最新刊期
2017年第38卷第6期
- 摘要：采用高温固相法在800℃下制备出系列白色长余辉荧光粉Sr3Al2O5Cl2：Eu2+，Tm3+，并研究了它们的结构、形貌及发光性能。样品Sr2.91Al2O5Cl2：0.04Eu2+，0.05 Tm3+具有单一晶相和纳米纤维结构。该样品在紫外光激发下表现出两个很强的宽带发射（分别位于~448 nm和~590 nm）。它的余辉寿命大约是20 min。利用此种荧光粉所制作出的白光LED器件表现出很强的白光发射。关键词：长余辉性能;荧光粉;发光性能119|57|0更新时间：2020-08-12
- 摘要：研究了不同方向、不同强度的应变对Ge光学性质的影响。结果表明，Ge在单轴张应变和双轴张应变的调控下，均可由间接带隙转向直接带隙，其中，单轴应变有更低的转变点。Ge在常用波段处（0.4 eV）的介电函数实部和虚部在张应变作用下，均急速上升而后在一定应变范围内下降。对Ge进行[111]单轴应变调控能表现出更好的光学性能以及更便捷的器件设计（较低的应变量）。关键词：锗;第一性原理;应变;光学性质142|271|0更新时间：2020-08-12
- 摘要：利用物理气相沉积法来制备有机微米线，并根据气相沉积中基底表面对材料的成核与生长动力学的影响规律，通过对基底表面的亲水处理，来控制微米线的成核过程，从而实现了微米线有序阵列的制备，进而研究了垂直微米线的光波导性能。与水平生长的微米线相比，垂直生长的微米线波导性能更高，光损耗小，损耗系数R为0.029 dB μm-1，明显低于平躺的微米线（R=0.033 dB μm-1）。关键词：垂直生长;有机微纳结构;气相沉积;光波导121|172|0更新时间：2020-08-12
- 摘要：为了探究异丙醇对胶体CdSe团簇量子点荧光光谱的影响，使用胶体化学法在油酸-石蜡体系下合成CdSe团簇量子点，对团簇量子点和异丙醇采用不同的混合比例，得到了其修饰之后的荧光发光谱（PL）和紫外吸收（UV）光谱，并采用曲线拟合的方法对团簇量子点的光学性能进行了研究。通过对AFM和傅里叶红外光谱的分析，探讨了CdSe团簇量子点光学性能改变的内在联系。结果表明：随着异丙醇浓度的增加，量子点的荧光峰出现11 nm的蓝移，且蓝移曲线呈阶梯状变化；相对荧光强度也呈现出先上升再下降的波动性变化，且波动幅度最大能达到1 000 a.u.；量子点的第一吸收峰和第二吸收峰都会发生不同程度的红移，且最大红移达到12 nm。关键词：异丙醇;CdSe量子点;荧光峰;蓝移;表面修饰135|226|0更新时间：2020-08-12
材料合成及性能
- 摘要：研究了照明光环境对不同年龄人群的光生物效应定量评价方式。从光照转换角度提出了一种考虑不同年龄人眼透射谱、瞳孔直径以及受光面积的节律因子模型，选取3种不同色温（3 000，4 000，6 000 K）的白光LED光源，在同种照度500 lx下实验测试其光谱分布，并对提出的节律因子进行计算，与之前标准中考虑年龄的修正因子方式进行了线性拟合对比分析。结果表明：在相同色温下，随着年龄的增大，节律因子值逐渐减少；而对于相同年龄，随着色温的增大，节律因子是变大的，此种规律与其他研究人员得出的实验结论一致。从线性拟合相关度上来看，三种色温下两种考虑年龄的节律因子的直线相关度分别为0.95808，0.95833，0.95722，具有较高的相关性。较之于标准中的考虑透光谱方式，本文提出了另外一种考虑不同年龄人眼差异的光生物效应评价方式，尝试对人眼模型的透射谱进行绝对而不是相对效应的考虑方式。关键词：非视觉生物效应;节律因子;LED光源;年龄134|378|3更新时间：2020-08-12
