最新刊期
      2015年第36卷第7期

        材料合成及性能

      • 半导体聚合物纳米荧光探针的制备及生物应用研究进展

        张佳楠, 常开文, 李琼, 孙凯, 尹升燕, 吴长锋
        2015, 36(7): 725-737. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0725
        摘要：半导体聚合物作为功能有机高分子材料被广泛应用于有机光电子器件领域的研究。近年来由半导体聚合物构成的荧光纳米粒子引起了广泛的研究兴趣。这类新型纳米探针具有光学吸收截面大、量子效率高、辐射跃迁速率快、光稳定性好等特性,在荧光成像和生物传感等领域获得了重要应用。本文简要概述了近年来半导体聚合物纳米粒子的研究进展,包括其光物理性质、表面功能化以及在细胞标记、体内成像、生物传感、单粒子示踪、药物输送和光动力学疗法等领域的应用。

          
        关键词：半导体聚合物;量子点;荧光探针;单粒子示踪;生物成像   
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        更新时间：2020-08-12

      • 飞秒激光诱导的Mn2+ 掺杂锗酸盐玻璃上转换发光

        张扬, 钱静, 李鹏飞, 鲍宗杰, 王承伟, 赵全忠
        2015, 36(7): 738-743. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0738
        摘要：研究了室温下的飞秒激光诱导过渡金属Mn2+ 掺杂锗酸盐玻璃的上转换发光现象。样品的激发光谱与发射光谱表明,激发过程是能级6A(6S)→4E(4G)/4A1(4G)的跃迁,该过程源于Mn2+ 离子的4T1(4G) → 6A1(6S)跃迁。由409 nm单色光激发样品得到的发射光谱与800 nm飞秒激光激发的光谱相一致。通过分析飞秒激光泵浦功率密度与荧光强度的依赖关系以及飞秒激光辐照样品前后的吸收谱,认为该上转换过程为双光子同时吸收过程。随着Mn2+浓度的提高,上转换发光的中心波长发生红移。

          
        关键词：上转换荧光;双光子吸收;飞秒激光;Mn2+ ;同时吸收   
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        更新时间：2020-08-12

      • MOVPE生长GaN的表面反应机理

        辛晓龙, 左然, 童玉珍, 张国义
        2015, 36(7): 744-750. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0744
        摘要：利用量子化学的DFT理论,对MOVPE生长GaN薄膜的表面初始反应机理进行研究。通过计算GaCH3和NH3在GaN(0001)-Ga面的4种吸附位的能量曲线发现,GaCH3在各吸附位的吸附能差值不大,因此容易在表面迁移;而NH3在各吸附位的吸附能差值较大,最稳定吸附位为Top位,迁移到其他位置需要克服较大能垒。在此基础上,提出了以NH3和 GaCH3为表面生长基元,在GaN(0001)-Ga面连续生长,最终形成环状核心的二维生长机理:在环状核心形成过程中,第1个GaN核生长需要3个NH3和1个GaCH3,可表示为Ga(NH2)3。第2个GaN核生长可利用已有的1个N作为配位原子,故只需2个NH3和1个GaCH3。2个GaN核可表示为(NH2)2Ga-NH-Ga(NH2)2。第3个GaN核生长可利用已有的2个N作为配位原子,故只需要1个NH3和1个GaCH3。3个GaN核构成环状核心,可表示为Ga3(NH)3(NH2)3。后续的生长将重复第2个核和第3个核的生长过程,从而实现GaN薄膜的连续台阶生长。

          
        关键词：GaN薄膜;MOVPE;DFT;表面反应   
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        更新时间：2020-08-12

      • GdBO3:Pr3+,Yb3+中Pr3+到Yb3+的能量传递及发光性质

        朱凡, 由芳田, 时秋峰, 彭洪尚, 黄世华
        2015, 36(7): 751-756. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0751
        摘要：采用高温固相法制备了一系列单掺或双掺Pr3+和Yb3+的GdBO3材料,分别测试分析了材料的物相结构和发光性质。在446 nm蓝光(Pr3+:3H4→3P2)激发下,检测到Yb3+的近红外特征发射,表明样品中存在Pr3+到Yb3+的能量传递。Pr3+的掺杂浓度一定时,样品的发光会随着Yb3+掺杂浓度的改变而发生变化。通过对比不同掺杂情况下Pr3+:3P0能级的衰减曲线,发现随着Yb3+的掺杂浓度的增加,该能级的荧光寿命不断缩短;同时利用不同条件下的衰减特性计算得出不同Yb3+掺杂浓度样品的能量传递效率。用Inokuti-Hirayama模型分析表明Pr3+-Yb3+能量传递类型为偶极子-偶极子相互作用。

