氮气中退火对ZnO薄膜结构与光学性能的影响

采用直流磁控溅射法制备了ZnO薄膜,并将样品在氮气中进行了退火.对样品的表面形貌、结构性能、发光特性、透射光谱分别进行了检测.结果表明:退火后,样品的结晶质量提高,光致发光峰增强,在可见光范围内的平均透过率也有所增加.计算表明:退火后ZnO薄膜的禁带宽度略有减小.这可能是氮掺入ZnO薄膜后,N2p与O2p形成杂化轨道,二者能带部分重叠,从而使价带变宽、禁带变窄.     

基础知识教育与创新意识的培养——实施《理工科非物理类专业大学物理课程教学基本要求》体会之二

在培养学生创新意识的同时,更应重视对学生基础知识的教育,任何一个创造性观点或理论的产生都建立在长期大量的知识积累的基础上.     

氧流量对TiO_2薄膜光电性质的影响

采用直流反应磁控溅射法在FTO基底上制备了TiO2薄膜,研究了在不同氧流量条件下TiO2薄膜的拉曼光谱、表面形貌和透射光谱,并将TiO2薄膜用N719染料进行敏化,制备了染料敏化太阳电池,测试了电池的I-V特性曲线。实验结果表明:随着氧流量的增加,电池的短路电流和光电转换效率先增加而后降低,在15cm3时达到最大;薄膜为锐钛矿和金红石的混合晶体结构;氧流量对薄膜的表面形貌影响不大,薄膜都表现出疏松多孔的表面结构。     

基于光声光谱技术的NO,NO2气体分析仪研究

NO, NO₂是大气污染源中的常见气体, 对环境具有严重的危害性. 为检测污染源中这两种气体的浓度, 构建了成本较低的基于红外热辐射光源的光声光谱气体检测系统. 分析计算得到了NO, NO₂ 在2500–6667 nm波段吸收谱线. 通过建立光声传输线RLC振荡电路模型和仿真得到品质因数、声压大小与谐振腔长、内腔半径以及调制频率的关系, 据此设计了光声池几何结构. 实验表明该系统所测得的光声信号与气体浓度有很好的线性关系, 并且对NO, NO₂气体极限检测灵敏度分别达到4.01 和1.07 μL. 通过调节激光发射波长和选取滤波片, 该系统还可用于其他微量气体的浓度检测. 关键词： 大气污染 光声光谱 气体检测     

N掺杂对非晶C薄膜的电子结构与光学性质的影响

用直流磁控溅射法制备了非晶C薄膜及N掺杂非晶C(a-C∶N)薄膜,用紫外-可见分光光谱仪、椭圆偏振仪、俄歇电子能谱(AES)等对薄膜进行了检测。结果表明：随源气体中N气含量的增加,透过率和折射率变小, 而光学带隙先增大后减小; 当薄膜中N的含量很少,N的掺入对sp3杂化C起稳定作用,使得薄膜光学带隙E_g增大。而较高量N的掺入抑制了sp3杂化C的形成,提高了薄膜中sp2键含量,使得薄膜光学带隙变小。参数D定义为俄歇电子能谱(AES)中最大正峰和最低负峰之间的距离,用俄歇电子能谱中的D值来计算薄膜的sp2键的百分含量,俄歇电子能谱(AES)表征也表明：较高量的N的掺入抑制了sp3杂化C的形成。所以应该考虑在较低N分压条件下掺N来改善非晶C薄膜的光学性能。     

溅射功率对染料敏化TiO2电极光电性质的影响

用直流磁控溅射法在不同溅射功率下沉积了TiO2薄膜,并制备了染料敏化太阳能电池。I-V曲线的结果表明,150～200W,随着溅射功率的升高,电池的短路光电流和光电转换效率增大,200W时制备的TiO2电极的光电转换效率较175W时的提高了75%,225W时短路光电流和转换效率均有所下降;从喇曼光谱、透射光谱等的表征可知,200W时沉积的TiO2薄膜开始形成锐钛矿结构,并且其厚度比225W时沉积的薄膜更大。     

