最新刊期
      2016年第37卷第5期

        材料合成及性能

      • 高Al组分AlGaN多量子阱结构材料发光机制探讨

        李金钗, 季桂林, 杨伟煌, 金鹏, 陈航洋, 林伟, 李书平, 康俊勇
        2016, 37(5): 513-518. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0513
        摘要：紫外LED的发光功率和效率还远不能令人们满意,波长短于300 nm的深紫外LED的发光效率普遍较低。厘清高Al组分AlGaN多量子阱结构的发光机制将有利于探索改善深紫外LED的发光效率的新途径、新方法。为此,本文通过金属有机气相外延技术外延生长了表面平整、界面清晰可辨且陡峭的高Al组分AlGaN多量子阱结构材料,并对其进行变温光致发光谱测试,结合数值计算,深入探讨了AlGaN量子阱的发光机制。研究表明,量子阱中具有很强的局域化效应,其发光和局域激子的跳跃息息相关,而发光的猝灭则与局域激子的解局域以及位错引起的非辐射复合有关。

          
        关键词：AlGaN;多量子阱结构;深紫外LED;发光机制   
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        更新时间：2020-08-12

      • YNbO4粉末材料中Er3+发光研究及其光谱性质J-O计算

        牛春晖, 任宣玮, 李晓英, 吕勇, 孟浩
        2016, 37(5): 519-525. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0519
        摘要：为了研究Er3+/Yb3+共掺杂YNbO4粉末材料上转换发光特性,采用J-O理论计算了该材料的光谱性质。根据吸收谱各吸收峰面积拟合出谱线强度参数,并根据谱线强度参数计算出理论振子强度和实验振子强度,得到两者均方差为δrms=3.916×10-7。计算了YNbO4粉末材料中Er3+粒子的跃迁几率、跃迁分支比及能级寿命等参数,并计算得到了Er3+离子从能级2H11/2、4S3/2和4F9/2到基态辐射跃迁的受激发射截面。研究结果表明YNbO4材料是一种优良的上转换基质材料。

          
        关键词：YNbO4;J-O理论;上转换发光   
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        更新时间：2020-08-12

      • Yb3+/Tm3+共掺的硅酸盐玻璃上转换发光性能

        苏俊, 张振华, 赵会峰, 姜宏
        2016, 37(5): 526-531. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0526
        摘要：采用高温熔融法制备了掺杂不同比例Yb3+和Tm3+的硅酸盐玻璃。吸收光谱表明,Yb3+和Tm3+在300~1100 nm的吸收过程彼此不干扰。研究了玻璃样品在980 nm LD泵浦下的上转换发光行为,结果表明:Yb3+/Tm3+在477 nm(1G4→3H6)发射强烈的上转换蓝光,在654 nm(1G4→3F4)发射较弱的红光,在795 nm(3H4→3H6)发射微弱的红外光。提高Yb3+的比例均能够提高477 nm蓝光、654 nm红光和795 nm红外光的发射强度。研究分析了上转换发光强度与激光器泵浦功率之间的关系,结果表明上转换蓝光和红光发射均为三个光子过程,红外光发射为两个光子过程。分析了Yb3+、Tm3+在硅酸盐玻璃中上转换发光的机制。

          
        关键词：硅酸盐玻璃;Yb3+、Tm3+;上转换;发光机制   
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        更新时间：2020-08-12
      • 白向阳, 陈诺, 檀文, 张超, 陆红波, 黄建炎, 杨家祥
        2016, 37(5): 532-537. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0532
        摘要：为获得高效的发光液晶材料,将席夫碱结构单元引入α-氰基二苯乙烯体系,合成了(Z)-2-(4-((E)-4-丁氧基-2-羟基苯乙烯氨基)苯基)-3-(4-丁氧基苯基)丙烯腈(BHPA)。通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱,研究其聚集诱导发光增强(AIEE)性质;利用热重分析(TGA)、差示量热扫描(DSC)、偏光显微镜(POM)研究其热力学性质和液晶性质。结果表明,BHPA是具有AIEE特性的发光液晶材料,取向的BHPA膜具有发光各向异性,其线偏振度约为0.41。

