未钝化和H钝化GaN纳米线的电子结构

用密度泛函理论研究直径为9.5Å,15.9Å和22.5Å,未钝化和H钝化GaN纳米线的能带和态密度.结果表明:未钝化和H钝化GaN纳米线的能隙都是直接带隙,未钝化GaN纳米线的禁带宽度随着直径的增加减小,但是变化不明显,H钝化GaN纳米线的禁带宽度随着直径增大也是减小的,但是减小的幅度比未钝化的大.未钝化GaN纳米线表面N原子的2p电子主要聚集在价带顶,表面Ga原子的4p电子主要聚集在导带底,这两种电子都具有很强的局域性,而且决定着能隙值;加H钝化可以消除表面原子产生的表面效应.     

Er~(3+)和Eu~(3+)共注入GaN的光学特性和能量传递机制

采用离子注入法在GaN薄膜中实现了Er~(3+)和Eu~(3+)离子的共掺杂.以阴极荧光光谱仪为主要表征手段,研究样品的光学特性和能量传递机理.在300K温度下,Er~(3+)和Eu~(3+)共掺杂GaN薄膜能够实现绿光和红光的同时发射.随着Er~(3+)离子掺杂剂量的增加,Eu~(3+)离子相关发光峰的强度减弱,Er~(3+)离子对应的两个相关发光峰强度比值减小,表明Er~(3+)和Eu~(3+)离子之间发生了能量传递,能量传递的方向为Eu~(3+)→Er~(3+).变温阴极荧光光谱显示,Er~(3+)离子的2H11/2和4S3/2两个能态相关的跃迁峰相对强度比值随着温度升高而降低,主要是由两个能级之间的热耦合导致.改变Er~(3+)离子的掺杂剂量,能够调控GaN:Er~(3+)/Eu~(3+)样品的光学色度坐标和色温,表明此材料可用于发光器件.     

多孔GaN/CuZnS异质结窄带近紫外光电探测器

窄带光电探测系统在荧光检测、人工视觉等领域具有广泛应用.为了实现对特殊波段的窄带光谱探测,传统上需要将宽带探测器和光学滤波片集成.但是,随着检测技术的发展,人们对探测系统的功耗、尺寸、成本等方面也提出了更高要求,结构复杂、成本高的传统窄带光电探测器应用受到限制.于是,本文展示了一种基于多孔GaN/CuZnS异质结的无滤波、窄带近紫外光电探测器.通过光电化学刻蚀和水浴生长方法,分别制备了具有低缺陷密度的多孔GaN薄膜和高空穴电导率的CuZnS薄膜,并构建了多孔GaN/CuZnS异质结近紫外光电探测器.得益于GaN的多孔结构和CuZnS的光学滤波作用,器件在–2 V偏压、370 nm紫外光照下,光暗电流比超过4个数量级;更重要的是,器件具有超窄带近紫外光响应(半峰宽<8 nm,峰值为370 nm).此外,该探测器的峰值响应度、外量子效率和比探测率分别达到了0.41 A/W, 138.6%和9.8×10¹² Jones.这些优异的器件性能显示了基于多孔GaN/CuZnS异质结的近紫外探测器在窄光谱紫外检测领域具有广阔的应用前景.     

MgF_2薄膜对荧光薄膜紫外响应灵敏度的增强特性研究

在光敏面上镀制荧光薄膜将紫外光转变为可见光,是提高CCD和CMOS图像传感器紫外响应灵敏度的一种有效方法。针对荧光薄膜入射界面的散射和反射损耗降低荧光发光强度的分析,研究在荧光薄膜上镀制增透膜和阻隔膜的灵敏度增强特性。采用真空热阻蒸发的镀膜方法分别制备了单层Lumogen荧光薄膜和MgF2/Lumogen复合膜。利用原子力显微镜,紫外可见近红外分光光度计,荧光光谱仪对两种样品的表面粗糙度,漫反射和透射光谱以及荧光发光光谱分别进行对比测试分析。结果表明:MgF2保护层降低了表面粗糙度,减小了入射界面的漫反射损耗,对500~700nm的可见波段具有明显增透作用,也增强了Lumogen薄膜对紫外波段受激发射的荧光强度;同时,MgF2薄膜的抗损伤及水汽隔离性能对荧光薄膜紫外响应能力具有保护作用,为延长紫外CCD薄膜及器件的工作寿命提供了有效手段。     

