最新刊期
      2015年第36卷第2期

        材料合成及性能

      • 陈卓, 薄淑晖, 田昌勇, 甄珍, 刘新厚
        2015, 36(2): 129-134. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0129
        摘要：设计并合成了掺杂不同Nd3+离子浓度的氟化镧纳米颗粒,并用油酸进行了表面修饰,使得这类纳米颗粒可分散于常见的有机溶剂中形成透明、均一、稳定的溶液.对纳米颗粒的结构、晶相以及发光性能进行了表征.固体和溶液材料在1 060 nm都有强的发射峰,说明纳米晶格可有效地保护Nd3+离子免受外界环境对发光的猝灭影响.纳米颗粒有机溶液的吸收损耗和散射损耗测试结果表明,其总损耗系数能够满足激光介质材料的损耗要求,为该材料的实用化打下了基础.

          
        关键词：稀土;纳米发光材料;共沉淀法;液体激光介质   
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        更新时间：2020-08-12

      • 制备红色硅氮化物发光材料的专利综述

        张亚平
        2015, 36(2): 135-140. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0135
        摘要：随着LED技术的发展,红色硅氮化合物M2Si5N8(M=Ca,Sr,Ba)发光材料逐渐成为了重要的三基色发光材料,有关M2Si5N8发光材料的专利申请逐渐增加,其广阔的应用前景已经引起国内外极大的关注.为了更全面地把握M2Si5N8发光材料的专利申请态势,有利于科学研究和技术进步,本文首次综述了M2Si5N8发光材料的专利申请量和重要申请人,以及该材料的制备工艺方面的基础发明专利的技术演进.从改善红色硅氮化合物M2Si5N8发光性能的角度,对该材料的制备方法进行了分类,并分析了不同方法的优缺点,归纳了有关该材料制备方面的发明点.该综述有助于为本领域技术人员了解发光材料相关行业的技术发展动态、进行专利的有效开发和保护提供一些启示.

          
        关键词：发光材料;制备;专利综述;M2Si5N8   
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        更新时间：2020-08-12

      • 水热合成碳颗粒的结构和发光性能

        王必本, 朱满康, 汪浩, 李琳, 王毅
        2015, 36(2): 141-146. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0141
        摘要：用生物试剂氨基葡萄糖盐酸盐和葡萄糖在水溶液中合成了碳颗粒,用场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、显微Raman光谱仪和傅立叶红外光谱仪对样品的结构和组成进行了研究.结果表明,碳颗粒是球形非晶结构,直径为0.3~1.4 μm.利用He-Cd激光器的325 nm线,在显微Raman 光谱仪中对碳颗粒的光致发光(PL)性能进行了研究.光谱显示出中心在420 nm的弱的蓝色PL带、中心在575 nm和650 nm的强而宽的绿光和红光PL带,它们分别与官能团和带与带之间的跃迁有关.绿光和红光PL带的宽化与sp2碳颗粒的非均匀性有关.

          
        关键词：水热合成;碳颗粒;光致发光   
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        更新时间：2020-08-12
      • 张长江, 王保安, 王银超, 王延泽, 马健, 毛智勇, 苏柳, 孙亮, 王达健
        2015, 36(2): 147-151. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0147
        摘要：采用工业频率为2.45 GHz的高温微波法制备了纯基质相的CaS:Eu2+红色发光材料,激发波段为410~580 nm,发射峰值波长为654 nm.在微波输入功率为1.0~1.1 kW的条件下,可以获得纯基质相CaS:Eu2+发光材料;在1.2~1.3 kW功率范围,获得的样品中含有CaO杂质相,且颗粒团聚严重.其中,1.1 kW制备的CaS:Eu2+样品相纯度最高,发光性能最优.微波功率的变化本质上揭示了固体颗粒的介电损耗因子及其加热特性的变化,体系涉及的非平衡反应机制促使了纯基质相的形成,并影响材料晶相结构、粒径、形貌和发光性能.结果显示,高温微波制备技术通过控制输入功率及其物料的介电损耗性质,能够获得纯基质相并且颗粒小、团聚少的荧光粉.

