氧氩比对纳米ZnO薄膜蓝光发射光谱的影响

利用射频磁控溅射方法,在石英表面上制备了具有良好的c轴取向的纳米ZnO薄膜。室温下,在300 nm激发下,在450 nm附近观测到ZnO薄膜的蓝光发射谱(430~460 nm)。分析了气氛中氧气与氩气比对薄膜质量及蓝光发射光谱的影响,给出了纳米ZnO薄膜光致发光谱(PL)的积分强度和峰值强度与氧氩比关系。探讨了纳米ZnO薄膜的蓝光光谱的发射机制,初步证实了ZnO蓝光发射(2.88~2.69 eV)来自氧空位(VO)形成的浅施主能级上的电子至价带顶的跃迁。     

Te/TeO2-SiO2复合薄膜的吸收和非线性光学特性研究

应用分光光度计测量Te/TeO₂-SiO₂复合薄膜的透射光谱和吸收光谱, 在480nm附近观察到Te颗粒引起的等离子体共振吸收峰; 采用Z扫描技术研究了共振(激发波长为532 nm)和非共振情况下(激发波长1064 nm) 不同电位制备薄膜的Te颗粒状态与复合薄膜的三阶非线性极化率的关系. 基于有效介质理论对复合薄膜的三阶非线性效应进行分析, 研究Te颗粒大小对Te/TeO₂-SiO₂复合薄膜的非线性光学性质的影响及其产生机理. 结果表明薄膜制备过电位增大, Te的粒径减小, 颗粒数量多, 颗粒分布趋于均匀, 使得金属颗粒的表面等离子体共振峰红移, 吸收强度增强, 导致三阶非线性光学效应增强, χ⁽³⁾由1064 nm的5.12×10^-7 esu增大为532 nm的8.11×10^-7 esu. 关键词： 碲 二氧化碲 复合薄膜 三阶非线性     

GaN晶体在飞秒紫外波段激发下的可变非线性吸收效应和光动力学过程研究

采用Z扫描和泵浦-探测技术研究了GaN薄膜在370 nm时的非线性光学效应和非线性光动力学过程。首先,基于GaN薄膜的透射光谱,结合线性光学理论分析得到了其在370 nm的线性折射率n₀、线性吸收系数α₀、光学带隙E_g等线性光学性质。采用飞秒激光Z扫描技术,得到了不同光强激发下的Z扫描实验响应结果,结合非线性光学理论提取出GaN薄膜可变的光学非线性吸收效应。在激发光子能量接近GaN带隙情况下,低光强时材料表现为饱和吸收而高光强时为反饱和吸收,这是因为低光强下单光子吸收占主导而高光强下以单光子感应自由载流子吸收为主。闭孔Z扫描测量得到了GaN薄膜的三阶非线性折射系数为n₂=-(1.0±0.1)×10-3 cm2·GW-1,它几乎比传统非线性介质的高出一个数量级。为了探究上述非线性过程的动力学弛豫时间以及进一步探究GaN薄膜非线性光动力学过程的深层物理机制,采用了交叉偏振飞秒退相泵浦探测技术观察GaN薄膜的光激发载流子动力学弛豫过程。实验结果表明,在低光强下,饱和吸收效应来源于瞬态单光子吸收,高光强下单光子感应自由载流子吸收为非瞬态光动力学过程,其自由载流子弛豫时间约为17 ps。该工作将为GaN薄膜在紫外非线性纳米器件应用以及GaN薄膜非线性过程的机制分析理解提供新的思路。     

