准二维强耦合激子有效质量的温度依赖性

采用Tokuda改变的线性组合算符法和改进的Lee-Low-Pines变换法,研究了温度对量子阱中电子(空穴)与界面光学(IO)声子强耦合又与体纵光学(LO)声子弱耦合激子的有效质量的影响.结果表明,由电子(空穴)-体纵光学声子弱耦合所产生的激子有效质量(Mex*-LO)随量子阱宽N的增加而增大、随电子与空穴间相对距离P的增加而先增大后缓慢减小再趋于稳定,温度T对Mex*-LO及其随N和P变化的规律产生显著影响.同时,Mex*-LO)随T的变化也强烈的受到量子尺寸效应的影响;由电子(空穴)-界面光学声子强耦合所产生的激子有效质量Mcx*-IO随N的增加而减小,随T的升高而增大、随p的增加而先增大后缓慢减小再趋于稳定,但丁对Mex-IO随N和p变化的规律无明显影响.     

低压氢等离子体发光光谱

本实验使用2.45 GHz微波(100～200 W)激励产生低压(1～4 kPa)氢等离子体,通过光纤光谱仪探测氢等离子体的发射光谱,并分析了特征谱线分布及谱线强度随压强、功率的变化情况,计算了氢等离子体的电子激发温度.实验结果表明,压强由1 kPa增加至4 kPa,谱线强度减小;功率由100 W增大至200 W,谱线强度增大.随着压强的增大,电子激发温度减小或先减小后增大.     

低压氢等离子体发光光谱

本实验使用2.45 GHz微波(100～200 W)激励产生低压(1～4 kPa)氢等离子体,通过光纤光谱仪探测氢等离子体的发射光谱,并分析了特征谱线分布及谱线强度随压强、功率的变化情况,计算了氢等离子体的电子激发温度.实验结果表明,压强由1 kPa增加至4 kPa,谱线强度减小;功率由100 W增大至200 W,谱线强度增大.随着压强的增大,电子激发温度减小或先减小后增大.     

低压氢等离子体发光光谱

本实验使用2.45 GHz微波(100～200 W)激励产生低压(1～4 kPa)氢等离子体,通过光纤光谱仪探测氢等离子体的发射光谱,并分析了特征谱线分布及谱线强度随压强、功率的变化情况,计算了氢等离子体的电子激发温度.实验结果表明,压强由1 kPa增加至4 kPa,谱线强度减小;功率由100 W增大至200 W,谱线强度增大.随着压强的增大,电子激发温度减小或先减小后增大.     

不同频率驱动下容性耦合Ar等离子体随气压变化的放电特性

讨论了在驱动频率分别为13.56MHz、40.68MHz、94.92MHz和100MHz,功率为40W,气压由3.3～26.6Pa下的容性耦合Ar等离子体的放电特性。利用光谱相对强度法分别诊断了电子激发温度和电子密度。采用粒子模拟和蒙特卡罗碰撞模型(PIC/MCC),模拟了上述实验条件下中心处电子密度和电子能量概率分布(EEPF)。结果表明,在每一个驱动频率下,电子密度均随放电气压的增加而增加,而电子温度则随气压增加而降低。驱动频率为13.56MHz和40.68MHz的电子密度随气压变化趋势几乎一致,而94.92MHz和100MHz的电子温度则随气压变化趋势几乎一致。通过比较EEPF,电子温度随气压的增加有下降的趋势,与光谱诊断结果基本吻合。     

掺杂型聚合物的电晕极化特性及其机理研究

实验研究了聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)掺杂生色团分散红DR19的电光聚合物的电晕极化特性.结合吸收光谱法和显微镜形貌分析了极化电压、极化温度以及极化时间对极化效果的影响.理论和实验分析得出极化电压增大可以增大聚合物内部极化电场,但电压过大会引起薄膜击穿而降低极化效果;而极化温度升高可以增大分子取向力,但在聚合物玻璃化温度以上会导致相分离;极化时生色团分子的取向随时间增大并逐渐达到动态平衡.实验结果表明:表征极化效果的序参数随极化电压的增大而先增大后减小,随极化温度的升高而先增大后减小,随极化时间的增长先增大后趋于稳定.     

