斗磁性半导体Zn1—xMnxSe（0.001≤x≤0.010）光学吸收双稳态开关特性的研究

本文研究了半磁性半导体Zn1-xMnxSe(0.001≤x≤0.010)的光学吸收双稳态开关特性与Mn^2 浓度的关系。对于x=0.001的样品开关时间可达0.3ns。用一个光学吸收褪色模型分析解释了这个光学吸收双稳态开关时间和Mn^2 浓度之间的关系。     

Local lattice strains in the system of cubic Zn0.999Fe0.001S x Se1 − x (0 ≤ x ≤ 1) crystals

The structure of cubic Zn_0.999Fe_0.001S _x Se_{1 ? x} (0 ≤ x ≤ 1) crystals obtained by vapor-phase chemical transport has been investigated by thermal-neutron diffraction. The diffraction patterns of these crystals are found to exhibit previously unknown diffuse-scattering effects related to local static atomic displacements in the metastable fcc lattice. It is substantiated that the tendency to form polytypes, which is characteristic to a greater extent of zinc sulfide, can be a key factor of instability in the lattice of compounds belonging to the series of anion-substituted solid solutions under study.     

磁控溅射制备非晶硅薄膜的均匀性及光学吸收特性研究

利用射频磁控溅射镀膜技术,采用不同的衬底温度及射频功率在玻璃衬底上制备了非晶硅薄膜;利用X射线衍射仪、拉曼(Raman)散射仪、台阶仪、紫外-可见光-近红外分光光度计及SPSS统计分析方法研究了衬底温度及射频功率对薄膜均匀性及其光学吸收特性的影响.结果表明:衬底温度从150℃增加到200℃,薄膜的生长速率加快、均匀性降低、光学吸收强度增加,从200℃再增加到250℃,薄膜的生长速率降低、均匀性下降、光学吸收强度减弱;射频功率从90W增加到100 W,薄膜的生长速率加快、均匀性增加、光学吸收强度增加,从100 W再增加到110 W,则薄膜的生长速率降低,均匀性降低、光学吸收强度降低;获得了优化的非晶硅薄膜的制备工艺:射频功率100W,衬底温度200℃.     

用聚甲基丙烯酸制备MS(M=Zn,Cd)半导体纳米粉末的研究

本文介绍一种适合制备MS(M=Zn,Cd)半导体纳米粉末的化学合成方法.此方法成本低,易操作,且具有一定的广泛性.本合成通过调节聚合链长和反应循环次数可在1.8nm到5nm范围内对纳米粒径进行很好的控制.透射电镜和X射线粉末衍射对所制得的纳米粉末进行了表征.     

Sb2(S1-x Sex)3(0≤x≤1)薄膜太阳能电池的研究进展

Sb2(S1-xSex)3(0≤x≤1)化合物是重要的半导体材料,主要包括Sb2Se3、Sb2Se3及Sb2(S,Se)3三种材料,元素储量丰富且环境友好、组分简单、价格低廉,同时其禁带宽度合适(1.1～1.8 eV),吸光系数大(＞105 cm-1),非常适合用作新型低成本低毒的薄膜太阳能电池的吸收层,有可能成为下一个研究热点.本文综述了近几年来Sb2Se3、Sb2Se3及Sb2(S,Se)3薄膜太阳能电池的研究进展,并对其发展趋势进行了展望.     

稀磁Zn1-xNixO纳米棒的水热法制备与磁性能研究

采用水热法成功制备了不同浓度的Zn1-xNixO(x =0,0.01,0.05,0.10,0.20)稀磁半导体材料,并利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线能量色散分析(XEDS)、拉曼(Raman)光谱和振动样品磁强计(VSM)对其晶体结构、形貌、组成元素和磁学性能等进行表征,实验结果表明,本方法所制备的不同掺杂浓度的Zn1-xNixO稀磁半导体样品具有结晶良好的纤锌矿结构,没有杂峰出现,样品中的Ni2+全部进入ZnO晶格中替代了部分Zn2+的格点位置,生成单一相的Zn1-xNixO,样品形貌都为纳米棒状结构,分散性良好.Zn1-xNixO样品在室温条件下存在明显的铁磁性,饱和磁化强度都随着Ni2+掺杂量的增加而呈现出先增加后减小的趋势,同时样品的单个镍原子的磁矩是逐渐下降的.     

Pb(Zn,Nb)O3-(Pb(Zn,Ti)O3)1-x(LaySr1-y MnO3)x 固溶体系磁电特性研究

采用常规陶瓷制备工艺制备了xLaySr(1-y)MnO3+(1-x) [0.2PbZn0.5Yb0.5O3-0.8Pb0.33Zr0.67TiO3](x=0.025、0.05、0.075、0.1、0.15、0.2,y=0.7、0.9)三元体系陶瓷,系统研究了不同成分LSMO掺杂对FZN-PZT磁学及电学性能影响.结果表明,掺入不同比例的LSMO均溶解入PZN-FZT晶格,导致PZN-PZT峰位偏移;随着LSMO掺杂量的提高,陶瓷的矫顽场E及剩余极化强度Pr降低;原本分别呈现铁磁性和反铁磁性的LyS(1-y) MO3(y=0.7、0.9)磁性消失;随着LMSO掺杂量的提高,晶粒尺寸变大.     

