单层WS2xSe(2(1-x))合金的制备及其光学性能探究

为了全面理解过渡金属硫族化合物合金成分变化对其带隙及光学性能的影响，通过调控非金属生长源S粉和Se粉的比例，采用化学气相沉积法，制备了一系列具有不同成分的大尺寸单晶WS_2xSe₍2(1-x))合金.通过扫描电子显微镜、拉曼光谱、光致发光光谱等对其形貌、结构及光学性能进行了研究.实验结果表明：单层单晶WS_2xSe₍2(1-x))合金成分均匀且具有非线性光学特性.随着合金中非金属S含量的增多，单层WS_2xSe₍2(1-x))合金的拉曼峰发生蓝移；且其带隙也随S的增多而逐渐变大，发光和吸收峰位均逐渐蓝移.     

溶剂依赖的MoS2量子点光学性质

为了明确溶剂对MoS_2量子点发光的影响,以液相剥离法在N-甲基吡咯烷酮(NMP)与1,2-二氯苯(DCB)的混合溶剂中制备了MoS_2量子点,并采用透析的方法对照研究了溶剂及含有MoS_2量子点的溶液的发光性质。结果表明,量子点尺寸分布均匀,粒径约2.4 nm。拉曼光谱中可在381 cm~(-1)和406 cm~(-1)处观察到MoS_2材料的E■和A_(1g)拉曼特征峰。光学性质分析表明,MoS_2量子点的存在造成了260～400 nm附近紫外光吸收的明显变化,且混合溶剂中的MoS_2量子点荧光发射波长对激发波长表现出严重的依赖性。以水为外部环境的透析实验结果表明,透析后DCB溶剂的HOMO能级会导致MoS_2量子点在442 nm附近的发光出现多个发射峰,但其发光波长不再随激发波长而改变,进而说明有机溶剂中MoS_2量子点发光对激发波长的依赖性是由于有机溶剂在紫外光激发下发光造成的。     

Si／SiNx／SiO2多层膜的光致发光

采用射频磁控溅射法,制备了具有强光致可见发光的纳米Si/SiNx/SiO2多层膜,利用傅立叶红外吸收(FTIR)谱,光致发光(PL)谱对其进行了研究。用260nm光激发得到的PL谱中观察到高强度的392nm(3.2eV)和670nm(1.9eV)光致发光峰,分析认为它们分别来自于缺陷态≡Si-到价带顶和从导带底到缺陷态≡Si-的辐射跃迁而产生的光致激发辐射复合发光。PL谱中只有370nm(3.4eV)处发光峰的峰位会受退火温度的影响,结合FTIR谱认为370nm发光与低价氧化物—SiOx(x<2.0)结合体有密不可分的关系。当SiO2层的厚度增大时,发光强度有所增强,800℃退火后出现最强发光,认为具有较大SiO2层厚度的Si/SiNx/SiO2结构多层膜更有利于退火后形成Si—N网络,能够得到更高效的光致发光。用量子限制-发光中心(QCLC)模型解释了可能的发光机制,并建立了发光的能隙态(EGS)模型。     

BPhen作为发光层间隔层对黄光OLED的影响

使用R-4B和GIrl作为磷光掺杂剂、CBP为主体、BPhen为发光层间隔层,制备了包含红、绿双发光层的黄色磷光OLED器件。器件结构为ITO/Mo O3(40 nm)/NPB(40 nm)/TCTA(10 nm)/CBP∶GIrl(14%)(20nm)/BPhen(x nm)/CBP∶R-4B(6%)(10 nm)/BCP(10 nm)/Alq3(40 nm)/Li F(1 nm)/Al(1 000 nm)。BPhen位于两发光层之间,具有调节载流子复合的功能,其中x为BPhen的厚度。通过调整x的值,研究了BPhen厚度对OLED器件发光性能的影响。实验结果表明,适当厚度的BPhen层可以提高器件的发光亮度和电流效率。BPhen厚度为6 nm的器件性能最佳,16 V驱动电压下的器件亮度最高可达11 270 cd/m2,最大电流效率为24.35 cd/A,而且绿光和红光波峰强度相近,黄光颜色纯正,色坐标趋近于(0.5,0.5)。     