          
        关键词：席夫碱;AIEE;发光液晶;偏振发光   
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        更新时间：2020-08-12
      • 朱红英, 王相虎, 王致杰, 王珺, 郭群超
        2016, 37(5): 538-542. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0538
        摘要：研究了利用弛豫型铁电三元聚合物薄膜P(VDF-TrFE-CFE)的热释电性质,以温度波动作为初始能量形式进行热电能量的采集。由于该聚合物薄膜在发生由温度变化诱导的纳米极性区极化机制转换时,介电常数表现出明显的非线性变化,所以可以结合Ericsson循环实现热电能量采集。实验结果显示,最佳能量采集温度区间为20~-20℃,利用不同温度下的单极性电滞回线进行Ericsson循环模拟,两种模拟方式分别实现能量采集最大值和最小值,并从微观角度给出了两种模式的解释。同时研究了温度波动和外加电场对能量采集的影响。在外加电场100 kV·mm-1、温度波动为40℃的情况下,能量采集值达到3483 mJ·cm-3。与单晶材料相比,能量采集值提高了10倍。当工作温度降低至室温时,材料具有柔性,在能量采集方面具有应用潜力。

          
        关键词：能量采集;热释电效应;三元聚合物;聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氯代偏氟乙烯);温度波动   
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        更新时间：2020-08-12

        器件制备及器件物理

      • 氧化锌碳纤维复合结构制备及其紫外光响应性能研究

        李朝辉, 戴俊, 吴春霞, 卢俊峰, 石增良, 徐春祥
        2016, 37(5): 543-547. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0543
        摘要：利用预处理的碳纤维为模板,在其表面磁控溅射氧化锌种子层,再通过水热法生长出氧化锌纳米棒,形成刷子状复合结构。轴心的碳纤维增强了材料的导电性能,同时该结构又具有较高的比表面积。将单根氧化锌/碳纤维转移到间距为180μm的金叉指电极上构建紫外光探测器,在325 nm激光照射下,该器件显示出约200倍的光电流增益,且具有良好的稳定性和光谱选择性。文中同时对响应机理进行了讨论。

          
        关键词：氧化锌;复合结构;紫外响应   
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        更新时间：2020-08-12

      • Ir配合物染料调节有机发光二极管发光特性

        周思成, 高景宣, 马舒杨, 赵思萌, 吕京繁, 田苗, 张东东, 赵欣如
        2016, 37(5): 548-555. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0548
        摘要：为了研究有机发光二极管(OLED)中发光特性与材料能带结构的关系,把不同的Ir配合物染料掺杂到结构相同的OLED器件中。OLED结构为ITO/NPB/CBP:染料/TPBi/Mg:Ag/Ag,染料分别为Ir(MDQ)2(acac)、Ir(ppy)3和Firpic。实验表明,这3种染料对应的掺杂器件分别发红光、绿光和蓝光。3个器件的阈值电压基本一致((6±0.1) V),但是,在100 cd/m2亮度下,绿光器件外量子效率最高(7.64%),蓝光器件外量子效率(5.65%)与绿光相近,红光器件外量子效率最低(2.75%)。分析认为,由于染料的掺杂浓度低,器件结构和载流子传输特性变化小,因而掺杂对阈值电压影响小;CBP与掺杂染料间存在能量转移,红色染料能级差小,非辐射跃迁几率大,发光效率最低;相比于绿光,蓝色染料能级差大,跃迁几率小,因此发光效率比绿光低。实验还发现,染料的发光波长与其能级差相比有红移现象,分析认为,这是由激发态能量振动弛豫和系间窜越过程形成的。

          
        关键词：有机染料;有机发光二极管;掺杂;能量转移   
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        更新时间：2020-08-12

      • 射频等离子硫钝化GaAs(100)的表面特性

        许留洋, 高欣, 袁绪泽, 夏晓宇, 曹曦文, 乔忠良, 薄报学
        2016, 37(5): 556-560. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0556
        摘要：采用射频等离子方法,对GaAs(100)衬底片表面进行干法硫等离子体钝化,旨在得到性能稳定含硫钝化层。样品经过360℃温度条件下的快速热退火,光致发光(PL)测试表明,钝化后的样品PL强度上升了71%。同时,钝化样品的稳定性测试结果表明,样品放置在实验室空气中30 d,其PL强度未出现明显变化,说明GaAs的等离子体干法硫钝化具有较好的性能稳定性。

          
        关键词：射频等离子体;光致发光;钝化;GaAs   
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        更新时间：2020-08-12

