碲化镉纳米晶中温度相关的能量转移

为了获得纳米晶之间以及单个纳米晶内部本体态至缺陷态两种能量转移在不同温度下对发光强度的影响,测量了碲化镉纳米晶层发光光谱随温度(78～300 K)的变化情况.碲化镉纳米晶层发光光谱显示:碲化镉纳米晶层在低温下有明显的本体(约520 nm)和缺陷(约605 nm)发光,且发光强度随温度的改变呈现出不同的变化规律.在温度变化的第一阶段(78～140 K),大尺寸碲化镉纳米晶发光效率高、表面缺陷少,小尺寸纳米晶至大尺寸纳米晶间的能量转移使得纳米晶本体发光强度逐渐升高、缺陷发光强度迅速降低.在温度变化的第二阶段(140～300 K),随着温度的升高,无辐射跃迁几率的增大使得碲化镉纳米晶缺陷态和本体态发光强度均逐渐降低.因此,能量转移仅在温度变化的第一阶段对发光强度的影响起主要作用,在第二阶段起次要作用.为了进一步验证能量转移对发光强度的影响,将碲化镉纳米晶用聚乙二醇包裹以减少纳米晶间的能量转移;将纳米晶层的干燥过程放在近真空环境下进行以减少单个纳米晶内部本体至缺陷态的能量转移.光谱结果显示在温度变化的第一阶段,这两种方式下得到的纳米晶层发光强度均逐渐降低,能量转移对发光强度的影响不再起主要作用.证实了能量转移对发光强度的影响规律的合理性.     

纳米晶LaNiAl薄膜充氦技术研究（英文）

采用离子束辅助磁控溅射方法沉积出了纳米晶LaNiAl膜和纳米晶渗氦LaNiAl膜(膜厚约10μm),通过调节ArHe气氛的比例可控制纳米晶膜中的含氦量(He/LaNiAl的原子分数5.7%~13.8%),通过该方法引入到LaNiAl金属薄膜中的氦量远高于采用球磨法制备的纳米LaNiAl粉中的含氦量。研究结果表明:渗氦LaNiAl膜中的氦含量(原子分数)可达13.9%,氦在膜的深度方向分布均匀;热解析分析恒温条件下沉积的渗氦膜的起始释放温度为848K,最高释放温度为1407K,主释放峰为1080K,初步确定了氦主要是以团簇的形式存在于在纳米晶膜中。     

铂纳米晶合成中二价前驱体的还原动力学研究（英文）

本文定量研究了不同温度下二价铂前驱体的还原过程,并进一步研究了两种还原途径(溶液和表面)对铂纳米晶最终形貌和尺寸的影响.实验的结果表明在成核阶段,二价铂前驱体主要通过溶液相还原成原子.这些原子经由均相成核的方式形成晶核和晶种.当反应温度较低(例如22℃)时,这些晶种通过吸附和自催化表面还原二价铂前驱体,最终形成较大尺寸的铂纳米晶集合体.当温度升高到100℃时,主导的还原途径从表面变为溶液相,进而形成较小尺寸的铂纳米晶集合体.结果进一步表明类似的生长机制同样适用于利用钯纳米立方体作为晶种生长铂纳米晶的合成体系.     

锰离子掺杂纯无机钙钛矿纳米晶及应用（英文）

胶体锰离子掺杂的纯无机钙钛矿纳米晶由于其优异的光电性质,使其作为一种新兴的荧光发射材料,被研究者们广泛研究。不仅如此,纯无机钙钛矿纳米晶的锰离子掺杂行为也揭示了由于掺杂过程和掺杂剂本身引起的新的光学性质。通过不同的合成方法和选择不同的锰前驱体可以实现不同的掺杂行为,以及由此引发不同的荧光性质。在高带隙钙钛矿主体中进行锰离子掺杂时,其中激发能量由钙钛矿主体转移到掺杂锰离子位点的d态,进而产生橙黄色d-d发射荧光。研究者们一直致力于理解锰离子掺杂过程并由此设计高效掺杂的纳米晶。这些锰离子掺杂的钙钛矿纳米晶由于具有独特的电子和光学特性使其在发光二极管和太阳能电池等应用中发挥了巨大的作用。结合之前的相关工作和进展,本综述重点总结了锰离子掺杂的纯无机钙钛矿纳米晶的合成方法、发光来源、发光机理和潜在应用的最新进展,并提出了未来潜在合理的研究方向。     

