近800 nm波长张应变GaAsP/AlGaAs量子阱激光器有源区的设计

张应变GaAs_1-xP_x量子阱是高性能大功率半导体激光器的核心有源区，基于能带结构分析优化其结构参数具有重要的应用指导意义.首先，基于6×6 Luttinger-Kohn模型，采用有限差分法计算了张应变GaAs_1-xP_x量子阱的能带结构，得到了第一子带间跃迁波长固定为近800 nm时的阱宽-阱组分关系，即随着阱组分x的增加，需同时增大阱宽，且阱宽较大时靠近价带顶的是轻空穴第一子带lh₁，阱宽较小时靠近价带顶的是重空穴第一子带hh₁.计算并分析了导带第一子带c₁到价带子带lh₁和hh₁的跃迁动量矩阵元.针对808 nm量子阱激光器，模拟计算了阈值增益与阱宽的关系，得到大阱宽有利于横磁模激射，小阱宽有利于横电模激射.进一步考虑了自发辐射和俄歇复合之后，模拟计算了808 nm量子阱激光器的阱宽与阈值电流密度的关系，阱宽较大时载流子对高能级子带的填充使得阈值电流密度增加，而阱宽较小时则是低的有源区光限制因子导致阈值电流密度升高，因此存在一最佳的阱宽-阱组分组合，可使阈值电流密度达到最小.本文的模拟结果可对张应变GaAs_1-xP_x量子阱激光器的理论分析和结构设计提供理论指导.     

低阈值852nm半导体激光器的温度特性

通过金属有机化学气相淀积(MOCVD)和半导体后工艺技术制备了852 nm半导体激光器,它在室温下的阈值电流为57.5 m A,输出的光谱线宽小于1 nm。测试分析了激光器的输出光功率、阈值电流、电压、输出中心波长随温度的变化。测试结果表明,当温度变化范围为293~328 K时,阈值电流的变化速率为0.447m A/K,特征温度T0为142.25 K,输出的光功率变化率为0.63 m W/K。通过计算求得理想因子n为2.11,激光器热阻为77.7 K/W,中心波长漂移速率是0.249 29 nm/K,实验得出的中心波长漂移速率与理论计算结果相符。实验结果表明,该半导体器件在293~303 K的温度范围内,各特性参数能够保持相对良好的状态。器件如果工作在高温环境,需要添加控温设备以保证器件在良好状态下运行。     

氮掺杂HTi2NbO7纳米片的制备及其可见光催化性能

首先,采用高温固相法制备层状前驱体CsTi_2NbO_7,再通过与硝酸进行质子交换形成层状HTi_2NbO_7;其次,在四丁基氢氧化铵(TBAOH)中剥离层状HTi_2NbO_7以获得HTi_2NbO_7纳米片;然后与尿素混合并高温焙烧;最后成功地得到了氮掺杂的HTi_2NbO_7纳米片光催化剂。使用粉末X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)以及N_2吸附-脱附测试等方式对所制备样品的晶体结构、形貌、比表面积、孔分布和光吸收能力等进行详细的表征。研究表明,氮掺杂后减小了HTi_2NbO_7的禁带宽度,从而使光响应范围扩展到可见光区域;掺杂的氮原子主要位于Ti_2NbO_7-薄片的间隙位置,并与氢离子化学键合;与N掺杂的层状HTi_2NbO_7相比,N掺杂的HTi_2NbO_7纳米片具有更大的比表面积和更丰富的介孔结构,这是由于钛铌酸纳米片相对松散且不规则的排列。因此,在降解罗丹明B(RhB)溶液时,N掺杂的HTi_2NbO_7纳米片比N掺杂的层状HTi_2NbO_7具有更加优异的可见光催化活性。     

Internal quantum efficiency drop induced by the heat generation inside of light emitting diodes （LEDs）

The reasons for low output power of AlGaInP Light Emitting Diodes (LEDs) have been analysed. LEDs with AlGaInP material have high internal but low external quantum efficiency and much heat generated inside especially at a large injected current which would reduce both the internal and external quantum efficiencies. Two kinds of LEDs with the same active region but different window layers have been fabricated. The new window layer composed of textured 0.5 μm GaP and thin Indium-Tin-Oxide film has shown that low external quantum efficiency (EQE) has serious impaction on the internal quantum efficiency (IQE), because the carrier distribution will change with the body temperature increasing due to the heat inside, and the test results have shown the evidence of LEDs with lower output power and bigger wavelength red shift.     

