Crystal growth,spectroscopic characteristics,and Judd–Ofelt analysis of Dy:Lu_2O_3 for yellow laser

Dy:Lu_2O_3 was grown by the float-zone(Fz) method. According to the absorption spectrum, the Judd–Ofelt(JO) parameters ?_2, ?_4, and ?_6 were calculated to be 4.86 × 10~(-20) cm~2, 2.02 × 10~(-20) cm~2, and 1.76 × 10~(-20) cm~2, respectively.The emission cross-section at 574 nm corresponding to the ~4F6_(9/2)→~6H_(13/2) transition was calculated to be 0.53 × 10~(-20) cm~2.The yellow(~4F_(9/2)→~6H_(13/2) transition) to blue(~4F_(9/2)→~6H_(15/2) transition) intensity ratio ranges up to 12.9. The fluorescence lifetime of the ~4F_(9/2) energy level was measured to be 112.1 μs. These results reveal that Dy:Lu_2O_3 is a promising material for use in yellow lasers.     

Er~(3+)/Tm~(3+)共掺铋硅酸盐玻璃2.0μm光谱性质（英文）

用高温熔融法制备了Er~(3+)/Tm~(3+)共掺杂无铅铋硅酸盐玻璃.测试了玻璃的吸收光谱和荧光光谱,分析和表征了Er~(3+)、Tm~(3+)离子之间的能量传递机制和传递效率,结果表明:在800 nm和1 550 nm光源泵浦下,Er~(3+)的掺入能够增强Tm~(3+)离子1.8μm发光,相应的最大发射截面分别为6.7×10~(-21)cm~2和7.3×10~(-21)cm~2,荧光带宽达到250 nm.根据Dexter-Foster模型,得到Er~(3+):~4I_(13/2)能级到Tm~(3+):~3F_4能级的直接能量传递系数为16.8×10~(-40)cm~6/s,为1 550 nm泵浦下获得较强的1.8μm发光奠定了基础.     

利用Townsend放电测定N_2(A~3∑_u~ )亚稳态分子的扩散系数和猝灭速率常数

在纯N_2气体中,利用Townsend放电方法,对N_2(A~3∑_u~ )亚稳态分子的扩散系数D_m和猝灭速率常数K_q的测定进行了研究。分别得到:D_m=128cm~2/s,K_q=8.1×10~(-19)cm~3/s。     

利用类铜离子谱线诊断银等离子体电子密度

测量了激光加热块状银靶产生的等离子体XUV光谱.计算了T_e分别为65eV,86eV和130eV时,AgXIX4s-4P,4P-4d,4d-4f7条谱线在不同电子密度时的强度.根据AgXIX4d~2D_(s/2~-)4f~2F_(r/2)和4P~2P_(3/2)-4d~2D_(s/2)两条谱线的强度比,推导了激光银等离子体电子密度.当入射激光功率密度W为6×10~(12)W/cm~2时,银等离子体电子密度N_e=1×10~(20)/cm~3. 关键词：     

新疆大中小城市夏季对流层NO_2垂直柱浓度变化特征

利用地基多轴差分光谱仪(Mini MAX—DOAS),选择新疆乌鲁木齐、库尔勒、博乐市具有代表性的大中小城市,于2014年6—8月对其市区、工业区、农田区的对流层NO_2浓度进行观测。结果表明:(1)大中小城市夏季大气对流层NO_2垂直柱浓度的日变化有波峰和波谷的波动,其峰值在大中小城市中有所差异,表现为乌鲁木齐(7.590×10~(15)molec·cm~(-2))库尔勒(7.559×10~(15)molec·cm~(-2))博乐(3.578×10~(15)molec·cm~(-2));(2)大中小城市夏季大气对流层NO_2垂直柱浓度大小与城市地表条件差异有关,尤其与观测区的车流量有密切关系,表现为市区(4.643×10~(15)molec·cm~(-2))工业区(4.469×10~(15)molec·cm~(-2))农田区(2.425×10~(15)molec·cm~(-2));(3)不同天气条件下大中小城市大气对流层NO_2的垂直柱浓度特征为雨天(3.082×10~(15)molec·cm~(-2))时浓度最小,说明降水对NO_2的浓度具有重要的影响。     