      • 高功率半导体激光器陶瓷封装散热性能研究

        倪羽茜, 井红旗, 孔金霞, 祁琼, 刘素平, 马骁宇
        2016, 37(5): 561-566. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0561
        摘要：为实现半导体激光器单管的高功率输出,研究了使用氮化铝和碳化硅两种陶瓷材料制成的三明治型过渡热沉的散热性能。首先使用有限元分析方法计算,然后利用光谱法测量激光器的工作热阻。数值计算和实验测量结果均显示,碳化硅制成的过渡热沉所封装器件的工作热阻更低,散热效果更好。此外,实验进一步测试了器件的光电特性,结果表明碳化硅陶瓷制成的过渡热沉封装器件的电光转换效率更高、输出功率更大。915 nm附近单管器件在注入电流15 A时的输出功率为16.3 W,最高电光转换效率达到了68.3%。

          
        关键词：高功率半导体激光器;有限元分析;热阻   
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        更新时间：2020-08-12

      • 基于静电纺丝工艺的LED远程荧光片制备技术

        牛萍娟, 薛卫芳, 宁平凡, 王雪飞, 吴英蕾, 朱文睿
        2016, 37(5): 567-572. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0567
        摘要：首次提出了一种基于静电纺丝工艺以柔性PET为基底的新型LED远程荧光片的制备方法,实现了蓝色LED芯片与荧光粉层相分离的免封装器件结构。采用静电纺丝工艺制备了黄色荧光片和红色荧光片,并研究了黄色荧光片的透射率、吸收率、PL谱及红色荧光片对白光LED的光学性能参数的影响,包括光通量、相关色温、光效。实验结果表明,所制备黄色荧光片在可见光波段具有良好的透光性,荧光片的光谱完全由荧光粉来决定,不需要考虑复杂工艺的影响;使用红色荧光片可以在保持高光效的同时将球泡灯的相关色温由5595 K降低为3214 K,这在曲面发光及色温调节方面为灯具设计提供了广阔的空间。

          
        关键词：静电纺丝;LED远程荧光片;透射率;PL谱;相关色温   
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        更新时间：2020-08-12

      • 基于聚芴及阳离子铱配合物的白光发光电化学池

        吴家祺, 李福山, 聂晨, 曾群英, 郭太良
        2016, 37(5): 573-577. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0573
        摘要：发光电化学池在柔性显示和大面积发光面板的低成本制造方面具有显著优势,但是白光发光电化学池器件的制备一直是一个难题。本文报道了基于阳离子铱离子配合物的柔性黄光发光电化学池,其在6 V时的电流效率高达11.6 cd/A。并将此铱离子配合物与蓝光聚芴材料以一定比例混合,基于此材料制备了白光发光电化学池,其色坐标为(0.31,0.33),接近标准白光。

          
        关键词：发光电化学池;白光;阳离子铱配合物;聚芴   
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        更新时间：2020-08-12
      • 赵勇兵, 张韵, 程哲, 黄宇亮, 张连, 刘志强, 伊晓燕, 王国宏, 李晋闽
        2016, 37(5): 578-582. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0578
        摘要：采用原子层淀积(ALD)方法,制备了Al2O3为栅介质的高性能AlGaN/GaN金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管(MOS-HEMT)。在栅压为-20 V时,MOS-HEMT的栅漏电比Schottky-gate HEMT的栅漏电低4个数量级以上。在栅压为+2 V时,Schottky-gate HEMT的栅漏电为191μA;在栅压为+20 V时,MOS-HEMT的栅漏电仅为23.6 nA,比同样尺寸的Schottky-gate HEMT的栅漏电低将近7个数量级。AlGaN/GaN MOS-HEMT的栅压摆幅达到了±20 V。在栅压Vgs=0 V时, MOS-HEMT的饱和电流密度达到了646 mA/mm,相比Schottky-gate HEMT的饱和电流密度(277 mA/mm)提高了133%。栅漏间距为10μm的AlGaN/GaN MOS-HEMT器件在栅压为+3 V时的最大饱和输出电流达到680 mA/mm,特征导通电阻为1.47 mΩ·cm2。Schottky-gate HEMT的开启与关断电流比仅为105,MOS-HEMT的开启与关断电流比超过了109,超出了Schottky-gate HEMT器件4个数量级,原因是栅漏电的降低提高了MOS-HEMT的开启与关断电流比。在Vgs=-14 V时,栅漏间距为10μm的AlGaN/GaN MOS-HEMT的关断击穿电压为640 V,关断泄露电流为27μA/mm。

          
        关键词：AlGaN/GaN;三氧化二铝;高击穿电压;金属氧化物半导体高电子迁移率晶体管   
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        更新时间：2020-08-12