掺锰氧化锌的结构和光学特性

采用直流反应磁控溅射的方法,在玻璃衬底上沉积了Zn0.93Mn0.07O薄膜,研究了氧分压对薄膜结构和光学特性的影响。X射线衍射测试结果显示,Zn0.93Mn0.07O薄膜都具有高度的c轴择优取向,在氧分压为0.4的时候,薄膜的衍射峰具有最小的半峰全宽,最大的晶粒尺寸。X射线光电子能谱测试结果表明:Mn2 离子已经取代了氧化锌晶格中的部分Zn2 ,但还掺杂有少量的MnO2分子;处在1 021 eV的Zn 2p3/2能级只有单一的Zn2 ;而O2 -则来自Zn-O和Mn-O。由于伯斯坦-莫斯效应,Zn0.93Mn0.07O薄膜光吸收跃迁过程只能在价带态和费密能级附近及以上的导带空态之间发生,其吸收谱线显示,与纯ZnO薄膜吸收谱线相比,产生了蓝移现象。同时还伴随有导带尾跃迁的发生,研究表明,这是由3d5多重能级的d-d跃迁而引起的。经过计算,在氧分压为0.4的时,Zn0.93Mn0.07O薄膜的禁带宽度是最大的,这可能是由交换作用的减弱而引起的。     

An Electroluminescence Delay Time Model of Bilayer Organic Light-Emitting Diodes

Based on the mechanism of injection, transport and recombination of the charge carriers, we develop a model to calculate the delay time of electroluminescence （EL） from bilayer organic light emitting diodes. The effect of injection, transport and recombination processes on the EL delay time is discussed, and the relationship between the internal interface barrier and the recombination time is revealed. ＂]~he results show that the EL delay time is dominated by the recombination process at lower applied voltage and by the transport process at higher applied voltage. When the internal interface barrier varies from 0.15 eV to 0.3 eV, the recombination delay time increases rapidly~ while the internal interface barrier exceeds about 0.3eV~ the dependence of the recombination delay time on applied voltage is almost undiversified, which may serve as a guideline for designing of a high-speed EL response device.     

光声池中微弱光声信号检测

大气中的污染源气体含量很少, 用光声光谱对其进行监测得到的光声信号极其微弱. 本文首先分析微弱信号产生机理, 在分析Holmes Duffing方程的基础上, 提出了适合光声池微弱信号检测的变尺度差分方法. 该方法通过对信号进行尺度变换, 再做差分来检测微弱信号. 理论分析和实验表明, 变尺度差分方法能很好地抑制系统相空间的共模噪声, 而且能很好地凸显混沌状态临界值. 变尺度差分方法测出的信号相对误差都小于5%, 说明其可以用于较高频率、 相位和频率都未知的微弱光声信号幅值检测. 关键词： 光声光谱 微弱信号 幅值 Duffing     

Wavelength modulation spectroscopy at 1530.32 nm for measurements of acetylene based on Fabry–Perot tunable filter

Sensitive detection of acetylene(C_2H_2) is performed by absorption spectroscopy and wavelength modulation spectroscopy(WMS) based on Fiber Fabry–Perot tunable filter(FFP-TF) at 1530.32 nm. After being calibrated by Fiber Bragg Grating(FBG), FFP-TF is frequency-multiplexed and modulated at 20 Hz and 2.5 kHz respectively to achieve wavelength modulation. The linearity with 0.9907 fitting coefficient is obtained by measuring different concentrations in a 100 ppmv–400 ppmv range. Furthermore, the stability of the system is analyzed by detecting 50 ppmv and 100 ppmv standard gases for 2 h under room temperature and ambient pressure conditions respectively. The precision of 11 ppmv is achieved by calculating the standard deviation. Therefore, the measuring system of C_2H_2 detection can be applied in practical applications.