具有三维阵列结构的树枝晶CdS的制备及生长机理研究

采用电沉积和溶剂热相结合的方法,以树枝状金属Cd颗粒为模板和前驱体,在乙二胺溶剂中以六亚甲基四胺（HMTA）为表面修饰剂,制备出具有三维阵列结构的树枝晶CdS。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）结合X射线能谱仪（EDS）等对样品的物相、形貌、元素组分和结构进行了分析。结果表明：在溶剂热反应过程中,当不加入HMTA时,得到的产物是无序的CdS纳米线;而在HMTA的作用下,则生成的是具有三维阵列结构的树枝晶CdS;通过分析溶剂热反应过程中的化学反应,并结合产物形貌演变规律,提出了具有三维阵列结构的树枝晶CdS的形成机理。光催化性能测试表明具有三维树枝晶CdS纳米阵列在可见光照射下表现出良好的光催化活性。     

p型4H-SiC单晶衬底表征及第一性原理计算

p型4H-SiC是制备高功率电力电子器件的理想衬底材料,但由于工艺技术的制约,国内尚无能力生产高质量、大尺寸、低电阻的p型4H-SiC单晶衬底。本文使用物理气相传输(PVT)法制备了直径为4英寸(1英寸=2.54 cm)Al掺杂的p型4H-SiC单晶衬底。通过KOH腐蚀表征样品位错密度,使用高分辨X射线衍射(HRXRD)表征其晶体质量,利用拉曼光谱扫描确定其晶型,采用非接触式电阻测试仪测试其电阻率。结果表明,衬底整体位错密度较低,结晶质量良好,晶型稳定且衬底全片电阻率小于0.5 Ω·cm。通过第一性原理平面波超软赝势方法对本征4H-SiC及Al元素掺杂后样品的体系进行能带结构、电子态密度的计算。结果表明Al掺杂后样品禁带宽度减小,费米能级穿过价带,体现出p型半导体的特征。研究结果为大规模生产高质量、低电阻的p型4H-SiC衬底提供思路。     

垒层温度对InGaN量子点/量子阱复合结构内量子效率的影响

使用金属有机化学气相沉积(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD)方法生长了三个具有不同垒层温度的InGaN/GaN量子阱。由于高密度V型坑的形成,完整的量子阱结构被破坏,转变成了InGaN量子点(quantum dots, QDs)/量子阱(quantum well, QW)复合结构。通过变功率光致发光谱和变温光致发光谱,分析了在不同的垒层温度下量子限制斯塔克效应(quantum confined Stark effect, QCSE)、非辐射复合中心密度和载流子局域化效应的变化。结果表明:在较低的垒层温度下,QCSE较弱,因为在较低的温度下,V型坑的深度较深,应力释放较明显,残余应变较低;非辐射复合中心密度也随着温度的升高而逐渐增大;样品的内量子效率(internal quantum efficiency, IQE)随着垒层生长温度的升高而降低。QCSE的增强和非辐射复合中心密度的增大是垒层生长温度升高时内量子效率下降的主要因素。     

一种新型的橙红光发射材料聚8-羟基喹啉镓的合成与光谱特性

合成了高分子金属配合物聚8-羟基喹啉镓(Gaqq3)n.利用红外吸收光谱、X射线衍射谱(XRD)研究了配合物的分子结构、物相结构;利用热重(TG)分析研究了配合物的热稳定性;利用紫外吸收光谱、荧光激发和发射光谱研究了该配合物的光物理性能.结果表明:(Gaqq3)n的热分解温度为443.6℃,具有较高的热稳定性.(Gaqq3)n的紫外吸收带位于250～500 nm,存在较强的带尾吸收,表明禁带中存在带隙缺陷态.(Gaqq3).的荧光激发带位于380～456nm,荧光发射峰位于568nm,为橙红光发射.光学带隙2.49 eV.与Gaq3相比,荧光强度有所减弱,这是由于次甲基相连的两个喹啉环的扭曲导致了(Gaqq3)n的刚性和共平面性不好;由于分子共轭体系的增大,使(Gaqq3)n分子的π电子更加离域化,导致了荧光发射峰发生了红移.(Gaqq3)n有望在有机电致发光器件和有机光伏器件中得到应用.     