          
        关键词：高温微波合成;荧光粉;CaS:Eu2+   
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        更新时间：2020-08-12

      • 乙醇对纳米多孔氧化铝薄膜光致发光特性的影响

        邓保霞, 李国栋, 张雅晶, 王倩
        2015, 36(2): 152-156. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0152
        摘要：采用二次阳极氧化法,用乙醇与草酸的混合溶液制备纳米多孔氧化铝薄膜.扫描电子微镜结果显示,乙醇与草酸混合溶液中制备的氧化铝薄膜形貌更规整,有序度更高.光致发光测试结果表明,该混合电解液制备的薄膜的光致发光强度有明显的提高,且随乙醇浓度的增加,发光强度逐渐增大.结合红外反射光谱及X光电子能谱对上述实验现象进行了分析,为多孔氧化铝薄膜掺杂和改善其发光特性提供了新的思路.

          
        关键词：纳米多孔氧化铝薄膜;乙醇;光致发光   
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        更新时间：2020-08-12

      • 反相微乳液法制备尺寸可调的高荧光碳量子点

        董英鸽, 杨金龙, 丁艳丽, 魏志佳, 胡胜亮
        2015, 36(2): 157-162. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0157
        摘要：在反相微乳液体系中,以抗坏血酸作为碳源制备具有高强度荧光的碳量子点.实验中通过调整水和表面活性剂的量比实现对碳量子点尺寸大小的控制,利用十六烷基胺修饰碳量子点.当激发波长为360 nm时,碳量子点的量子产率最高为47%.当水和表面活性剂的量比从20增加到50时,碳量子点的尺寸也随之而增大.

          
        关键词：碳量子点;反相微乳液;尺寸可调   
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        更新时间：2020-08-12

      • 水溶性β-NaY(Gd)F4:Yb3+/Er3+纳米棒的水热合成及生物偶联

        肇欣, 孙振刚, 张伟, 华瑞年
        2015, 36(2): 163-168. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0163
        摘要：以聚乙烯亚胺(PEI)为表面活性剂,采用水热合成法,制得了表面氨基修饰的水溶性β-NaY(Gd)F4:Yb3+/Er3+纳米棒,并对β-NaY(Gd)F4:Yb3+/Er3+上转换纳米棒的制备方法、条件等进行了考察.结果表明,当Gd3+的引入摩尔分数为40%时,200 ℃下反应8 h即可获得纯β-NaY(Gd)F4:Yb3+/Er3+纳米棒.利用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜 (SEM)、透射电子显微镜(TEM)、荧光光谱(PL)对样品的结构、形貌及光谱特性进行了表征.结构和形貌分析结果表明,制得的样品为单相β-NaY(Gd)F4:Yb3+/Er3+纳米棒,纳米棒的截面粒径约为40 nm,平均长度约为210 nm.在980 nm波长激发下,样品的上转换发光光谱中出现了4个发射中心位于407,529,546,660 nm的发射带,分别对应于Er3+离子的2H9/2→4I15/2、2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁.采用戊二醛法,使β-NaY(Gd)F4:Yb3+/Er3+上转换纳米棒表面的氨基与牛血清蛋白(BSA)分子中的氨基成功偶连在一起.利用紫外光谱分析(UV)和考马斯亮蓝法,对二者的偶联进行了证明.

          
        关键词：β-NaY(Gd)F4:Yb3+/Er3+;上转换发光;生物偶联   
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        更新时间：2020-08-12

      • 烧结温度对Eu3+在羟基磷灰石中发光性能的影响

        乔荫颇, 李思媛, 殷海荣, 张攀, 李艳肖, 高赛, 刘晶
        2015, 36(2): 169-175. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0169
        摘要：采用化学沉淀法制备了一系列Eu3+掺杂的羟基磷灰石样品,并在不同温度下对样品进行了烧结.使用X射线衍射、红外光谱以及荧光光谱等对样品的结构及发光特性进行了研究.分析表明,烧结对Eu掺杂羟基磷灰石的结构及结晶度产生了影响.在394 nm激发下,样品出现Eu的特征发射,掺杂摩尔分数一定时,随烧结温度增加,样品的荧光发光强度先增大后减小,在500 ℃达到峰值.其荧光寿命随烧结温度的升高而延长.此外,样品中电偶极跃迁与磁偶极跃迁强度之比(IR:IO)也随烧结温度的增加先增大后减小.分析表明,烧结温度的改变通过晶体结构对样品的荧光特性以及掺杂取代位置产生了影响.

