InGaAs/GaAs微结构中的载流子动态特性研究

InGaAs/GaAs拉晶格量子阱材料是一种应变型微结构材料,随着结构参数与三元层成份的变化,微结构的电学及光学特性也随之而变,因此有很大的应用前景。 我们对于InxGa1-xAs/GaAs单量子阱材料进行了光致发光谱和时间分辨光致发光谱的研究。 实验所用的仪器包括同步泵浦染料激光器,配合高重复率条纹相机系统,输出的高重复率激光脉冲亮度在10皮秒左右,接收器可以接收1.35eV以上的发光谱。

半导体量子阱材料的调制光谱研究

我们采用光调制透射方法从In_xGa_(1-x)As/GaAs单量子阱样品测量了调制透射谱,得到了InGaAs量子阱中激子的清晰的调制结构.由电场调制原理对调制透射谱进行拟合,得到了激子的跃迁能量.结果与其他测量以及理论计算结果有较好的一致.

侧链结构对PPV/C_(60)组合体系的激发传递和电荷转移过程的影响

本文考察不同的侧链长度对聚对苯乙炔 (PPV)衍生物的光学性质等的影响 ,以及PPV/C60 的组合薄膜中的激发传递和电荷转移过程。结果表明随着连接在PPV的侧链长度的增长 ,其π π 跃迁带隙变窄 ,使得吸收和发射峰的位置逐渐红移 ;同时观测到PPV/C60 间存在着极有效的激发传递过程 ,从而使得PPV衍生物的荧光在很大程度上被C60 分子所猝灭 ;MD PPV/C60 组合膜中观测到了C-60 的吸收峰 ,这表明该体系存在着基态电荷转移过程 ,同时也表明PPV衍生物与C60 分子间的相互作用和PPV的侧链长短密切相关。

银纳米颗粒-玻璃复合薄膜的三阶非线性光学性能

采用离子交换结合热处理方法，制备出银纳米颗粒一玻璃复合薄膜。利用光学吸收谱和Z-扫描技术研究了该复合薄膜的线性和三阶非线性光学性能。研究结果表明，延长热处理时间有利于提高银纳米颗粒尺寸和银纳米颗粒在玻璃中的体积分数。导致复合薄膜的三阶非线性系数增大。当熔盐中AgNO3／NaNO3的质量分数由0.1％提高到0．5％时，相同条件热处理后玻璃中银纳米颗粒的尺寸和体积分数有较大增长，复合薄膜的三阶非线性系数增大；进一步提高熔盐中AgNO3／NaNO3的质量分数，热处理后玻璃中银纳米颗粒的尺寸反而降低，但银纳米颗粒在玻璃中的体积分数增大，材料的三阶非线性系数不增反降。

滴状冷凝机制的研究

本文从吸附的观点出发给出了滴状冷凝过程中液滴的生成机制。滴状冷凝过程中,液滴之间的金属表面上始终存在着一层极薄的冷凝液膜,该薄液膜是冷凝传热的主要通道。在薄液膜上存在着若干成核的中心成为排液的主要方式,采用计算机辅助薄膜厚度测定数字系统,利用反射光谱法对液滴与液膜的共存现象进行了实验验证。

InP纳米颗粒的超快动力学和光学非线性

通过飞秒泵浦-探测方法测量了波长为800nm时InP半导体纳米颗粒激发态的瞬态动力学过程。观察到一个快速的光致漂白建立和一个漂白的恢复过程,分析饱和吸收的来源可能是带填充效应引起跃迁的饱和吸收。对于漂白恢复中的快过程是由于自由载流子的弛豫,而慢成分是由于光激发载流子在很短的时间内受陷于表面态形成的限域载流子的弛豫。通过飞秒光克尔效应(OKE)方法测量材料的超快非线性响应曲线,计算了材料的光学三阶非线性极化率,分析了非线性的来源。