8-羟基喹啉锂的合成、表征及发光特性

通过液相反应合成了高纯度、高产率的8-羟基喹啉锂(Liq)粉体,制备了Liq薄膜,通过IR光谱、UV吸收谱、X射线衍射谱、荧光光谱对其结构和性能进行了表征,并利用UV吸收谱、电化学循环伏安法、荧光光谱研究了它的电子能级结构。结果表明,pH值和溶剂对Liq的合成有很大影响,而温度的影响不大。利用真空热蒸镀很容易制备高质量、无定性薄膜,Liq的熔点365℃,具有很高的热稳定性。Liq的LUMO能级2．94eV,HOMO能级5．95eV,光学禁带宽度3．01eV．在363nm紫外光的激发下。产生发光峰在452nm附近、半峰全宽为69．4nm的蓝光发射,发光亮度高,色纯度高。由于电子与声子的强耦合作用以及带隙态的影响,产生了5424cm^-1的斯托克斯频移。     

一种新型的蓝光发射材料δ-Alq3的制备与光谱分析

制备了一种新型的蓝光发射材料δ-Alq3,测试了其红外吸收光谱、X射线衍射谱、紫外-可见光吸收光谱、光致发光光谱和电致发光光谱,并通过与δ-Alq3的光谱性能的比较,研究了Alq3分子空间结构与光谱性能之间的关系.结果表明:δ-Alq3分子空间结构经过真空加热发生变化,生成对称性较差的δ-Alq3;分子空间结构的改变引起Alq3分子中酚环电子云密度的降低和相邻分子间的共轭效应的减弱,导致在紫外-可见吸收光谱中δ-Alq3长波段的π-π*电子跃迁吸收峰向短波方向的移动,在光致发光光谱中δ-Alq3的最大发射峰波长为480 nm,比α-Alq3的最大发射峰波长(515 nm)蓝移35 nm,在电致发光光谱中α-Alq3和δ-Alq3的最大发射峰波长都为520 nm.     

一种可旋涂的磷光铱（Ⅲ）配合物的合成及其在OLED器件中的性能

以1-（6-（9-咔唑基）己基）-2-苯基咪唑（Czhpi）为主配体,2-（5-（4-氟苯基）-1,3,4-三唑）吡啶（fpptz）为辅助配体,合成了一种溶解性好的可用于湿法旋涂制备有机电致发光器件的磷光铱（Ⅲ）配合物（Czhpi）₂Ir（fpptz）。通过紫外-可见吸收光谱、发射光谱、低温磷光光谱及热重分析对其光物理性质和热稳定性进行了研究。将配合物（Czhpi）₂Ir（fpptz）掺杂在1,3-二唑-9-基苯（mCP）中,作为发光层,经湿法旋涂制备了有机发光二极管器件。结果显示,该器件的最大电致发光谱峰位于523 nm,最大电流效率约5.74 cd·A^-1,最大功率效率为2.88 lm·W^-1,色坐标显示在（0.31,0.41）附近。     

石墨烯保护层对铜电化学腐蚀行为的影响研究

以铜箔为基底通过常压化学气相沉积法制备了高质量、连续的少层石墨烯.采用极化曲线和电化学阻抗谱对纯铜箔及石墨烯/铜样品在0.1 mol/L NaCl溶液中的抗腐蚀性能进行了研究.结果表明,石墨烯/铜样品的自腐蚀电位比纯铜箔的高0.114 V,腐蚀电流密度较纯铜箔的低1个数量级,极化电阻较纯铜箔的高4.4倍,阻抗模值比纯铜箔的提高了约1个数量级.因此,石墨烯可以作为铜表面的保护层,抑制铜在NaCl溶液中发生电化学反应,从而增强铜的抗腐蚀性能.     

In原子替位位置对新型正交GaN影响的第一性原理研究

铟(In)原子替位位置对开发新型正交GaN的储氢材料具有重要意义。当前关于In原子替位位置对正交GaN材料的影响研究相对薄弱。本文基于第一性原理研究了不同In原子替位位置下InGaN材料的形成能、电子结构、弹性特性和力学稳定性。结果表明,通常情况下间隔三个原子的In原子替位位置的形成能最小且该体系最易形成。在相同的掺杂情况下,该结构的InGaN材料也具有较大的带隙宽度以及较小的弹性模量、体积模量、剪切模量与弹性模量,这意味着其抗压能力、抗剪切应力的能力较弱,韧性以及硬度较低。此外,声子谱计算结果表明,间隔三个原子的InGaN材料在环境压力下也具有良好的力学稳定性。本研究为正交GaN的新型储氢超材料的研究提供了理论依据。