立方氮化硼单晶紫外吸收光谱的研究

对于在高温、高压下合成的人工立方氮化硼(cBN)片状单晶进行了紫外吸收光谱和第一性原理的能带结构研究。实验中采用了UV WINLAB光谱分析仪,数据分析由MOLECULAR SPECTROSCOPY软件进行拟合运算,通过特殊的石英夹具对样品的测试表明cBN的紫外吸收波长限为198 nm,带隙为6.26 eV。结合第一性原理计算的cBN的能带结构和电子态密度的计算,可以证实导致紫外光吸收的过程是价带电子吸收光子到导带的间接跃迁。文章实验结果与目前报道的cBN能带结构中禁带宽度的吻合较好,表明cBN具有良好的紫外特性,是一种具有发展前景的紫外光电和高温半导体器件材料。     

分子印迹光子晶体阵列传感器的构建及其对双酚A和双氰胺的检测

将分子印迹技术与光子晶体材料结合,构建了基于反蛋白石结构分子印迹光子晶体聚合物(MIPPs)的阵列传感器,用于微量双酚A(BPA)和双氰胺(DCD)的特异识别检测。对分子印迹聚合体系、模板分子洗脱条件进行了优化,当单体与模板分子摩尔比分别为1∶2和1∶4时,制备的BPA和DCD MIPPs的吸附效果最好,衍射峰位移最大。通过吸附动力学和吸附等温线实验考察了构建的传感器阵列的吸附性能。结果表明,构建的MIPPs传感器对BPA和DCD的响应时间分别为2.5和4.0 min,衍射峰位移量与BPA和DCD在其浓度分别为0.1～5.0μg/L和0.1～10.0μg/L范围时具有良好的线性关系,最大衍射峰位移量分别为39和31 nm,检出限分别为0.051和0.038μg/L;而非印迹光子晶体膜的衍射峰位移不明显,表明制备的MIPPs阵列具有选择特异性。实际样品测定结果表明,此MIPPs阵列传感器对实际样品中的目标物有明显的光学信号响应,可以快速、灵敏、选择性地检测环境水样中的目标分析物。     

基于光子晶体的有机太阳能电池研究进展

随着近几年来光伏产业的迅速发展,有机太阳能电池因其成本低、重量轻、易于成批次生产、制作工艺简单和可制备成柔性器件等优点备受研究人员关注.目前,有机太阳能电池存在光电转换效率偏低、半透明器件显色性较差等问题,光子晶体的引入为解决上述问题提供了新思路.本文从光子晶体的结构特性和优化原理入手,系统性地介绍了一维光子晶体和二维光子晶体对有机太阳能电池的优化效果,着重分析了一维光子晶体和二维光子晶体引起有机太阳能电池短路电流和光电转换效率提升的原因;另外,本文也详细阐述了一维光子晶体可用于调节半透明器件显色性的原因.最后,结合现有的有机光电器件研究进展,本文对基于光子晶体的有机太阳能电池未来的研究方向进行了展望.     

两类单负材料组成的一维半无限光子晶体反射谱

运用传输矩阵方法和Bloch定理计算了两类单负材料组成的一维半无限光子晶体反射谱,与有限多层结构通带中振荡的反射谱相比,半无限结构的反射谱曲线是光滑的,是有限周期结构反射谱振幅取平均的结果,可用来估计通带中的反射率.研究半无限结构的反射谱,有利于分析带隙的位置和宽度,结果表明,由两类单负材料组成的光子晶体中,不仅存在零有效位相带隙,还存在角度带隙,尤其发现高频处的Bragg带隙也是一个全方位带隙.     

Ce∶KNSBN晶体中光扇效应的响应时间特性研究

以单束光入射Ce∶KNSBN晶体,系统研究了不同入射光波长下,Ce∶KNSBN晶体中光扇效应的响应时间随入射光强度及光入射角的变化情况.结果显示,相同的入射光强度及光入射角下,入射光波长较短时,光扇效应到达稳态的时间较短.相同的入射光强度下,随光入射角的增大,响应时间先减小后增大,但不同波长入射光下,最小值对应的光入射角不同,入射光波长为532 nm时,响应时间最小值对应的θ为15°;入射光波长为632.8 nm时,对应的θ为15.5°.同时研究发现,入射光强度逐渐增大的过程中,响应时间在逐渐减小.     

