自组织量子点光致荧光的温度依赖性

自组织量子点光致荧光的温度依赖性研究,对于实现室温下高效的量子点光电器件有着非常重要的意义。而量子点中的载流子动力学过程将决定其光致荧光的温度依赖性。采用稳态速率方程模型模拟了自组织量子点中载流子动力学过程,并且考虑了量子点材料带隙随温度的变化;模拟了不同温度下自组织量子点的光致荧光光谱,并获得了光谱的积分强度、峰值能量及半峰全宽随温度的变化曲线。研究表明:模拟结果与已报道的实验数据符合得很好。由此可知,所采用的模型能够很好地反映自组织量子点中的载流子动力学过程。     

CdSxSe1-x/ZnS(核/壳)量子点的光致荧光寿命

采用紫外-可见-近红外分光光度计和稳态/瞬态荧光光谱仪,分别测量了离散在水溶液中的CdS_xSe_(1-x)/ZnS量子点的吸收-辐射荧光谱以及及荧光强度随时间的变化,得到了荧光寿命随粒径、x和温度的变化。荧光寿命主要取决于量子点带间的直接跃迁,缺陷态间接跃迁的影响为次。得到了荧光峰值波长和荧光寿命随粒径、x变化的经验公式。结果表明:荧光寿命随粒径增大而增大,随S组分增加而减小,且对温度的变化不敏感;当量子点粒径为4.06～9.22 nm、x为9.45～0.366、温度为15～55℃时,荧光寿命为2.51～3.22μs。     

气源MBE外延自组装GeSi量子点的光致荧光

利用气源分子束外延技术(MBE)制作了GeSi自组装量子点样品.利用原子力显微镜(AFM)和光致荧光(PL)光谱研究了该量子点的形貌和光学性质.气源MBE在较低温度下生长的量子点材料具有较高的量子点覆盖度.200K以下载流子以局域激子形式束缚在量子点中,激子束缚能约为17 meV.升温至200 K,载流子的输运过程发生...     

气源MBE外延自组装GeSi量子点光致荧光研究

利用气源分子束外延设备（MBE）制作了GeSi自组装量子点样品。利用原子力显微镜（AFM）和光致荧光（PL）光谱研究了量子点的形貌和光学性质。气源MBE在较低温度下生长的量子点材料具有较高的量子点覆盖度。200K以下载流子以局域激子形式束缚在量子点中,激子束缚能约为17meV。升温至200K,载流子的输运过程发生变化。对量子点PL积分强度与温度关系曲线进行拟合得到量子点中空穴跃迁至浸润层的热激活能为129meV。     

载流子热迁移对自组织量子点光致荧光的影响

自组织量子点光致荧光的温度依赖性研究对实现高效的量子点光电器件有着非常重要的意义,而量子点中载流子的动力学过程会对量子点光致荧光产生直接影响。采用稳态速率方程模型,在考虑了自组织量子点中载流子热迁移的情况下,模拟获得了不同温度下自组织量子点的光致荧光光谱,并着重研究了三组具有不同基态能量的量子点的光致荧光强度随温度的变化。研究表明,随着温度升高,基态能量较高的量子点光致荧光强度减弱,而基态能量较低的量子点光致荧光强度则增强,当温度达到一定值时,所有量子点的光致荧光都将发生热猝灭。     

PbS量子点在荧光集光太阳能光伏器件上的应用

荧光集光太阳能光伏器件在平面光波导效应的作用下实现等效聚光,可以减少太阳能电池的用量,有效降低光伏发电的成本。将胶体化学法制备的吸收和发射在近红外波段的单分散球状PbS量子点荧光材料封装于两片光伏超白玻璃间的正己烷溶液中,构成溶液夹层封装的平面光波导,并和效率为17%的单晶硅太阳能电池耦合,制作出了吸收在700～1000nm,效率约为1.31%的近红外荧光集光太阳能光伏器件。     

掺铍GaAs量子阱的光致荧光

测量了掺铍的,阱宽约为10nm的GaAs量子阱在4.2K的光致荧光。掺杂浓度分别为1×10¹⁷和5×10¹⁸cm^-3。测量结果表明:对于无规掺杂,局域在阱中心的铍的状态密度与导带电子从n=1量子能级到阱中心中性铍的跃迁概率的乘积大于对应于介面铍的乘积。另外,实验结果也表明:当掺杂浓度升高时,由于带隙收缩的影响,阱中心铍的电离能减小。     