以双(2-二苯基磷苯基)醚为配体的蓝色磷光铜(Ⅰ) 配合物的合成及光电特性研究

合成了一种新型的室温天蓝色磷光发射材料双(2-二苯基磷苯基)醚碘合铜(Ⅰ)([(POP)CuI]₂)配合物。通过红外光谱、X-射线单晶衍射确定其分子结构,并对其光电特性进行了详细研究。结果表明:[(POP)CuI]₂为二聚体结构,主要吸收峰为227,268,291 nm,最大发射峰为475 nm,光学带隙为2.93 eV。以[(POP)CuI]₂作为客体掺杂在主体CBP中作为发光层,制备了结构为ITO/NPB(30 nm)/CBP∶[(POP)CuⅠ]₂(30 nm,8%)/BAlq(10 nm)/Alq₃ (30 nm)/LiF(1 nm)/Al(200 nm)的器件,其电致发光峰为476 nm,最大亮度为9 539 cd/m²,最大电流效率为1.9 cd/A。     

直接带隙Ge_(1-x)Sn_x本征载流子浓度研究

通过合金化改性技术,Ge可由间接带隙半导体转变为直接带隙半导体.改性后的Ge半导体可同时应用于光子器件和电子器件,极具发展潜力.基于直接带隙Ge1-x Sn x半导体合金8带Kronig-Penny模型,重点研究了其导带有效状态密度、价带有效状态密度及本征载流子浓度,旨在为直接带隙改性Ge半导体物理的理解及相关器件的研究设计提供有价值的参考.研究结果表明:直接带隙Ge1-x Sn x合金导带有效状态密度随着Sn组分x的增加而明显减小,价带有效状态密度几乎不随Sn组分变化.与体Ge半导体相比,直接带隙Ge1-x Sn x合金导带有效状态密度、价带有效状态密度分别低两个和一个数量级;直接带隙Ge1-x Sn x合金本征载流子浓度随着Sn组分的增加而增加,比体Ge半导体高一个数量级以上.     

一种用于堆叠结构有机发光二极管的新的电荷生成层

本文报道了一种用于堆叠结构有机电致发光器件的新的电荷生成层: LiF/Al/V₂O₅,采用这种电荷生成层的堆叠器件的两个发光单元互相独立,不受影响.说明在外加电场下,这种电荷生成层具有向邻近的发光单元注入电子空穴的能力.而堆叠了两个相同发光单元的器件的电流效率在相同的电流密度下约为普通单层结构的1.7倍.同时这种电荷生成层避免了溅射indium tin oxide(ITO)和金属、有机物共掺,只需要热蒸发,生长工艺简单. 关键词： 堆叠结构 有机电致发光器件 电荷生成层     

Ge_xSi_(1-x)/Si超晶格的X射线小角衍射分析

用分子束外延生长了23周期的Ge_xSi_(1-x)/Si超晶格,用计算机控制的衍射仪(Cu K_α辐射)测量了X射线衍射曲线,共观察到13级超晶格结构的衍射峰。超晶格的周期和Ge平均含量可以根据考虑折射修正的布喇格定律得出。用光学多层膜反射理论分析衍射曲线可以确定超晶格的结构参数,第2级衍射峰与第一级峰的强度比对应于超晶格两种材料的相对厚度变化非常灵敏,通过比较实验和计算的I_2/I-1值,可以确定Si,Ge_xSi_(1-x)层的厚度以及合金组份x。用光学多层膜反射理谁计算得到的衍射曲线与实验曲线趋于一致。     