溅射制备纳米晶GaN:Er薄膜的室温发光特性

利用直流磁控共溅射方法制备了GaN:Er薄膜.X射线衍射结果显示薄膜为纳米多晶结构,根据谢乐公式,计算得到了GaN薄膜晶粒的平均大小为5.8nm;透射电子显微镜结果显示为非晶基质中镶嵌了GaN纳米颗粒,尺寸在6-8nm之间;紫外可见谱结果表明在500-700nm的可见光范围内,薄膜的平均透过率大于80%,在紫外可见谱基础上,利用Tauc公式计算得到了纳米晶GaN薄膜的光学带隙为3.22eV;最后,测量了GaN:Er薄膜的室温光致发光谱,获得了Er3 离子在554nm处的强烈绿光发射.     

溅射制备纳米晶GaN∶Er薄膜的室温发光特性

利用直流磁控共溅射方法制备了GaN:Er薄膜.X射线衍射结果显示薄膜为纳米多晶结构,根据谢乐公式,计算得到了GaN薄膜晶粒的平均大小为58nm;透射电子显微镜结果显示为非晶基质中镶嵌了GaN纳米颗粒,尺寸在6—8nm之间;紫外可见谱结果表明在500—700nm的可见光范围内,薄膜的平均透过率大于80%,在紫外可见谱基础上,利用Tauc公式计算得到了纳米晶GaN薄膜的光学带隙为322eV;最后,测量了GaN:Er薄膜的室温光致发光谱,获得了Er³⁺离子在554nm处的强烈绿光发射. 关键词： 纳米晶GaN薄膜 3+掺杂')" href="#">Er³⁺掺杂 光学带隙 光致发光     

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。     

氧、氮掺杂非晶硅基薄膜的荧光

采用PECVD方法分别沉积了SiOx:H和SiOxNy:H薄膜,测量了其荧光特性。在SiOx:H薄膜中观察到300－570nm强荧光辐射带,并发现其中心位置随着氧含量的增加而红移的现象,在合适的氧含量条件下,荧光带主峰位于蓝光波段,并具有分立峰结构,在SiOxNy:H薄膜中,荧光谱由250－400nm,500-700nm两个荧光带和370nm,730nm两组分立荧光峰组成。分立峰强度随薄膜中的氮含量增加而升高,荧光带中心位置受到沉积过程中氢的流量调制,当氢流量增加时,发射带的中心位置产生蓝移。     

若干具有[(PO4)2Mo5O15]簇骼的化合物的光谱研究

本文对所合成的具有 [(PO4 ) 2 Mo5O1 5]簇骼的 3种新颖的有机 磷钼酸盐簇合物(NH3CH2 CH2 NH3) 2 5[(PO4 ) (HPO4 )Mo5O1 5]·7 5H2 O (Ⅰ ) ,(H3NCH2 CH2 NH3) 3·[(PO4 ) 2 Mo5O1 5]·3H2 O (Ⅱ )和(H3NCH2 CH2 NH3) 2 ·[Cu(en) ][(PO4 ) 2 Mo5O1 5]·5H2 O (Ⅲ )用FTIR ,NIR Raman ,紫外 可见漫反射光谱 (UV VisDRS)和荧光光谱等研究手段 ,对其进行光谱研究 ,探讨其结构和性能的关系。在这些化合物中 ,化合物Ⅰ和Ⅱ具有孤立的 [(PO4 ) 2 Mo5O1 5]簇骼基元 ,而化合物Ⅲ的 [(PO4 ) 2 Mo5O1 5]簇骼基元是由 [Cuen]基团桥联成链 ;磷钼酸盐的特征振动频率和这些化合物的结构相关 ;UV VisDRS显示 ,在 2 0 0和 2 6 0nm左右有两个杂多化合物的特征吸收谱带 ;化合物的稳态荧光光谱中 ,观察到以 2 4 0nm激发 ,在大约 4 0 0nm附近出现的由金属氧簇Oμ→Mo跃迁激发所引起的较强的发射峰 ,在化合物 (Ⅲ )中 ,还观察到通过 [Cuen]的荷移跃迁的以 5 70nm激发所产生的 6 0 4nm的发射峰。     