- 摘要：为了确定亚波长光栅在微电机械系统（MEMS）波长可调谐VCSEL不同位置（上DBR上表面、上DBR下表面以及内腔）中实现TE和TM偏振控制的光栅参数范围以及光栅在哪个位置时实现偏振控制最稳定，通过MATLAB建立MEMS波长可调VCSEL的模型，然后计算光栅在3种位置时上反射镜（包括空气隙和光栅）随光栅参数变化的反射率，以此来确定它们实现TE/TM稳定偏振的光栅参数范围（即高反射范围内的参数）。将各自的高反射所对应反射率减去相同光栅参数范围内TM/TE 低反射对应的反射率，通过反射率差值确定光栅在哪种位置时MEMS波长可调谐VCSEL实现偏振是最稳定的。最后得出的结论是光栅在上DBR下表面几乎无法控制TM偏振，而将光栅放置于内腔中，无论是在TE偏振控制上还是TM偏振上都是最稳定的。在实现TE偏振稳定的参数范围内，TE的阈值增益比TM最小少10 cm-1；而在实现TM偏振稳定时，在TE偏振稳定的参数范围内，TE的阈值增益比TM最小少5 cm-1。关键词：MEMS波长可调谐VCSEL;偏振稳定;亚波长光栅;MATLAB建模127|207|4更新时间：2020-08-12
- 摘要：使用MOCVD在图形化Si衬底上生长了InGaN/AlGaN近紫外LED，通过改变低温GaN插入层的厚度调控V形坑尺寸，系统地研究了V形坑尺寸对InGaN/AlGaN近紫外LED（395 nm）光电性能的影响。结果表明，低温GaN插入层促进了V形坑的形成，并且V形坑尺寸随着插入层厚度的增加而增大。在电学性能方面，随着V形坑尺寸的增大，－5 V下的漏电流从5.2×10-4 μA增加至6.5×102 μA；350 mA下正向电压先从3.55 V降至3.44 V，然后升高至3.60 V。在光学性能方面，随着V形坑尺寸的增大，35 A/cm2下的归一化外量子效率先从0.07提高至最大值1，然后衰退至0.53。对V形坑尺寸影响InGaN/AlGaN近紫外LED光电性能的物理机理进行了分析，结果表明：InGaN/AlGaN近紫外LED的光电性能与V形坑尺寸密切相关，最佳的V形坑尺寸为120~190 nm，尺寸太大或者太小都会降低器件性能。关键词：硅衬底;近紫外LED;低温GaN插入层;V形坑尺寸;光电性能120|141|1更新时间：2020-08-12
- 摘要：为了验证复合晶体使用到半导体泵浦的固体激光器中与非复合晶体的区别，提高半导体泵浦的固体激光器的工作效率，开展了半导体激光泵浦YAP/Tm∶YAP复合晶体固体激光器的热效应的验证实验。采用有限元分析法，模拟了晶体温度及热应力的分布，并分析了热透镜长度的变化情况。结果发现，与非复合晶体相比，复合晶体的温度和热应力均有不同程度的下降，复合晶体工作时的最高温度降至其80%，热应力降至其70%。同时也验证了热透镜焦距不随非掺杂晶体长度的增大而改变，这也意味着复合晶体不能有效提高复合激光的光束质量，但是可以确保输出激光光束质量的稳定性。因此可以证实，使用复合晶体能够有效改善激光器的温度和力学特性，但不能优化固体激光器的光束质量。关键词：复合晶体;热效应;半导体泵浦固体激光器;有限元分析140|286|7更新时间：2020-08-12