          
        关键词：近红外发光;能量传递;稀土离子;GdBO3   
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        更新时间：2020-08-12

      • 铕原子Rydberg态的场电离研究

        张婧, 沈礼, 戴长建
        2015, 36(7): 757-762. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0757
        摘要：利用三步激光共振激发结合场电离探测技术,系统地研究了铕原子归属于第一电离限4f76s 9S4的4f76snp Rydberg态的场电离过程,得到了铕原子 4f76snp Rydberg 态的场电离光谱图。在光激发之后施加脉宽为0.2 μs的脉冲电场,连续扫描电压得到场电离过程图。从4f76snp Rydberg态的场电离过程图谱中,可以精确地获得态的场电离阈,观察电场逐步从0到3 kV变化时原子的演化过程。特别是,受黑体辐射的影响,一些结构出现在了场电离光谱图上。

          
        关键词：铕原子;Rydberg态;场电离;场电离阈   
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        更新时间：2020-08-12

      • 不同有机碱对铕-2-羟基喹啉-4-羧酸配合物发光性能的影响

        朱乾华
        2015, 36(7): 763-768. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0763
        摘要：分别在有机碱三乙胺、三丙胺和三丁胺的作用下,使用2-羟基喹啉-4-羧酸(H2hqc) 与EuCl3·6H2O反应制备了3种配合物Eu(Hhqc)3(TEL)、Eu(Hhqc)3(TPL) 和Eu(Hhqc)3(TBL)。通过元素分析、热重分析、摩尔电导率、紫外光谱、荧光光谱、荧光寿命和量子产率等对配合物进行了表征。所有配合物均在580,592,613,654,702 nm附近产生5条谱带,为Eu3+的特征发射,归属为5D0→7FJ(J=0, 1, 2, 3, 4)能级间的跃迁,荧光寿命分别为2.22,3.29,3.31 ms,量子产率分别为0.011,0.019,0.028。随着有机胺碳链长度的增加,配合物的荧光强度依次增大,表明有机碱参与了配合物的分子组成。

          
        关键词：铕配合物;有机胺;2-羟基喹啉-4-羧酸;荧光寿命;量子产率   
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        更新时间：2020-08-12

      • 基于Er3+:YAlO3/TiO2的可见光催化降解室内甲醛

        周娴, 董山山, 董双石, 刘耀辉, 万立东
        2015, 36(7): 769-774. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0769
        摘要：为使TiO2能够在可见光下发挥其于紫外激发的高光催化活性降解室内甲醛,采用水热处理法将TiO2与掺杂稀土离子Er3+的上转换发光剂Er3+:YAlO3结合,制备具有可见光响应的Er3+:YAlO3/TiO2光催化剂,并对其进行了表征分析。结果表明,TiO2以锐钛矿为主,且Er3+:YAlO3可有效地将可见光上转换至可激发TiO2的紫外光。在箱式反应器中进行光催化降解气态甲醛,研究了甲醛初始浓度与催化剂用量对甲醛降解效率的影响。结果表明,该光催化反应的假一级反应速率常数(kapp)与甲醛初始浓度成正相关,而随催化剂用量的增加先升高后降低。当甲醛初始浓度为0.058 mg/m3、催化剂用量为0.122 4 g/L时,kapp最大为3.65×10-3 min-1。该反应符合Langmuir-Hinshelwood模型,反应速率常数为5×10-8 mg/(L·min)。

          
        关键词：上转换发光剂;TiO2;可见光催化;甲醛   
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        更新时间：2020-08-12