Langmuir探针诊断低压氢等离子体电子密度与温度

为研究实验参数对螺旋波诱导的低压氢等离子体状态的影响,用Langmuir探针对等离子体伏安特性曲线进行了原位诊断,采用双曲正切函数的指数变换模型拟合曲线,根据Druyvesteyn方法得到状态参数电子密度、有效电子温度和电子能量几率函数,分析了它们随实验参数的变化规律。结果表明:射频输入功率、气压和约束磁场对等离子体状态有较大影响。随着射频射入功率增大,放电模式发生转变,电子密度跳跃增长;随着气压增大,电子密度先增大后减小,1.5 Pa为最佳电离气压,随约束磁场的增强呈线性增长;有效电子温度随功率和气压的增大而下降,随约束磁场的增强线性降低,电子能量几率函数曲线峰位和高能部分都向低能移动,与有效电子温度变化规律吻合。     

气压对于低气压双频容性耦合Ar/O2 等离子体放电特性影响的研究

 研究了气压对双射频氩氧混合等离子体电子温度和电子密度的影响。在13.56MHz低频功率和94.92MHz高频功率固定为60W和氩氧气体比为1:9的情况下,利用发射光谱法分析了气压不同时氩氧混合等离子体的放电光谱中的特征谱线的变化规律。使用一维质点网格法(PIC-MC)静电模型计算了电子温度和电子密度。结果表明：电子温度随着气压的增加先降低后升高,与实验结果趋势相吻合;电子密度随着气压的增加先增大后减小。     

直流电压等离子体点火器点火特性研究

使用自行设计的等离子体点火装置,对极间电流随进口氩气压力的变化规律以及不同进口氩气压力和工作电流条件下等离子体点火器出口射流特性进行了实验研究。利用四通道CCD光谱仪测量了点火器出口处的发射光谱特征,并计算了等离子体的电子温度。结果表明,极间电流随进口氩气压力的增大而逐渐减小,等离子体点火器的射流长度随进口氩气流量的增大先增大后减小,随工作电流的增大而增大,等离子体点火器的工作电流随进口氩气流量的增大而减小,随电源输出电流增大而增大,等离子体射流的电子温度随氩气流量的增大而降低,随工作电流的增大而升高。所得结果对等离子体点火系统在航空发动机的实际应用具有一定的指导意义和参考价值。     

Energy and life of electrons and holes in the columnar nanometer system北大核心CSCD

利用S-矩阵理论,在有效质量近似下,求出柱状纳米系统电子和空穴的能量和寿命,并与球状纳米系统相比较.以HgS/CdS/HgS柱状纳米系统为例,探讨了线度和势垒宽度对电子和空穴的能量和寿命的影响.结果表明:柱状纳米系统中,电子和空穴的能量和寿命随线度的变化规律相似,即势垒宽度一定时,能量随内半径增大而减小,寿命随内半径增大而增大;内半径一定时,能量随势垒宽度增大而减小,但变化甚微,而寿命随势垒宽度增大而迅速增大;势垒宽度Δ<4aCdS时,电子和空穴的寿命均为零,但电子和空穴寿命不为零的势垒宽度范围不同,空穴的寿命要比电子的寿命小.柱状和球状纳米系统电子和空穴寿命的变化规律相似,形状的影响很小.     

