Al和Sb共掺对ZnO有序阵列薄膜的结构和光学性能的影响

采用水热合成法在预先生长的ZnO种子层的玻璃衬底上制备出Al和Sb共掺ZnO纳米棒有序阵列薄膜. 通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和选区电子衍射分析表明:所制备的薄膜由垂直于ZnO种子层的纳米棒组成, 呈单晶六角纤锌矿ZnO结构, 且沿[001]方向择优生长, 纳米棒的平均直径和长度分别为27.8 nm和1.02 μm. Al和Sb共掺ZnO纳米棒有序阵列薄膜的拉曼散射分析表明:相对于未掺杂ZnO薄膜的拉曼振动峰(580 cm^-1), Al和Sb共掺ZnO阵列薄膜的E₁(LO)振动模式存在拉曼位移. 当Al和Sb的掺杂量为3.0at%,4.0at%,5.0at%,6.0at%时, Al和Sb共掺ZnO阵列薄膜的拉曼振动峰的位移量分别为3,10,14,12 cm^-1. E₁ (LO) 振动模式位移是由Al和Sb掺杂ZnO产生的缺陷引起的. 室温光致发光结果表明:掺杂Al和Sb后, ZnO薄膜在545 nm处的发光强度减小,在414 nm处的发光强度增加. 这是由于掺杂Al和Sb后, ZnO薄膜中Zn_i缺陷增加, O_i缺陷减少引起的. 关键词： Al和Sb共掺ZnO薄膜 纳米棒有序阵列 结构表征 拉曼散射     

Cu掺杂氧化锌薄膜的发光特性研究

通过射频反应溅射法在Si（111）衬底上制备了不同Cu掺杂量的ZnO薄膜.室温下测量了样品的光致发光（PL）谱，所有样品的PL谱中均观察到435?nm左右的蓝光发光带，该发光带的强度与Cu掺杂量和溅射功率有关.当溅射功率为150?W，Cu掺杂量为2.5%时，ZnO薄膜的PL谱中出现了较强的蓝光双峰，而溅射功率为100?W，Cu掺杂量为1.5%时，出现了位于437nm（2.84eV）处较强的蓝光峰，后者的取向性较好.还研究了掺杂量和溅射功率对发光特性的影响，并对样品的蓝光发光机制进行了探讨. 关键词： ZnO薄膜 Cu掺杂 光致发光谱 射频反应共溅射     

掺杂和未掺杂氧化锌薄膜的拉曼光谱

利用拉曼光谱分别对不同衬底上,未掺杂和掺杂以及掺杂浓度不同的ZnO薄膜进行了系统的分析研究。其中ZnO薄膜均由溶胶-凝胶法制得,掺杂源为LiCl。测得的拉曼光谱显示,Pt/Ti/SiO2/Si衬底上生长的ZnO薄膜的拉曼特征峰(437cm-1)的强度明显高于SiO2/Si衬底上ZnO薄膜的拉曼特征峰的强度,说明Pt/Ti/SiO2/Si衬底上ZnO的晶化程度比SiO2/Si上ZnO的晶化程度高;但ZnO拉曼特征峰的位置和半高宽并没有发生变化,说明两种衬底上ZnO薄膜中应力大小没有发生变化。掺Li+后,580cm-1处的峰位向高频方向移动,且掺杂浓度越大频移量越大,说明掺杂已经在不同程度上引起了ZnO晶体中自由载流子浓度的变化。此外,还分析了掺Li+未在很大程度上引起ZnO晶格畸变的原因。     

RF溅射钕掺杂ZnO薄膜的结构与发光特性

通过射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备了未掺杂ZnO薄膜和Nd掺杂ZnO薄膜。应用XRD分析了ZnO:Nd薄膜的晶格结构,通过AFM观察了ZnO:Nd薄膜的表面形貌。结果表明,Nd掺入了ZnO晶格中,由于Nd原子半径大于Zn原子半径,Nd以替位原子的形式存在于ZnO晶格中。ZnO:Nd薄膜为纳米多晶薄膜,表面形貌粗糙。ZnO:Nd薄膜的室温光致发光谱表明,相同条件下制备的未掺杂ZnO薄膜和Nd掺杂ZnO薄膜都出现了395nm的强紫光带和495nm的弱绿光带。我们认为,紫光发射峰窄而锐且强度远大于绿光峰,源于薄膜中激子复合;绿光峰强度较弱,源于薄膜中的氧空位(VO)及氧反位锌缺陷(OZn)。Nd掺杂没有影响ZnO:Nd薄膜的PL谱的发射峰的峰位。由于Nd3 离子电荷数与Zn2 离子电荷数不相等,为了保持ZnO薄膜的电中性,间隙锌(VZn)可以作为Nd替位补偿性的受主杂质而存在,影响ZnO薄膜的激子浓度。同时,Nd掺入使ZnO的晶格畸变缺陷浓度改变增强,因而发射峰的强度随Nd掺杂浓度不同而变化。     