- 摘要：采用胶带粘贴、金相砂纸摩擦、射频氢等离子体工艺对钛基纳米金刚石涂层进行了处理，分析了它们对样品的微观表征、场发射性能、发光效果的影响。首先通过电泳法将金刚石粉末移植到金属钛片上，然后经过真空热处理、表面后处理工艺形成了场发射阴极涂层，最后对样品进行了微观表征、场发射特性与发光测试。结果表明，胶带处理在场强达到10 V/μm时，场发射电流密度从50 μA/cm2增j加到72 μA/cm2；金相砂纸处理在10 V/μm场强下的场发射电流由48 μA/cm2提高到82 μA/cm2；适当的氢等离子体处理有助于降低表面功函数，使得金刚石表面的悬键被氢原子饱和，在其表面形成C－H键，进一步降低了电子亲和势，从而提高了样品的场发射性能和发光均匀性。关键词：纳米金刚石涂层;后处理工艺;场发射特性;发光效果183|86|0更新时间：2020-08-12
- 摘要：利用金属有机物化学气相沉积方法，在n型6H-SiC衬底上制备了15对Si掺杂Al0.19Ga0.81N/Al0.37Ga0.63N DBR，并采用低温AlN缓冲层有效抑制了DBR结构中裂纹的产生，得到了表面均方根粗糙度仅为0.4 nm且导电性能良好的n型DBR，其在369 nm处峰值反射率为68%，阻带宽度为10 nm。在获得导电DBR的基础上，进一步在n型6H-SiC衬底上构建了有、无DBR的垂直结构紫外LED。对比两者电致发光光谱，发现DBR结构的引入有效增强了LED紫外发光强度。关键词：AlGaN;紫外发光二极管;分布式布拉格反射镜;金属有机物化学气相沉积;垂直结构145|147|2更新时间：2020-08-12
- 摘要：GaN基高电子迁移率晶体管（HEMT）因具有高输出功率密度、高工作频率、高工作温度等优良特性，在高频大功率等领域具有广泛应用前景。目前，HEMT器件在材料生长和工艺制备方面都取得了巨大的进步。但是，由缺陷产生的陷阱效应一直是限制其发展的重要原因。本文首先论述了HEMT器件中的表面态、界面缺陷和体缺陷所在位置及其产生的原因。然后，阐述了由陷阱效应引起的器件电流崩塌、栅延迟、漏延迟、Kink效应等现象，从器件结构设计和工艺设计角度，总结提出了改善缺陷相关问题的主要措施，其中着重总结了器件盖帽层、表面处理、钝化层和场板结构4个方面的最新研究进展。最后，探索了GaN基HEMT器件在缺陷相关问题上的未来优化方向。关键词：GaN;高电子迁移率晶体管(HEMT);缺陷;陷阱效应290|1493|1更新时间：2020-08-12
- 摘要：报道了一种基于香豆素衍生物与铜离子的络合物（C1-Cu），可通过间接的方法检测硫离子。络合物C1-Cu的溶液中加入硫离子后，表现出明显的荧光增强响应，检测灵敏度高，检出限低达90 nmol/L；响应速度快，可实现硫离子的实时检测；荧光强度变化与硫离子浓度呈现良好的线性关系，能准确地定量分析硫离子浓度。上述络合物C1-Cu对硫离子的检测具有超高的选择性，即使在其他阴离子存在下也能高效地识别出硫离子；得益于香豆素良好的水溶性和生物相容性，上述络合物C1-Cu可实现生物细胞中硫离子的荧光成像。除荧光光谱响应之外，该体系对硫离子亦有紫外-可见光谱响应，无需借助任何仪器便可实现对硫离子方便、快捷的"裸眼"检测。关键词：置换法;荧光增强;硫离子;水溶性;生物成像123|112|0更新时间：2020-08-12
- 摘要：采用金属有机物化学气相沉积系统在硅面碳化硅衬底的（0001）面上生长氮化铝缓冲层，并通过改变3层梯度铝镓氮（AlxGa1-xN：x=0.8，0.5，0.2）缓冲层的生长温度和氨气流量，制备出了高质量的氮化镓外延层。分别采用X射线衍射、原子力显微镜、光致发光谱和拉曼光谱对氮化镓外延层进行表征。实验结果表明，随着氮化镓外延层中张应力的降低，样品的晶体质量、表面形貌和光学质量都有显著提高。在最优的梯度铝镓氮缓冲层的生长条件下，氮化镓外延层中的应力值最小，氮化镓（0002）和（1012）面的摇摆曲线半峰宽分别为191 arcsec和243 arcsec，薄膜螺位错密度和刃位错密度分别为7×107 cm-2和3.1×108 cm-2，样品表面粗糙度为0.381 nm。这说明梯度铝镓氮缓冲层可以改变氮化镓外延层的应力状态，显著提高氮化镓外延层的晶体质量。关键词：氮化镓;梯度铝镓氮缓冲层;晶体质量;应力139|285|0更新时间：2020-08-12