一种新型钼磷酸盐杂多化合物(NH3CH2CH2NH3)7H2[NaMo12O30(PO4)2(HPO4)5(H2PO4)]·7H2O的合成和光谱研究

本文采用水热反应条件 ,合成得到一种新型的含五价钼原子的杂多化合物 :(NH3CH2 CH2 NH3) 7H2[NaMo1 2 O30 (PO4 ) 2 (HPO4 ) 5(H2 PO4 ) ]·7H2 O ,在晶体结构测定的基础上对其进行红外、拉曼和紫外 可见漫反射光谱研究。结果表明 :较长的Mo(Ⅴ )—O键键长和分子内大量的氢键造成化合物红外光谱特征的红移。     

氢对GaAs薄膜的钝化作用

报导了射频磁控溅射与沉积气氛掺氢相结合制备单层(13~20 nm厚)高质量GaAs多晶态纳米薄膜的方法,研究了氢钝化对薄膜微观结构及光学性质的影响.对GaAs薄膜进行了X射线衍射、原子力显微镜、吸收光谱、光致荧光谱的研究分析.结果表明,衬底温度500℃的掺氢薄膜和520℃的薄膜呈面心立方闪锌矿结构,薄膜的晶团尺寸较大,微观表面较为粗糙,其吸收光谱出现了吸收边蓝移和明显的激子峰,带隙光致荧光峰强明显增加,说明氢在衬底温度500℃~520℃下对薄膜有重要的钝化作用.     

分子动力学模拟H原子与Si的表面相互作用

通过分子动力学模拟了入射能量对H原子与晶Si表面相互作用的影响. 通过模拟数据与实验数据的比较, 得到H原子吸附率随入射量的增加 呈先增加后趋于平衡的趋势. 沉积的H原子在Si表面形成一层氢化非晶硅薄膜, 刻蚀产物(H₂, SiH₂, SiH₃和SiH₄)对H原子吸附率趋于平衡有重要影响, 并且也决定了样品的表面粗糙度. 当入射能量为1 eV时, 样品表面粗糙度最小. 随着入射能量的增加, 氢化非晶硅薄膜中各成分(SiH, SiH₂, SiH₃)的量以及分布均有所变化. 关键词： 分子动力学 吸附率 表面粗糙度 氢化非晶硅薄膜     

新型3,4-二烷基取代聚噻吩的合成、光学及电化学性能

通过Heck偶联法制备了一种新型聚噻吩衍生物——2,5-二乙烯基-3,4-二辛基噻吩-共-2,5-二苯基-1,3,4-(口恶)二唑(PO2TV-OXD),用核磁共振氢谱(1H NMR)及凝胶色谱(GPC)对其结构进行分析和表征.用紫外-可见光谱(UV-Vis)、荧光光谱(PL)及电化学分析研究其光学和电化学性能,并与3,4-二辛基噻吩均聚物(PO2T)进行了对比研究.研究表明:主链上引入吸电子能力较强的1,3,4-(口恶)二唑基团,明显增加了聚合物的能隙,提高了聚合物的荧光量子效率.     

Eu3+,Tm3+共掺GaN薄膜的发光特性和能量传递机制

采用离子注入的方法制备了Eu³⁺,Tm³⁺离子共掺杂GaN薄膜。通过温度依赖光致发光光谱研究了GaN:Eu³⁺薄膜中Eu³⁺的发光特性,发现了三类具有不同温度依赖特性的Eu³⁺发射峰。利用阴极荧光光谱探究了GaN:Eu³⁺,Tm³⁺薄膜的光谱性质,发现随着Tm³⁺剂量的增加,Eu³⁺发射强度以及Tm³⁺的I₄₈₀/I₈₀₆强度比值均发生降低,分析表明存在Eu³⁺→Tm³⁺离子的能量传递,并通过计算分析证明其能量传递机制主要为电偶极子-电偶极子相互作用。通过改变Eu³⁺、Tm³⁺离子在GaN薄膜中的剂量比例,实现了材料发光颜色的有效调控。     

应力和掺杂对Mg:GaN薄膜光致发光光谱影响的研究

对化学气相沉积(MOCVD)法在宝石衬底上生长的Mg掺杂GaN薄膜的表面及其GaN缓冲层的光致发光(PL)光谱进行了测量，用Raman光谱和x射线衍射(XRD)对GaN薄膜中的应力进行确定，通过PL光谱中的中性束缚激子跃迁能量的变化确定薄膜中应力的影响，从而研究Mg掺杂对p型GaN的DAP跃迁影响规律. 关键词： 光致发光 应力 Raman光谱     