          
        关键词：羟基磷灰石;铕掺杂;烧结温度;荧光寿命   
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        更新时间：2020-08-12

      • Bi2S3/BiOCl复合光催化剂的水热合成及其高活性

        李慧泉, 朱良俊, 孙倩, 王高, 苗慧, 崔玉民, 郏青峰
        2015, 36(2): 176-185. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0176
        摘要：采用一种简便的水热法在433 K的温度下成功合成了具有不同Bi2S3质量分数的Bi2S3/BiOCl复合光催化剂,利用各种技术对其进行了表征.在紫外光照射下,以甲基橙水溶液的光催化降解为模型反应,评价了Bi2S3/BiOCl复合光催化剂的活性.研究结果表明:与纯Bi2S3和纯BiOCl相比,Bi2S3/BiOCl样品明显具有更高的光催化性能,尤其当Bi2S3在Bi2S3/BiOCl中的质量分数为26.5%时,Bi2S3/BiOCl复合催化剂的光催化活性与商业P25(TiO2)的活性非常接近,而这种商业P25在紫外光照射下是公认的高效光催化剂.这种明显提高的光催化活性主要归功于光生电子和空穴在Bi2S3和BiOCl形成异质结界面上的有效转移,降低了电子-空穴对的复合.

          
        关键词：水热法;Bi2S3/BiOCl;复合光催化剂;甲基橙   
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        更新时间：2020-08-12

      • 水热法制备的Li4-3xEux(MoO4)2微晶及其发光性能

        李涛, 梁鸿霞, 周婷, 钟诚, 冯弘, 刘梦娇, 赖欣, 毕剑, 高道江
        2015, 36(2): 186-191. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0186
        摘要：采用水热法制备了Li4-3xEux(MoO4)2系列红色荧光粉.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM )和荧光分析(FL)对产物的微结构、形貌和发光性能进行表征分析.XRD分析表明,制备的Li4-3xEux(MoO4)2微晶均为白钨矿四方结构.SEM结果显示:随着x的增大,Li4-3xEux(MoO4)2微晶的晶粒尺寸相应减小,在0.2~0.5 μm之间变化.荧光分析结果表明:源于Eu3+的5D0→7F2和5D0→7F1电荷转移的592 nm和614 nm的特征发射峰显现明显,后者的发射强度远远大于前者.随着x的增大,样品中Eu3+的两个特征发射峰的强度先增大后减小,在x=1.0时达到最大.  
        关键词：Li4-3xEux(MoO4)2微晶;水热法;制备;发光性能   
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        更新时间：2020-08-12

        器件制备及器件物理

      • 预制层溅射气压对CIGS薄膜结构及器件的影响

        李光旻, 刘玮, 林舒平, 李晓东, 周志强, 何青, 张毅, 刘芳芳, 孙云
        2015, 36(2): 192-199. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0192
        摘要：研究了金属预制层制备过程中溅射气压对Cu(In1-xGax)Se2(CIGS)薄膜及电池器件性能的影响.通过调节溅射气压改变预制层的结晶状态及疏松度与粗糙度,在合适的预制层结构下,活性硒化热处理过程中,可使Ga有效地掺入到薄膜中形成优质的CIGS固溶体.高溅射气压会使预制层过于致密,呈现非晶态趋势.经活性硒化热处理后,CIGS薄膜容易产生CIS与CGS"两相分离"现象,从而导致CIGS薄膜太阳电池的开路电压和填充因子降低,电池转换效率由10.03%降低到5.02%.

          
        关键词：溅射气压;粗糙度;CIGS固溶体   
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        更新时间：2020-08-12

      • Au电极厚度对MgZnO紫外探测器性能的影响

        孙华山, 刘可为, 陈洪宇, 范明明, 陈星, 李炳辉, 申德振
        2015, 36(2): 200-205. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0200
        摘要：利用分子束外延设备(MBE)制备了MgZnO薄膜.X射线衍射谱、紫外-可见透射光谱和X射线能谱表明薄膜具有单一六角相结构,吸收边为340 nm,Zn/Mg组分比为62:38.采用掩膜方法使用离子溅射设备,在MgZnO薄膜上制备了Au电极,并实现了Au-MgZnO-Au结构的紫外探测器.通过改变溅射时间,得到具有不同Au电极厚度的MgZnO紫外探测器.研究结果表明:随着Au电极厚度的增加,导电性先缓慢增加,再迅速增加,最后缓慢增加并趋于饱和;而Au电极的透光率则随厚度的增加呈线性下降.此外,随着Au电极厚度的增加,器件光响应度先逐渐增大,在Au电极厚度为28 nm时达到峰值,之后逐渐减小.

