最新刊期
      2015年第36卷第8期

        材料合成及性能

      • 兼具磁共振响应的碳量子点光致发光材料的构筑和性能

        任先艳, 刘丽华, 李瑜
        2015, 36(8): 861-867. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0861
        摘要：碳量子点作为光功能组分和纳米载体用于构筑磁共振-荧光双模态分子探针的研究才刚刚开始.本文首次以兼作Gd3+源和碳源的钆喷酸单葡甲胺为前驱体,研究了热裂解温度、保温时间和加热速率对前驱体碳化程度、所得产物量子产率和Gd3+掺杂量的影响.结果显示,前驱体在经历合理的热裂解条件(热裂解温度不高于350 ℃)后,可简便地制得Gd3+螯合物掺杂的碳量子点.该碳量子点除了具有优异的发光能力外(量子产率~7.6%),还表现出磁共振响应(纵向弛豫率~6.5 mmol-1·L·s-1),可用作磁共振-荧光双模态分子影像探针.

          
        关键词：碳量子点;Gd3+螯合物;荧光;磁共振;分子影像探针   
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        更新时间：2020-08-12
      • 秦艺颖, 胡志强, 张普涛, 郝洪顺, 聂铭歧, 刘贵山
        2015, 36(8): 868-874. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0868
        摘要：用溶胶-水热法制备了Sm3+掺杂的TiO2粉体(TiO2 :Sm3+),将其按不同质量分数掺杂到P25基体中,制备了具有下转换功能的光阳极,并将其用于染料敏化太阳能电池中,提高了电池的光电性能.荧光光谱显示,TiO2 :Sm3+粉体可以将紫外光转换为570~700 nm的可见光.当下转换光阳极中TiO2 :Sm3+粉体的掺杂质量分数为80%时,短路电流密度达到13.12 mA/cm2,与纯P25光阳极相比,提高了26.5%,转换效率也提高了23.5%.

          
        关键词：染料敏化太阳能电池;溶胶-水热法;TiO2:Sm3+;下转换光阳极;短路电流   
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        更新时间：2020-08-12
      • 吕路, 牛冬梅, 谢海鹏, 曹宁通, 高永立
        2015, 36(8): 875-881. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0875
        摘要：结合紫外光电子能谱(UPS)、X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)等实验手段系统研究了C8-BTBT沉积在层状MoS2基底上的界面能级匹配、薄膜生长和分子取向.研究发现C8-BTBT分子竖直生长在MoS2上,生长过程中界面的真空能级(VL)、最高占据态轨道(HOMO)和电离能(IP)都出现了非常规的弯曲现象.这种能级弯曲行为可归因于直立分子从界面相到体相的转变过程中,其分子倾斜角(θ)存在一定的渐变,这种渐变会在沿表面法线方向诱导出一系列的层间电偶极,最终导致能级的弯曲.同时θ的变化也会改变薄膜的表面极化强度,引起IP的逐渐减小.能级的弯曲在界面处形成类P-N结的效应会对C8-BTBT基电子器件的性能有很大的影响.

          
        关键词：光电子能谱;C8-BTBT;能级匹配;分子取向;薄膜生长   
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        更新时间：2020-08-12

      • YVO4:Eu3+@SiO2核壳结构纳米复合材料的合成与表征

        刘利娜, 张东梅, 张永胜, 臧春和, 唐春娟
        2015, 36(8): 882-887. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0882
        摘要：用沉淀法制备了尺寸约为8 nm的YVO4 :Eu3+纳米粒子,然后用反相微乳液法在YVO4 :Eu3+纳米粒子的表面包覆了一层SiO2壳. 利用XRD、TEM、UV-Vis吸收光谱和光致发光光谱对合成的样品进行了表征.得到的复合物具有较好的核壳结构,通过改变硅酸四乙酯的用量可以改变SiO2壳的厚度.研究了SiO2壳对YVO4 :Eu3+发光性质的影响,结果表明:包覆和未包覆的样品在紫外光激发下都有Eu3+的特征发射;随着SiO2壳厚度的增加,发光强度和量子效率越来越低,Eu3+格位对称性越来越高.