厚度对未掺杂ZnO薄膜光谱性能的影响

X射线衍射光谱、拉曼光谱和紫外可见透射光谱技术是薄膜材料检测的重要技术手段。通过对薄膜材料光谱性能的分析,可以获得薄膜材料的物相、晶体结构和透光性能等信息。为了解厚度对未掺杂ZnO薄膜的X射线衍射光谱、拉曼光谱和紫外可见透射光谱性能的影响,利用溶胶-凝胶法在石英衬底上旋涂制备了不同厚度的未掺杂ZnO薄膜样品,并对薄膜样品进行了X射线衍射光谱、拉曼光谱和紫外可见透射光谱的检测。首先,通过X射线衍射光谱检测发现,薄膜样品呈现出（002）晶面的衍射峰,ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,均沿着C轴择优取向生长,且随着薄膜厚度的增加,衍射峰明显增强,ZnO薄膜的晶粒尺寸随着膜厚的增加而长大。利用扫描电子显微镜对薄膜样品的表面形貌分析显示,薄膜表面致密均匀,具有纳米晶体的结构,其晶粒具有明显的六角形状。通过拉曼光谱检测发现,薄膜样品均出现了437 cm-1的拉曼峰,这是ZnO纤锌矿结构的特征峰,且随着薄膜厚度的增加,其特征拉曼峰强度也增加,进一步说明了随着ZnO薄膜厚度的增加,ZnO薄膜晶化得到了加强。最后,通过紫外可见透射光谱测试发现,随着膜厚的增加,薄膜的吸收边发生一定红移,薄膜样品在可见光区域内的透过率随着膜厚度增加而略有降低,但平均透过率都超过90%。通过对薄膜样品的紫外-可见透射光谱进一步分析,估算了薄膜样品的折射率,定量计算了薄膜样品的光学禁带宽度,计算结果表明：厚度的改变对薄膜样品的折射率影响不大,但其禁带宽度随着薄膜厚度的增加而变窄,且均大于未掺杂ZnO禁带宽度的理论值3.37 eV。进一步分析表明,ZnO薄膜厚度的变化与ZnO晶粒尺寸的变化呈正相关,本质上,吸收边或光学禁带宽度的变化是由于ZnO晶粒尺寸变化引起的。     

N掺杂ZnO薄膜的荧光特性研究

以N2为掺杂源,通过改变O2∶N2比,利用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备了具有[002]择优取向的N掺杂ZnO薄膜,研究了ZnO薄膜的光致发光谱随着N掺入量的不同而变化的规律.结果表明,薄膜主衍射峰为402 nm处的发光峰;由于N掺杂量的不同,有的薄膜在445 nm和524 nm处也有发光发存在,但随着薄膜N含量的不同,其发光峰强度明显不同,其峰位也发生了相应的红移或者蓝移.当O2∶N2为10∶ 15时,制备的薄膜N掺杂量最大,光学性能最好,此工艺为研究ZnO薄膜的缺陷类型及导电类型提供了重要的研究参考.     

GZO陶瓷的拉曼光谱研究

采用固相烧结方法制备了纯ZnO陶瓷及GZO(Ga:ZnO)陶瓷。借助拉曼光谱和X射线衍射分别对ZnO陶瓷和不同掺Ga含量的GZO陶瓷进行了测量与分析。结果表明:GZO陶瓷均保持六角纤锌矿结构,在98cm-1,437cm-1处分别出现ZnO的特征峰E2(low)和E2(high);比之纯ZnO陶瓷,在GZO陶瓷的拉曼光谱中出现了位于584cm-1以及631cm-1附近的新峰,位于1148cm-1附近的E1(LO)的倍频模随着Ga掺杂浓度的提高也发生了一些变化。对新峰的振动模归属以及掺杂后原有峰的变化进行了讨论,其中将位于631cm-1附近的拉曼峰,归因于Ga替代Zn位与O成键的局域振动模式(LVMGa-O)。     

氟掺杂的氧化锌薄膜的结构和光学特性

通过热氧化氟化锌(ZnF2)薄膜的方法制备出氟掺杂的多晶ZnO薄膜,ZnF2薄膜是利用电子束蒸发方法沉积在Si(100)衬底得到的。利用X射线衍射和X射线电子能谱研究了ZnF2薄膜向ZnO的转变过程。实验结果表明,在400℃退火30min的条件下能够获得六方纤锌矿结构的ZnO：F薄膜。对ZnO：F薄膜的室温光致发光谱可以观察到位于379nm、半峰全宽为73meV的紫外发射峰,而相应于缺陷的深能级发射则完全猝灭。表明ZnO中残留的F能够有效地增强激子的发光,同时使缺陷发光强度明显降低。对F掺杂对ZnO的发光性能的影响进行了讨论。     