射频磁控共溅射GaAs/SiO2纳米颗粒镶嵌薄膜的光学性质

应用射频磁控共溅射方法和真空退火方法制备了GaAsSiO2纳米颗粒镶嵌薄膜.X射线衍射实验结果表明,经高温退火的薄膜中形成了面心立方闪锌矿结构的GaAs纳米晶粒,晶粒平均直径为1.5—3.2nm.吸收光谱展示了由于强量子限域引起的1.5—2eV的吸收边蓝移.室温光致荧光(PL)光谱显示了电子重空穴激子与电子劈裂空穴激子的近紫外和紫外双PL谱峰以及深俘获态的PL谱峰.对实验吸收边蓝移量与有效质量模型的蓝移量的悬殊差别、俘获态PL谱的形成以及PL谱线的特征作了解释.应用激光Z扫描技术测量了退火温度为500℃的复合膜在非共振条件下的光学非线性,结果表明,复合膜的非线性折射率系数和非线性吸收系数都比块材GaAs相应的系数增大了5个数量级.光学非线性系数增大主要起因于强量子限域效应 关键词： 射频磁控共溅射 GaAsSiO2纳米颗粒镶嵌薄膜 光谱 激光Z扫描     

基于反射和透射光谱的氢化非晶硅薄膜厚度及光学常量计算

采用紫外-可见透射光谱仪测量了对靶磁控溅射沉积法制备的氢化非晶硅( a-Si:H)薄膜的透射光谱和反射光谱.利用T/(1-R)方法来确定薄膜的吸收系数,进而得到薄膜的消光系数;通过拟合薄膜透射光谱干涉极大值和极小值的包络线采确定薄膜折射率和厚度的初始值,并利用干涉极值公式进一步优化薄膜的厚度值和折射率;利用柯西公式对得...     

新型氟代三苯胺衍生物的合成和光谱特性研究

设计和合成了一种新型氟代三苯胺衍生物——N,N,N′,N′-四苯基-[2′,2″,3′,3″,5′,5″,6′,6″-八氟对四联苯]-4,4″′-二胺(OFTPA)。通过元素分析、熔点测定、红外光谱和1 H NMR谱等手段对OFTPA的分子结构进行了表征,并对其主要的红外光谱吸收峰和1 H NMR谱带进行了归属分析。利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和循环伏安法(CV)对OFTPA的电子能级结构和发光性能进行了研究。紫外-可见吸收光谱测定结果表明,OFTPA薄膜的最大吸收峰波长为355nm,光学带隙(Eg)为3.09eV。荧光光谱测定结果表明,OFTPA薄膜在365nm紫外光的激发下,产生发光峰波长在448nm附近、半峰宽(FWHM)为68nm的蓝光发射,色纯度高,有望成为优良的蓝光发射材料。循环伏安法测定结果表明,OFTPA的最高占有轨道(HOMO)能级为-5.41eV,最低空轨道(LUMO)能级为-2.32eV,具有良好的空穴传输性能。研究结果为进一步研究其在有机光电器件中的应用提供了参考。     

用于蓝光(405nm)激光直写的聚乙烯醇/银纳米复合材料薄膜的制备

利用紫外光诱导还原金属前躯体硝酸银(AgNO3),直接在聚乙烯醇(PVA)薄膜中生长银纳米颗粒,成功制备出PVA/Ag纳米复合材料薄膜。利用紫外-可见吸收光谱分析了银离子浓度、紫外光辐照功率和辐照时间对薄膜光谱的影响趋势。通过优化硝酸银浓度、辐照条件来调节薄膜中银纳米颗粒的尺寸和空间分布密度,成功地将此复合薄膜的等离子共振吸收峰位调节为406nm,并用于蓝光(405nm)激光直写光刻。扫描电子显微镜(SEM)观察表明,该材料中纳米颗粒分布均匀,粒径分布较窄;X射线光电子谱(XPS)证实了合成的纳米颗粒为单质银;原子力显微镜(AFM)分析显示薄膜光刻后获得了表面清晰、光滑、规整的图形。     