      • 微乳液法合成的Eu3+掺杂La2(MoO4)3材料及其发光性能

        丁益, 方辉, 张峰君, 解文杰, 张奇才, 靳廷甲
        2015, 36(7): 775-781. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0775
        摘要：在微乳体系(十六烷基三甲基溴化氨/水/戊烷/戊醇)协助下,采用钼酸钠和硝酸镧通过微乳反应制备了具有不同微结构的La2(MoO4)3。在表面活性剂CTAB浓度由0.2 mol/L增加到0.4 mol/L的过程中,La2-(MoO4)3的结构由蚕蛹状逐渐转变成近球形。经800 ℃煅烧处理4 h后的La2(MoO4)3:Eu3+材料通过396 nm紫外光激发,发射出由5D0→7F2的受迫电偶极跃迁产生的波长为617 nm红光,且当Eu3+掺杂摩尔分数达到20%时,发光强度达到最大。

          
        关键词：微乳液;La2(MoO4)3:Eu3+;发光性能   
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        更新时间：2020-08-12

      • 无水碳酸钠作为碱和纳米核制备的新型稀土铽配合物

        金凤, 张文军, 陶栋梁, 蒋雪月, 张宏, 崔玉民, 张坤, 王永忠, 徐怡庄
        2015, 36(7): 782-787. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0782
        摘要：以无水碳酸钠作为碱和内核,通过其与稀土铽离子及有机配体乙酰水杨酸(aspirin)反应得到了新型的铽配合物复合碳酸钠核壳荧光材料。荧光显微图像表明该复合荧光材料具有明亮的绿色荧光,发射光谱显示有铽离子的特征发射峰。材料的激发光谱随着碳酸钠用量的改变而发生变化,说明铽配合物在碳酸钠表面的结构并非是单一的,会随着碳酸钠的用量而发生改变。复合材料的荧光强度随着碳酸钠用量的增多而呈现下降的趋势,平均荧光寿命随着碳酸钠用量的增多呈现上升的趋势。

          
        关键词：碳酸钠;铽配合物;荧光;荧光寿命;核壳结构   
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        更新时间：2020-08-12

        器件制备及器件物理

      • 邹润秋, 秦文静, 张强, 杨利营, 曹焕奇, 印寿根
        2015, 36(7): 788-794. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0788
        摘要：将银纳米片引入有机太阳能电池,增强了器件的光吸收及光电转换效率。制备得到了具有不同等离子共振吸收特性的银纳米片。当银纳米片的等离子共振吸收与活性层的吸收相匹配时,器件的光电流显著增强。通过改变银纳米片与活性层之间的距离,研究了等离子体共振增强电磁场的传递特性。两者的距离越近则耦合入活性层的电磁场越强,器件的光电流越高。经优化后,以P3HT:PCBM为活性层的有机太阳能电池的光电转换效率由3.04%增长到3.82%,提高了26%。

          
        关键词：表面等离子体效应;银纳米片;能量转换效率;有机太阳能电池   
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        更新时间：2020-08-12

      • 单层密集ZnO纳米棒阻变器件的导电机制

        王雪亮, 徐建萍, 石少波, 张晓松, 张旭光, 赵相国, 石鑫, 李淑彬, 李岚
        2015, 36(7): 795-800. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0795
        摘要：制备了一种具有多级存储效应的密集ZnO纳米棒阵列阻变存储器件,借助I-V曲线和荧光光谱分析了器件的电流传导机制和阻变机制,发现器件在不同的电阻态下分别属于欧姆传导和空间电荷限制电流(SCLC)传导机制。正向电场作用使纳米棒表面耗尽区的氧空位V++密度增大,完善了电子传输的导电细丝通道,器件实现了由高阻态向低阻态的转变;在反向电压作用下,导电通道断裂,器件恢复到高阻态。

          
        关键词：ZnO纳米棒;荧光光谱;氧空位;导电细丝通道   
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        更新时间：2020-08-12

      • 大直径光纤端帽的制作与熔接

        朱心宇, 王国政, 王蓟, 马威, 张野, 张辰, 陈明
        2015, 36(7): 801-805. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0801
        摘要：为了避免高功率光纤激光器输出的激光对双包层光纤端面造成损伤,设计并制作了光纤端帽。使用新型CO2激光器光纤熔接机完成了双包层光纤与端帽的熔接,研究了双包层光纤与端帽熔接的相关工艺与方法。利用高功率连续激光对端帽的性能进行了测试,实验结果表明,熔接有光纤端帽的双包层光纤可以承受507 W连续激光的输出并且没有发生损伤。熔接有端帽的光纤激光器的斜率效率为64.05%,光束质量与未熔接有端帽时相同。

