窄带隙半导体光催化剂用于四环素降解研究进展

四环素类抗生素因其良好的药用价值被广泛用于畜牧和医疗等行业。大量的四环素类抗生素随着排泄物流入生态环境,造成生态系统失衡,并对人类健康构成巨大威胁。因此,实现四环素的有效降解具有重要意义。光催化技术以成本低和无二次污染等优势成为降解四环素抗生素最具潜力的技术之一。根据四环素类抗生素的基本结构和毒性的研究情况,对窄带隙半导体光催化剂用于四环素类污染物的研究及性能提升进行学术分析归纳,根据科学研究的趋势提出未来研究方向。

基于窄带隙有机光电探测器材料的研究进展

有机光电探测器(OPDs)因为制备过程简单且成本低、轻质柔性、重量轻等特点引起人们的极大兴趣,具有广阔的应用前景。近年来,随着窄带隙有机/聚合物材料的不断发展,许多具有高探测率和高灵敏度的新型窄带隙OPDs被不断的报道出来。研究人员利用有机聚合物和有机小分子等组块,成功地研制出一系列具有优异性能的窄带隙的有机光电探测器。本文简要综述了窄带隙有机/聚合物光电探测器活性层材料的研究进展。

可见光响应型窄带隙半导体光催化材料的研究及应用进展

近年来,窄带隙半导体材料因具有吸收太阳光可见波段能量、可见光催化降解有机物及可见光解水制氢的优异特性而成为新型半导体材料的研发热点。综述了以TiO2为代表的传统半导体材料掺杂体系以及全新组成材料体系等两大类具有窄带隙半导体特性的材料种类、光催化性能的影响因素、材料制备工艺以及应用前景,并在此基础上展望了研究与发展方向。

超窄带和多通道窄带光子晶体滤波器

构造了形如(AB)mBn(BA)m的一维光子晶体,并利用光学传输矩阵法对这种光子晶体进行了数值模拟计算,对其光子能带特性进行了分析。计算结果表明,当m=6、m=4,而n变化时,在一定的波段范围内,在这种结构光子晶体的禁带区内分别获得了一个和多个很窄的透过峰。这种结构的光子晶体可以用来制作超窄带滤波器和多通道窄带滤波器,有望在光通信超密度波分复用技术和光学信息精密测量技术中获得广泛应用。

取代基结构对聚[(3-烷基)噻吩-2,5]-取代苯甲烯衍生物三阶非线性光学性能的影响

采用3-烷基噻吩与对硝基苯甲醛和对二甲氨基苯甲醛的聚合反应得到了5种聚(3-烷基)噻吩取代苯甲烯衍生物:聚(3-丁基)噻吩对硝基苯甲烯(PBTNBQ)、聚(3-己基)噻吩对硝基苯甲烯(PHTNBQ)、聚(3-丁基)噻吩对二甲氨基苯甲烯(PBTDMABQ)、聚(3-己基)噻吩对二甲氨基苯甲烯(PHTDMABQ)和聚(3-辛基)噻吩对二甲氨基苯甲烯(POTDMABQ).计算其光学禁带宽度分别为PBTNBQ(1.82eV),PHTNBQ(1.85eV),PBTDMABQ(1.71eV),PHTDMABQ(1.78eV)和POTDMABQ(1.67eV).利用简并四波混频技术测量了5种聚合物薄膜的三阶非线性极化率,分别为1.74×10-8,1.82×10-8,5.62×10-9,8.64×10-9和1.22×10-8esu,均具有较大的三阶非线性光学性能.针对取代基结构对聚(3-烷基)噻吩取代苯甲烯衍生物的三阶非线性光学性能的影响从分子内极化程度和主链电子的离域程度两个方面进行了讨论.

给体-受体-给体窄带隙染料掺杂聚芴发光二极管

合成了一系列给体-受体-给体型窄带隙荧光分子,并将其作为掺杂剂与主体(Host)宽带隙聚芴共混制备发光二极管.荧光分子为4,7-二呋喃-苯并噻二唑(O-S)、4,7-二噻吩-苯并噻二唑(S-S)、4,7-二(N-甲基吡咯)-苯并噻二唑(N-S)、4,7-二硒吩-苯并噻二唑(Se-S)和4,7-二(N-甲基吡咯)-苯并硒二唑(N-Se).溶液中荧光分子的紫外-可见吸收峰位于447～472nm,荧光发射峰位于563～637nm.该系列荧光分子掺杂聚芴(PFO)发光器件的电致发光峰位于580～633nm.当器件结构为ITO/PEDOT/PVK/PFO+N-Se/Ba/Al时,最大外量子效率为1.28%,电流效率1.31cd/A.

高效硫硒化锑薄膜太阳电池中的渐变能隙结构

硫硒化锑(Sb_(2)(S,Se)_(3))薄膜太阳电池因其原材料丰富、制备方法简单、性能稳定等优势近年来得到了快速发展.本文基于Sb_(2)(S,Se)_(3)吸光层能隙可调的特点,应用wx-AMPS软件对具有渐变能隙Sb_(2)(S,Se)_(3)太阳电池进行建模仿真和结构设计,并与50%Se含量的恒定能隙Sb_(2)(S,Se)_(3)太阳电池进行了对比分析.结果显示,递减能隙结构所形成的附加电场能够促进空穴的输运,抑制载流子的复合,相比与恒定能隙Sb_(2)(S,Se)_(3)太阳电池可以得到更高的短路电流密度和填充因子,使光电转换效率由12.03%提升至14.42%.此外,递减能隙结构通过抑制载流子的复合,有效地缓解Sb_(2)(S,Se)_(3)太阳电池因厚度厚或者缺陷态高所引起的性能下降.在厚度为1.5μm,缺陷态密度在1016 cm^(–3)时.采用递减能隙Sb_(2)(S,Se)_(3)太阳电池的效率比恒定能隙Sb_(2)(S,Se)_(3)太阳电池高6.34%.研究结果表明通过吸光层的能隙结构设计能够发挥Sb_(2)(S,Se)_(3)等多元合金或化合物的能隙可调的优势,是提高太阳电池器件性能的有效技术路线之一.