Mn掺杂对BaSn1-xMnxO3体系结构、光学和磁学性质的影响

利用传统的固相反应法制备了BaSn1-xMnxO3(x=0,0.05,0.10和0.13)多晶样品,系统研究了不同Mn掺杂量对BaSnO3样品的结构、光学及磁学性质的影响.通过X射线衍射分析表明此掺杂化合物形成了具有钙钛矿结构的单相,在掺杂范围内没有观察到第二相出现.漫反射光谱测试分析发现随着Mn掺杂浓度的增加,其光学吸收边红移并逐渐平缓化,拉曼光谱测试表明拉曼振动模式也发生了变化,进一步证明Mn离子取代了Sn位.磁场下的光致发光谱测试表明样品在近红外区的发光可能与Sn离子有关.磁学测量则显示样品在低温具有一定铁磁性,其来源可用F心交换机制来解释.     

N掺杂ZnO薄膜的荧光特性研究

以N₂为掺杂源,通过改变O₂∶N₂比,利用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备了具有[002]择优取向的N掺杂ZnO薄膜,研究了ZnO薄膜的光致发光谱随着N掺入量的不同而变化的规律.结果表明,薄膜主衍射峰为402 nm处的发光峰;由于N掺杂量的不同,有的薄膜在445 nm和524 nm处也有发光发存在,但随着薄膜N含量的不同,其发光峰强度明显不同,其峰位也发生了相应的红移或者蓝移.当O₂∶N₂为10∶15时,制备的薄膜N掺杂量最大,光学性能最好,此工艺为研究ZnO薄膜的缺陷类型及导电类型提供了重要的研究参考.     

On the analysis of photo-electron spectra

We analyze Photo-Electron Spectra (PES) for a variety of excitation mechanisms from a simple mono-frequency laser pulse to involved combination of pulses as used, e.g., in attosecond experiments. In the case of simple pulses, the peaks in PES reflect the occupied single-particle levels in combination with the given laser frequency. This usual, simple rule may badly fail in the case of excitation pulses with mixed frequencies and if resonant modes of the system are significantly excited. We thus develop an extension of the usual rule to cover all possible excitation scenarios, including mixed frequencies in the attosecond regime. We find that the spectral distributions of dipole, monopole and quadrupole power for the given excitation taken together and properly shifted by the single-particle energies provide a pertinent picture of the PES in all situations. This leads to the derivation of a generalized relation allowing to understand photo-electron yields even in complex experimental setups.     

碳纳米管的表面修饰及FTIR,Raman和XPS光谱表征

用红外、拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）研究了水热条件下碳纳米管在不同氧化剂中的表面修饰过程。结果表明水热条件下可以成功地实现碳纳米管的表面修饰,而且,通过控制反应条件可以改变反应产物中官能团的种类和数量。     

聚乙烯基咔唑与Alq3混合薄膜的发光性能与能量传递过程

研究了Alq3与聚乙烯基咔唑(PVK)按不同比例的混合体系制备的薄膜的发光特性.通过对混合薄膜的吸收光谱、激发光谱和发射光谱的分析，研究了PVK与Alq3之间的 能量传递规律.当Alq3与PVK的质量比为1∶7时，能量传递效率最高.用一个由单链模 型扩展到包括杂质的哈密顿量对实验进行模拟，发现该模型能够较好地解释有关的实验结果. 关键词： 吸收光谱 激发光谱 发射光谱 能量传递     

银(Ⅰ)、镉(Ⅱ)4-巯基吡啶配合物的光谱研究

采用常规溶液反应蒸发法以4-巯基吡啶(简写为4-MPy)为有机配体与银、镉的硝酸盐合成了两种金属有机配合物。并利用红外、拉曼、紫外-可见光谱技术对4-MPy及合成的配位化合物进行了研究,对主要红外和拉曼谱带进行了经验归属,并进一步讨论了配体和配合物的特征吸收谱带与配合物结构间的关系。在红外光谱中,配体在1 459cm-1处的吸收峰归属为CC和CN复合振动峰,形成配合物后在两种配合物中,此吸收峰分别向高波数位移至1 464和1 464cm-1。在拉曼光谱中,两种有机配位化合物在1 004和1 008cm-1处归属为环呼吸振动峰、在1 617和1 615cm-1处归属为环伸缩振动峰、在720和720cm-1处归属为β(C—C)和ν(C—S)的复合振动峰,各自十分相似。     

