玻璃中CuClxBr1-x(x=0—1)胶体的激子光谱

一个物质未必具有大晶体一样的周期结构,但只要形成了似晶体的集团,也可以显示出晶体一样的基本光吸收。本工作研究了含CuCl_xBr_1-x(x=0—1)胶体的玻璃制备和光吸收性质。实验结果表明玻璃中达到一定大小的CuCl,CuCl_xBr_1-x和CuBr胶体粒子也可显示出与相应大块晶体相同的激子吸收光谱,玻璃具有和相应晶体相同的紫外吸收限。 关键词：     

Hg_(1-x)Cd_xTe的低频吸收带

本文对Hg_(1-x)Cd_xTe的低频吸收带,提出另一种解释。把Hg_(1-x)Cd_xTe作为具有0—25％Cd(或Hg)替位杂质的HgTe(或CdTe)晶体,用格林函数计算含有一个Cd(或Hg)的HgTe(或CdTe)双原子链振动谱,进而讨论Hg_(1-x)Cd_xTe混晶振动模的特性,结果表明Hg_(1-x)Cd_xTe在k→0存在频率不趋于零的声学声子,它们有条件吸收远红外波段的光子,形成低频吸收带。它能说明已报道的实验上观察到的低频吸收带的主要特征,并表明对光学声子存在双模行为的其它混晶,在远红外吸收谱中很可能存在类似的低频吸收带。     

Sn1-x(In1-yCuy)xO薄膜的合成

利用真空反应蒸发技术,在氧分压约为8.5×10-2Pa、衬底温度为400℃条件下蒸发高纯度的铟、锡和铜,在玻璃衬底上制备出Sn1-x(In1-yCuy)xO薄膜.研究了蒸发源材料质量比不同的样品的薄膜结构、透过率、薄膜的方块电阻和电阻率与温度的关系.实验结果表明,Sn1-x(In1-yCuy)xO透明导电薄膜具有优良的光电特性,而且制备出的Sn1-x(In1-yCuy)xO薄膜中In的含量大大减少,可以成为ITO薄膜的潜在替代材料.     

准零维CdS_xSe_(1-x)微晶材料的光学性质

通过玻璃基体中CdS_xSc_(1-x)微晶的光谱测量,看到了CdS_xSe_(1-x)微晶的带隙随尺寸变小而变宽,表现出明显的量子尺寸效应。同时,详细观测了玻璃基体对微晶的压力影响,结果表明这种材料中的压力是不可忽略的。     

Zn_(1-x)Mn_xSe的低温磁化率和自旋玻璃现象

用超导量子干涉器(SQUID)磁强计对稀释磁性半导体Zn_(1-x)Mn_xSe(0.1≤x≤0.50)的低温低场直流磁化率作了测量,测量温度从4.2K到30K,测量磁场为15Oe。当x≥0.30时,从磁化率-温度曲线的浑圆峰值,观察到了自旋玻璃的转变。自旋玻璃的转变温度T_f,对x=0.30,0.40,0.50,分别为10.5K,16K,19.5K。给出了顺磁相和自旋玻璃相的相图。比较了Zn_(1-x)Mn_xSe和Cd_(1-x)Mn_xSe的自旋玻璃转变温度,发现对同样的Mn离子浓度,Zn_(1-x)Mn_xSe的T_f高于Cd_(1-x)Mn_xSe的T_f,用交换作用的理论作了讨论。     

Al_xIn_(1-x)As电子结构和光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论,对各组分Al_xIn_(1-x)As(x为0～1)的晶体结构,电子结构和光学性质进行了第一性原理计算.结果显示,随Al组分x增加,Al_xIn_(1-x)As晶体各键长将缩短,键角发生变化,晶胞体积也将减小,晶格常数的变化符合Vegard定律.另外,随着Al组分x的增加,Al_xIn_(1-x)As的禁带宽度变宽,且能带有从直接带隙结构转变为间接带隙结构的趋势.具有较高In组分的Al_xIn_(1-x)As晶体在可见光区域中的光吸收能力更强,光谱响应范围更大.     

热处理温度对量子点粒度分布的影响

为了明确热处理温度对熔融法制备PbSe量子点玻璃材料的影响, 实验对比了核化时间、晶化温度、晶化时间对晶体大小、粒度分布和吸收光谱特性的影响. 在相同核化温度、不同晶化温度条件下, 各样品的透射电子显微镜图显示都有一定量的晶体形成, 但其晶化程度、尺寸大小及分布有明显不同. 通过计算晶体粒度分布定量地揭示出, 随着晶化温度的提高, 量子点晶体尺寸逐渐增大, 从而提高了晶体颗粒的浓度. 吸收光谱的测量也表明, 随着晶化温度的升高, 吸收峰从无到有不断增强且出现红移现象. 而当晶化温度较低时, 虽有晶体形成, 但无明显吸收峰, 主要是由于晶体尺寸较小, 浓度较低, 晶体颗粒的吸收峰被背景材料所掩盖. 研究结果可为制备具有一定浓度的不同尺寸的量子点晶体, 进而获得多个波段下较强的吸收和辐射的量子点玻璃提供一定的参考.     

