Effect of oxygen on regulation of properties of moderately boron-doped diamond films

Regulation of oxygen on properties of moderately boron-doped diamond films is fully investigated. Results show that, with adding a small amount of oxygen (oxygen-to-carbon ratio < 5.0%), the crystal quality of diamond is improved, and a suppression effect of residual nitrogen is observed. With increasing ratio of O/C from 2.5% to 20.0%, the hole concentration is firstly increased then reduced. This change of hole concentration is also explained. Moreover, the results of Hall effect measurement with temperatures from 300 K to 825 K show that, with adding a small amount of oxygen, boron and oxygen complex structures (especially B₃O and B₄O) are formed and exhibit as shallow donor in diamond, which results in increase of donor concentration. With further increase of ratio of O/C, the inhibitory behaviors of oxygen on boron leads to decrease of acceptor concentration (the optical emission spectroscopy has shown that it is decreased with ratio of O/C more than 10.0%). This work demonstrates that oxygen-doping induced increasement of the crystalline and surface quality could be restored by the co-doping with oxygen. The technique could achieve boron-doped diamond films with both high quality and acceptable hole concentration, which is applicable to electronic level of usage.     

解题反思 提高能力

波利亚曾经说,如果学生得到问题的解答,并且很干净利落地写下论证后就会合上课本,去做其他事情.这样做,学生就错过了解题的一个重要而有教益的方面——解题反思.波利亚认为,学生通过回顾所完成的解答,重新考虑与检查这一结果及其解答路径,可以巩固知识,发展解题能力. “解题反思”是指对一道数学题经过艰辛尝试,获得正确的解答过程之后,必须认真进行如下探索:命题的意图是什么?考查哪些方面的概念、知识和能力?验证解题结论是否正确合理,命题所提供的条件的应用是否完备?求解论证过程是否判断有据,严密完善?本题有无其他解法即一题多解?众多解法中哪一种最简捷?把本题的解法和结论进一步推广,能否得到更有益的普遍性结论——举一反三,多题一解?如此种种,就是“解题反思”.     

一步法水热合成枸杞荧光碳点及对Fe~(3+)的灵敏检测

以枸杞为碳源,采用简单、环境友好的一步水热法合成未经表面修饰的荧光碳点。采用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、高分辨透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱对其性质及形貌进行了研究。在最佳条件下,碳点的激发峰和发射峰分别位于320和400 nm,且发射峰具有尺寸依赖的性质。以罗丹明6G为参照,此碳点的量子产率54%,荧光寿命9.04μs。碳点的荧光在2 min内被Fe~(3+)完全猝灭。基于此,构建了检测Fe~(3+)的新型荧光生物传感器。在1~50μmol/L范围内,荧光猝灭程度与Fe~(3+)的浓度呈良好的线性关系,检出限为232 nmol/L。此碳点在环境和生物医学领域具有良好的应用前景。     

酸性离子液体催化合成三吲哚甲烷化合物

在酸性离子液体催化下,通过吲哚及其衍生物和吲哚甲醛反应合成了一系列三吲哚甲烷化合物。[hmim]HSO₄/EtOH 对于该反应来说,是一个高效、绿色的催化体系。     

人血清中cTnI的化学发光酶免疫分析研究——实验条件的优化

采用高效化学发光试剂3-(2'-螺旋金刚烷)-4-甲氧基-4-(3"-羟基)苯-1,2-二氧杂环丁烷磷酸(AMPPD)作为检测底物, 并将传统的ELISA两步双抗夹心法改为一步法, 得到了高灵敏测定人血清中心肌肌钙蛋白I(cTnI)的化学发光酶免疫分析优化条件. 采用单因素变化法和方阵滴定法得到的最佳实验条件为: 捕获抗体包被浓度为10.0 μg/mL, 以pH=7.0的PBS作为免疫反应缓冲底液, 以含质量分数为1.0%的BSA pH=9.6的碳酸盐溶液缓冲液, 于4 ℃封闭过夜, 生物素-检测抗体(Biotin-IgG2)以及碱性磷酸酶-亲和素(ALP-Avidin)结合物均采用1:2000稀释度, 免疫反应条件为37 ℃, 孵育时间60 min, 以去离子水作为洗涤剂, 以1:100稀释的AMPPD作为发光反应底物, 发光反应时间10 min(37 ℃). 检出限为0.02 ng/mL, 比现行ELISA法灵敏度提高一个数量级; 测定周期约75 min, 比两步法ELISA快得多; 线性范围(0.04~36.20 ng/mL)比ELISA法扩宽了两个数量级; 加标回收率97.5%~102.8%, 对标准样品的测定结果与用ELISA法的测定结果吻合; 重复性好, 3个样品批内变异系数均小于8.5%(n=12).     