          
        关键词：YVO4 :Eu3+;SiO2;微乳液;核壳;发光   
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        更新时间：2020-08-12

      • Ni/SnO2复合薄膜的制备与光电性能

        何瑞英, 魏长平, 王国栋, 伞靖, 彭春佳
        2015, 36(8): 888-892. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0888
        摘要：采用旋涂法将溶胶-凝胶法制备的Ni/SnO2凝胶在玻璃基底上镀膜,得到了Ni/SnO2复合薄膜,探讨了镍掺杂量、煅烧温度对薄膜结构和形貌的影响.通过X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜等测试手段对Ni/SnO2复合膜的结构和形貌进行表征.结果显示,500 ℃ 下煅烧的薄膜样品的结晶度较高,粒径小,颗粒分布均匀.用紫外-可见分光光度计和四探针电阻仪对其进行光学、电学性能测试,结果显示:适量的Ni掺杂可以提高SnO2薄膜在近紫外光区的吸收,Ni/SnO2薄膜在近紫外光区的吸收随着Ni2+掺杂摩尔分数从5%增加到10%而逐渐减小.当Ni2+掺杂摩尔分数为6%时,Ni/SnO2复合薄膜的导电性能最好.

          
        关键词：Ni/SnO2;复合薄膜;溶胶-凝胶;功能材料   
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        更新时间：2020-08-12
      • 张鹏, 李大光, 刘世虎, 王丽丽
        2015, 36(8): 893-897. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0893
        摘要：采用均相沉淀法制备了Y(OH)3微米颗粒,经1 100 ℃焙烧后制备出具有上转换发光性质的Yb3+- Tm3+-Gd3+共掺的Y2O3微米晶体,讨论了Yb3+ -Tm3+ -Gd3+在Y2O3中能量传递过程及壳层对发光强度的影响.980 nm近红外光激发下的上转换光谱表明,在Yb3+-Tm3+-Gd3+共掺Y2O3体系中,核-壳结构大幅提高了Gd3+离子和Tm3+离子的上转换发光强度,尤其是样品在紫外发光部分的增强相比于可见和红外光部分更为明显.同时,通过研究Tm3+和Gd3+在不同波段的发光强度与泵浦功率的关系探讨了氧化物中上转换发光的机制.

          
        关键词：Y2O3;Gd3+掺杂;上转换发光   
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        更新时间：2020-08-12

        器件制备及器件物理

      • 碳量子点负载TiO2纳米棒阵列的光电化学性能

        石鑫, 徐建萍, 李霖霖, 王昶, 李岚
        2015, 36(8): 898-905. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0898
        摘要：研究了碳量子点负载的TiO2纳米棒阵列光阳极的光电化学过程和光催化行为.实验发现碳量子点的引入使TiO2纳米棒阵列在可见光区域的吸收强度增强,对可见光的响应电流提高3倍,光照下的开路电位增加了2.5%,光生载流子的转移和传输能力得到相应提高.光阳极对亚甲基蓝的降解特性显示,碳量子点的引入使TiO2纳米棒在可见光照射下的催化效率由25%提高到33%.利用电化学交流阻抗谱(EIS)、Mott-Schottky曲线讨论了光影响下的电荷运动过程,表明TiO2纳米棒阵列负载碳量子点后的电荷转移电阻减小,电子寿命增加;碳量子点的负载使TiO2纳米棒的平带电位负移,导带位置提高,电子的还原能力增强.

          
        关键词：碳量子点;TiO2纳米棒阵列;平带电位;光催化   
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        更新时间：2020-08-12

      • 氧化镓薄膜的制备及其日盲紫外探测性能研究

        刘浩, 邓宏, 韦敏, 于永斌, 陈文宇
        2015, 36(8): 906-911. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0906
        摘要：采用射频磁控溅射方法在蓝宝石单晶衬底上沉积氧化镓(Ga2O3)薄膜,并通过光刻剥离工艺(Lift-off)制备了金属-半导体-金属结构的Ga2O3日盲紫外探测器.对不同温度下沉积的Ga2O3薄膜分析表明,在800 ℃下获得的薄膜结晶质量最好,薄膜的导电性则随着沉积温度的上升先增大后减小.在800 ℃制备的β-Ga2O3薄膜的可见光透光率大于90%,光学吸收边在255 nm附近.在10 V偏压下,探测器的暗电流约为1 nA,光电流达800 nA,对紫外光响应迅速.器件的响应度达到0.3 A/W,260 nm波长处的响应度是290 nm波长对应响应度的40倍,可实现日盲紫外波段的探测.