铌酸锂晶体及其应用概述

铌酸锂晶体历史悠久,物理效应最为齐全,被用于制备声学滤波器、谐振器、延迟线、电光调制器、电光调Q开关、相位调制器等器件,在电子技术、光通信技术、激光技术等领域得到了广泛应用,并且在第五代无线通信技术、微纳光子学、集成光子学及量子光学等近期快速发展的领域中展示了重要的应用前景。本文简要综述了铌酸锂晶体的基本性质、晶体制备以及应用情况,对铌酸锂晶体未来的应用发展进行了简要分析。     

非氟卤化物闪烁晶体的研究现状和发展趋势

本文根据化学组成的特点将非氟卤化物闪烁晶体划分为AX、MX、RX₃、AMX₃、A₂MX₄、A₄MX₆、AM₂X₅、ARX₄、A₂RX₅、A₂A′RX₆、A₃RX₆、A₂TX₆型等,其中A、M、R和T分别代表+1价、+2价、+3价和+4价的金属元素,X代表除氟以外的卤族元素,A′表示与A不同的+1价金属元素。着重介绍了其中光输出高于40 000 ph/MeV的γ射线探测用闪烁晶体以及光输出高于20 000 ph/MeV的中子和γ射线双探测用闪烁晶体,并对它们的研究现状和发展趋势进行了简要评述。     

最优二维固/固声子晶体带隙特性研究

声子晶体是一种具有弹性波带隙特性的周期性复合材料,其带隙特性受单胞拓扑形状的影响.通过拓扑优化技术,能够突破传统设计方法的局限,实现对声子晶体的主动设计.论文基于遗传算法和改进的平面波展开法,通过两阶段的优化过程,得到具有最大相对带隙的二维铜/环氧树脂声子晶体结构,并进一步研究不同带隙最优声子晶体单胞拓扑形状及其带隙特性.结果表明,利用所开发的带隙优化程序,能够得到满足带隙要求的具有全局最优的声子晶体结构;声子晶体最低带隙所对应的单胞是简单晶格结构,其散射体形状简单,而且对应的带隙频率最低,相对带隙最大,对于隔音减振最有实用价值.     

光子晶体环形腔的四波长THz滤波器

提出一种基于光子晶体环形腔的四波长THz滤波器,该滤波器在光子晶体结构中引入两个环形腔,且环形腔内部各增加一个正方形介质柱,四周各引入一个散射介质柱。应用基于时域有限差分法(FDTD)的Rsoft软件进行仿真分析,结果表明通过对内部正方形介质柱的边长、散射介质柱半径以及耦合介质柱半径等结构参数的调节,可以滤出74.813,76.98,78.168和78.883 m四个太赫兹波长。该滤波器性能优良,透过率高、Q值高、信道隔离度大,对于THz技术应用具有重要意义。     

基于局域共振声子晶体结构的低频振动能量回收研究

通过对局域共振型声子晶体的带隙机理及其对能量的局域化作用的分析,提出了一种用于回收环境低频振动能量的新型局域共振结构,并结合有限元方法对此新型结构的振动特性和能量回收能力进行了分析和研究.根据结构的共振模态和“质量-弹簧”系统简化模型,改变结构的材料和几何尺寸可以使结构的前7阶共振频率降到50-250 Hz的低频范围.在此基础上发展了一种低频宽带多核结构,在250 Hz以下拥有几十甚至更多的共振频率,最低频率低至20 Hz,进一步优化了结构的低频宽带共振特性.利用有限元软件对有限结构的频率响应和压电特性进行分析,证实了新型局域共振结构的对环境中低频振动能量的回收能力,并满足了环境振动能量回收的宽带要求.该结构可以应用于各种便携式设备、无线传感器和微机电等自供电系统中,从低频振动环境中的获取能量为自身供电.