- 摘要：为了改善蓝光大功率LED芯片p电极处的电流拥挤现象，提高大功率LED芯片的外量子效率，在ITO透明导电层与p-GaN间沉积插指型SiO2电流阻挡层。采用等离子体增强化学气相沉积的方法沉积SiO2薄膜，再经过光刻和BOE湿法刻蚀技术制备插指型SiO2电流阻挡层。采用SimuLED仿真软件分析插指型SiO2电流阻挡层对大功率LED芯片电流扩展性能的影响，研究插指型SiO2电流阻挡层对大功率LED芯片外量子效率的影响。结果发现，插指型SiO2电流阻挡层结构可以有效改善p电极附近的电流拥挤现象。与没有沉积插指型SiO2电流阻挡层的大功率LED芯片相比，光输出功率得到显著的提高。在350 mA的输入电流下，沉积插指型SiO2电流阻挡层后的大功率LED芯片的外量子效率提高了18.7%。关键词：大功率LED;插指型SiO2电流阻挡层;电流拥挤;外量子效率146|268|1更新时间：2020-08-12
- 摘要：将PEG（聚乙二醇）引入到 ITO/MEH-PPV（聚（2-甲氧基，5（2'-乙基己氧基）-1，4-苯撑乙烯撑）/Al三明治器件中，实现了很好的电双稳性能。通过改变PEG的分子量、浓度以及退火温度等条件，对器件性能进行了优化。通过电流-电压（I-V）测试研究了不同器件的性能，结果表明，分子量为4 000的PEG，在30 mg/mL的浓度下，通过120℃退火制备的薄膜，其器件性能最优，电流开关比可以达到103以上。利用SEM测试研究了活性层的膜形貌，并结合电流-电压（I-V）曲线的线性拟合，分析了电荷在器件中的传输过程。研究发现，相分离产生的陷阱对电荷的俘获是该器件产生电双稳特性的主要原因。关键词：PEG;MEH-PPV;有机电双稳器件;陷阱;电荷俘获理论105|103|1更新时间：2020-08-12
器件制备及器件物理
- 摘要：利用高光谱成像技术提取可同时检测苹果糖度与硬度的最佳波长。首先双面采集苹果的高光谱图像，获取亮度相近感兴趣区域（ROIs）的反射波形，采用二阶导数结合标准正态变量（SD+SNV）的方法平滑波形，测试ROIs的糖度与硬度;之后采用连续投影算法（SPA）提取两项指标的特征波长，根据特征波长的分布提出二次连续投影算法，结合波形集特征与两次投影结果确定不同取样面的最佳波长;最后采用遗传算法开发神经网络（GA-BP）建立预测模型，双面取样波长（543 nm和674 nm）效果最优，糖度相关系数（R）为0.847 6，均方误差（MSE）为3.32;硬度R为0.793 8，MSE为9.6。结果表明，相同波长信息可以检测苹果糖度与硬度。关键词：高光谱成像;苹果;最佳波长;二次连续投影算法;遗传算法开发神经网络186|128|13更新时间：2020-08-12