Structure and luminescence of α-plane GaN on γ-plane sapphire substrate modified by Si implantation

We show the structural and optical properties of non-polar a-plane Ga N epitaxial films modified by Si ion implantation.Upon gradually raising Si fluences from 5×10~(13)cm~(-2)to 5×10~(15)cm~(-2),the n-type dopant concentration gradually increases from 4.6×10~(18)cm~(-2)to 4.5×10~(20)cm~(-2),while the generated vacancy density accordingly raises from3.7×10~(13)cm~(-2)to 3.8×10~(15)cm~(-2).Moreover,despite that the implantation enhances structural disorder,the epitaxial structure of the implanted region is still well preserved which is confirmed by Rutherford backscattering channeling spectrometry measurements.The monotonical uniaxial lattice expansion along the a direction (out-of-plane direction) is observed as a function of fluences till 1×10~(15)cm~(-2),which ceases at the overdose of 5×10~(15)cm~(-2)due to the partial amorphization in the surface region.Upon raising irradiation dose,a yellow emission in the as-grown sample is gradually quenched,probably due to the irradiation-induced generation of non-radiative recombination centers.     

溶胶-凝胶法制备Ni_xZn_(1-x)S薄膜的磁性分析

由于离子掺杂可有效改善ZnS薄膜的特性,故本研究以溶胶-凝胶法制备Ni_xZn_(1-x)S薄膜(x=0.00,0.05,0.10,0.15),并利用XRD、PL光谱及磁性测试仪分析Ni掺杂对其磁性的影响.研究结果表明Ni掺杂量x为0.00、0.05、0.10及0.15时薄膜的饱和磁化强度随分别为6.59×10~(-6)emu/cm~3、4.61×10~(-6)emu/cm~3、3.88×10~(-6)emu/cm~3及3.52×10~(-6)emu/cm~3,即饱和磁化强度随x增加而减小.PL分析表明缺陷发光强度随x增加而减弱,能隙发光强度则随之增强,结合束缚极化子理论便知饱和磁化强度会随x增加而减小.XRD分析表示结晶品质随x增加而变好,说明薄膜中的缺陷数量会随x增加而减少,使得磁信号无法通过缺陷方式传导而导致其磁性减弱.     

Rb-N_2(He)蒸气室压强及He、N_2气渗漏测量

利用原子吸收及谱线增宽方法测量了Rb-N_2(He)蒸气室中的气体压强.对Rb-N_2(He)蒸气室中的气体渗漏进行了检测,实验发现:对N_2气几乎观察不到明显的渗漏现象.对于Rb-He950torr的高压蒸气室60天后的气体渗漏量为19%,渗漏比较明显.测量了223-638torr范围Rb-N_2蒸气室的5P_(3/2)—5P_(1/2)精细结构碰撞转移截面.结果表明,随着温度升高,碰撞转移截面值也升高,温度为50℃、60℃、70℃时,碰撞转移截面分别为(1. 03±0. 32)×10~(-16)cm~2、(1. 36±0. 38)×10~(-15)cm~2、(8. 96±1. 02)×10~(-15)cm~2.压强在638torr时,碰撞转移截面随着温度升高增加较快,70℃以后碰撞转移截面迅速增加.     

溶胶-凝胶法制备Ni_xZn_(1-x)S薄膜的磁性分析

由于离子掺杂可有效改善ZnS薄膜的特性,故本研究以溶胶-凝胶法制备Ni_xZn_(1-x)S薄膜(x=0.00,0.05,0.10,0.15),并利用XRD、PL光谱及磁性测试仪分析Ni掺杂对其磁性的影响.研究结果表明Ni掺杂量x为0.00、0.05、0.10及0.15时薄膜的饱和磁化强度随分别为6.59×10~(-6)emu/cm~3、4.61×10~(-6)emu/cm~3、3.88×10~(-6)emu/cm~3及3.52×10~(-6)emu/cm~3,即饱和磁化强度随x增加而减小.PL分析表明缺陷发光强度随x增加而减弱,能隙发光强度则随之增强,结合束缚极化子理论便知饱和磁化强度会随x增加而减小.XRD分析表示结晶品质随x增加而变好,说明薄膜中的缺陷数量会随x增加而减少,使得磁信号无法通过缺陷方式传导而导致其磁性减弱.     