High-performance 4H-SiC p-i-n ultraviolet avalanche photodiodes with large active area

Ultraviolet(UV) detectors with large photosensitive areas are more advantageous in low-level UV detection applications. In this Letter, high-performance 4 H-SiC p-i-n avalanche photodiodes(APDs) with large active area(800 μm diameter) are reported. With the optimized epitaxial structure and device fabrication process,a high multiplication gain of 1.4 × 10~6 is obtained for the devices at room temperature, and the dark current is as low as ～10 p A at low reverse voltages. In addition, record external quantum efficiency of 85.5% at 274 nm is achieved, which is the highest value for the reported Si C APDs. Furthermore, the rejection ratio of UV to visible light reaches about 10~4. The excellent performance of our devices indicates a tremendous improvement for largearea SiC APD-based UV detectors. Finally, the UV imaging performance of our fabricated 4 H-SiC p-i-n APDs is also demonstrated for system-level applications.     

Cd对纤锌矿ZnO极化特性的影响以及Zn0.75Cd0.25O/ZnO界面能带偏差的第一性原理研究

基于第一性原理GGA+U方法研究了Zn1-xCdxO合金的品格常数以及自发极化随Cd组分x的变化关系,其中极化特性的计算采用Berry-phase方法,同时计算了禁带宽度随Cd组分x的变化关系,并得到了能隙弯曲参数0.69.此外,通过计算宏观平均静电势的方法得到了(5 +3)Cd0.25Cd0.750/ZnO超晶格界面处的价带偏差为0.13 eV,导带偏差与价带偏差的比值为4/13,并且Zn1-xCdxO/ZnO界面两侧能带呈现Ⅰ型排列,这些研究结果将对Zn1-xCdxO/ZnO界面二维电子气的设计与优化起到重要作用.     

氟化钡晶体电注入着色临界温度及光谱特性

利用用自行研制的电注入实验装置,对氟化钡晶体进行电注入并使之有效着色. 由基本理论得到氟化钡晶体电注入临界温度,着色氟化钡晶体产生大量F和FA色心. 研究结果表明,经电注入氟化钡晶体,F色心首先在阴极附近产生,而且室温下F色心很不稳定.     

激光触发开关的电参数测量

 为进行PTS装置单路样机激光触发开关的调试,设计安装了相应的电压电流探头。通过对比分析了探头测量结果,解释了开关出口D-dot电压探头波形畸变的原因,并运算得到了正确的波形。B-dot探头得到了与模拟结果符合的电流微分信号和电流信号。实验结果表明： D-dot探头适合MV量级的高电压脉冲测量,但当该探头工作在开关区时,设计中需要对比探头与被测电极以及其它电极的结构电容,只有满足结构电容远大于与其它高压电极的电容时,才能获得较真实的信号。如果结构设计中难以满足该要求,可以采用软件处理方法得到正确的波形。使用B-dot探头输出的电流微分信号可以较为准确地得到开关导通延迟时间,测量误差小于0.7 ns。     

一种具有噪声抑制功能的红外图像锐化算法

锐化是图像增强中一项关键性的技术,但如果图像中包含噪声,噪声也会因为锐化而放大,最终导致信噪比的降低.探索了一种算法既可以对图像进行锐化滤波,又不降低图像的信噪比.采用模式识别的相关理论,基于隶属度和概率松弛技术对红外图像中由真实边缘和由各种噪声引起的亮度数值变化进行区分,对不同区域采用不同的锐化处理.该算法不同于传统图像锐化算法只基于局部对比度的缺点,在图像锐化过程中考虑图像边缘和噪声的空间分布的差异,改善了传统边缘增强算法对噪声放大的缺点.实验数据表明,该锐化方法未引起信噪比的降低,具有良好的前景和实用价值.