- 摘要：多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbon， PAHs）具有强致癌性，极大威胁着人类身体健康。因此，寻找一种高效、精确的多环芳烃浓度检测方法十分必要。采用FS920荧光光谱仪分析了苯并（k）荧蒽（BkF）、苯并（b）荧蒽（BbF）、苯并（a）芘（BaP）混合溶液的荧光光谱特性。发现在激发波长260~400 nm、发射波长300~500 nm范围内，混合溶液的荧光光谱重叠严重。当混合物浓度配比不同时，荧光特性也存在很大差异。针对光谱图不能直接反映混合物各组分浓度的特点，将人工蜂群（ABC）算法优化的径向基函数（RBF）神经网络应用于浓度检测中，对比分析普通RBF和ABC-RBF神经网络模型。结果表明，ABC-RBF神经网络模型预测误差相对较小，训练到95次时，均方差精度达到10-3。BkF、BbF和BaP的回收率平均值分别为99.20%、99.12%和99.23%，证明此网络适用于检测多环芳烃溶液，为检测多环芳烃浓度提供了一种快速、有效的新方法。关键词：多环芳烃;荧光光谱;浓度检测;ABC-RBF神经网络104|190|4更新时间：2020-08-12
- 摘要：鲁米诺-硝酸银-纳米金体系有很强的化学发光现象。当向该体系中加入酚类物质，化学发光信号有不同程度的变化。研究发现，酚类物质的-OH可以与纳米金产生相互作用，相互作用的大小与酚类物质所含的-OH数目、位置有关。结合流动注射化学发光法对对苯二酚、邻苯二酚、邻苯三酚进行了测定，检出限分别为4.0×10-11，8.0×10-10，2.6×10-9 g/mL。用加标回收法测定了自来水中的邻苯二酚，回收率在97.5%~105%，相对标准偏差在1.4%~2.5%，结果满意。初步讨论了酚类物质对此体系化学发光强度影响的机理，建立了测定多酚类物质的化学发光分析新方法。关键词：酚类物质;化学发光;纳米金121|313|0更新时间：2020-08-12
- 摘要：为了快速确定白光LED相关色温与黄色荧光粉浓度的关系，提出"中间参数A"的方法，以达到减少工作量，缩短工作时间，提高精度的目的。首先，通过理论分析推导出色品坐标与"中间参数A"的关系公式。然后，制备6组不同黄色荧光粉浓度的白光LED样品，计算出每个浓度对应的A值，拟合A值与荧光粉浓度的关系公式。在色品图上查找目标色温对应的色坐标，就可以利用"中间参数A"的方法预测目标色温对应的黄色荧光粉浓度。实验结果表明：利用"中间参数A"的方法生产的白光LED的色温与目标色温的误差在50 K以内。在预测高色温时，该方法比"直接探索色温与荧光粉浓度的关系"的方法的精度高一个数量级。而且利用该方法，采用2组不同荧光粉浓度样品相比于6组样品，在预测目标色温对应的荧光粉浓度时的相差量低于0.5%。因此，该方法具有耗时短、工作量少，精度高的优点。关键词：白光LED;相关色温;中间参数A;荧光粉浓度114|151|2更新时间：2020-08-12
- 摘要：基于标准工艺线的设计加固是大规模集成电路抗辐射加固的发展趋势，对微纳米单元器件进行辐射效应参数提取是实现设计加固的前提。为了摒除参数提取过程中封装引入的影响，实现在线参数测试，本文设计了一套晶圆级器件辐照与辐射效应参数提取试验装置，兼备晶圆级器件电离总剂量辐照、器件参数在线测试分析功能，并且具有通用性强、测量范围宽、结构一体化、操作自动化等特点。对设备在50 kV管压下产生的X射线能谱、剂量率、束斑的测量以及对晶圆级MOS器件进行I-V、C-V、低频噪声特性的测试分析结果表明，该设备符合ASTM F1467测试标准，且能满足晶圆级器件辐射效应参数提取要求，可为大规模集成电路抗辐射设计加固提供良好的试验条件。关键词：抗辐射加固;试验装置;晶圆级器件;X射线辐照;辐射效应;参数提取114|253|0更新时间：2020-08-12
发光学应用及交叉前沿
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