          
        关键词：激光技术;光纤端帽;CO2激光熔接;高功率连续光纤激光器   
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        更新时间：2020-08-12

      • Si/SiO2高对比光栅参数对反射率的影响

        李秀山, 宁永强, 张星, 贾鹏, 陈泳屹, 秦莉, 刘云, 王立军
        2015, 36(7): 806-810. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0806
        摘要：为解决850 nm波长VCSEL表面的GaAs/空气材料的高对比亚波长光栅(HCGs)稳定性差的问题,设计了基于Si/SiO2材料的高对比亚波长光栅。研究了850 nm波长高稳定、高反射率(>99.5%)的高对比亚波长矩形光栅参数的变化对反射率的影响。利用有限元分析软件计算了Si/SiO2高对比亚波长光栅的高度、填充因子、周期、刻蚀深度及光栅倾角等各个参数的变化对850 nm的反射率影响。计算结果表明:当波长为850 nm的TE光从SiO2正入射到矩形HCGs且只有在光栅的倾角大于88°的小范围内变化时,HCGs的反射率才大于0.995,而光栅的其他参数对HCGs反射率的影响可以忽略不计。

          
        关键词：光栅;高对比亚波长光栅;高反射率;有限元分析   
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        更新时间：2020-08-12

      • 快速退火对PLD法制备SnS薄膜结构和光学性质的影响

        刘磊, 马明杰, 刘丹丹, 郭慧尔, 史成武, 梁齐
        2015, 36(7): 811-820. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0811
        摘要：利用脉冲激光沉积(PLD) 法在玻璃基片上室温生长SnS 薄膜,并在Ar气保护下分别在200,300,400,500,600 ℃对薄膜进行快速退火处理。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、原子力显微镜(AFM)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)、Keithley 4200-SCS半导体参数分析仪研究了快速退火温度对SnS薄膜的晶体结构、表面形貌以及有关光学性质和电学性能的影响。所制备的SnS 薄膜样品沿(111)晶面择优取向生长,退火温度为400 ℃时的薄膜结晶质量最好。薄膜均具有SnS 特征拉曼峰。随着退火温度的升高,薄膜厚度逐渐减小,而平均颗粒尺寸逐渐增大。不同退火温度下的SnS 薄膜在可见光范围内的吸收系数均为105 cm-1量级,400 ℃时退火薄膜的直接带隙为1.92 eV。随着退火温度从300 ℃升高到500 ℃,电阻率由1.85×104 Ω·cm下降到14.97 Ω·cm。

          
        关键词：SnS 薄膜;脉冲激光沉积;快速退火;光学性质   
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        更新时间：2020-08-12

      • 发光层位置对白光有机发光二极管的影响

        向东旭, 李海蓉, 谢龙珍, 杨佳明, 王芳, 员朝鑫, 孙永哲
        2015, 36(7): 821-828. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0821
        摘要：同一种主体材料MADN中混掺不同的掺杂剂,分别制备了两种白光有机发光二极管,测试并研究了它们的发光效率、寿命、发光亮度、电致发光光谱以及色平衡度。结果表明,两种白光器件的性能受发光层的顺序和厚度的影响显著。发光层顺序由阳极到阴极方向为橙/蓝的器件的稳定性要优于发光层顺序为蓝/橙的器件,这是由于橙光发光层中的rubrene对空穴的陷进作用可捕获穿越橙光发光层中的空穴,从而有效地调控了器件内部的电子、空穴浓度的平衡。通过对器件的优化,制得了色坐标为(0.320 1, 0.345 9)的接近标准白光的有机电致发光器件。

          
        关键词：有机电致发光;发光层顺序与厚度;载流子注入;载流子平衡   
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        更新时间：2020-08-12