薄膜硅/晶体硅异质结电池中本征硅薄膜钝化层的性质及光发射谱研究

本文采用甚高频等离子体化学气相沉积技术 (VHF-PECVD) 制备薄膜硅/晶体硅异质结电池中的本征硅薄膜钝化层, 光发射谱 (OES) 测量技术研究了硅薄膜沉积过程中等离子体发光谱随时间的变化. 结果表明: 在实验优化条件下等离子体发光谱很快达到稳定 (大约25 s), 并且SiH^*/H_α^* 的比值随时间变化较小, 避免了生长过程中硅薄膜结构的不均匀性, 这主要是SiH₄没有完全耗尽避免了SiH₄的反向扩散. 进一步研究了沉积参数对稳态发光谱和硅薄膜性质的影响, 结果表明: 随着硅烷浓度增加, H_α^*峰强度减小, SiH^*峰强度增加, 薄膜从微晶转变成非晶, 非晶硅薄膜钝化效果好; 随着沉积气压增大, H_α^*和 SiH^*峰强度先增加后减小, 高气压下H_α^*和 SiH^*峰强度下降主要是反应前驱物的聚合形成高聚合物, 不利于形成高质量的硅薄膜, 因此钝化效果下降; 随着反应功率密度增加, H_α^*和 SiH^*峰强度增大, 当功率密度为150 mW/cm² 趋于饱和, 硅薄膜的致密度和钝化效果也开始下降, 50 mW/cm²的低功率密度下硅薄膜钝化效果差可能是由于原子H 浓度低, 不能完全钝化单晶硅表面的悬挂键. 关键词： 薄膜硅 异质结 光发射谱 钝化     

Resonant Magnetic Fields of a Magnetopolaron in a Parabolic Quantum Dot

It is shown that for a resonant magnetic field, the two cyclotron masses (m₊^* and m_-^*) in a parabolic quantum dot are split into two cyclotron masses, respectively. The cyclotron mass (m₊^*) decreases with decreasing the size of the quantum dot, the stronger the magnetic field strength, the larger the cyclotron mass. The lower branch of the cyclotron mass (m_-^*) increases linearly with increasing the magnetic field strength. The upper branch of the cyclotron mass (m_-^*) is larger than the bare band mass and enhances as the magnetic field strength increases.     

Rashba自旋-轨道相互作用影响下量子盘中强耦合磁极化子性质的研究

本文基于Lee-Low-Pines幺正变换法,采用Tokuda改进的线性组合算符法研究了Rashba自旋-轨道相互作用效应下量子盘中强耦合磁极化子的性质.结果表明,磁极化子的相互作用能Eint的取值随量子盘横向受限强度ω0、外磁场的回旋频率ωc、电子-LO声子耦合强度α和量子盘厚度L的变化均与磁极化子的状态性质密切相关;磁极化子的平均声子数N随ωc,ω0和α的增加而增大,随L的增加而振荡减小;在Rashba自旋-轨道相互作用效应影响下磁极化子的有效质量将劈裂为m*+,m*-两种,它们随ωc,ω0和α的增加而增大,随L的增加而振荡减小;在研究量子盘中磁极化子问题时,电子-LO声子耦合和Rashba自旋-轨道相互作用效应的影响不可忽略,但Rashba自旋-轨道相互作用和极化子效应对磁极化子的影响只有在电子运动的速率较慢时显著.     

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开发了氢气甚高频(60MHz)容性耦合放电的PIC/MC模型.在模型中考虑了带电粒子(e,H+,H2+,H3+)与H2的21种碰撞反应过程,模拟了氢气甚高频放电射频电场和电势分布以及电子和氢离子(H+,H2+,H3+)粒子密度和平均能量分布,并与频率为13.56MHz的放电结果进行了比较.结果表明,相对于频率13.56MHz的放电,氢气甚高频放电等离子体电势增高,导致两电极附近的电场增强;另外,两鞘层厚度变窄并且电子和H3+离子平均能量减小,其总密度却增加.H3+离子为氢气甚高频放电空间的主要离子,H2+离子密度比H3+离子小约2～3个数量级.     

Electric and plasma characteristics of RF discharge plasma actuation under varying pressures

The electric and plasma characteristics of RF discharge plasma actuation under varying pressure have been investigated experimentally. As the pressure increases, the shapes of charge–voltage Lissajous curves vary, and the discharge energy increases. The emission spectra show significant difference as the pressure varies. When the pressure is 1000 Pa,the electron temperature is estimated to be 4.139 e V, the electron density and the vibrational temperature of plasma are peak4.71×10~(11)cm~(-3) and 1.27 e V, respectively. The ratio of spectral lines I391.4/peak I380.5which describes the electron temperature hardly changes when the pressure varies between 5000–30000 Pa, while it increases remarkably with the pressure below 5000 Pa, indicating a transition from filamentary discharge to glow discharge. The characteristics of emission spectrum are obviously influenced by the loading power. With more loading power, both of the illumination and emission spectrum intensity increase at 10000 Pa. The pin–pin electrode RF discharge is arc-like at power higher than 33 W, which results in a macroscopic air temperature increase.     

