的发光按双指数规律衰减,发光寿命为几十纳秒,比dppz类钌配合物与DNA作用时的发光衰变寿命(几百纳秒)小一个数量级.归因于嘧啶环上的N和-NH2可能与水分子、DNA的碱基对或磷酸骨架形成氢键,从而加快激发态的无辐射弛豫,削弱发射光强,缩短发光寿命.该结论为进一步研究配合物分子与DNA的相互作用的机理提供了一定的依据.     

5,10,15-三(五氟苯基)Corrole及其相似卟啉化合物的光物理特性

采用稳态和时间分辨的瞬态光谱技术对比研究了一种Corrole化合物5,10,15-三(五氟苯基)Corrole(FtsTPC)和一种卟啉化合物5,10,15,20-四(五氟苯基)卟啉(F20TPP)的光物理特性.结果表明:F15TPC的B带吸收峰较宽而F20TPP的强而窄,F15TPC的Q带有两个吸收峰而F20TPP有四个.F15TPC的荧光量子产率为0.15,荧光寿命为4.8 ns,F20TPP的荧光量子产率为0.05,荧光寿命为11.1 ns;与F20TPP相比F15TPC具有发光效率高、荧光寿命短的特点.F15TPC具有较大的发光速率常数和无辐射跃迁速率常数,这可能是由于F15TPC少了一个氟代苯基,致使其发色团本身的电子结构发生变化所致.另外空间结构的不对称性和非共面性也对其光物理性质有影响.     

纤锌矿结构Zn1-xMgxO电子结构及吸收光谱的第一性原理研究

采用第一性原理计算方法,计算了纤锌矿结构Zn_1-xMg_xO(x=0,00625,0125,025)的电子结构及吸收光谱. 计算结果表明,Mg的掺入使ZnO的电子结构发生了较大的改变,与Mg邻近的O原子得到电子的数目明显增大,进而O原子返回部分电子给邻近Zn原子. Zn-O间相互作用减弱,禁带宽度变大,这也从同一合金中Zn4s上移的程度得到证实. 其吸收光谱也随着Mg的掺入出现蓝移现象,其吸收边对应波长分别为379, 关键词： 第一性原理计算 电子结构 吸收光谱 纤锌矿结构ZnO     

激子旋转弛豫对低掺杂卟啉侧链聚合物荧光衰变过程的影响

利用激子旋转扩散理论研究了一类低掺杂卟啉侧链聚合物中卟啉侧链基团的旋转对其发光动力学过程的影响.研究表明,卟啉侧链基团的旋转行为是导致激发态无辐射能量弛豫的重要途径.基团旋转越容易,能量弛豫速度越快,这可导致一个快速的荧光衰变动力学过程.在卟啉低掺杂浓度和聚合物分子链间距离较大的情况下,卟啉侧链基团的旋转成为影响荧光寿命和发光效率的主要因素.对实验测得的两种样品的荧光弛豫过程进行了拟合,理论结果与实验结果符合较好. 关键词： 激子旋转弛豫 瞬态荧光 卟啉侧链聚合物     

薄膜生长速率对有机光伏器件性能的影响

采用真空热蒸发镀膜的方法制备了酞菁铜(CuPc)和富勒烯(C60)构成的平面异质结结构光伏器件,并初步研究了CuPc薄膜生长速率对器件光伏性能的影响,我们发现以较大薄膜生长速率制备的器件表现出较大的短路电流和能量转换效率。X射线衍射和原子力显微镜观察的结果表明生长速率较大的CuPc薄膜结晶相含量较少,薄膜结构较均匀、致密、平整,这可能使得CuPc薄膜激子扩散和载流子迁移特性得到提高,也可能改善其与C60受主薄膜和ITO阳极的接触,并有利于载流子的分离和收集,从而表现出较好的光伏特性。     

高效率金属微腔OLEDs性能

以半透明Ag膜为阳极出光面,利用MoO₃作为空穴注入层,在普通玻璃衬底上制备了底发射微腔OLEDs器件,其中微腔由接近全反射厚度为100nm的Al阴极和反射率约为50%左右厚度为22nm的半透明Ag阳极构成,由于采用了有效的空穴和电子注入层MoO₃和LiF,以Alq₃作为发光材料,器件的起亮电压为2.5V,在10V外加电压下正向亮度超过了15000cd/m²,最大电流效率接近6cd/A,大约是制备于ITO玻璃衬底阳极上的常规器件的两倍(3.2cd/A),并研究了光谱窄化以及随观测角度变化的微腔效应。     

水热合成六方相NaYbF4∶Er3+/Tm3+的上转换白光性质

在反应温度为220℃,反应时间为48h的温和条件下,利用水热法合成单掺杂或共掺杂Tm3 、Er3 的六方相NaYbF4体系,利用X射线粉末衍射、紫外-可见-近红外漫反射吸收光谱以及荧光光谱等测试手段,分析体系的物相结构和荧光性能。在980nm红外激光的激发下,NaYbF4∶Er3 体系能发出强的绿光和红光,两者分别对应于Er3 离子的(2H11/2,4S3/2)→4I15/2、4F9/2→4I15/2能级跃迁;NaYbF4∶Tm3 体系能发出对应于Tm3 离子1D2→3F4和1G4→3H6能级跃迁的强蓝光;而NaYbF4∶Er3 /Tm3 体系能同时发出红蓝绿三种颜色的光;各发射的归属与单掺杂相同,但由于Er3 和Tm3 离子之间存在能量交叉弛豫,致使各发光强度发生变化。通过控制Er3 和Tm3 离子的浓度及其比例,可以调整NaYbF4∶Er3 /Tm3 体系的上转换蓝光、绿光和红光强度的比例,结果表明,在980nm红外激光的激发下,NaYbF4∶Er3 /Tm3 (0.4%/0.4%)能发出近似白光的上转换发射。因此,NaYbF4∶Er3 /Tm3 有望成为单一基质的上转换白光材料。     

用激光诱导击穿光谱快速分析油漆中的重金属含量

 将电光调Q Nd：YAG激光脉冲聚焦于油漆样品表面以产生激光诱导等离子体。等离子体的光辐射经过一组透镜收集进入单色仪并由光电倍增管探测。通过对等离子体辐射光谱的研究,能够实现对油漆样品中重金属元素含量的快速定性分析。实验分析了多种市售油漆中重金属元素Pb, Cu, Cr, Mn的含量。实验表明：对于同一种类的油漆样品,在相同检测条件下,重金属元素的特征光谱线强度与元素质量分数成正比,因此利用激光诱导击穿光谱来快速分析油漆中重金属元素含量是完全可行的。