氩离子刻蚀对高温超导YBCO薄膜物理特性的影响

本文研究了高温超导薄膜表面经氩离子不同程度刻蚀后其物理性能的变化,并采用离子刻蚀的方法设计制备了一个四节超导滤波器.YBa2Cu3O7-x(YBCO)薄膜表面经氩离子适当厚度刻蚀后的测试结果表明,薄膜的零电阻超导临界温度Tc随刻蚀时间适当的增加而提高,但过度刻蚀会带来电阻率的增大及转变宽度加宽.经SEM观测,刻蚀后薄膜表面的颗粒减少,趋于平整,通过XRD分析,离子刻蚀使薄膜晶格常数c发生了变化,同时测得超导薄膜的临界电流密度Jc基本保持不变.这一工作表明氩离子刻蚀对薄膜的氧含量及氧分布有一定的调控作用,并能提高薄膜的平整度,而且用此工艺制备出的超导滤波器显示出良好的微波特性,各项指标均达到了设计要求.这些研究对高温超导薄膜在微波电路中的应用提供了有利的帮助.     

不同钝化结构对非极性AlGaN-MSM紫外探测器性能的提升

在r面蓝宝石衬底上,采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）法高温生长了未掺杂非极性AlGaN半导体薄膜,在此基础上制备了金属-半导体-金属（MSM）结构的紫外探测器。系统研究了在AlGaN半导体薄膜表面分别磁控溅射SiO₂纳米颗粒与SiO₂钝化层两种钝化手段对非极性AlGaN-MSM结构的紫外探测器性能的影响。实验结果表明：磁控溅射SiO₂纳米颗粒钝化或SiO₂钝化层两种手段都能提升AlGaN-MSM结构紫外探测器性能。暗电流测试表明,SiO₂纳米颗粒和SiO₂钝化层可使器件暗电流下降1~2个数量级,达到nA量级。光谱响应测试发现,在5 V偏压下,探测器在300 nm处具有陡峭的截止边,这表明其具有很好的深紫外特性,光谱响应提高了10³倍,紫外可见抑制比高达10⁵。     

压强对低频PECVD制备SiNx:H薄膜特性的影响

氢化氮化硅薄膜在晶体硅太阳电池工艺中是一种有效的减反射、钝化薄膜．利用Centrotherm公司的直接法低频PECVD设备在抛光后的p型硅衬底(1.0 Ωcm)表面制作氢化氮化硅,得到了具有较好钝化效果且折射率为2.017～2.082的薄膜．随着压强的增加,薄膜的折射率略有增加．利用傅里叶变换红外光谱技术研究了薄膜中成键结构特性随压强的变化．结果表明沉积压强强烈的影响了H键的浓度和Si-N键的浓度．其中硅的悬挂键浓度是影响薄膜钝化特性的关键因素．最后给出了样品有效少子寿命随时间的衰减特性,并利用成键结构对钝化的影响给出了这种衰减的原因.     

GaAs(001)衬底上分子束外延生长立方和六方GaN薄膜

采用分子束外延方法在GaAs(001)衬底上生长出了03微米厚的GaN薄膜,X射线双晶衍射和室温光荧光测试结果表明,采用GaAs氮化表面作为成核层可获得高纯度立方GaN薄膜而采用AlAs氮化表面作为成核层可获得高纯度六方GaN薄膜.这一研究结果表明在GaAs衬底上生长GaN薄膜的相结构可以通过选择不同的成核层来控制. 关键词：     

不同CHF3/CH4流量比下沉积a-C∶F∶H薄膜键结构的红外分析

通过微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积方法使用CH₄/CHF₃源气体制备a-C∶F∶H薄膜.红外结果表明,a-C∶F∶H薄膜随着流量比R=[CHF₃]/[CHF₃]+[CH₄])的变化存在结构上的演变,R<64%时,薄膜主要是以类金刚石(DLC)特征的结构为主;当R>64%时,薄膜表现为一个类聚四氟乙烯(PTFE)的结构,结构单体主要为CF₂.同时这种结构上的变化影响着薄膜 关键词： a-C∶F∶H薄膜 傅里叶变换红外光谱 紫外可见光谱