          
        关键词：β-Ga2O3;射频磁控溅射;紫外探测   
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        更新时间：2020-08-12

      • 氟化钇电子注入层对OLED器件性能的影响

        张镭, 郑宣明, 林杰, 刘星元
        2015, 36(8): 912-916. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0912
        摘要：利用氟化钇(YF3)代替LiF作为电子注入层材料,以金属铝作为阴极,制备了有机电致发光器件(OLED).实验结果表明:适当厚度的YF3 电子注入缓冲层可以增强阴极的电子注入能力,使得电子和空穴的浓度更加平衡,有效地提高器件的电致发光性能.其中,1.2 nm厚YF3的器件具有最小的起亮电压2.6 V,最高的电流效率8.52 cd·A-1,最大的亮度36 530 cd·m-2.最大亮度和电流效率与LiF参考样品相比,分别提高了39%和53%.

          
        关键词：有机电致发光器件;氟化钇;电子注入层   
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        更新时间：2020-08-12

      • 基于载流子平衡的效率及亮度提高的有机蓝光器件

        穆晓龄, 曲加伟, 郭永林, 梁续旭, 赵毅
        2015, 36(8): 917-922. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0917
        摘要：研究了在两空穴传输层之间插入Bphen中间层对有机蓝光器件(BOLEDs)效率的影响.结果表明,其对空穴的阻挡作用使得电子与空穴在发光区内达到相对平衡,减少了激子-极化子猝灭几率,从而提高了有机蓝光器件的效率和亮度.器件的最大电流效率从16.12 cd/A增加到20.52 cd/A,相对提高了27.30%;最大功率效率从14.23 lm/W增加到17.64 lm/W,相对提高了23.96%.文中对提高效率的物理机制进行了详细的阐述.

          
        关键词：BOLEDs;Bphen中间层;激子-极化子猝灭;载流子平衡   
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        更新时间：2020-08-12

      • GaNAs基超晶格太阳电池的分子束外延生长与器件特性

        郑新和, 夏宇, 刘三姐, 王瑾, 侯彩霞, 王乃明, 卢建娅, 李宝吉
        2015, 36(8): 923-929. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0923
        摘要：采用分子束外延(MBE)生长技术生长了周期厚度不同的1 eV吸收带边的GaN0.03As0.97/In0.09Ga0.91As应变补偿短周期超晶格(SPSL).高分辨率X射线衍射(HRXRD)测量结果显示,当周期厚度从6 nm增加到20 nm时,超晶格的结晶质量明显改善.然而,当周期厚度继续增加时,超晶格品质劣化.对超晶格周期良好的样品通过退火优化,获得了具有低温光致发光现象的高含N量GaNAs/InGaAs超晶格,吸收带边位于1 eV附近.使用10个周期的GaNAs/InGaAs超晶格(10 nm/10 nm)和GaAs组成的p-i-n太阳电池的短路电流达到10.23 mA/cm2.经聚光测试获得的饱和电流密度、二极管理想因子与由电池暗态电流-电压曲线得到的结果一致.

          
        关键词：GaNAs;超晶格;太阳电池;分子束外延生长   
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        更新时间：2020-08-12

      • 透明导电薄膜ITO对浅面浮雕VCSEL的影响

        李秀山, 宁永强, 张星, 贾鹏, 秦莉, 刘云, 王立军
        2015, 36(8): 930-934. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0930
        摘要：对于顶面出光的浅面浮雕VCSEL结构,有源区的电流密度分布的不均性制约着单模稳定性的提高.为此,提出了一种新型结构:氧化铟锡透明导电薄膜(ITO)浅面浮雕VCSEL.该结构不仅能够增大高阶模式的阈值增益,还能够提高基模的增益,实现基模对高阶模式的稳定抑制.研究了ITO的厚度对阈值增益的影响及ITO对VCSEL有源区电流密度分布的影响.研究结果表明:在ITO的厚度为半波长的整数倍时, 基模对高阶模式的限制作用最强;ITO通过改善VCSEL有源区的电流密度分布,达到了增大基模的增益和降低高阶模式增益的目的,同时还降低了串联电阻和外电压.