溶胶-凝胶法制备Ni_xZn_(1-x)S薄膜的磁性分析

由于离子掺杂可有效改善ZnS薄膜的特性,故本研究以溶胶-凝胶法制备Ni_xZn_(1-x)S薄膜(x=0.00, 0.05, 0.10, 0.15),并利用XRD、PL光谱及磁性测试仪分析Ni掺杂对其磁性的影响.研究结果表明Ni掺杂量x为0.00、0.05、0.10及0.15时薄膜的饱和磁化强度随分别为6.59×10~(-6) emu/cm~3、4.61×10~(-6) emu/cm~3、3.88×10~(-6) emu/cm~3及3.52×10~(-6) emu/cm~3,即饱和磁化强度随x增加而减小. PL分析表明缺陷发光强度随x增加而减弱,能隙发光强度则随之增强,结合束缚极化子理论便知饱和磁化强度会随x增加而减小. XRD分析表示结晶品质随x增加而变好,说明薄膜中的缺陷数量会随x增加而减少,使得磁信号无法通过缺陷方式传导而导致其磁性减弱.     

NaK高位6~1∑~+态与H_2碰撞中转移能配置

脉冲激光激发NaK 2~1Σ~+←1~1Σ~+跃迁,单模Ti宝石激光器激发2~1Σ~+至高位态6~1Σ~+,研究了6~1Σ~+与H_2碰撞中的碰撞转移。3D→4P(1.7μm)和5S→4P(1.24μm)荧光发射说明了预解离和碰撞解离的产生。在不同的H_2密度下,通过以上能级的荧光测量得到了预解离率,碰撞解离及碰撞转移速率系数Γ_(3D)~P=(5.3±2.5)×10~8 s~(-1),Γ_(5S)~P=(3.1±1.5)×10~8 s~(-1),k_(3D)=(3.7±1.7)×10~(-11)cm~3·s~(-1),k_(5S)=(2.9±1.4)×10~(-11)cm~3·s~(-1),k_(4P→4S)=(1.1±0.5)×10~(-11)cm~3·s~(-1),k_(3D→4P)=(6.5±3.1)×10~(-12)cm~3·s~(-1),k_(5S→4P)=(4.1±1.9)×10~(-12)cm~3·s~(-1)在不同H_2密度下,记录时间分辨荧光,由Stern-Volmer公式得到6~1Σ~+→2~1Σ~+,2~1Σ~+→1~1Σ~+的自发辐射寿命分别为(28±10)ns和(15±4)ns。6~1Σ~+→2~1Σ~+6~1Σ~+→1~1Σ~+及2~1Σ~+→1~1Σ~+分子态间与H_2的碰撞转移速率系数分别为(1.8±0.6)×10~(-11)cm~3·s~(-1),(1.6±0.5)×10~(-10)cm~3·s~(-1)和(6.3±1.9)×10~(-11)cm~3·s~(-1)。转移到H_2的振动、转动和平动能各占总转移能的0.58,0.03和0.39。主要能量转移至振动和平动能,支持6~1Σ~+-H_2间的共线型碰撞机制。     

基于薄液膜蒸发的超高速冷冻方法初探

玻璃化冷冻方法是细胞超低温保存的有效冷冻方法之一.在细胞的玻璃化冷冻过程中,降温速率的提高有利于细胞内外溶液玻璃化程度的增加,同时可以降低低温保护剂的浓度,进而减少低温保护剂对细胞的毒性损伤和渗透性损伤.本文尝试将薄液膜蒸发这种高效相变传热方式与液氮的低温冷却过程相结合,发展了一种超高速、超低温冷冻降温方法.初步的实验结果表明:冷冻载体从10℃降到-180℃,其平均冷却速率达到了148052℃/min。     