MnxSi1-x磁性薄膜的结构研究

利用X射线衍射(XRD)和X射线吸收近边结构(XANES)方法研究了在Si(100)衬底上及600℃温度条件下用分子束外延(MBE)共蒸发方法生长的MnxSi1-x磁性薄膜的结构.由XRD结果表明,只有在高Mn含量(8%和17%)样品中存在着Mn4Si7化合物物相.而XANES结果则显示,对于Mn浓度在0.7%到17%之间的MnxSi1-x样品,其Mn原子的XANES谱表现出了一致的谱线特征.基于多重散射的XANES理论计算进一步表明,只有根据Mn4Si7模型计算出的理论XANES谱才能够很好的重构出MnxSi1-x样品的实验XANES谱.这些研究结果说明在MnxSi1-x样品中,Mn原子主要是以镶嵌式的Mn4Si7化合物纳米晶颗粒存在于Si薄膜介质中,几乎不存在间隙位和替代位的Mn原子.     

ZnO对硫硒化镉量子点玻璃发光性能的影响

以CdS、Se、Zn粉和玻璃基质为原料,采用高温熔融法制备了CdS_xSe_(1-x)量子点硅酸盐玻璃,研究了ZnO含量对CdS_xSe_(1-x)量子点发光玻璃微观结构及发光性能的影响。结果表明:ZnO对CdS_xSe_(1-x)量子点玻璃的发光性能有显著的影响,紫外-可见吸收光谱和荧光光谱分析结果说明在470 nm蓝光激发下,掺Zn O的CdS_xSe_(1-x)量子点玻璃中CdS_xSe_(1-x)量子点处于强限域区,出现了强烈的带边激子发射现象,证明量子点具有明显的量子尺寸效应。当样品中ZnO的质量分数为13%时,荧光光谱峰强最大,半峰宽最窄。     

FCC结构胶体光子晶体的制备及其带隙特性测量

基于对光纤传输特性和胶体光子晶体制备方法的研究,提出了用外加电场控制的方法制备光子带隙位于通讯波段的FCC结构的胶体光子晶体,并用光纤系统测试胶体光子晶体的带隙特性.采用RSOFT模拟了胶体光子晶体的带隙,分析了带隙位于通讯波段时所需的胶体微球的基本参量(微球折射率和直径).采用自组装的方法,用步进电机控制玻璃基片向上的拉升速率.速率为5 μm/s,同时外加一电场.用扫描电镜观测胶体晶体的表面形貌,并设计了单模光纤系统测量胶体光子晶体的带隙特性.测试的透射谱线表明胶体光子晶体的带隙中心波长为1552 nm.测试结果和模拟结果具有很好的一致性,误差只有2 nm.     

通讯波段禁带胶体光子晶体的制备及实验参数研究

采用直径为700nm的二氧化硅微球,通过垂直沉积法在玻璃基片上制备了位于光通讯波段的禁带胶体光子晶体。研究了不同蒸发温度、湿度条件、干燥过程对样品晶体质量的影响。用扫描电子显微镜(SEM)对其形貌进行了观测。实验结果表明,在温度为65℃,相对湿度为70%,缓慢干燥条件下制备出的样品具有较好的晶体质量,晶体在大范围内保持了面心立方(FCC)单晶结构,其(111)面平行于生长基片。     

AlN_(1-x)P_x合金电子结构及光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论第一性原理的平面波超软赝势,采用广义梯度近似及Heyd-Scuseria-Ernzerhof 03(HSE03)方法对能带及态密度进行修正,研究了AlN_(1-x)P_x(x=0,0.25,0.50,0.75,1)合金的晶体结构、电子结构和光学性质。结果表明,随P含量的增加,AlN_(1-x)P_x晶格常数呈线性递增趋势,AlN_(1-x)P_x(x=0,0.25,0.75,1)属于立方晶系,而AlN0.50P0.50属于四方晶系。AlN_(1-x)P_x带隙随P含量的增加呈先减后增趋势,AlN和AlP是间接带隙半导体,而AlN_(1-x)P_x(x=0.25,0.50,0.75)属于直接带隙半导体。P的存在破坏了AlN原本的本征值和简并态,改变了电子能带结构。随P含量的增加,AlN_(1-x)P_x的光学性质曲线向低能区移动,介电函数虚部的次强峰逐渐消失。AlN_(1-x)P_x合金对紫外光具有较强吸收,P的存在拓宽了可见光吸收范围。     