      • Sr-F共掺杂的SnO2基透明导电薄膜

        吴绍航, 张楠, 郭晓阳, 蒋大鹏, 刘星元
        2015, 36(7): 829-833. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0829
        摘要：利用离子源辅助的电子束热蒸发技术研制了高性能的Sr-F共掺杂SnO2(SFTO)基透明导电薄膜。所制备的SFTO薄膜具有良好的导电性和透过率,电阻率低于3.9×10-3 Ω·cm, 380~2 500 nm波段的平均透过率大于85%,功函数约为5.10 eV。SFTO透明导电薄膜为非晶态薄膜,具有较好的表面平整度(Rq<1.5 nm)。与工业上F掺杂SnO2薄膜的衬底温度(>450 ℃)相比,本文所用的衬底温度仅为300 ℃,有望直接将SnO2基透明导电非晶薄膜制备到柔性的塑料(PI、PAR或PCO)衬底上以获得性能良好的柔性电极。

          
        关键词：透明导电薄膜;无铟;SnO2;半导体掺杂   
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        更新时间：2020-08-12
      • 左红文, 欧阳新华, 王娟, 杨利营, 印寿根, 葛子义
        2015, 36(7): 834-840. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0834
        摘要：设计合成了一种新型A-D-A含芴菲并咪唑和炔基基团的蓝光分子(FI),采用紫外吸收、光致发光光谱和循环伏安对材料进行了表征,发现该物质具有稳定的蓝光发射。采用旋涂的方法制备了非掺杂蓝光有机发光二极管,器件的最大电流效率为1.52 cd·A-1,最大功率效率为0.63 lm·W-1.

          
        关键词：芴的衍生物;湿法加工;蓝光OLED   
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        更新时间：2020-08-12

      • 有机电致发光二极管散热机理模拟研究

        林洋, 张静, 蔡苗, 魏斌, 杨连乔
        2015, 36(7): 841-845. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0841
        摘要：研究了有机电致发光二极管(OLEDs)工作过程中的生热与热传输机制。OLEDs器件产热由载流子复合产生,散热渠道主要由热辐射、对流两部分构成。基于传热学理论计算,发现发光亮度为1 000 cd/m2时,发光占输入功率的15%,热辐射占30%,热对流占55%,器件温度上升了39.4 ℃,并且计算结果与实验数据有良好的匹配。决定器件工作温度的因素有环境、材料、工作功率等。具有不同发光材料的OLEDs器件,其亮度衰减速率不同。

          
        关键词：有机电致发光二极管;热辐射;热对流   
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        更新时间：2020-08-12

        发光学应用及交叉前沿

      • LED板状肋片散热器性能的方向效应

        张建新, 杨庆新, 牛萍娟, 王宁, 蒋怡娜
        2015, 36(7): 846-853. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0846
        摘要：为考察装配板状肋片散热器的多角度照射型LED灯的自然对流散热性能的方向效应,以一款LED投光灯的关键散热结构为研究对象,采用实验测量法验证数值模拟的计算精度,并将数值模拟的温度和流体数据用于分析3种驱动电流和7个出光倾角下最大温升和温度均匀性的散热机制。结果表明:不同倾角下的散热器肋间风道内的流速分布的较大差异,是导致最大温升和温度均匀性变化的根本原因;最高温度点的上、下游流速的差值可用于定量解释温度均匀性的变化规律。不同倾角下肋片间距对最大温升的影响趋势表明:最佳间距附近的散热器性能对倾角的敏感度最高,散热能力的方向效应不容忽视。

          
        关键词：LED散热;自然对流;板状肋片散热器;数值模拟;倾角   
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        更新时间：2020-08-12

      • 化学发光检测光子计数的统计特性

        陈文洋, 邹明强, 刘峰, 李锦丰
        2015, 36(7): 854-859. DOI: 10.3788/fgxb20153607.0854
        摘要：对于增强化学发光酶联免疫分析而言,检测结果、计数效率、信噪比等重要参数不仅与光子计数装置有关,而且与光学发光体系的光子脉冲发射统计过程相关。本文实验测量了增强鲁米诺化学发光体系的光子脉冲的统计特性,并根据其脉冲发射时间统计特性对化学发光光子计数检测装置的设计进行了理论分析。研究结果表明,化学发光的光子脉冲发射间隔呈Weibull分布。

          
        关键词：增强化学发光免疫检测;光子计数;统计分析   
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        更新时间：2020-08-12
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