          
        关键词：垂直腔面发射半导体激光器;透明导电薄膜;浅面浮雕;单模   
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        更新时间：2020-08-12

      • 使用铜源漏电极的非晶氧化铟锌薄膜晶体管的研究

        徐瑞霞, 陈子楷, 赵铭杰, 宁洪龙, 邹建华, 陶洪, 王磊, 徐苗, 彭俊彪
        2015, 36(8): 935-940. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0935
        摘要：为了实现氧化物薄膜晶体管(TFT)的低电阻布线,采用Cu作为氧化物TFT的源漏电极.通过优化成膜工艺制备了电阻率低至2.0 μΩ·cm的Cu膜,分析了Cu膜的晶体结构、粘附性及其与a-IZO薄膜的界面,制备了以a-IZO为有源层和Cu膜的粘附层的TFT器件.结果表明:所制备的Cu膜呈多晶结构;引入a-IZO粘附层增强了Cu膜与衬底的粘附性;同时,Cu在a-IZO中的扩散得到了抑制.所制备的TFT的迁移率、亚阈值摆幅和阈值电压分别为12.9 cm2/(V·s)、0.28 V/dec和-0.6 V.

          
        关键词：薄膜晶体管;氧化铟锌;铜布线   
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        更新时间：2020-08-12

      • 旋涂速度对制备P3HT有机场效应晶体管性能的影响

        蒋晶, 郑灵程, 王倩, 吴峰, 程晓曼
        2015, 36(8): 941-946. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0941
        摘要：采用溶液化的方法制备了以PMMA为绝缘层、P3HT为有源层的有机场效应晶体管.研究了P3HT有源层和PMMA绝缘层的旋涂速度对器件性能的影响.实验结果表明,当P3HT和PMMA的旋涂速度均为2 000 r/min时,器件的性能最佳.峰值场效应迁移率为6.84×10-2 cm2·V－1·s－1.结果表明,选择适当的旋涂速度是一种有效提高溶液化制备有机场效应晶体管性能的方法.

          
        关键词：有机场效应晶体管;旋涂速度;P3HT;PMMA   
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        更新时间：2020-08-12

      • Al2O3薄层修饰SiNx绝缘层的IGZO-TFTs器件的性能研究

        郭永林, 梁续旭, 胡守成, 穆晓龄, 曲加伟, 王红波, 赵毅
        2015, 36(8): 947-952. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0947
        摘要：采用原子层沉积工艺(ALD)生长均匀致密的三氧化二铝(Al2O3)薄层对氮化硅(SiNx)绝缘层进行修饰,研究了铟镓锌氧薄膜晶体管(IGZO-TFTs)器件的性能.当Al2O3修饰层厚度为4 nm时,绝缘层-有源层界面的最大缺陷态密度相比于未修饰器件降低了17.2%,器件性能得到显著改善.场效应迁移率由1.19 cm2/(V·s)提高到7.11 cm2/(V·s),阈值电压由39.70 V降低到25.37 V,1 h正向偏压应力下的阈值电压漂移量由2.19 V减小到1.41 V.

          
        关键词：铟镓锌氧薄膜晶体管;三氧化二铝;氮化硅;最大缺陷态密度   
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        更新时间：2020-08-12

        发光学应用及交叉前沿

      • 白光LED智能调光数学模型

        周锦荣
        2015, 36(8): 953-956. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0953
        摘要：LED灯的光通量不仅受电流的影响,还受到结温变化的影响.针对传统LED调光存在只改变电流大小而忽略结温变化对光通量影响所存在的不足,结合LED结温和管脚温度存在特定的关系,利用实验装置采集HL001WY型GaN基白光LED在不同管脚温度和正向电流下的光通量实验数据并进行二次项趋势回归,利用定标和归一化方法建立光通量、电流以及管脚温度三者变化关系的数学模型.计算结果表明,利用该方法建立的模型得到的计算数值与实验实际测量值的相对误差小于4.5%.

