有机自旋光电子学的基本过程

有机自旋光电子学的研究方向分为磁场效应和自旋注入两个方面.研究表明,外加低磁场能够显著改变非磁性有机半导体材料的光致发光、注入电流、电致发光和光电流.这称为有机半导体材料的磁场效应.近年来,非磁性有机半导体材料的磁场效应引起了广泛的关注和研究兴趣.首先,有机半导体材料的磁场效应是强有力的实验手段,用以研究有机电学、光学和光电器件中电荷传输和激发态中的有用和无用过程,为解决电荷传输和激发态过程中的瓶颈问题提供有效的实验手段,为实现磁-光-电多功能集成提供科学原理,尤其是磁场效应能够为提高能量转换效率、探测和传感光电子学器件的响应频谱范围和灵敏度提供新思路.同时利用磁电极,有机半导体材料和器件中自旋注入及其对电荷传输和激发态过程的调控可以用于发展新型功能化的自旋光电子学器件.本文综述并讨论了有机半导体材料和器件中的磁场效应和自旋注入的光电子学效应.     

Non-scanning,non-interferometric,three-dimensional optical profilometer with nanometer resolution

A non-scanning,non-interferometric,three-dimensional(3D) optical profilometer based on geometric optics,critical angle principle,and the use of a charge-coupled device(CCD) camera is presented.The surface profile of the test specimen can be transferred into the reflectance profile.The reflectance profile,obtained from a CCD,is the ratio of the intensity at the critical angle to the intensity obtained at the total internal reflection angle.The optical profilometer provides a sub-micron measuring range with nanometer resolution and can be used to measure roughness or surface defects in real time.     

Angle-deviation optical profilometer

We propose a new optical profilometer for three-dimensional(3D) surface profile measurement in real time.The deviation angle is based on geometrical optics and is proportional to the apex angle of a test plate.Measuring the reflectivity of a parallelogram prism allows detection of the deviation angle when the beam is incident at the nearby critical angle.The reflectivity is inversely proportional to the deviation angle and proportional to the apex angle and surface height.We use a charge-coupled device(CCD) camera at the image plane to capture the reflectivity profile and obtain the 3D surface profile directly.     

低聚对亚苯基亚乙烯基分子导线电子传输机理研究

合成了12个OPV分子导线(分成乙酰巯基与氨基端基两个系列),采用导电原子力显微镜和扫描隧道显微镜-裂分结的方法对该类分子导线的电学性能进行了表征.通过分析单分子电阻与分子长度、温度以及电场的依赖关系,发现OPV分子导线的电子传输机理在临界长度为2.0 nm处发生了由隧穿传导向跳跃传导的转变.通过对比分子末端分别为巯基和氨基的单分子电导值,考察了不同的连接基团对OPV分子导线电子传输性能的影响,发现末端基团只影响分子的接触电阻,但不改变分子导线本身的电子传输机理.利用密度泛函理论和非平衡格林函数方法对OPV分子导线的电学特性进行了理论研究,结果表明分子的前线轨道能级与金电极的相对位置决定了OPV分子导线的电子传输机理.     

基于苯并噻二唑和硅芴的一系列红光材料的载流子传输性质及荧光性质(英文)

用密度泛函理论(DFT)方法研究了基于苯并噻二唑和硅芴的一系列聚合物的基态和激发态结构、传输和荧光性质.聚合物的能隙、电离能、电子亲和势、最低激发能以及吸收光谱通过外推法得到.结果表明空穴、电子注入和传输性质受苯并噻唑在硅芴上的位置以及正丁基在噻吩上的位置影响很大.(SiF2-DHTBT1-m)n和(SiF1-DHTBT1-m)n(SiF和DHTBT分别代表硅芴和4,7-二(2-噻吩基)-2,1,3-苯并噻二唑)表现出较好的空穴和电子注入性质,而(SiF1-DHTBT1-o)n和(SiF1-DHTBT1-p)n的电荷注入性质较差.除(SiF1-DHTBT1-o)n外,聚合物的荧光光谱处于红光范围.     

新型掺杂多孔芳香骨架材料的储氢性能模拟

基于PAF-301分子模型通过Li掺杂或B取代等模式设计了几种新型多孔芳香骨架(PAFs)材料,采用量子力学和分子力学方法对新材料的储氢性能进行研究.由量子力学计算得到了不同分子片段与H2之间的结合能,并结合DDEC方法计算了各分子片段的原子电荷分布.利用巨正则蒙特卡洛(GCMC)模拟方法计算了77和298 K下H2在不同PAFs材料中的吸附平衡性质.结果表明,H2直接与苯环的结合能较低,但掺杂Li原子能够提高H2与六元环的结合能,同时Li原子体现出较高的正电性质,B原子取代苯环中的两个C原子后,使得原有C原子电负性增强;77 K下PAF-301Li具有最高的储氢性能,而PAF-C4B2H4-Li2-Si和PAF-C4B2H4-Li2-Ge体现出较好的常温储氢性能,各种材料的常温储氢性能远低于其低温储氢性能.通过77 K下H2在PAFs材料中的等位能面分布和吸附平衡质心密度分布对H2在PAFs材料中的优先吸附位置进行分析,发现在PAF-301和PAF-301Li骨架中,由于中心能量较低的等位能区域范围较宽,H2在其中存在四个明显的吸附高密度分布区域,而其它三种PAFs晶胞中心能量较低的等位能区域范围较窄,使得H2在其中只存在两个明显的吸附高密度分布区域.     

外电场下C_4F_7N分子的结构与特性

C_4F_7N作为优质的SF_6环保型替代气体而备受关注.为了研究外电场对C_4F_7N分子结构和性能的影响,本文采用密度泛函明尼苏达M06-2X方法分别在6-311g(d,p)基组和aug-cc-pVTZ基组水平上对C_4F_7N分子进行优化,分析了不同外电场(0-0.040 a.u., 1a.u.=5.142×10~(11) V/m)作用下分子的结构和能量变化,外电场对分子红外光谱、ADCH电荷、偶极矩以及极化率的影响.研究结果表明:随着电场的增强,分子各键长均发生变化,其中R(1,4)、R(4,5)、R(1,12)、R(2,7)变化明显,R(1,4)、R(4,5)键长逐渐伸长,R(1,12)、R(2,7)键长逐渐缩短,分子总能量降低,偶极矩和极化率升高,C_4F_7N分子稳定性随着电场的增强而降低;分子红外光谱高频区吸收峰较为密集,且既有红移也有蓝移;ADCH原子电荷发生显著变化.     

光阴极RF腔注入器中激光脉冲的时间抖动

介绍光阴极RF腔注入器中的驱动激光器,采用二极管泵浦的自锁模激光器,通过锁相,使输出激光脉冲的时间抖动小于2ps,实现激光脉冲同微波相位之间的严格同步,在实验上获得流强70A、能量2MeV、亮度4.4×1011A/(m2.rad2)的电子束。     

纳米尺度上的表面电子动力学

揭示物质结构、物质间相互作用及其运动规律是物理学永恒的主题。经过百多年来的努力,人们已明确了常见物质的基本结构：普通物质是由分子、离子、原子等组成。而作为基本单元的原子又是由电子和原子核两部分结合而成;欲了解物质结构和运动规律就不得不深入地认识原子核周围的电子分布和电子运动形式。原子的运动在相当程度上也是由它们的电子结构和运动规律所决定和驱动的。所以,电子动力学的研究对于理解基本物质组成和动力学规律、探索新奇的物理现象、发展新材料有着举足轻重的影响。