(Zn_(1-x),Mg_x)_2GeO_4∶Mn~(2+)的荧光以及长余辉发光性能

采用高温固相法制备了一系列(Zn_(1-x),Mg_x)_2GeO_4∶Mn~(2+)(0≤x≤0.25)绿色荧光粉,并研究了Mg离子对(Zn_(1-x),Mg_x)_2GeO_4∶Mn~(2+)的结构、荧光以及长余辉发光性能的影响。Mg离子取代Zn进入Zn_2GeO_4晶格,形成(Zn_(1-x),Mg_x)_2GeO_4固溶体,并产生了晶格畸变。光谱分析结果表明,样品中位于533 nm的绿色荧光源于Mn~(2+)的~4T_1(~4G)→~6A_1(~6S)跃迁。随着Mg离子浓度的增加,(Zn_(1-x),Mg_x)_2GeO_4∶Mn~(2+)样品的激发光谱出现了蓝移现象,说明Mg离子进入到Zn_2GeO_4晶格中对其晶格结构产生了影响,导致(Zn_(1-x),Mg_x)_2GeO_4的带宽发生改变。发射光谱则表明Mg离子进入Zn_2GeO_4晶格引起Mn~(2+)的~4T_1(~4G)→~6A_1(~6S)跃迁绿色荧光发光强度的增强。Zn_2GeO_4基质中的氧空位缺陷陷阱深度由于基质带宽的变化而变深,样品具有良好的长余辉发光效果。通过热释光谱分析研究了材料中缺陷陷阱的特征,进一步证实了(Zn_(1-x),Mg_x)_2GeO_4中缺陷陷阱深度发生改变。根据光谱分析结果给出了(Zn_(1-x),Mg_x)_2GeO_4∶Mn~(2+)中荧光与余辉发光的产生机理。     

Ga_(x)N_(2)∶Zn_(3-x)薄膜的分子束外延生长及其光学和电子输运性能表征

本文采用分子束外延技术,通过对金属分子束的精确控制,在MgO(002)基底上成功生长了Ga_(x)N_(2)∶Zn_(3-x)合金薄膜.高分辨率单晶X光衍射仪表征结果表明Ga_(x)N_(2)∶Zn_(3-x)合金薄膜仍是以(400)Zn_(3)N_(2)为主导的复合晶体结构,对衍射数据的分析得到该薄膜晶粒尺寸小.用扫描电子显微镜和能谱射线分析仪对其表面和成分做了深入的分析和讨论,在固定的金属流量比的生长环境下,不同厚度的样品在成膜后x均为0.65,化学通式Zn_(2.35)Ga_(0.65)N_(2).该结果表明Ga元素属于重度掺杂,同时也体现了分子束外延技术在共掺杂技术中的优越性.本文也测量并讨论了Zn_(2.35)Ga_(0.65)N_(2)薄膜的光学性能,实验得到的1.85 eV的光学带隙与理论推算基本吻合,说明Ga的掺入有Ga-N结构的形成.同时也说明,Ga元素的掺入,实现了对Zn_(3)N_(2)薄膜的光学带隙的调控.最后对该薄膜的电子输运性能进行表征,测量结果表明其为p型半导体薄膜.本文的实验技术和结果也为今后对Zn类化合物半导体的研究奠定了基础.     

Doping effect on the structure and physical properties of quasi-one-dimensional compounds Ba_9Co_3(Se_(1-x)S_x)15(x=0–0.2)

A series of samples of Ba_9Co_3(Se_(1-x)S_x)15 (x=0,0.05,0.1,0.15,0.2) with quasi-one-dimensional (1D) structure were successfully synthesized under high-temperature and high-pressure conditions.The influence of partial substitution of S for Se on the structure,electronic transport,and magnetic properties of Ba_9Co_3(Se_(1-x)S_x)15 has been investigated in detail.The x-ray diffraction data shows that the lattice constant decreases linearly with increasing S-doping level,which follows the Vegrad’s law.The doped S atoms preferentially occupy the site of Se atoms in CoSe_6 octahedron.Physical properties measurements indicate that all the samples of Ba_9Co_3(Se_(1-x)S_x)15 are semiconducting and display spin glass behavior.As the replacement of Se by smaller size S,although the inter-chain distance decreases,the electronic hopping between CoSe/S_6 chains is weakened and leads to an increase of band gap from 0.75 e V to 0.86 e V,since the S-3p electrons are more localized than Se-4p ones.Ba_9Co_3(Se_(1-x)S_x)15 exhibits 1D conducting chain characteristic.     