咔唑-苯并噻唑类衍生物薄膜的线性及非线性光学性质

以咔唑为电子供体,苯并噻唑为电子受体,合成了两种新型咔唑-苯并噻唑衍生物3-(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑和3,6-二(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑,通过核磁共振和分光光度计对其结构进行表征.利用刮刀法制备质量分数为4％的衍生物/聚酰亚胺的复合薄膜.采用透射光谱法和单光束Z-扫描技术分别测试了衍生物的线性和三阶非线性光学特性.Z扫描实验结果表明3-(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑薄膜的非线性吸收系数和非线性折射系数分别为β1=-2.118 9×10-10 cm/W、r1=2.285 2×10-14 cm2/W,具有反饱和吸收特性和自聚焦效应;同时3,6-二(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑薄膜的非线性吸收系数与非线性折射系数分别为β2=-1.275 6×10-9 cm/W、r2=-7.039 9×10-14 cm2/W,具有反饱和吸收特性和自散焦效应.     

Ge-Sb-Se硫系薄膜制备及光学特性研究

介绍了几种常见的硫系薄膜制备方法, 根据现有实验条件采用热蒸发法和磁控溅射法制备出Ge-Sb-Se三元体系硫系薄膜, 通过台阶仪测试薄膜的厚度和表面粗糙度, 计算出两种制备方法的成膜速率, 并通过X射线光电子能谱测试了两种制备方法所得薄膜与块体靶材组分的差别. 利用Z扫描技术和分光光度计测试了热蒸发法制备所得薄膜的三阶非线性性能和透过光谱, 计算出非线性折射率、非线性吸收系数和薄膜厚度等参数. 结果表明热蒸发法制备Ge-Sb-Se薄膜具有良好的物理结构和光学特性, 在集成光学器件方面很高的应用潜力.     

咔唑-苯并噻唑类衍生物薄膜的线性及非线性光学性质（英文）

以咔唑为电子供体,苯并噻唑为电子受体,合成了两种新型咔唑-苯并噻唑衍生物3-(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑和3,6-二(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑,通过核磁共振和分光光度计对其结构进行表征.利用刮刀法制备质量分数为4%的衍生物/聚酰亚胺的复合薄膜.采用透射光谱法和单光束Z-扫描技术分别测试了衍生物的线性和三阶非线性光学特性.Z扫描实验结果表明3-(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑薄膜的非线性吸收系数和非线性折射系数分别为β1=-2.118 9×10-10 cm/W、r1=2.285 2×10-14 cm2/W,具有反饱和吸收特性和自聚焦效应;同时3,6-二(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑薄膜的非线性吸收系数与非线性折射系数分别为β2=-1.275 6×10-9 cm/W、r2=-7.039 9×10-14 cm2/W,具有反饱和吸收特性和自散焦效应.     

铝镓氮薄膜双光子吸收效应

基于飞秒激发Z扫描实验技术,研究了氮化镓薄膜和不同铝掺杂含量的掺铝氮化镓(以下简称铝镓氮)薄膜的超快非线性光学响应特性。在开孔Z-scan测试中,纯Ga N晶体薄膜表现出典型的双光子吸收特性,双光子吸收系数为3.5 cm/GW,且随着激发光强的增大而逐渐减小。随后测试了不同铝掺杂含量的Al_xGa_(1-x)N薄膜的非线性吸收系数。结果表明,随着铝掺杂摩尔分数的提高(0,19%,32%,42%),非线性吸收系数逐渐减小(18,10,6,5.6 cm/GW)。结合半导体非线性吸收理论分析,Al_xGa_(1-x)N薄膜材料的非线性过程主要是双光子吸收主导非线性响应物理过程。实验结果与半导体双光子吸收过程Sheik-Bahae理论符合得很好。     