PbS量子点掺杂聚合物宽带光纤放大器

随着人工智能、大数据、云计算、物联网、移动电子等的发展，传统的稀土离子掺杂单芯单模光纤放大器承载的光纤通信系统的传输容量已经逐渐接近香农极限，需要发展新型材料体系，以拓宽光纤通信系统的传输容量。相比于稀土离子，量子点具有较宽的发光带宽、可调波长的发光特性，且量子点的发光性质可以通过多种化学手段调控，在量子点光放大器上显示出了宽带光放大特性，受到学术界和产业界的广泛关注。在该背景下，本文提出将化学合成的PbS/CdS核壳量子点与低损耗聚合物集成，获得量子点掺杂光纤放大器，实现近红外通信波段可调波长、宽带光放大特性。文章研究并揭示了影响固化后的聚合物纤芯连续性的因素和影响机制，提出了降低固化胶前驱体液面附加压力、固化收缩力、聚合物前驱体与光纤内壁的摩擦力，并提高抽真空产生的牵引力以获得连续光纤，在此基础上获得了基于热固化聚二甲基硅氧烷（PDMS）和光固化NOA61、NOA85固化胶的纤芯连续光纤，量子点光纤在1 530～1 630 nm获得了增益带宽达到100 nm以上的开关增益，最高增益达到6.5 dB。本文的研究结果将促进量子点光纤器件和宽带光通信技术的发展。     

低浓度掺杂CdSe/ZnS量子点光纤光致荧光光谱特性研究

制备了一种半导体量子点CdSe/ZnS低浓度掺杂的光纤,测量了不同掺杂浓度和不同光纤长度下光纤出射端的光致荧光光谱,分析了掺杂光纤长度和浓度对量子点光纤荧光光谱特性的影响.结果表明,与掺入光纤前相比,光纤中的量子点荧光发射峰值波长出现红移.在掺杂光纤长度为1~20 cm和掺杂浓度为(0.33~2.5)×10－2mg/mL的实验范围内,红移量随着掺杂光纤长度的增加和掺杂浓度的提高而增大.对给定的激励功率,荧光发射峰值强度对应有一个最佳的量子点光纤长度.对于给定的量子点光纤长度,荧光发射峰值强度对应有一个最佳的量子点掺杂浓度.     

较高掺杂浓度下CdSe/ZnS量子点光纤光致荧光光谱

制备了一种较高浓度掺杂的CdSe/ZnS量子点掺杂光纤.测量了不同掺杂浓度和不同光纤长度下的量子点光纤光致荧光光谱,得剑了荧光峰值增益最大时的量子点掺杂浓度和光纤长度.与低浓度掺杂光纤相比,较高掺杂浓度光纤中的荧光峰值光强明显提高.荧光峰值光强随光纤长度的变化在短距离内(L<1 cm)急剧上升,之后缓慢均匀下降.波长473 nm激励光强随光纤}乏度的变化呈指数形式衰减,消光系数为0.26～1.02 cm-1.在给定激励光强和激励波长的条件下,光纤中可达到最大荧光辐射的晕子点总数为一恒量.光纤中的荧光峰值波长存在红移,红移大小约8～15 nm,红移量与掺杂浓度以及光纤长度有关.这些实验结果可为今后量子点光纤放大器的研制提供参考.     

单光子调制频谱用于量子点荧光寿命动力学的研究

本文开展了基于单光子调制频谱测量量子点荧光寿命动力学特性的研究.在脉冲激光激发下,对探测到的量子点单光子荧光信号进行频谱分析以获得荧光调制频谱,研究发现特征频谱信号幅值与荧光寿命之间存在确定的非线性对应关系.这种单光子调制频谱方法能有效消除背景噪声和单光子探测器暗计数的影响,用于分析量子点荧光寿命动力学特性时在准确度以及时间分辨率方面都较目前普遍采用的荧光衰减曲线寿命拟合方法呈现出明显优势:当涨落误差为5%时,寿命测量准确度提高了一个数量级;当涨落误差和偏离误差均为5%时,对动力学测量效率以及时间分辨率提高了四倍以上.因此单光子调制频谱可以作为获取量子点在短时间尺度内激发态动力学信息的一种有效技术手段.     

室温下正己烷本底中PbSe量子点的荧光寿命

利用透射电镜、近红外吸收谱、荧光光谱和时间分辨光谱等技术,在室温下测量离散在正己烷有机溶剂中,不同粒径的Pb Se量子点的吸收谱和荧光谱,给出了第一吸收峰和荧光峰随粒径变化的经验公式。通过对瞬态荧光衰减曲线的测量和分析,得到了Pb Se量子点的荧光寿命,其寿命与量子点的表面缺陷有关。在研究的粒径范围内,由于荧光跃迁仅为带间直接跃迁和仅为缺陷态跃迁两种极端情况,可得荧光寿命最宽分布区间位于1.44~11.96μs。荧光寿命弱关联于粒径,并随粒径的增大而呈线性减小。当Pb Se量子点的粒径为2.7~5.7 nm时,其实测的平均荧光寿命为7.17~6.72μs。     

PbSe量子点硅酸盐玻璃光纤的制备及光纤光致荧光光谱特性

对钠硼铝硅酸盐玻璃熔体进行拉丝,再经过退火热处理,制备得到光纤直径80~130μm的PbSe量子点玻璃裸光纤.透射电镜分析发现光纤中PbSe量子点的晶粒尺寸为4.2~5.5nm,掺杂体积比约1%.对量子点光纤的柔性进行了初步测试.以980nm泵浦激光作为激励源,用荧光光谱仪观测了量子点光纤的荧光发射谱.结果表明:合适的量子点光纤的退火条件跟块玻璃不同.当退火温度为500~600℃、热处理时间为5~10h时,观测到量子点光纤有强烈的荧光辐射,峰值波长位于1 300~1 450nm,半高全宽达200~330nm.光纤最佳退火温度为600℃、时间7.5h.本文得到的量子点玻璃光纤可进一步制备成玻璃基底的量子点光纤型增益器件光纤放大器、光纤激光器等.     