在n—LPE层扩散Zn的高效GaP绿色发光二极管

采用Zn扩散到掺N的n—LPE层内的方法研制了高效率的GaP缘色LED′S(发光二极管)。在8A/cm~2下,封装二极管的平均效率为0.15％在50A/cm~2下,为0.23％。为了获得高效率二极管,在n—LPE层内必须有最适当的N_T浓度和长的少子寿命τ_h。增加N_T浓度直到某一定值,τ_h都始终是一常数。在较高N_T浓度时,τ_h值减小,并正比于N_T~(-2),在低N_T浓度区少子寿命也强烈地依赖于n—LPE层的位错密度。位错小于2×10~(-5)cm~(-2)的晶体,N浓度为～6×10~(17)cm~(-3)。二极管的效率最佳。有一个减少n—LPE层晶体特性劣化的扩散工艺也是很重要的。在最佳磷压下,研制了低温(600～700℃)扩散工艺。     

基于光纤放大增强型光声光谱的H2S与CO2检测技术

高浓度的CO_2会对H_2S的检测精度产生较大影响。本文提出了一种基于光纤放大增强型光声光谱的H_2S与CO_2检测技术方案,采用单个分布反馈式激光器串联高功率掺铒光纤放大器作为光声激励光源,实现了对H_2S与CO_2的同时高精度检测。分析了CO_2在所选H_2S吸收线处对H_2S检测产生的干扰,同时利用检测到的CO_2浓度对测量的H_2S浓度进行修正。实验结果表明,修正后的H_2S浓度偏差保持在-5%～5%以内。使用Allan方差分析对系统的检测极限进行了计算,当积分时间为1 s时,该系统对H_2S和CO_2的检测极限分别为656.3×10~(-9)和25.2×10~(-6);当积分时间为100 s时,系统对H_2S和CO_2的检测极限分别为61×10~(-9)和2.6×10~(-6)。计算得到的对H_2S检测的归一化噪声等效吸收系数为5.5×10~(-9) cm~(-1)·W·Hz~(-1/2)。本系统具有检测精度高和稳定性好的优点。     

Crystal growth and spectral properties of Tb:Lu_2O_3

The crystal growth,x-ray diffraction pattern,absorption spectrum,emission spectrum,and fluorescence lifetime of a Tb:Lu_2O_3 single crystal were studied.Excited at 483 nm,the peak absorption cross-section was calculated to be 3.5×10~(-22)cm~2,and the full width at half maximum was found to be 2.85 nm.The Judd-Ofelt(J-O)intensity parameters ?_2,?_4,and ?_6 were computed to be 3.79×10~(-20)cm~2,1.30×10~(-20)cm~2,and 1.08×10~(-20)cm~2,with a spectroscopic quality factor ?_4/?_6 being 1.20.The emission cross-sections of green emission around 543 nm and yellow emission around 584 nm were calculated to be 9.43×10~(-22)cm~2 and 1.32×10~(-22)cm~2,respectively.The fluorescence lifetimeτexp of ~5D_4 was fitted to be 1.13 ms.The data suggest that the Tb:Lu_2O_3 crystal could be a potential candidate for green and yellow laser operation.     

Ta_2O_5-PMMA复合栅绝缘层对OFETs性能的影响（英文）

选用五氧化二钽(Ta_2O_5)-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料作为栅绝缘层制备了并五苯有机场效应晶体管(OFETs)。通过在Ta_2O_5表面旋涂一层PMMA可以降低栅绝缘层的表面粗糙度,增大其场效应晶体管的迁移率。研究了厚度在20~60 nm范围内的PMMA对复合绝缘层表面形貌、粗糙度以及器件电学性能的影响。结果表明,当PMMA厚度为40 nm时,器件的电学性能最佳。与单一的Ta_2O_5栅绝缘层器件相比,其场效迁移率由4.2×10~(-2)cm~2/(V·s)提高到0.31 cm~2/(V·s);栅电压增加到-20 V时,开关电流比由2.9×10~2增大到2.9×10~5。     