银/二氧化钛核壳纳米颗粒对碲化镉纳米晶的荧光增强研究

利用新合成的复合纳米结构银/二氧化钛核壳纳米颗粒,研究了金属银纳米颗粒对碲化镉纳米晶层荧光的增强情况.结果表明,这种新型复合金属纳米结构能极大地增强发光纳米晶层的荧光强度.银/二氧化钛核壳纳米颗粒是以水合肼、硝酸银和四异丙氧基钛为原材料,利用胶体化学法在水溶液中合成.透射电子显微镜图片表明这种新合成的银/二氧化钛纳米材料基本上呈球形,有较为明显的核壳结构,中间黑色的核是银纳米颗粒,外层颜色较浅部分是二氧化钛壳层.另外,包裹二氧化钛壳层后,银纳米颗粒的表面等离子吸收带从409 nm红移至430 nm,也证实了这种新型核壳纳米材料的形成.将此合成方法得到的银/二氧化钛纳米颗粒和碲化镉纳米晶用旋转涂覆方法进行直接组合后,得到了银纳米颗粒对碲化镉纳米晶荧光的明显增强,并对其增强的物理过程进行了讨论.这种能够增强荧光团发光的新型复合银纳米结构将在发光器件、荧光成像、生物探测等方面具有一定的应用价值.     

纳米光子学中的光学涡旋（英文）

在过去的二十年中,携带轨道角动量的涡旋光引起了研究人员的广泛兴趣。涡旋光不仅在光与物质相互作用中扮演着重要角色,而且可极大拓宽光学信息的承载容量。与此同时,纳米科技的发展使得纳米光子学成为一个新兴学科,开辟了利用纳米结构和器件对光进行调控的新途径。当纳米技术和涡旋光相结合时,衍生出许多新的思路和概念。本文回顾和总结了基于纳米光子学的涡旋光产生、探测及其应用,并对该研究领域的未来进行了展望。     

石英音叉温度频率特性的温度传感器（英文）

提出了一种基于石英晶体温度频率特性的石英音叉微谐振式温度传感器。通过理论分析的方法对传感器进行设计,并采用有限元仿真对传感器的结构参数进行优化。采用光刻和蚀刻微加工技术制造石英音叉谐振器,对石英音叉温度传感器样机的频率温度特性进行实验研究。实验结果表明:石英音叉温度传感器的标准谐振频率为36.545kHz,灵敏度为-1.9Hz/℃,在-20到100℃的温度范围内,其非线性误差小于0.18%,迟滞为0.02%,与理论研究相吻合。该传感器具有高精度、高灵敏度、低功耗和低成本的特点,为高性能温度测量提供较好的解决方案。     

优化磁共振纳米医学中磁性纳米粒子的热疗效率（英文）

磁共振热疗(magnetic resonance hyperthermia)是近年来新兴的一种纳米医学治疗方法,由磁共振的硬件架构产生特定交变磁场,有效地加热磁性纳米粒子,以直接或间接地杀死癌细胞,体现诊疗一体化.提高磁性纳米粒子的加热效率是当前磁共振热疗领域亟待解决的难题之一.磁性纳米粒子的加热效率不仅与粒子本身的大小、性质以及尺寸分布有关,还和聚集状态有关.该研究利用3D Metropolis蒙特卡罗模拟方法,模拟了不同温度下磁性纳米粒子的磁共振热动力学行为及其团聚与分离现象;并通过修正过的郎之万方程,建立了相变临界温度与外加磁场频率的函数关系.模拟结果显示,磁性纳米粒子悬浮液中多聚体的相对含量随着温度的升高而降低,达到临界温度后,多聚体完全分离成单体;而提高交变磁场频率可以显著降低临界温度,且存在临界频率,高于此临界频率后临界温度不再受外加磁场频率影响,达到稳定.因而在临界频率下预热磁性纳米粒子悬浮液,使得多聚体分离成单体,可优化磁性纳米粒子的热疗效率.     

镉掺杂氧化锌纳米晶禁带宽度的尺寸效应和掺杂效应研究（英文）

本文采用超声化学法快速简便地制备了在量子限制区域的镉掺杂氧化锌纳米晶.X-射线衍射、透射电镜和红外光谱的分析结果证实纳米晶样品具有合金结构.当镉对锌摩尔比从0增加到2.0,纳米晶的尺寸从5.1 nm减少到2.6 nm,其禁带宽度先出现红移,然后蓝移,最后又发生红移.研究表明量子尺寸效应和掺杂效应可以很好地解释上述禁带宽度的变化.通过对比实验研究发现,超声空化产生非热力学平衡的化学反应条件以及三甘醇溶剂的配位性质对镉掺杂氧化锌纳米晶的形成起重要作用.     