GaAs/GaAlAs多量子阱的光致荧光诊断

利用光致荧光技术对GaAs/GaAlAs多量子阱质量进行了诊断。讨论了量子阱厚度涨落,铝成份涨落,各种缺陷和非故意掺杂等对量子阱光致荧光谱的影响,并反过来,又由光致荧光谱来推断引起量子阱质量退化的原因。在一定程度上为分子束外延工艺的改进提供了依据。 关键词：     

GaAs/AlGaAs量子线的制备和光致荧光谱

利用分子束外延材料的化学选择腐蚀和再生长制备出了GaAs/AIGaAs量子线并且测量了77K的光致荧光谱.也得到透射电子显微镜的照片. 关键词：     

近红外PbS量子点掺杂光子晶体光纤的光传输特性

制备了导光波带位于近红外1400～1650nm的硫化铅(PbS)量子点掺杂光子晶体光纤(QD-PCF)。测量了QD-PCF对980nm抽运光和1550nm信号光的吸收。在980nm激光激励下,测量了QD-PCF的光致荧光(PL)光谱,确定了1550nm中心波长处PL光强最强时的量子点掺杂浓度(质量分数)和光纤长度,发现其PL光强远大于普通单纤芯掺杂的量子点光纤(QDF)。实验发现QD-PCF的PL光强会出现间隔距离较短的多光强峰值,该多光强峰值现象与掺杂浓度有关。对比测量了QD-PCF和未掺杂PCF的带隙,表明量子点掺杂没有改变PCF的带隙分布。测量了QD-PCF的抽运激励阈值和抽运饱和功率,其抽运阈值功率与QDF接近,抽运饱和功率大于QDF,这与QD-PCF有较大的光纤截面以及较高的量子点掺杂浓度有关。     

溶胶-凝胶法制备PbS量子点玻璃的研究

采用溶胶-凝胶法合成了半导体PbS量子点掺杂的Na₂O-B₂O₃-SiO₂玻璃,研究了不同热处理工艺对玻璃结构的影响,利用多种表征手段研究了量子点掺杂玻璃中的微晶结构及其光学性能.孔径分析结果表明随着热处理温度的升高玻璃内部孔径不断减小,最终孔结构几乎完全消失;红外光谱分析表明玻璃网络结构在较低温度下己经形成,随温度的升高不断密实化; X射线光电子能谱证明了玻璃中存在PbS,高分辨透射电镜表征了玻璃基质中掺杂的微晶结构是PbS,统计计算表明,玻璃中微晶的平均粒径尺寸为3.5nm;吸收光谱分析发现,微晶掺杂玻璃的吸收边界较PbS的块体材料发生了明显的蓝移,产生了量子尺寸效应;通过Z扫描技术测得其非线性折射率γ为-2.03×10^-14cm²/GW. 关键词： PbS量子点 半导体 非线性光学效应 溶胶-凝胶法     

基于量子点测量LED芯片表面温度的实验研究

本文围绕CdSe/ZnS量子点发光光谱与温度的依赖关系,对LED芯片表面温度进行实验研究。CdSe/ZnS量子点作为温度传感器对GaN LED芯片表面温度进行测量,量子点的掺入导致光谱中引入量子点发射谱,测得不同温度下的光致发光谱,通过红外热像仪对LED芯片表面温度进行定标,就可以获得LED芯片表面温度和量子点光谱峰值波长的曲线,最后利用该方法测得LED芯片在不同电流下和不同通电时间的表面温度。实验结果表明在25~85℃温度范围内,CdSe/ZnS量子点温度灵敏度为0.11 nm/℃,测温精度为±3℃。     

激光诱导荧光寿命及其测量

激光诱导荧光特性的研究可用于包括心血管病在内的多种疾病的诊断。荧光发射包括光谱（频域）和时间（时域）两方面的信息，后者表现为荧光寿命。在很多情况下，测量荧光寿命是比测量光谱更为有效的诊断方法。本文从理论上讨论了荧光寿命问题，并介绍两种测量方法，可用于测量人体正常组织和病变组织的激光诱导荧光寿命     

微秒级激光荧光寿命测量

本文描述了由氮分子激光器，小型光栅单色器，光电倍增管，记忆示波器等组装成的微光荧光寿命测量装置，讨论了该装置的测量原理和方法，并测定了ＹＡＧ晶体，钒磷酸盐等样品的荧光寿命，测定的结果与标准样品值相符。