XPS investigation of preferential sputtering of S from MoS2 and determination of MoSx stoichiometry from Mo and S peak positions

The preferential sputtering of S from bulk MoS₂ standard samples exposed to 3 keV Ar⁺ ion bombardment has been studied by XPS. The MoS_x stoichiometry decreases from MoS₂ to MoS_1.12 with a concomitant reduction in the Mo 3d_5/2 binding energy from 229.25 to 228.35 eV. The altered layer extends to a depth of 3.8 nm and is proposed to consist of a single amorphous MoS_x phase in which Mo has a varying number of nearest neighbour S atoms. Using peak positions alone it is possible to determine the MoS_x stoichiometry to an accuracy of x±0.1 from a plot of MoS_x stoichiometry against (Mo 3d_5/2–S 2p_3/2) binding energy. The results are of strong current interest for coating analysis applications as MoS₂ is a compound capable of providing low friction properties when incorporated into hard coatings.     

Mo,Ta, W在NixAl1-x(x=0.25,0.5,0.75) 中的择优占位

用多体势结合分子动力学计算了L1₂型NiAl₃, L1₂型Ni₃Al, L1₀型NiAl和B₂ 型NiAl的晶格常数, 结合能以及合金形成热; 分析了结构性点缺陷在上述四种合金中的存在形式; 在此基础上研究了合金化元素Mo, Ta, W在Ni_xAl_1-x(x=0.25,0.5,0.75)中的择优占位行为. 计算结果表明: 对于四种结构的Ni-Al合金, 偏离理想化学配比时,主要的结构缺陷形式是反位置; 根据占位能最小化, 第三组元元素Mo, Ta, W在上述四种Ni-Al中都显著优先占据Al格位. 关键词： 多体势 Ni-Al合金 占位     

稀土硼化物LaxCe1-xB6亚微米粉的制备及光吸收研究

以稀土氧化物La₂O₃和CeO₂为稀土源, 以NaBH₄为硼源在真空环境中通过固相反应成功制备出了分散性好的单相三元La_xCe_1-xB₆亚微米粉. 系统研究了掺杂元素La对CeB₆物相, 微观结构及光吸收性能的影响. 实验结果表明, La元素的掺杂没有改变CeB₆的物相和晶体结构, 而是无序替代了Ce原子晶位. 光吸收结果表明, 随着La掺杂量的增加La_xCe_1-xB₆分散液吸收谷波长从620 nm减小到610 nm出现了蓝移现象.     

Ca~(2+)掺杂对SmFeO_3的介电、铁磁特性及磁相变温度的影响

采用固相反应法制备Sm_(1-x)Ca_xFeO_3(x=0,0.1,0.2,0.3)样品,研究Ca~(2+)掺杂对SmFeO_3介电性能、铁磁性及磁相变温度的影响.X射线衍射图谱分析表明:所有样品的主衍射峰与SmFe03相符合且具有良好的晶体结构.随着x的增加,SmFeO_3样品的晶粒尺寸由原来的0.5μm逐渐增大到2μm.当f=1 kHz时,Sm_(1-x)Ca_xFeO_3(x=0.1,0.2,0.3)样品的ε_r分别是SmFe03的5倍、3倍和2.6倍,而tgσ增大一个数量级.在3T磁场作用下,SmFe03样品的M-H呈线性,随着x的增加,M-H逐渐趋向饱和,Sm_(1-x)Ca_xFeO_3(x=0.1,0.2,0.3)样品的M_r分别是SmFeO_3的20倍、31倍和68倍.X射线光电子能谱分析表明:Fe~(2+)和Fe3+共存于Sm_(1-x)Ca_xFeO_3样品中,Fe~(2+)/Fe~(3+)比例随着x的增加而增大,证明Ca~(2+)掺杂增加了Fe~(2+)的含量,形成Fe~(2+)—O~(2-)—Fe~(3+)超交换作用,增强SmFe03的铁磁特性.测量了Sm_(1-x)Ca_xFeO_3样品在外加磁场为1000 Oe(1 Oe=79.5775 A/m)的M-T变化关系,观测到其自旋重组温度(T_(SR))和尼尔温度(T_N)分别为438 K和687 K,发现SmFe03样品的T_(SR)和T_N均随着x的增加向低温方向移动,当x=0.3时,自旋重组现象消失.这主要是SmFeO_3样品磁结构的稳定性和Fe~(3+)—O~(2-)—Fe~(3+)及Sm~(3+)—O~(2-)—Fe~(3+)超交换三者共同作用的结果.     