          
        关键词：MgZnO;紫外探测器;Au电极;厚度   
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        更新时间：2020-08-12
      • 李鹏, 骆永石, 范镝, 高颉, 张黎明, 李斌
        2015, 36(2): 206-212. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0206
        摘要：将具有氨基功能团的不对称中位四苯基卟啉以共价嫁接的形式固载于介孔二氧化硅薄膜.当将含有卟啉化合物的介孔薄膜材料置于酸性或碱性溶液中并取出时,卟啉在酸性或碱性环境中的状态会被完整的保存下来,进而实现对具有逻辑记忆功能的反馈回路(Feedback loop)的模拟.这种分子逻辑器件兼具了介孔薄膜材料的优异性质:相对较大的表面积不但有利于输入介质与响应单元更有效地接触,还有益于输入介质的彻底清除,避免其残留下来影响下次逻辑输入;周期性排布的均一孔道结构更加有利于器件的后期加工;高的透过性使得输出(Output)更容易被光学仪器所检测.

          
        关键词：卟啉;分子逻辑;时序逻辑;介孔分子筛薄膜;共价接   
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        更新时间：2020-08-12

      • 双有源层结构掺硅氧化锌薄膜晶体管的电特性

        莫淑芬, 刘玉荣, 刘远
        2015, 36(2): 213-218. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0213
        摘要：为降低氧化锌薄膜晶体管(ZnO-TFT)的关态电流(Ioff),提高开关电流比(Ion/Ioff),采用磁控溅射法制备掺硅氧化锌薄膜晶体管(SZO-TFT)和SZO/ZnO双层有源层结构的TFT器件,研究了Si含量对SZO薄膜透光性和SZO-TFT电性能的影响,比较了单层与双层有源层结构TFT器件的电特性.与ZnO-TFT相比,SZO-TFT的Ioff低2个数量级,最低达1.5×10-12 A;Ion/Ioff高两个数量级,最高达7.97×106.而SZO/ZnO双有源层结构的TFT器件可在不降低载流子迁移率的情况下,Ion/Ioff比ZnO-TFT提高近两个数量级,有效改善了器件的整体性能.

          
        关键词：薄膜晶体管;氧化锌;硅掺杂;双层有源层   
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        更新时间：2020-08-12
      • 李菀丽, 武聪伶, 苗艳勤, 李源浩, 王华, 郭鹍鹏
        2015, 36(2): 219-224. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0219
        摘要：以二氧化钛改性8-羟基喹啉铝复合材料(TiO2-Alq3)为发光层制备了有机电致发光器件(OLED).在器件未封装条件下,复合材料TiO2-Alq3制备的器件较纯Alq3制备的器件抗老化性能有所提高.通过化学计量比调控,当钛酸四丁酯与硫酸铝的投料比为1:10时制备的复合材料TiO2-Alq3可获得抗老化性能最优的OLED器件.在空气中老化48 h后,该器件亮度仍保持在起始亮度的89.7%,电流效率保持在起始值的76.6%,而纯Alq3制备的OLED器件在同样测试条件下已失活.

          
        关键词：Alq3;TiO2;复合材料;OLED;抗老化   
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        更新时间：2020-08-12

      • 石英光子晶体光纤中高功率中红外超连续谱的产生

        高娟娟, 李夏, 高松, 薛天峰, 胡丽丽, 高伟清, 廖梅松
        2015, 36(2): 225-230. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0225
        摘要：非石英光纤在产生大功率超连续谱方面存在难以克服的局限性.本文首次报道了采用石英光纤产生大功率中红外超连续谱.精心设计光纤结构使色散有利于超连续谱向中红外波段展宽,同时保证相对较大的芯径以承受较高的泵浦功率.合理选择光纤长度,在保证光谱展宽到3.4 μm的情况下使光纤损耗的影响降低到最小限度.研究表明,在1.95 μm皮秒脉冲泵浦下,采用色散适宜的石英光子晶体光纤可以产生20 dB带宽覆盖1 550~3 420 nm的超连续谱.超连续谱的平均功率可达56.6 W.