F8BT∶P3HT共混薄膜放大自发辐射的温度效应

研究了温度对聚合物poly(9,9-dioctylfluorene-co-benzothiadiazole)(F8BT)和poly(3-hexylthiophene)(P3HT)共混薄膜的放大自发辐射(ASE)的影响。在80~320 K温度范围测试了不同P3HT质量比的共混聚合物薄膜和纯F8BT薄膜的ASE特性。在室温条件下,共混聚合物的阈值随着P3HT所占比例的增加先降低后升高。当P3HT比例约为20%时,阈值最低约为2.59×10~3W/cm~2。当温度从320 K下降到80 K时,纯F8BT薄膜的ASE阈值光功率由5.36×10~3W/cm~2下降到4.15×10~3W/cm~2,P3HT质量比为20%的共混薄膜的ASE阈值光功率由2.84×10~3W/cm~2下降到2.03×10~3W/cm~2。在一特定泵浦光功率(5.29×10~3W/cm~2)下,当温度由320 K下降至80 K时,ASE强度约提高4倍。随着温度的降低,混合物薄膜的ASE峰位红移,移动达12 nm。     

Enhanced interface properties of diamond MOSFETs with Al_2O_3 gate dielectric deposited via ALD at a high temperature

The interface state of hydrogen-terminated(C–H) diamond metal–oxide–semiconductor field-effect transistor(MOSFET) is critical for device performance. In this paper, we investigate the fixed charges and interface trap states in C–H diamond MOSFETs by using different gate dielectric processes. The devices use Al_2O_3 as gate dielectrics that are deposited via atomic layer deposition(ALD) at 80℃ and 300℃, respectively, and their C–V and I–V characteristics are comparatively investigated. Mott–Schottky plots(1/C~2–VG) suggest that positive and negative fixed charges with low density of about 1011 cm~(-2) are located in the 80-℃-and 300-℃ deposition Al_2O_3 films, respectively. The analyses of direct current(DC)/pulsed I–V and frequency-dependent conductance show that the shallow interface traps(0.46 e V–0.52 e V and0.53 e V–0.56 e V above the valence band of diamond for the 80-℃ and 300-℃ deposition conditions, respectively) with distinct density(7.8 × 10~(13) e V~(-1)·cm~(-2)–8.5 × 10~(13) e V-1·cm~(-2) and 2.2 × 1013 e V~(-1)·cm~(-2)–5.1 × 10~(13) e V~(-1)·cm~(-2) for the80-℃-and 300-℃-deposition conditions, respectively) are present at the Al_2O_3/C–H diamond interface. Dynamic pulsed I–V and capacitance dispersion results indicate that the ALD Al_2O_3 technique with 300-℃ deposition temperature has higher stability for C–H diamond MOSFETs.     

盐水溶液跨混合纤维素膜扩散机制的定量可视化实验研究

介绍了一种改进的高时空分辨率相移干涉仪,测量了不同浓度的NaCl溶液跨过5 μm孔径醋酸-硝酸混合纤维素膜进入去离子水的跨膜扩散过程。实验观察到NaCl溶液在膜-液界面附近的质量输运行为受膜结构的影响而表现出的特征:相对分散的浓度高值分布、均流传质现象、对流的快速纵向进行和横向扩散的缓慢发展等。实验计算得10.0 mg/mL、7.5 mg/mL、5.0mg/mL、2.5 mg/mL 和 1.0 mg/mL 的 NaCl 溶液跨膜传质系数分别为 3.0×10~(-6) m~2/s、8.5×10-7 m~2/s、7.8×10~(-7)m~2/s、2.9× 10~(-7)m~2/s和6.0×10~(-8)m~2/s。本实验结果可为跨膜扩散机理的研究提供参考。     

桦甸油页岩热解过程中热膨胀特性研究

利用静态热机械分析法(TMA)分别测定三种不同有机质含量的桦甸油页岩平行层理面和垂直层理面室温到600℃温度范围内的热膨胀特性,并对影响热膨胀特性的因素进行分析。结果表明,油页岩中水分和有机质在热解过程中析出是油页岩膨胀的内在动力,有机质含量越高,油页岩的热膨胀度越大;油页岩中发达的孔隙结构会减缓气液释放造成的压力;垂直层理面的热膨胀度比对应的平行层理面的热膨胀度大。桦甸油页岩低温热膨胀主要对应水分析出,平均热膨胀度介于2.44×10~(-6)~24.42×10~(-6)K~(-1);中温热膨胀主要对应热解油气析出,平均热膨胀度介于1.83×10~(-6)~47.81×10~(-6)K~(-1)。