固溶体半导体碲硫锌多晶薄膜的制备及发光特性研究

ZnS1-x Tex薄膜具有高效的发光特性.样品可观测到强烈的光致发光,随着Te含量x的不同,发射光的颜色从深蓝到黄变化,使其成为制作短波长光波段光电子器件和紫外探测器的理想材料.本文介绍了ZnS1-x Tex多晶薄膜真空蒸发制备的情况,并用X射线衍射仪对淀积在玻璃、石英玻璃和单晶硅衬底上的多晶薄膜进行结构分析,用紫外-可见分光光度计、荧光光谱分析仪对样品的光吸收和发光性质进行研究.分析表明,该薄膜的结构符合闪锌矿的特征.紫外-可见吸收光谱显示该样品在紫外光区有一个强烈的吸收峰,可见光区的吸收很微弱.光致发光光谱表明,样品在可见光区有一个以470nm为中心的发射峰,发射光肉眼可见.该多晶薄膜基本保持了单晶薄膜的紫外吸收、光致发光等良好特性.     

减少ZnGeP2晶体1~2.5 μm光学吸收的研究

ZnGeP₂晶体在1~2.5 μm有几个吸收峰,此波段的吸收峰主要是由于点缺陷V_P、Ge_Zn和V_Zn引起的,这些光学吸收严重影响ZnGeP₂晶体在光参量振荡器中的应用性能。针对ZnGeP₂在此波段的光学吸收,基于电子-原子核散射理论,通过理论计算模拟电子辐照来寻找合适的辐照条件,对布里奇曼法生长出的ZnGeP₂单晶分别进行退火热处理和电子辐照处理,并采用红外光谱仪和综合物理性能测量系统测试不同条件下ZnGeP₂晶体的红外吸收光谱、霍尔系数和载流子浓度。结果表明退火热处理能有效减少ZnGeP₂晶体在1.2 μm和1.4 μm附近的光学吸收,而电子辐照处理有利于减少ZnGeP₂晶体在2.0 μm附近的光学吸收,实验结果与计算结果一致。     

Cu过量对Cu1+x Al1-x O2(0≤x≤0.04)薄膜结构与光电性能的影响

以单相多晶Cu1+x Al1-x O2陶瓷做靶材,采用射频磁控溅射方法在石英衬底上沉积了Cu过量的Cu1+x Al1-x O2(0≤x≤0.04)薄膜.通过X射线衍射(XRD)、紫外吸收光谱以及电导率的测试,表征了不同含Cu量Cu1+x Al1-x O2薄膜的结构与光电性能.结果表明,沉积态薄膜经退火处理后,由非晶转变为具有铜铁矿结构的纯相Cu1+x Al1-x O2;退火态薄膜在可见光区域的平均透过率约为55;,平均可见光透过率不受Cu含量的影响;退火态薄膜样品的室温电导率随Cu含量的增加而增大,Cu1.04 Al0.96 O2的室温电导率最高,为1.22×10-2 S/cm;在近室温区(200～300 K),退火态薄膜均很好地符合Arrhenius热激活模式.     

CdGd2(WO4)4单晶的结构与磁性研究

采用提拉法生长尺寸为φ12mm×50mm的钨酸钆镉单晶,名义组分为CdGd2(WO4)4,研究表明该晶体具有白钨矿结构,属于四方晶系,晶格常数为a=b=0.5203nm,c=1.1359nm.样品的磁性测量质量比磁化强度与温度σ-T曲线,以及室温下磁化曲线σ-H,都表明晶体具有朗之万顺磁性,但又具有磁各向异性,室温下的x//=3.5018×10-3,χ⊥=3.4403×10-2;电子自旋共振实验也显示出各向异性的特征.a-b平面的两个最近邻Gd3+离子间电子自旋耦合作用较强,沿晶体c轴方向Gd3+离子间电子自旋耦合作用较弱,晶体的磁各向异性体现了晶体的结构特征.     

(111)择优取向ZnS薄膜的制备及特性研究

采用激光分子束外延技术在Al2O3衬底上成功外延生长了ZnS薄膜.用X射线衍射、扫描电子显微镜和光致发光谱表征了衬底温度对薄膜结构、形貌和光学特性的影响.结果表明所生长的ZnS薄膜为闪锌矿,具有(111)择优长向,随衬底温度的升高,X射线衍射峰的半高宽先减小后增大,在衬底温度为300℃时,半高宽最窄.薄膜结构致密,表面不平整度随衬底温度的升高而增大.薄膜的带隙随衬底温度的升高出现蓝移,可见光区域透射率最高达到98;,在360 nm激发波长下,观测到402 nm和468 nm两个发光带,衬底温度为300℃时,发光最强.     