Er3+掺杂重金属氧氟硅酸盐玻璃的上转换发光研究

研究了Er3 掺杂重金属氧氟硅酸盐玻璃的吸收光谱、上转换光谱和拉曼光谱 ,分析了重金属氧氟硅酸盐玻璃中Er3 的上转换发光机理 .结果表明 :通过 975nm的激光二极管激发 ,在室温下同时观察到蓝光 (4 1 1nmj)、绿光(5 2 5和 5 4 3nm)和红光 (6 5 5nm) ,分别是由于Er3 离子2 H9 2 →4 I1 5 2 ,2 H1 1 2 →4 I1 5 2 ,4 S3 2 →4 I1 5 2 ,和4 F9 2 →4 I1 5 2 跃迁 .随Er2 O3浓度的增加 ,蓝光、绿光和红光的发光强度都增强 ,上转换发光机理主要涉及能量转移和激发态吸收 ,强烈的绿光和红光激发是由于双光子吸收过程 ,而微弱的蓝光是由于三光子吸收过程 .拉曼光谱发现 ,对Er3 离子在重金属氧氟硅酸盐玻璃中的上转换发光 ,玻璃结构中的PbF2 起到重要作用     

适用于全光开关的[(C3H7)4N][Au(C3S5)2]三阶非线性光学性质研究

合成了一种金属有机配合物[(C3H7)4N][Au(C3S5)2].配制了浓度为1×10－3 mol/L的[(C3H7)4N][Au(C3S5)2]/乙腈溶液,并用旋涂法制备了掺杂浓度质量比为1%的[(C3H7)4N][Au(C3S5)2]/PMMA复合薄膜.运用Z扫描方法,分别研究了样品溶液和薄膜在波长为1 064 nm,脉宽为20 ps条件下的三阶非线性光学性质.研究发现薄膜的三阶非线性极化率χ(3)比溶液高出三个数量级.其中,薄膜的非线性折射率n2为－1.76×10－15 m2/W、三阶非线性极化率χ(3)为9.37×10－10 esu.结果表明,该材料在全光开关方面具有潜在的应用价值.     

铜铟硫纳米晶/PMMA复合薄膜的制备与光学性质表征

铜铟硫(CuInS₂)纳米晶具有发射光谱宽、波长易于调控、量子产率高、合成成本低、容易与封装材料复合等优点,在远程白光LED结构中具有广阔的应用前景。远程白光LED结构是针对LED散热问题提出的一种新型封装结构,在这种结构中复合荧光涂层(复合薄膜)与蓝光芯片进行隔离封装,这种结构对复合薄膜中纳米晶的热稳定性的要求大大降低。首先合成出了不同发光波长的CuInS₂纳米晶荧光材料,然后将其封装到PMMA基质中制备了系列的CuInS₂纳米晶/PMMA复合薄膜。通过荧光光谱和紫外可见光谱的方法,针对纳米晶复合薄膜出现的发光波长红移以及不同发光波长纳米晶/PMMA复合薄膜透过率不一致的现象进行了详细研究。     

Co,Sn共掺ZnO薄膜结构与光致发光的研究

采用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上制备了Co,Sn掺杂ZnO系列薄膜.通过金相显微镜和X射线衍射(XRD)研究了Co与Sn掺杂对薄膜的表面形貌和微结构的影响.XRD结果表明,所有ZnO薄膜样品都存在(002)择优取向,特别Sn单掺ZnO薄膜的c轴择优取向最为显著,而且晶粒尺寸最大.XPS测试表明样品中Co和Sn的价态分别为2+和4+,证实Co²⁺,Sn⁴⁺进入了ZnO的晶格.室温光致发光谱(PL)显示在所有的样品中都有较强的蓝光双峰发射和较弱的绿光发 关键词： ZnO薄膜 溶胶-凝胶 掺杂 光致发光     