铜纳米晶-有序多孔氧化铝复合膜光学性能的研究

采用常压直流电沉积技术在有序多孔氧化铝(OPAA)模板内沉积Cu纳米晶,制备出光学透明的铜纳米晶/OPAA复合膜.利用FESEM、TEM、紫外可见分光光度计、Z-scan技术、泵浦探测技术对该复合材料的形貌、结构、线性光吸收、三阶非线性极化率和光响应时间进行了分析.结果表明,Cu纳米颗粒具有面心立方结构,直径在40～50 nm之间,分布在OPAA模板的分叉孔道区.填充于有序多孔氧化铝模板中的Cu纳米晶在584 nm处出现等离子体共振吸收峰.当探测光波长远离铜纳米晶的等离子体共振吸收峰时,Cu纳米晶/多孔氧化铝复合膜出现光致吸收特性,而当探测光波长接近铜纳米晶的等离子体共振吸收峰时,出现光致漂白现象.该复合膜非共振三阶非线性极化率为0.73×10-9esu,光响应时间为1.3ps.

PPV衍生物/C_(60)薄膜的时间分辨荧光光谱研究

用皮秒锁模Ｎｄ：ＹＡＧ激光器的倍频输出（５３２ｎｍ）作为激发光，用同步扫描条纹相机系统对聚对苯乙炔ＰＰＶ的两种衍生物，Ｐｏｌｙ（２－ｍｅｔｈｏｘｙ－５－（４－ｂｕｔｅｎｙｌｏｘｙ）ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）（ＭＢ－ＰＰＶ）和Ｐｏｌｙ（２－ｍｅｔｈｏｘｙ－５－（４－ｂｒｏｍｏ－ｂｕｔｏｘｙ）ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）（ＭＢＢ－ＰＰＶ），与富勒烯Ｃ６０的组合薄膜进行时间分辨荧光测量。

星状C_(60)(CH_3)_x(PAN)_x共聚物的光致发光研究

利用物理喷束淀积 (PJD)技术制备 C60 (CH3) x(PAN) x 共聚物的薄膜。这种共聚物中 ,C60 分子位于星状结构的中心 ,聚丙烯腈 (PAN)主链修饰在 C60 分子的周围。吸收及荧光光谱表明 :C60 分子与聚丙烯腈(PAN)有明显的相互作用 ,而且这种相互作用与 PAN的链长有关。C60 分子与 PAN间存在一定的激发传递过程 ,从而导致 PAN荧光的部分猝灭。

基于电荷转移体系聚合物/C_(60)组合膜的光电导增强效应

利用物理喷束沉积技术在石英和ITO衬底上获得了MBB_PPV/C60 和MB_PPV/C60 组合薄膜 ,研究了聚合物特性和膜的结构对光电导的影响 .光电导和时间分辨荧光结果表明两种组合膜的光电导较纯的PPV和C60 有明显的增强效应 ,而且MBB_PPV/C60 的光电导优于MB_PPV/C60 .结果表明在PPV/C60 体系中存在着有效的激发传递过程 .

PbS纳米颗粒复合的溶胶凝胶薄膜的飞秒非线性光学特性

通过光Kerr效应研究了PbS半导体纳米颗粒的三阶光学非线性响应。在较低的激发强度下,单激子态的饱和吸收和双激子效应的激发态吸收对非线性的贡献同时存在;而在高激发强度下,双激子效应是主要的。计算了高激发强度下(4 m J/cm2)PbS半导体纳米颗粒的三阶非线性光学极化率为5.1×10-10esu。

PVK/C_(60)组合体系薄膜的拉曼光谱和荧光光谱研究

我们采用物理喷束淀积技术制备了Ｃ６０、Ｃ７０及聚乙烯咔唑ＰＶＫ／Ｃ６０的混合和分层薄膜，拉曼光谱的测量表明，这种技术所制备的富勒烯薄膜中，富勒烯的笼型结构仍保持完整，而在ＰＶＫ／Ｃ６０组合薄膜中，拉曼光谱及荧光光谱测量表明：在ＰＶＫ和Ｃ６０分子之间存在激发传递过程，在混合膜中，这种激发传递过程要明显强于分层组合薄膜。