关于量子体系的高效相干能量转移的最优初始化的研究（英文）

对于一个能量转移网络,激子的非可逆消耗过程包括:流入外部被有效地吸收和无效地衰减.假设衰减速率很慢即无效衰减过程可以忽略,激子被有效吸收下的平均寿命能够定量反映能量转移效率.在弱环境耗散的情况下,我们基于旋波近似下Redfield方程的布局子空间中分析激子平均寿命.当激子平均寿命是严格或者近似1/r-标度(r是噪声耗散强度),网络中能量转移呈现噪声诱导增强行为.本文得到了出现噪声诱导增强能量转移的条件.从相反的角度出发,概念上建立了系统最优初始态来压制1/r-标度在激子平均寿命中的贡献,从而能够得到弱环境耗散下的最大相干能量转移效率.本工作的理论在四个模型体系中得到了数值验证,包括不对称两能级系统,对称三能级分支系统,各向同性的一维链,和由8个发色团组成的FMO蛋白复合物.     

多纳米粒子穿越磷脂膜（英文）

本文采用耗散粒子动力学模拟方法研究了多纳米粒子与溶液中的磷脂膜相互作用.模拟中选择纳米颗粒的形状分别为球状和柱状,并且在动力学过程中给它们设置了不同的初始速度.根据纳米粒子穿膜在动力学过程中体现出不同的特性,分别定义了几种粒子穿越磷脂的模式,并且基于粒子之间的相互作用强度和粒子初始速度,描绘了穿膜模式的详细相图.本文还进一步研究了体系能量、迴旋半径等参数在不同穿越模式中的动力学过程.研究结果有助于人们理解纳米颗粒穿膜在生命活动过程中的作用.     

用于纳米粒子检测的双环谐振器（英文）

设计了一种可以探测单个纳米粒子的光学传感器结构,该结构由双环、双环间耦合区的通孔和直波导构成,并引入了Fano效应,进一步增强了粒子在光场中出现时的光耦合场变化.当纳米粒子穿过两个微环间的通孔时,其耦合系数和输出端的光强均发生变化,提出了一种基于双环谐振器结构的高精度耦合系数传感方法,通过检测双环谐振器耦合系数和输出端光强的变化对单体纳米粒子进行精确检测和计数.理论计算结果表明,在损耗为1dB/cm的情况下,与单环结构相比,双环结构的灵敏度提升了两个数量级.该双环结构在减小波导损耗的同时有效提升了检测灵敏度.     

氧化钙薄膜中缺陷诱导的高居里温度铁磁性研究（英文）

通过脉冲激光沉积在(111)取向钇稳定的氧化锆(YSZ)衬底上制备了氧化钙(CaO)薄膜.室温下磁滞回线的实验观测数据表明CaO薄膜具有明显的铁磁性.X射线衍射和X射线光电子能谱分析表明,CaO薄膜为(111)取向,没有杂质相.在高真空条件下生长和退火的CaO薄膜都表现出铁磁性磁化行为,而在相应的CaO靶材上没有检测到这种铁磁性.结果表明,氧空位浓度与氧化钙薄膜的磁化强度之间存在一定的相关性,后退火对CaO薄膜磁性的影响说明,氧空位浓度与氧化钙薄膜的铁磁性是相关的.     

石榴石型偏振调节器温度效应研究（英文）

采用磁控溅射法制备了石榴石型偏振调节器并研究了温度对其的影响.利用斯托克斯偏振仪和CCD,研究激光透过石榴石及石榴石型偏振调节器的偏振极化性质和光斑变化.实验结果表明:在25~75℃温度范围内,激光穿过不同材料时,斯托克斯参量变化趋势不同;但是因方位角不改变,激光的偏振度、线偏振度、圆偏振度基本不变.     