超级电容器石墨烯-聚苯胺复合材料的研究进展

超级电容器具有功率密度高、充放电速度快、循环寿命长和维护成本低的特点,在电动车动力电池领域具有潜在的应用前景。超级电容器性能主要由其电极材料所决定。聚苯胺易合成、理论比容量高,而且导电性能优异,作为超级电容器电极材料有很高的应用价值。但是,在长期使用过程中,它的体积容易发生膨胀或收缩,循环寿命差。为了解决这个问题,将聚苯胺与石墨烯复合可以扬长避短,充分利用两者之间的协同效应,赋予复合材料优异电化学电容性能。本文综述了超级电容器用石墨烯-聚苯胺复合材料的制备方法,包括原位聚合法、油水界面合成法、电化学合成法、层层自组装法等;提出了三维网状石墨烯和对石墨烯-聚苯胺复合材料进行改性来提高复合材料的电化学电容性能的思路。     

反相液相色谱中动力学因素对肽谱影响规律研究

研究了用反相色谱模式, 在不同流动相流速条件下所得到的细胞色素C的肽谱图. 发现在低流速时, 保留弱的肽谱峰增多, 而在高流速时保留强的肽谱峰增多, 未发现溶质分子质量与溶质相对保留值(RRT)之间存在有特定的变化关系. 然而却发现了两种变化规律, 即溶质相对保留值(RRT)与流动相流速之间的双对数线性关系(1) log RRT＝a＋blog ν, 及所得该二线性参数, a与b之间的线性关系(2) a＝c＋db. 预计该结果可能会在液相色谱指纹图谱研究和蛋白质组学中分离低丰度蛋白时有潜在的应用价值.     

低温等离子体处理化工恶臭污染物硫化氢的研究

采用电晕放电低温等离子体处理模拟硫化氢恶臭气体,考察了输入功率、初始浓度、气体湿度、停留时间等因素对降解效果和能量效率的影响,同时对反应过程进行了动力学研究。研究表明：输入功率以及停留时间对硫化氢降解的影响是积极的,但能量效率随着两者的增加先增大后减小。硫化氢的降解率随着初始浓度的增加而降低,而能量效率随着初始浓度的增加而增加。在气体湿度增加初期,硫化氢降解率和能量效率均随着气体湿度的增加而增加,当气体湿度为50%时达到最大值,然而随着气体湿度的进一步增加,其降解率和能量效率反而降低。对电晕放电低温等离子体处理硫化氢的反应动力学进行了分析,得到硫化氢的反应速率常数为kH2S=0.356 8 m3/（W·h）。     

低阈值单横模852nm半导体激光器

基于波导理论、等效折射率方法,设计并制备了非对称波导隔离双沟结构脊型边发射激光器,最终获得了低闽值单基侧模852 nm激光器.详细研究了不同脊型台深宽比参数设计对激光器侧向模式特性的影响规律,实现了腔面未镀膜情况下脊型波导边发射激光器的单基侧模稳定输出,同时激射波长可以精确调谐到852 nm;工作电流达到150 mA,工作温度30℃;斜率效率最高可达0.89 nW/mA,光谱半宽小于1 nm.研究结果为进一步实现超窄线宽激光器提供了参考和借鉴,并且为实现激光器稳定输出提供了实验基础.     

磁性壳聚糖复合微球的制备及其Cu~(2+)吸附性能

以球磨后的粉煤灰磁珠(MS)颗粒为磁核,通过溶胶凝胶法和反相微乳液法依次包覆SiO_2和壳聚糖(CS),制备了MS@SiO_2@CS磁性微球。利用扫描电镜及能量色散谱仪、热重分析仪、红外光谱仪、X射线衍射仪、振动样品磁强计对所得样品的结构和磁性进行了系统表征。结果表明,磁珠颗粒表面实现了逐层包覆,较均匀的分散于壳聚糖基体中,MS@SiO_2@CS微球的比饱和磁化强度可达7.04 emu·g~(-1)。Cu~(2+)离子吸附实验表明,所得磁性壳聚糖微球对Cu~(2+)具有良好的吸附能力,最大吸附量可达11.08 mg·g~(-1);而且可通过磁选法高效固液分离。吸附动力学研究表明,MS@SiO_2@CS微球对Cu~(2+)离子的吸附符合准二级动力学模型,以化学吸附为主。