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。     

SiO_2胶体晶体自组装技术

介绍了垂直沉降法和旋涂法制备SiO2胶体晶体,并对两种方法制备的胶体晶体在宏观形貌、微观结构及光子带隙性质进行了比较。采用改进的Stober法在乙醇介质中合成粒径不同、单分散性较好的SiO2微球,用垂直沉积法和旋涂法制备出有序性较好的密排结构的SiO2胶体晶体。宏观照片表明,用旋涂法制备的SiO2胶体晶体经白光照射出现的光柱呈6次对称,而垂直沉降法制备的胶体晶体表面出现条纹。SEM分析表明,选用不同溶剂在同等旋涂工艺下制备SiO2胶体晶体,用乙醇和乙二醇混合溶液作溶剂制备出的SiO2胶体晶体质量最好。透射光谱表明,垂直沉降法所制备的胶体晶体在(111)方向具有明显的光子带隙性质,而旋涂法制备的胶体晶体则不明显。     

LnZr(BO_3)_2∶Eu~(3+)(Ln=Ba,Sr)的真空紫外光谱特性的研究

采用高温固相法合成了Ba(1-x)SrxZr(BO3)2∶Eu3 系列样品,样品Ba(1-x)SrxZr(BO3)2∶Eu3 激发谱在130~170 nm和230 nm区域有两个很强的吸收带,位于130~170 nm的吸收带主要是硼酸盐基质的吸收;位于230 nm附近的吸收主要是Eu3 电荷转移态的吸收。当在样品中以Al部分取代Zr时,电荷转移态的吸收明显增强,并且Ba(1-x)SrxZr(BO3)2∶Eu3 发射强度也会明显增强;随着x的增大,硼酸盐基质的吸收强度减弱,基质吸收带的主峰值向低能方向移动了大约30 nm。样品Ba(1-x)SrxZr(BO3)2∶Eu3 在147nm激发下,发射出主峰值位于616 nm的强红光,对应Eu3 电偶极(5D0→7F2)跃迁发射。     

准零维CdSxSe1-x微晶材料的光学性质

通过玻璃基体中CdSxSc1-x微晶的光谱测量,看到了CdSxSe1-x微晶的带隙随尺寸变小而变宽,表现出明显的量子尺寸效应。同时,详细观测了玻璃基体对微晶的压力影响,结果表明这种材料中的压力是不可忽略的。     

Yb∶YAG晶体的晶胞参量及Yb~(3+)分凝系数的研究

应用提拉法生长出不同Yb3+ 浓度的Yb3xY3( 1-x) Al5O12 晶体 Yb3+ 离子的分凝系数 1是 1 .0 8±0 .0 1 ,与Yb3+ 离子掺杂浓度无关 研究了Yb3xY3( 1-x) Al5O12 晶体的晶胞参量 ,推导出联系晶胞参量、密度与Yb3+ 离子掺杂浓度的关系方程式     

LnZr(BO3)2:Eu3+(Ln=Ba,Sr)的真空紫外光谱特性的研究

采用高温固相法合成了Ba(1-x)SrxZr(BO3)2:Eu3 系列样品,样品Ba(1-x)SrxZr(BO3)2:Eu3 激发谱在130～170nm和230 nm区域有两个很强的吸收带,位于130～170nm的吸收带主要是硼酸盐基质的吸收;位于230nm附近的吸收主要是Eu3 电荷转移态的吸收.当在样品中以Al部分取代Zr时,电荷转移态的吸收明显增强,并且Ba(1-x)SrxZr(BO3)2:Eu3 发射强度也会明显增强;随着x的增大,硼酸盐基质的吸收强度减弱,基质吸收带的主峰值向低能方向移动了大约30 nm.样品Ba(1-x)SrxZr(BO3)2:Eu3 在147nm激发下,发射出主峰值位于616nm的强红光,对应Eu3 电偶极(5D0→7F2)跃迁发射.     

Tm掺杂的激光晶体生长、结构和光谱性能研究

采用顶部籽晶生长法从K2Mo3O10-B2O3助熔剂中生长出15 mm×15 mm×25 mm优质TmxGd1-x Al3(BO3)4(x=1,0.06)晶体.利用X射线单晶衍射仪测定了TmAl3(BO3)4晶体的结构.对Tm3+GAB晶体进行定向切割,测量得到了σ和π方向的偏振的吸收和发射光谱,并根据Judd-Ofelt理论计算了Tm3+在GdAl3(BO3)4中的J-O参数、各个能级的振子强度、自发辐射几率、荧光分支比等参数.     

GaAs,GaP和GaAs_xP_(1-x)合金能带的计算

使用分区变分法计算了GaAs,GaP和GaAs_xP_(1-x)合金的能带。鉴于原胞内包含不同的原子,依据实际原子的大小,对不同原子球选用了不同的半径。晶体势用相应原子势的迭加势来计算。考虑到组成晶体时原子势场由于电子成键而产生畸变,因而在球外成键区选用了一些调整参数来调整势场,然后再用解析表式来逼近这种调整原子势。适当地选择调整参数使算得的能带同已知的实验值接近。对GaAs和GaP已算得了同实验结果符合的能带结构。使用所得的调整原子势进一步计算了GaAs_xP_(1-x)合金的能带。