Dy,Co共掺杂对BiFeO3陶瓷磁特性和磁相变温度Tc的影响

采用快速液相烧结法制备BiFeO₃和Bi_0.95Dy_0.05Fe_1-xCo_xO₃ (x=0, 0.05, 0.1, 0.15)陶瓷样品. 实验结果表明: 所有样品的主衍射峰与纯相BiFeO₃相符合且具有良好的晶体结构, 随着Co³⁺掺杂量的增大, Bi_0.95Dy_0.05Fe_1-xCo_xO₃样品的主 衍射峰由双峰(104)与(110)逐渐重叠为单峰(110), 当掺杂量x>0.05时, 样品呈现正方晶系结构; SEM形貌分析可知: Dy³⁺, Co³⁺共掺杂使BiFeO₃晶粒尺度由原来的3—5 μ减小到约1 μ. 室温下, BiFeO₃样品表现出较弱的铁磁性, 随着Dy³⁺和Co³⁺掺杂, BiFeO₃样品的铁磁性显著提高. 在外加磁场为30 kOe的作用下, Bi_0.95Dy_0.05Fe_1-xCo_xO₃ (x=0.05, 0.1, 0.15)的M_r分别为0.43, 0.489, 0.973 emu/g; M_S分别为0.77, 1.65, 3.08 emu/g. BiFeO₃和Bi_0.95Dy_0.05Fe_1-xCo_xO₃样品磁矩M随着温度T的升高而逐渐减小, Dy掺杂使BiFeO₃样品的T_N由644 K升高到648 K, 而T_C基本没有变化. Dy和Co共掺杂导致BiFeO₃样品磁相变温度T_C由870 K降低到780 K, 其T_C变化主要取决于Fe-O-Fe反铁磁超交换作用的强弱和磁结构的相对稳定性. 关键词： 铁磁电材料 磁滞回线 磁相变温度     

多铁材料Bi1-xCaxFeO3的介电、铁磁特性和高温磁相变

采用溶胶凝胶法制备Bi_1-xCa_xFeO₃ (x=0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2)陶瓷样品. X衍射图谱表明所有样品的主衍射峰均与纯相BiFeO₃相符合且具有良好的晶体结构. 随着x的增大, Bi_1-xCa_xFeO₃样品的主衍射峰由双峰(104)与(110) 逐渐重叠为单峰(110), 当x ≥0.15时, 样品呈现正方晶系结构; 扫描电镜形貌分析可知, 晶粒由原来的0.5 μm逐渐增大到2 μm. Bi_1-xCa_xFeO₃样品介电常数和介电损耗随着x 的增加先增大而后减小. 当f=1 kHz, Bi_0.9Ca_0.1FeO₃ 的介电常数达到最大值, 是BiFeO₃的7.5倍, 而Bi_0.8Ca_0.2FeO₃的介电常数达到最小值, 仅仅是BiFeO₃的十分之一. Bi_1-xCa_xFeO₃样品所呈现的介电特性是由偶极子取向极化和空间电荷限制电流两种极化机理共同作用的结果. 随着Ca²⁺ 的引入, BiFeO₃ 样品的铁磁性显著提高. X射线光电子能谱图表明Fe²⁺和Fe³⁺ 共存于Bi_1-xCa_xFeO₃ 样品中, Fe²⁺/Fe³⁺比例随着Ca²⁺ 掺杂量的增加而增大, 证明Ca²⁺掺杂增加了Fe²⁺的含量, 增强BiFeO₃的铁磁特性. 从M-T曲线观察到BiFeO₃样品在878 K附近发生铁磁相变, 示差扫描量热法测试再次证明BiFeO₃ 在878 K发生相变. Ca²⁺掺杂使BiFeO₃样品的T_N略有变化而T_M基本不变, 其主要原因是Fe-O-Fe反铁磁超交换作用的强弱和磁结构相对稳定.     