          
        关键词：非线性光学;中红外;超连续谱;石英光子晶体光纤   
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        更新时间：2020-08-12

        发光学应用及交叉前沿

      • 纳米Ag颗粒复合薄膜的制备及其吸收特性

        赵亚丽, 李克训, 马富花, 孙继伟, 谷建宇, 魏学红
        2015, 36(2): 231-236. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0231
        摘要：利用磁控溅射分层制备Ag和SiO2薄膜,通过快速热处理,使Ag颗粒富集在复合薄膜的表面.研究了Ag膜层厚度、退火时间、退火温度和退火方式对Ag颗粒形貌的影响,以及Ag颗粒致密度对其共振吸收的影响.结果表明:通过控制每层Ag膜的厚度,可有效控制Ag颗粒形貌.当每层金属为2 nm、退火温度为500 ℃时,形成的颗粒粒径大小均匀且致密度较高.通过间断退火可有效降低Ag颗粒的粒径.发现Ag颗粒表面等离子共振吸收并没有随颗粒粒径的减小而明显降低,甚至提高.这和以往的报道不同.通过深入研究金属颗粒表面等离子体产生机理,发现其表面等离子共振吸收增强的原因是致密度较高的颗粒表面能级与费米能级差值较大,Ag颗粒内部的电子向颗粒表面迁移越多,形成新的费米能级E'F的电子数就越多,表面等离子共振吸收就越强.最终得出了金属颗粒共振吸收不单纯依赖于金属粒径、和颗粒的致密度也有很大关系的结论.

          
        关键词：颗粒致密度;表面等离子体;退火;费米能级;共振吸收   
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        更新时间：2020-08-12

      • 不同光环境下暗适应及辨色能力的实验研究

        余彬彬, 金尚忠, 朱伯明, 陈建锋
        2015, 36(2): 237-241. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0237
        摘要：为了研究船舶驾驶舱内光环境和仪表指示仪器颜色之间的识别关系,进行了暗适应和颜色辨识能力实验,并对实验结果进行了分析.结合我国船舶工业中对光环境及暗适应的处理,得出船舶驾驶员在不同光环境下对颜色辨识能力的关系.通过实验,以人对颜色的主观识别能力和光环境变化作为衡量指标,发现在满足暗适应条件的同时,对提高暗适应能力的红色白炽灯进行掺白光改造,并且对仪表指示器外涂颜色的亮度加以规定,可以使船舶驾驶员有效减少对仪器仪表的误判和误操作.

          
        关键词：船舶照明;视觉工效;暗适应;光环境   
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        更新时间：2020-08-12

      • 0.5 μm工艺CMOS有源像素传感器的总剂量辐射效应

        汪波, 李豫东, 郭旗, 刘昌举, 文林, 孙静, 玛丽娅
        2015, 36(2): 242-248. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0242
        摘要：采用60Co-γ射线对某国产0.5 μm CMOS N阱工艺CMOS有源像素传感器(APS)的整体电路和像素单元结构进行了电离总剂量辐射效应研究,重点考察了器件的饱和输出信号、像素单元输出信号、暗信号等参数的变化规律.随着辐射剂量的增大,饱和输出信号逐渐减小且与像素单元饱和输出信号变化基本一致;暗信号随总剂量的增大而显著增大.研究结果表明,0.5 μm工艺CMOS APS电离总剂量辐射效应引起参数退化的主要原因是光敏二极管周围的整个LOCOS(Local oxidation of silicon)隔离氧化层产生了大量的辐射感生电荷.

          
        关键词：电离总剂量辐射效应;CMOS 有源像素传感器;饱和输出信号;像素单元结构;LOCOS隔离   
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        更新时间：2020-08-12

      • ZnO/ZnS核-壳量子点的双光子吸收效应

        刘姝妤, 钟绵增, 孟秀清, 李京波, 王沅倩, 肖思, 何军
        2015, 36(2): 249-255. DOI: 10.3788/fgxb20153602.0249
        摘要：利用飞秒激光Z-扫描与泵浦-探测技术,研究了室温下ZnO/ZnS与ZnO/ZnS/Ag核-壳胶体量子点的双光子吸收效应.研究发现:ZnO基核-壳量子点的本征双光子吸收系数比ZnO体材料增大了3个数量级;测量得到的660 nm处的ZnO/ZnS核-壳量子点双光子吸收截面约为4.3×10-44 cm4·s·photon-1,比相应的ZnS、ZnSe及 CdS量子点大2个数量级;当ZnO/ZnS核-壳量子点镶嵌了银纳米点时,非线性吸收有所增强.ZnO基复合纳米结构的双光子吸收增强可归因于量子限域与局域场效应.

          
        关键词：双光子吸收;ZnO/ZnS核-壳量子点;Z-扫描技术   
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        更新时间：2020-08-12
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