      • 基于人造金刚石晶体的拉曼激光器研究进展

        陈志琼, 付喜宏, 张俊, 彭航宇
        2016, 37(5): 583-590. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0583
        摘要：受激拉曼散射是一种重要的非线性光学频率变换技术,在拓展激光波段方面有十分广泛的应用前景。因此,寻找具有优良光学性质的拉曼介质,提高拉曼激光器性能,具有重要的研究价值。相比于传统的固体拉曼晶体,人造金刚石晶体具有拉曼增益系数大、拉曼频移大、导热率高和透过性好等显著优点,基于人造金刚石晶体的拉曼激光器能够获得更高的输出功率和转换效率。本文简要介绍了化学气相沉积法(CVD)制备的金刚石晶体的光学性质和热学特性,总结了基于人造金刚石晶体的拉曼激光器在紫外波段、可见光波段及红外波段的研究现状,并对其发展进行了展望。

          
        关键词：人造金刚石;受激拉曼散射;拉曼激光器   
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        更新时间：2020-08-12

      • 电化学沉积法制备ZnO纳米柱及自驱动紫外探测性能研究

        孙兴敏, 金轶民, 矫淑杰, 李海力, 王金忠, 高世勇, 李洪涛
        2016, 37(5): 591-596. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0591
        摘要：采用提拉法在ITO衬底上制备种子层,并使用电化学沉积制备高度取向的氧化锌纳米棒,研究了不同提拉次数下籽晶层厚度与电化学沉积电位对氧化锌纳米棒形貌的影响。在此基础上,制备了自驱动型紫外探测器并测试了其光响应谱。结果表明,该探测器可以对部分紫外波段(300~400 nm)有选择性地光响应,峰值响应度为0.012 A/W。

          
        关键词：氧化锌;电化学沉积;自驱动型探测器   
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        更新时间：2020-08-12

        发光学应用及交叉前沿

      • 超长射流等离子体在介质管内的传播机制

        李永辉, 董丽芳, 甘延标
        2016, 37(5): 597-602. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0597
        摘要：利用交流驱动的单针射流等离子体装置,在介质管内产生了可以沿着介质管任意弯曲的超长射流等离子体,且可以喷射到介质管外的空气当中。利用高速相机对介质管内等离子体的传播过程进行拍照,研究了这种超长等离子体在介质管内的传播机制。研究发现,该装置在大气压下产生的等离子体长度可以达到约85 cm。在外加电压的正、负半周期,介质管内的等离子体具有不同的形貌和传播机制。正半周等离子体是以"等离子子弹"的方式向前传播,而负半周是以连续模式向前传播。分析发现,放电形成的空间电荷与介质管壁上的壁电荷之间形成的电场,是影响介质管内等离子体传播的主要因素。

          
        关键词：射流等离子体;单针放电;等离子子弹   
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        更新时间：2020-08-12

      • CD盘纳米结构传感器的应用研究

        臧文玲, 姜岚, 张晓辉, 王景宇, 郭明
        2016, 37(5): 603-607. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0603
        摘要：将CD光盘的聚碳酸酯基底纳米条纹作为光子晶体传感器,考察了其传感性质。在40~120℃温度范围内,CD光子晶体的反射光谱强度由64.5%上升到99.1%,且温度与反射光谱强度的变化呈线性响应,相关系数R2为0.9995。结果表明,该聚碳酸酯光子晶体膜可以作为温度传感器。另外,还考察了不同的有机醇对传感器的反射光谱强度的影响。发现在甲醇中,最大反射率与作用时间呈线性关系,在乙醇、正丙醇、正丁醇中也有同样的规律,不同醇的介电常数与反射光谱强度也有线性关系,表明本传感器还可以作为醇的检测手段。

          
        关键词：CD光盘;光子晶体;传感器   
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        更新时间：2020-08-12

      • 面向IGZO-TFT-AMOLED像素电路设计的VTH检测方法研究

        王奥运, 胡照文, 陈蒙, 尹芊奕, 廖聪维, 邓联文
        2016, 37(5): 608-615. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0608
        摘要：由于迁移率高、均匀性好、制备成本低等优势,铟镓锌氧化物薄膜晶体管(IGZO TFT)有望促成有源矩阵有机发光显示器件(AMOLED)的大规模量产。但是IGZO TFT存在阈值电压(VTH)漂移的问题,实用的AMOLED像素电路必须对VTH漂移进行补偿以实现较好的显示效果,而VTH的检测是AMOLED像素电路设计中的关键环节。本文系统研究了VTH检测方法,比较了放电法、充电法、偏置电流法补偿VTH的效果,研究了VTH检测时间和TFT寄生电容等参数的影响。研究结果表明:放电法不能精确地补偿负VTH漂移,充电法需要的VTH检测时间最长,偏置电流法能够达到的补偿精度最高。