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Based on diffuse and drift assumption, a 1-D fluid model of atmospheric pressure oxygen RF discharge was developed. The model includes continuity equations for electrons, positive and negative ions, and energy equation, and Poisson equation for eclectic potential. The finite difference method was adopted to solve the model by numerical simulation. The simulation results show that the electron density and electron temperature were 10¹²cm^-3 and 1.23eV, respectively, and the main negative ion was O^- . As the peak of voltage increased, the electron density and electron temperature increased, however, the ratio of O^-/n_e had a maximum value at 700V.     

Field induced flux pinning in Nd1+xBa2−xCu3O7−δ single crystal

The flux pinning behavior of a Nd_1+xBa_2−xCu₃O_7−δ (Nd123) single crystal, which exhibited a peak effect, has been studied by monitoring the time decay of the magnetic moment. The apparent pinning energy (U₀^*) was deduced from flux creep data on the basis of the Anderson-Kim model. The magnetic field dependence of U₀^* showed maxima at peak fields which depended on the temperatures, in a similar manner to those of critical current densities. In addition, the temperature dependence of U₀^* showed several features. To explain the increase in U₀^* with the field as well as its temperature and field dependence, we made a numerical calculation by introducing an additional pinning energy which increased with increasing field. The results are in good agreement with the experimental data, especially at temperatures above 60 K, where the contribution of field induced pinning centers is believed to be dominant.     

高速微晶硅薄膜沉积过程中的等离子体稳态研究

通过光发射光谱监测高速沉积微晶硅薄膜过程中I(H_α^*)/I(SiH^*) 随沉积时间的变化趋势, 分析高速率微晶硅薄膜纵向晶化率逐渐增大的原因. 通过氢稀释梯度法, 即硅烷浓度梯度和氢气流量梯度法来改善材料的纵向均匀性.结果表明: 硅烷浓度梯度法获得的材料晶化率从沉积300 s时的53%增加到沉积600 s时的62%, 相比于传统方式下纵向晶化率从55%到75%的变化有了明显的改善. 在硅烷耗尽的情况下, 增加氢气流量一方面增加了气体总流量, 使得电子碰撞概率增加, 电子温度降低, 从而降低氢气的分解, 抑制SiH_x基团的放氢反应, 同时背扩散现象也得到了一定的缓解, 使得I(H_α^*)/I(SiH^*) 在沉积过程中逐渐增加的趋势有所抑制, 所制备的材料的纵向晶化率在240 s 后维持在53%-60%范围内, 同样改善了薄膜的纵向结构. 关键词： 光发射光谱 高速沉积 微晶硅 纵向结构均匀性     

Work function changes and surface chemistry of oxygen, hydrogen, and carbon on indium tin oxide

The surface chemistry of indium tin oxide (ITO) has been investigated with Auger electron spectroscopy (AES) and high resolution electron energy loss spectroscopy (HREELS). A vibrating Kelvin probe (KP) with a graphite reference was used to monitor the absolute work function (Φ) of ITO as a function of chemical modification. The ITO was exposed in situ to molecular hydrogen (H₂), hot-filament-activated oxygen (O₂^*), and hot-filament-activated deuterium (D₂^*). The initial Φ of ITO was determined to be 5.2 eV, and surface chemical changes had strong effects on this value, as seen by KP. Exposure of clean ITO to O₂^* increased Φ to 5.6 eV, but the increase was short-lived. The changes in Φ over time were correlated with the uptake of carbon impurities in ultra high vacuum (UHV), as monitored by AES.

The HREELS of ITO revealed significant hydrocarbon impurities. Chemical reduction of ITO produced a metallic surface and dehydrogenated the adsorbed hydrocarbons. Both re-oxidation of metallic ITO and oxidation of clean ITO temporarily removed adventitious carbon from the surface, but oxidized ITO adsorbed an even larger quantity of carbon over time.