GeⅩⅩ～GeⅩⅩⅥ谱线的测量和辨认

测量了线聚焦激光加热锗等离子体发射的ＸＵＶ光谱，对ＧｅＸＸ～ＧｅＸＸⅥ谱线进行了辨认和分类。给出了谱线波长和相对强度；计算了辐射跃迁几率和吸收振子强度；并与其它实验室有关结果进行了比较。     

槲皮素-Sn(II)配合物荧光、紫外及红外光谱的测量与分析

以NH4Cl-NH3.H2O为缓冲液,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为荧光增强剂,用荧光分光光度计分别采集槲皮素、槲皮素-Sn(II)配合物溶液、槲皮素-Sn(II)-NH4Cl-NH3.H2O、槲皮素-Sn(II)-NH4Cl-NH3.H2O-CTAB溶液以及将其溶液分别静置7h和21h后的荧光光谱,并对光谱进行分析。在不加CTAB的条件下,用紫外分光光度计分别测量加入缓冲液前后的紫外光谱。用漫反射方法测定配合物的红外光谱,并对其结构进行初步分析。在缓冲液的作用下,槲皮素-Sn(II)配合物的结构发生了变化;通过分析,发现与缓冲液发生反应的主要基团为酚羟基,红外光谱中酚羟基的消失和NH4+基团的出现,说明了配合物中的酚羟基与NH4+发生了取代反应。     

CdSxSe1-x纳米微晶的辐射跃迁过程

利用变温吸收光谱和光致发光光谱研究了CdS_xSe_1-x纳米微晶的辐射跃迁过程.由Varshni公式,拟合了微晶的吸收峰随温度的变化.根据变温发射光谱,研究了发光峰位置和温度的依赖关系,并分析了吸收峰和发光峰随温度变化的快慢.对发光的动力学过程.作了简单的分析.     

槲皮素-Sn(Ⅱ)配合物荧光、紫外及红外光谱的测量与分析

以NH4Cl-NH3·H2O为缓冲液,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为荧光增强剂,用荧光分光光度计分别采集槲皮素、槲皮素-Sn(Ⅱ)配合物溶液、槲皮素-Sn(Ⅱ)-NH4Cl-NH3·H2O、槲皮素-Sn(Ⅱ)-NH4Cl-NH3·H2O-CTAB溶液以及将其溶液分别静置7h和21h后的荧光光谱,并对光谱进行分析.在不加CTAB的条件下,用紫外分光光度计分别测量加入缓冲液前后的紫外光谱.用漫反射方法测定配合物的红外光谱,并对其结构进行初步分析.在缓冲液的作用下,槲皮素-Sn(Ⅱ)配合物的结构发生了变化;通过分析,发现与缓冲液发生反应的主要基团为酚羟基,红外光谱中酚羟基的消失和NH 4基团的出现,说明了配合物中的酚羟基与NH 4发生了取代反应.     

PVK:TPB掺杂体系稳态光谱的研究

摘要研究了掺杂有机蓝光染料TPB的PVK薄膜的发光特性,通过对掺杂薄膜的吸收光谱、激发光谱及发射光谱的分析,研究了PVK与Alq3之间的能量传递规律。当掺杂浓度为5％时,能量传递效率最高。用一个由单链模型扩展到包括杂质的哈密顿量对实验进行模拟,发现该模型能够较好地解释有关的实验结果。     

可溶性与不可溶性聚苯胺的红外与Raman光谱研究(英文)

本文比较了可溶性与不可溶性聚苯胺的红外吸收光谱与 Raman 光谱,表明两种聚苯胺在结构上有明显差别。可溶性聚苯胺的主要红外特征峰频率向高频方向移动,吸收带变窄,肩峰清晰可辨。对应于醌基团振动的1595cm~(-1)谱线相对于苯基团振动的1499cm~(-1)谱线强度减弱,1300cm~(-1)谱峰消失。表明可溶性聚苯胺中醌结构单元的数量少,而且含有偶氮基团 N=N 伸缩振动的特征吸收峰1450cm~(-1)。比较两者的 Raman 光谱也给出了相同的结果。可溶性聚苯胺中相对于氧化单元中醌结构的特征峰1566cm~(-1)谱线比相对于还原单元中苯结构的特征峰1620cm~(-1)谱线强度弱得多,也表明可溶性聚苯胺比不可溶性聚苯胺含有较少的醌结构。根据聚苯胺导电机制的质子化模型,由红外与Raman 光谱中相应谱的相对强度的差别可以估计,可溶性聚苯胺具有氧化型与还原型交替结构,质子化程度较低,仅约15%,因此电导率显著下降。