基于电荷转移过程的PAN-C_(60)共聚物薄膜的时间分辨荧光研究

利用吸收光谱和皮秒时间分辨荧光研究PAN C60 星状共聚物的电荷转移过程。PAN C60 共聚物的吸收和荧光光谱结果显示共聚物中存在着电荷转移过程。时间分辨荧光结果表明PAN的荧光衰减遵循双指数衰减规律 (一快过程 16 0 ps和一慢过程 15 0 0 ps) ,快衰减过程主要来源于聚合物中主链间相互作用产生的空间间接极化子对的影响 ,慢变过程主要来源于单重态激子的辐射跃迁弛豫。在共聚物中 ,C60 分子的存在除导致PAN激发态寿命缩短外 ,还影响聚合物链间的相互作用 ,C60 分子对PAN荧光猝灭作用主要通过慢变过程影响的 。

激光烧蚀硅酸盐材料产生氧化硅氧化铝复合团簇

采用飞行时间质谱技术,用308um准分子激光烧蚀不同硅铝比的ZSM-5沸石,产生了氧化硅氧化铝复合团簇.在负离子通道测得含铝的新团簇系列[(SiO_2)_(n-1)(AlO_2)]^-和[(SiO_2)_nOAl]^-,讨论了这些系列的丰度分布和样品硅铝比之间的关系.由于AlO_2有较高电负性,激光烧蚀产生的团簇负离子系列[(SiO_2)_(n-1)(AlO_2)]^-具有以AlO_2为生长核心的生长机理.

气相[(SiO_2)_nX]^-团簇产生机理

利用XeCl准分子激光烧蚀多种硅氧多孔结构材料，在负离子通道测得丰富的[（SiO2）nX]-负离子团簇，并讨论了多孔网络结构和表面活性基团的分布对激光能量的吸收、传输及团簇产生的重要作用．

高等植物外周捕光天线LHCⅡ中的超快光动力学过程

利用飞秒抽运 探测技术及时间分辨荧光 (TRPL)等光谱技术对高等植物LHCⅡ中的超快光动力学过程进行了研究。在其时间分辨荧光光谱中表现出了明显的各向异性特性。实验上观察了LHCⅡ中色素间的能量传递过程 ,由飞秒动力学发现 ,单体内Chlb到邻近的Chla之间的能量传递在 2 0 0～ 30 0fs的时间尺度 ,Chla激子带间的能量弛豫发生在几百飞秒 ,不同单体Chla分子间能量分布过程在几个皮秒。

紫细菌捕光天线LH2中的超快光物理研究

采用飞秒泵浦探测技术研究了紫细菌外周捕光天线LH2中的超快光动力学过程.从B800蓝侧的激发态动力学中观察到B800到B850的能量传递时间,实验结果与理论计算结果的差别说明激发B800时可能引起B850上激子带的直接激发,或存在由B800到B850上激子态的能量传递通道.在B800红侧激发的动力学过程中,漂白信号前端存在的一个快速光吸收信号主要来源于B850上激子带的直接激发.在天然RS601和突变体GM309的LH2中,800nm激发时的动力学过程都表现为一个类似的光漂白过程,动力学曲线的衰减时间常量在天然LH2中明显快于突变体中,说明在GM309中B800到B850的激发能传递速率有所降低.而在845nm激发下两个样品中的快过程类似,但慢过程在GM309中有所增快,激发态中的能量重新分布包括逆向的能量传递也受到类胡萝卜素微结构的影响.

Ag：Bi2O3纳米颗粒复合薄膜的三阶光学非线性和超快电子动力学研究

金属纳米颗粒具有较小的尺寸和大的表面体积比，由于量子限制效应和表面效应，表现出特殊的电子和光学性质．迄今为止，研究者们已对金属颗粒掺杂浓度较低的复合材料的性质做了大量研究，而掺杂浓度较高的材料受到的关注较少．我们采用磁控溅射法制备出含Ag浓度较高(13at．％～59at．％)的Ag：Bi2O3复合薄膜，使用飞秒脉冲激光研究了此类材料的三阶光学非线性和超快电子动力学过程。

酞菁材料的超快动力学特性研究

酞菁是一种优良的有机功能材料。我们合成了两种新型金属酞菁衍生物，中心取代原子分别为钴（Co）和锌（Zn），外周取代基为苯甲酸。Co和Zn是金属中很有代表性的一类。