          
        关键词：IGZO;TFT;AMOLED;阈值电压补偿   
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        更新时间：2020-08-12
      • 李小芳, 冯小强, 杨声, 朱元成
        2016, 37(5): 616-623. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0616
        摘要：首次合成丁二酸-1,10-菲啰啉稀土配合物,并运用光谱法研究配合物与DNA之间的作用机制,为新型抗癌药物的设计开发提供依据。以1,10-菲啰啉(phen)和丁二酸(SA)为配体构筑了3种稀土(La3+,Nd3+,Eu3+)配合物,采用元素分析、红外和紫外光谱及热重分析对配合物性质进行表征测试,确定其化学组成为(RE)2(SA) (phen)·2H2O (RE=La,Nd,Eu)。同时,通过光谱法探讨了这3种配合物分别与DNA作用的机理以及稀土离子种类对作用强度的影响。配合物与DNA作用时,可观察到较明显的吸收峰红移和较大的减色效应现象,同时,中性红(NR)荧光竞争实验发现配合物都能不同程度地猝灭NR -DNA体系的荧光。这3种配合物对DNA均具有较强的插入作用,作用强度为:La(Ⅲ)> Nd(Ⅲ)> Eu(Ⅲ)。计算了DNA与配合物的结合比、结合常数及一些热力学参数,得出DNA与Eu配合物、Nd配合物、La配合物的结合比分别为4:1,2:1和8:1,ΔrGmΘ< 0、ΔrSmΘ> 0,表明这3种配合物与DNA之间的反应均能够自发进行,且作用是熵驱动的。

          
        关键词：丁二酸;1;10-菲啰啉;稀土;DNA;相互作用   
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        更新时间：2020-08-12

      • LED球泡灯的烟囱效应散热设计与实验

        唐帆, 郭震宁, 林介本, 廖炫, 潘诗发
        2016, 37(5): 624-630. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0624
        摘要：为了增强LED灯具的散热能力,根据烟囱效应原理,设计了一种LED球泡灯,其具有特殊的直筒式烟囱结构。利用Solidworks建立三维模型,通过其插件Flow Simulation进行热仿真,并以烟囱高度30 mm、烟囱数量6、通风口长度2 mm的参数为基础模型。通过实验验证,测出该模型的最高温度为69℃,与仿真所得出的结果仅相差1.66℃,证实了仿真步骤的正确性。以此为基础,对不同烟囱高度和数量、通风口大小对LED芯片最高温度的影响进行研究。研究表明:烟囱效应明显增强了灯具的对流散热性能。在烟囱高度为45 mm、烟囱数量为12、通风口长度为3.5 mm时,LED芯片的最高温度为61.04℃,比优化前下降了9.62℃。在模型参数相同的条件下,最高温度比不加烟囱结构的LED球泡灯下降了1.9℃,且散热器重量下降了2.55 g。在自然对流条件下,所设计的LED球泡灯能很好地满足LED芯片工作要求。

          
        关键词：直筒式;LED球泡灯;烟囱效应;最高温度   
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        更新时间：2020-08-12

      • 太赫兹时域光谱的α/β型HMX定量研究

        刘泉澄, 邓琥, 尚丽平
        2016, 37(5): 631-636. DOI: 10.3788/fgxb20163705.0631
        摘要：α/β型HMX为同分异构体,物理化学特性有较大差异。为了对α/β型HMX混合物进行定量研究,利用太赫兹时域光谱技术,对α/β型HMX单质与一定比例混合物进行了检测与分析。获得单质α/β型HMX在0.2~2 THz频段标准太赫兹吸收谱,采用线性拟合对α/β型HMX混合的太赫兹吸收谱进行分析建立预测方程,并预测未知样品。结果表明:α/β型HMX混合物在0.82 THz处的吸收强度与α型HMX的含量有较好的线性关系。α/β型HMX混合物在0.82 THz处的吸收特性可以用来进行α/β型HMX的定量检测。

          
        关键词：α/βHMX;太赫兹时域光谱;吸收光谱;定量检测   
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        更新时间：2020-08-12
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