          
        关键词：智能调光;模型分析;电光转换;热分析   
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        更新时间：2020-08-12
      • 刘燕德, 邓清
        2015, 36(8): 957-961. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0957
        摘要：为实现脐橙叶片叶绿素含量无损检测及其分布可视化表征,采用高光谱成像技术,结合自适应重加权算法(CARS)和连续投影算法(SPA),筛选特征光谱变量,进行脐橙叶片叶绿素含量及可视化分布研究.选取叶绿素测量位置的7×7矩形感兴趣区域,提取并计算脐橙叶片平均光谱.基于Kennard-ston方法,将148个脐橙叶片样品划分成建模集和预测集(111 :37).采用CARS和SPA算法分别筛选出了32个和6个叶绿素特征光谱变量,用于建立偏最小二乘(PLS)回归模型.采用37个未参与建模的脐橙叶片样品评价模型的预测能力,经比较,CARS-PLS和SPA-PLS模型均优于变量筛选前的PLS模型,且CARS-PLS和SPA-PLS模型的预测能力几乎相同,其预测集相关系数分别为0.90和0.91,均方根误差分别为1.53和1.60.SPA-PLS模型计算脐橙叶片每个像素点的叶绿素含量,经伪彩色变换,绘制了脐橙叶片叶绿素含量可视化分布图.实验结果表明:变量筛选方法结合高光谱成像技术,能够实现脐橙叶片叶绿素含量无损检测及叶绿素分布可视化表达,并简化了数学模型.

          
        关键词：叶绿素;高光谱成像;脐橙叶片;自适应重加权算法;连续投影算法   
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        更新时间：2020-08-12

      • 基于BP神经网络的LED可靠性模型研究

        黄伟明, 文尚胜, 夏云云
        2015, 36(8): 962-968. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0962
        摘要：根据LED可靠性与相关参数的映射关系,建立拓扑结构为6-12-1的BP神经网络.以实测白光LED芯片的理想因子、结温、色温漂移等参数为输入量,以寿命为输出量,计算模型精度.研究结果表明,该模型有良好的外推能力及鲁棒性,可在短时间内成功预测LED寿命,神经网络训练结果相关系数为99.8%,检验组误差小于3%.

          
        关键词：发光二极管;可靠性;BP神经网络;权重分析   
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        更新时间：2020-08-12

      • GaAs在光通讯波段的超快非线性光学研究

        陈智慧, 肖思, 何军, 顾兵
        2015, 36(8): 969-975. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0969
        摘要：采用Z-扫描和泵浦-探测技术,在光通讯波段对砷化镓(GaAs)单晶进行了非线性动力学以及非线性光学的实验研究.飞秒泵浦-探测实验结果表明,三阶非线性光学效应源于砷化镓单晶对飞秒激光的瞬态双光子吸收,而五阶非线性光学效应源于砷化镓单晶双光子吸收诱导的自由载流子吸收效应.通过Z扫描实验,得到了关于GaAs单晶所有的非线性光学参数,包括双光子吸收系数、三阶非线性折射系数、双光子吸收诱导的自由载流子吸收截面以及双光子吸收诱导的自由载流子折射截面.结果表明,砷化镓单晶在制造光限幅器件和光电探测器方面具有良好的发展前景.

          
        关键词：双光子吸收;自由载流子吸收;砷化镓单晶;光通讯波长   
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        更新时间：2020-08-12
      • 邱尤丽, 曾娅玲, 姜龙, 李鱼
        2015, 36(8): 976-982. DOI: 10.3788/fgxb20153608.0976
        摘要：利用密度泛函与自洽反应场理论在B3LYP/6-311G(d)水平下对16种邻苯二甲酸酯(PAEs)进行结构优化,并计算气态环境及溶剂中PAEs的拉曼光谱振动频率和去偏振度.研究显示,16种PAEs拉曼振动归属为苯环变形、酯基振动、C—C伸缩、C—H摇摆、C—H伸缩与耦合振动.其中酯基官能团出峰位置在1 700~1 780 cm-1之间,拉曼峰较强,去偏振度较低(振动的对称性较强),可将酯基振动作为特征振动;但气态环境下仅12种PAEs拉曼峰之间的最小波数差大于显微拉曼光谱仪的检出限(0.2 cm-1),即利用酯基频区的去偏振度和拉曼峰不能完全辨识16种PAEs.溶剂化效应分析显示,溶剂苯对16种PAEs具有明显的溶剂化增强效应,16种PAEs拉曼峰之间最小波数差均增大到0.2 cm-1以上,且峰强增加了23%~183%,说明溶剂化效应下可利用酯基频区的去偏振度和拉曼峰辨识16种PAEs.本文的研究结果为PAEs拉曼光谱检测提供了理论依据.

          
        关键词：邻苯二甲酸酯;拉曼振动归属;拉曼特征光谱识别;溶剂化效应;去偏振度   
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        更新时间：2020-08-12
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