光学石英玻璃纳米划痕性能仿真研究（英文）

基于分子动力学方法,对石英玻璃进行了三维的纳米划痕仿真,用来研究其纳米加工性能。采用熔融-淬火的办法建立了石英玻璃的模型,并通过观察模型的截面图,分析了在制备过程中内部微观孔隙的形成过程和原因。在仿真过程中,观察了石英玻璃的变化和孔隙周围原子的运动,得到了切削力的曲线,重点研究了内部的微观空隙对划痕过程的影响。仿真结果表明:当石英玻璃冷却时,由于内部共价键的重组,会形成平均半径为0.25nm的微观的孔隙,而且其降低了石英玻璃的纳米加工性能,使得切削力的曲线发生一定程度的波动。当磨粒划过表面后,会在表面以下形成厚度为2nm的原子密集堆积区。由于稠密区的原子共价键键长的变化,失去了原有共价键的强度,所以会形成加工的损伤层。因此在对石英玻璃超精密加工时,应采用少量多次的加工方法来提高材料的加工性能。     

压力对纳米金刚石膜生长的影响（英文）

纳米金刚石膜具有高耐磨能力和低摩擦系数,在多个领域有广阔的应用前景。纳米金刚石膜可通过热丝化学气相沉积方法进行制备。其中,系统压力是关键的参数,适当的压力下可生长纳米金刚石膜,而改变压力则金刚石膜的表面形态将发生变化。实验通过不同压力下制备金刚石膜,采用扫描电镜进行形貌观察,并通过拉曼光谱确定纳米金刚石结构。实验表明,金刚石膜形态随压力变化而改变,一定压力下生长出纳米金刚石膜,降低压力则晶体颗粒变粗。分析其原因是与氢原子的运动密切相关。     

热效应对纳米焊接界面结构的影响（英文）

采用分子动力学方法深入研究热效应对纳米焊接界面结构的影响。具体分析了碳管直径和时间的变化对界面结构的影响规律,并详细给出了1530K下的焊接过程。结果表明,除碳管(5,5)外,碳管(6,6),(7,7),(9,9),(11,11)中纳米线形成的时间分别为13.8,14.6,17.5,19.6ps。纳米线是由单根或多根Ni原子链组成,碳管(6,6),(7,7),(9,9),(11,11)中Ni原子链数分别为1,3,7和16。界面结构包括内部焊接和外部焊接。内部焊接的临界直径由碳管(6,6)决定,其值为0.814nm。在同一时刻,大直径的碳管可获得更大的外部接触长度。外部接触长度的增长速率随碳管直径的增加而增大,接触长度的最大增长速率可达0.013nm/ps。最后确定了界面结构形成临界温度,发现对于相同直径碳管,外部焊接的临界温度高于内部焊接的临界温度,临界温度与碳管直径无关。     

极性纳米晶半导体的非晶特性(英文)

The crystallography property of typical polar nano- crystalline semiconductors (PNCSs), SIC nano-rods (NRs) ,GaN NANO- wires (NWs)and ZnO nano - particulars (NPs) ,has been investigated.The TEM and XRD measurements exhibited that the samples are crystalline and size- distributed with the average size of 4 - 12nm.     

分子发射光谱法测量微波等离子体气体温度（英文）

通过OH自由基A~2Σ~+→X~2Π_r电子带系分子发射光谱测温法,实现了对氩气、氮气、空气三种大气压微波等离子体气体温度的测量。探究了不同微波功率、不同气体流量下气体温度的变化规律,测量了氮气、空气微波等离子体羽流的轴向温度分布。实验结果表明,不同工作条件下微波等离子体核心温度普遍超过2 000K,空气微波等离子体可超过6 000K;同样工作条件下三种微波等离子体气体温度满足:T_(Ar)T_N_2T_(Air);气体温度总体上随微波功率增加而小幅增加,随气体流量下降而小幅降低;氮气与空气等离子体羽流温度沿轴向迅速降低。为验证分子发射光谱测温法的准确性,以热电偶测温作为比对,对温度较低的介质阻挡放电氩气等离子体进行了温度测量,实验表明,分子发射光谱法与热电偶所测结果十分接近。     

Na（3P）十Rb（5P）碰撞能量转移截面

置于同一池中的钠原子和铷原子，分别被连续染料激光器和铷光谱灯激发到Ｎａ（３Ｐ），Ｒｂ（５Ｐ），Ｎａ（３Ｐ）原子密度由吸收等效宽度技术测定，利用调制技术分离出了由异核碰撞产生的荧光光谱，观察到了Ｎａ（３Ｐ）和Ｒｂ（５Ｐ）问的碰撞能量合并现象，并测定了其碰撞截面。