Itinerant magnetism in TiMxBe2-x (M = Cu, Fe)

Magnetization and Mössbauer studies of TiCu_xFe_yBe_2-x-y (x = 0, 0.03, 0.4, y = 0, 0.02) show that TiBe₂ is an enhanced paramagnet, 0.02 Fe or 0.03 Cu reduce the susceptibility. On the other hand, TiCu_0.4Be_1.6 is ferromagnetic (T_c = 20 K) and 0.02 Fe reduces the magnetization and Curie point (T_c = 16 K). The magnetic properties of all samples are extremely sensitive to sample preparation and heat treatments.

The Mössbauer studies show that the itinerant magnetism resides on the Ti site, all Ti sites have the same local spin density irrespective of local environment.     

Hydrogen depth profile measurement in a-Si1-xCx:H films by elastic recoil detection

The hydrogen content and depth profile in a-Si_1-xC_x:H films were measured by the elastic recoil detection (ERD) technique. It is shown that the hydrogen content changes from 15 to 50 at% with increasing carbon content x. For x<0.4 the hydrogen content increases mainly due to the increase of the Si-CH₃ contribution and for x > 0.4 due to C-H bonds. By combining the ERD and IR results, the proportionality between the number of Si-CH₃ bonds and the intensity of IR absorption due to the Si-CH₃ rocking mode vibration is ascertained. The proportionality constant is found to be A^roc_Si-CH3 = 5 × 10¹⁹ cm^-2.     

Study on the superconducting composite material formation in the system Bi2Sr2CaCu2O8+x/Al-containing phases

Phase evolution in the Bi---Sr---Ca---Cu---Al---O system was studied. Two Al-containing phases BiSr_1.5Ca_0.5Al₂O_z and (Sr_1−xCa_x)₃Al₂O₆ (x = 0.4 − 0.45) were determined to be chemically compatible with Bi_2.18Sr₂CaCu₂O_8+x (Bi-2212) at temperatures of the samples processing. The phase equilibria in the title system were investigated above the solidus temperature. The BiSr_1.5Ca_0.5Al₂O_z was found to be in equilibrium only with the melt and the (Sr_1−xCa_x)₃Al₂O₆ phase. This latter aluminate equilibrated with Ca,Sr cuprates, CaO, the Cu-free phase, and the liquid. The melting and solidification in Bi-2212, doped with the aluminate, corresponded to the reversible reaction Bi-2212 + BiSr_1.5Ca_0.5Al₂O_z ↔ (Sr_1−xCa_x)₃Al₂O₆ + liquid. Two sets of superconducting composite materials with initial compositions Bi-2212 + nBiSr_1.5Ca_0.5Al₂O_z and Bi-2212 + m(Sr_1−xCa_x)₃Al₂O₆ were prepared by solidification from the partial melt. The former material was composed mostly of large Bi-2212 lamellas separated by the BiSr_1.5Ca_0.5Al₂O_z phase, which destroyed superconducting links between Bi-2212 grains. The latter material consisted of a Bi-2212 polycrystalline matrix with high concentration of small (ca. 3 μm) grains of (Sr_1−xCa_x)₃Al₂O₆ imbedded in Bi-2212 lamellas. The Bi-2212 + m(Sr_1−xCa_x)₃Al₂O₆ materials displayed a trend to enhance flux pinning at T = 60 K with the increase of aluminate phase content.