Sr3YCo4-xMgxO10.5+δ(0≤x≤0.04)多晶的制备和热电输运性质研究

采用固相反应法制备Sr3YCo4-xMgxO10.5+δ(0≤x≤0.04)系列多晶,研究了Mg掺杂对体系结构、电输运和热电性质的影响.结果表明系列多晶为四方晶系,由于掺入的Mg2+(0.066 nm)部分替代了Co3+/4+(0.053 nm/0.061 nm),使晶格膨胀;多晶热电势在340~830 K随温度升高而下降,且Mg掺杂对热电势影响不大,表明Mg掺杂对体系载流子浓度影响不大;多晶电阻率在100~300 K随温度升高而降低,且随着掺杂量增加电阻率降低,结合扫描电镜观察到多晶的气孔数目减少、晶粒连接紧密和热电势的结果认为Mg掺杂对体系电输运性质的影响机制主要是使气孔、晶界散射作用减弱、载流子迁移率变大,而Mg掺杂对载流子浓度的影响是次要的.     

CdHg(SCN)4晶体的结构和光学性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)和赝势方法,研究CdHg(SCN)4(CMTC)的晶体结构、电子结构和光学性质.计算结果表明:优化后的晶体晶格常数与实验值基本一致,CMTC晶体以-Cd-N=C=S-Hg-为链形成的无限三维网络结构具有较强的稳定性;能带结构具有明显的直接带隙结构,用LDA+U方法计算CMTC晶体带隙为3.223 eV,与实验值3.265 eV相接近;键合性质的计算显示S-C和C-N键具有明显的共价性,而Cd-N和Hg-S键具有明显的离子性.依据阴离子基团理论,计算了CMTC晶体的倍频系数,CMTC晶体倍频系数的计算值(d14=1.58～ 1.74 pm/V,d15=5.77～7.69 pm/V)与实验值(d14=1.4 ±0.6 pm/V,d15 =6.0 ±0.9 pm/V)基本一致,研究发现CMTC晶体的非线性光学效应主要来自于多面体Cd (NCS)4和Hg (SCN)4基团.     

La2Ca1-xSrxB10O19(Sr2+∶LCB)晶体的生长及光学性质

通过顶部籽晶法生长出掺5;和8;Sr2+的La2CaB10O19(LCB)晶体,ICP测得LCB晶体中Sr2+掺入量分别为1.75;和2.02;.XRD证实Sr2+的掺入对LCB晶体晶胞参数的影响较小.摇摆曲线测得Sr2+∶LCB晶体半高宽为36",表明晶体具有较高质量.Sr2+∶LCB晶体在300～2000 nm波段具有较高的透过率,紫外截止边为172 nm.拟合的色散方程符合Sr2+∶LCB晶体折射率的实验值,理论计算表明Sr2+∶LCB晶体可实现相位匹配,其最短二倍频波长小于LCB晶体.     

非线性光学晶体Na3La9O3(BO3)8的高功率纳秒激光三倍频特性研究

本文对新型非线性光学晶体Na₃La₉O₃(BO₃)₈(NLBO)三倍频产生355 nm紫外纳秒激光的特性进行了研究。以重复频率10 kHz、脉冲宽度10 ns的高功率1 064 nm调Q激光器作为基频光源,采用I类相位匹配的LBO和NLBO晶体分别作为倍频晶体和三倍频晶体,获得平均输出功率152.5 mW的355 nm紫外纳秒激光输出,为目前采用NLBO晶体获得355 nm紫外激光的最高输出功率。本文还研究了NLBO晶体在实现三倍频最佳输出时晶体偏转角度随温度的变化规律,从实验角度对NLBO晶体在不同温度下的三倍频最佳相位匹配角度进行了修正。     

p型CdZnTe晶体(111)B面的Au/Zn复合电极的制备和研究

通过对p型CdZnTe(111)面的结构分析,用真空蒸发法在p型CdZnTe晶体(111)面制备出Au/Zn复合电极,运用金相显微镜、AFM测试、SEM剖面观察、EDS成分分析、Ⅰ-Ⅴ特性测试及势垒高度计算等多种手段研究了Au/Zn复合电极对金属和半导体接触性能的影响.结果表明,在P型CdZnTe(111)A面蒸镀Au电极,在B面蒸镀Au/Zn复合电极时获得的势垒高度最低,有效减小了富Te面对金半接触的影响.Au/Zn复合电极能获得比Au电极更理想的接触性能.     

BiOCl(110)表面电子结构和光学吸收的第一性原理研究

基于密度泛函理论第一性原理研究了BiOCl(110)表面两种不同终止端(ll0)-BiCl和(110)-O电子结构和光吸收性质.结果表明:(110)-BiCl和(110)-O表面均未发生重构现象;(ll0)-BiCl表面导带底部出现明显表面态,导致该表面带隙降低,且价带与导带均朝低能方向移动;而(110)-O表面态位于价带顶,导带能带变窄导致该表面带隙略大于体相BiOCl;(ll0)-BiCl和(110)-O表面能分别为1.570 J· m-2和1.550 J· m-2;光吸收性质对比分析知,与BiOCl体相相比,(ll0)-BiCl表面吸收光谱发生明显红移.