Fe,Co共掺杂ZnO薄膜结构及发光特性研究

采用溶胶凝胶法在玻璃衬底上制备了Fe,Co共掺Zn0.9FexCo0.1-xO(x=0,0.03,0.05,0.07)系列薄膜.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子谱(XPS)和光致发光(PL)谱对薄膜样品的表面形貌、晶体结构、成分和光学性能进行了研究.XRD结果表明所有ZnO薄膜样品都呈六方纤锌矿结构,在样品中没有观察到与Fe和Co相关的团簇,氧化物及其他杂相的衍射峰,表明共掺杂改善了Fe或Co在ZnO的分散性.XPS测试结果揭示样品中Co离子的价态为+2价;Fe离子的价态为+2价和+3价共存,但Fe相对浓度的增大导致Fe3+含量增加.所有样品的室温光致发光谱(PL)均观察到紫外发光峰和蓝光双峰,其中Fe,Co共掺ZnO薄膜的紫外发光峰较本征ZnO出现蓝移,蓝光双峰峰位没有变化,但发光强度有所减弱;而掺杂ZnO薄膜的绿光发光峰几乎消失.最后,结合微结构和成分分析对薄膜样品的发光机理进行了讨论.     

KDP晶体拉曼散射角度特性

利用群理论详细分析了磷酸二氢钾(KDP)晶体的拉曼振动模式,得出了其拉曼振动模的归类。并采用拉曼光谱仪测量了Z切退火KDP晶体X(ZZ)珡X,Z(XY)珚Z和Y(XY)X三种散射配置和未退火KDP晶体Z(XY)珚Z配置下的拉曼光谱。根据拉曼选择定则得出X(ZZ)珡X,Z(XY)珚Z和Y(XY)X散射配置下的拉曼峰分别对应A1,B2(LO),B2(TO)对称类振动模,但在Z(XY)珚Z配置下的拉曼光谱中除了B2模,还观察到了A1模,而在Y(XY)X配置下的拉曼光谱中只有B2模,且退火和未退火晶体Z(XY)珚Z配置下的拉曼光谱无明显差别,此结果表明KDP晶体的对称性降低,在背向散射时A1模也具有角度特性,但与晶体的内应力无关,这是由KDP晶体内部结构决定的。     

硒化铅量子点聚乙烯醇薄膜的三阶非线性光学特性

通过湿化学方法制备了具有三阶非线性光学性质的硒化铅/聚乙烯醇复合物薄膜.采用透射电镜和扫描电镜对硒化铅量子点的尺寸和薄膜的形貌进行表征.运用Z扫描方法,研究了薄膜在波长为532nm,脉冲宽度为38ps条件下的三阶非线性光学性质.实验结果表明:合成的硒化铅量子点尺寸在10nm左右,属于强量子受限,制备的薄膜表面粗糙度比较好;薄膜在皮秒脉冲激光作用下呈现负的非线性折射效应和反饱和吸收性质,其三阶非线性极化率χ(3)为3.6×10-11 esu.     

Al3+对Ge/Al-SiO2薄膜光致发光的影响

采用磁控溅射及后退火技术制备了不同组份和不同退火温度的Ge、Al共掺SiO₂薄膜。通过对样品的X射线光电子能谱(XPS)测试,确定了薄膜的成分和结构特征;同时还测试了样品的光致发光谱(PL谱),得到了峰值位于420 nm附近的紫光发射峰和峰值位于470 nm的蓝光发射峰。实验结果表明, Al的掺杂不仅可以显著地提高GeNOV中心和SiNOV中心的光发射效率,还可以促进GeNOV缺陷和SiNOV缺陷中心的形成,进而有利于薄膜的光致发光。     

Eu掺杂SiC_xO_y薄膜的Eu~(3+)发光机制

利用磁控溅射技术在低温250℃下制备Eu掺杂SiC_xO_y薄膜,研究薄膜的Eu~(3+) 发光激发机制。实验结果表明,薄膜的发光谱由来自基体材料的蓝光和来自Eu~(3+) 的红光组成;随着薄膜中Eu含量由0.19%增加到2.27%,其红光强度增加3倍左右,而蓝光逐渐减弱。Raman光谱及荧光瞬态谱分析表明,其蓝光由中立氧空位缺陷发光中心引起。结合薄膜的Eu~(3+) 激发光谱分析,SiC_xO_y∶Eu薄膜的红光增强源于薄膜中Eu~(3+) 离子浓度的增加和/或基体材料的中立氧空位缺陷发光中心与Eu~(3+) 离子的能量转移。