缺陷态复周期光子晶体的特性研究

利用传输矩阵法计算复周期结构的光子晶体的色散关系和滤波特性 ,并重点研究了含有缺陷的类似于谐振腔结构的光子晶体滤波特性 .由于这种缺陷态复周期结构的可调参数多 ,人们很容易得到在红外波段 15 5 0nm附近窄带滤波窗口 ,透过率可达到近 90 % ,而窗口以外的透过率在 0 .0 2 %以下 .当改变中间夹层厚度、周期数及缺陷层数时 ,窄带滤波窗口的位置和带宽发生改变 .因此 ,它在高速 ,长距离光通信中将有很好的应用 .

超窄带和梳状多通道光子晶体滤波器设计

设计了一种因掺杂而具有超窄带滤波特性的光子晶体滤波器和一种复周期结构的梳状多通道光子晶体滤波器。在两种均匀介质交替分布的周期结构中间插入一层折射率不同的介质膜后,通过传输矩阵法的数值计算,发现采用前后不对称的周期结构并调节参数,可以在1 550 nm处找到一个透射率接近100%的极窄的透过峰,因而可得到一种超窄带光子晶体滤波器。另外,在以高低两种折射率的介质交替分布,并以两种单独的单元周期合并组成一个复周期,然后进行周期重复构成的光子晶体中,利用通道数等于复周期数减1的规律,并配合各层厚度的调节,设计出在1 550 nm附近梳状8通道和16通道的光子晶体滤波器,各通道透过峰的透射率均接近100%,由此设计出一种梳状多通道光子晶体滤波器。

光折变材料的带隙结构研究

利用光子晶体的概念和时域有限差分方法计算了当光折变材料的空间折射率呈一维正弦变化时其内部的带隙结构情况,表明在光折变材料中存在极窄的光子带隙。最后讨论了折射率(n)、折射率调制幅度(△n)、周期长度(D)及周期数(N)对光子带隙的影响。

光子晶体超窄带滤波器

本文利用光学传输矩阵法研究了一种类似于谐振腔结构的光子晶体 .研究发现在这种光子晶体的光子带隙的中央存在一个极窄的透光窗口 ,窗口的宽度在红外波段 1 5 0 0 nm附近可以做到 0 .0 0 0 1 nm以下 ,窗口内的透光率峰值可以接近 1 0 0 %,窗口以外的区域的透光率可以做到 0 .0 1 %以下 .通过改变所研究结构中的周期厚度、中间夹层厚度、两边光子晶体的周期重复数和波的入射角可以改变窄带透过窗口的位置和窄带的宽度 .这种光子晶体可以用来制作超窄带滤波器 ,有望在光通信超密度波分复用技术和光学信息精密测量技术当中获得应用 .

窄能隙共轭聚合物:聚[(3-烷基)噻吩-2,5]-取代苯甲烯衍生物的合成与表征

合成了 3 -丁基噻吩和 3 -辛基噻吩 ,并分别与对硝基苯甲醛和对二甲氨基苯甲醛进行聚合反应得到了具有极低能隙的聚 ( 3 -丁基噻吩 )对硝基苯甲烯 ( PBTNBQ)、聚 ( 3 -丁基噻吩 )对二甲氨基苯甲烯( PBTDMABQ)和聚 ( 3 -辛基噻吩 )对二甲氨基苯甲烯 ( POTDMABQ) .采用红外光谱、核磁共振氢谱和紫外 -可见吸收光谱确认了产物的结构 ,发现中间产物聚 ( 3 -烷基 )噻吩取代苯甲烷衍生物中存在部分醌化产物 .根据 Eg 与入射光子能量 hν的关系 ,采用 2种模型计算了 3种聚合物薄膜的光学禁带宽度为 PBTNBQ1 .63 ,1 .84e V;PBTDMABQ1 .44,1 .75 e V和 POTDMABQ1 .3 2 ,1 .69e V,属窄能隙共轭聚合物 .

Nd掺杂对ZnO带隙及染料敏化太阳能电池光电性能的影响

利用溶液法制备Nd掺杂ZnO,并通过X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和光电流密度-光电压曲线研究Nd掺杂对ZnO带隙及染料敏化太阳能电池光电性能的影响.结果表明:Nd原子取代Zn原子掺杂到ZnO晶格中;Nd掺杂使ZnO带隙窄化,导致其UV-Vis谱吸收带边红移,且随着掺杂摩尔分数的增加,红移和窄化程度增大;掺杂Nd可提高电池的光电流及光电转换效率,当掺杂Nd的摩尔分数分别为0.5%,1.0%,1.5%时,其光电流密度分别为9.51,13.01,10.79mA/cm2,光电转换效率分别为2.28%,2.84%,2.48%.

超窄间隙焊接中焊剂片与电弧相互作用机制分析

通过向间隙宽度为4 mm的I形坡口中预置焊剂片进行超窄间隙焊接试验,采用一种快速中断电弧的方法,保留焊接过程中焊剂片、坡口底部和侧壁的熔化形态,分析了焊剂片与电弧相互作用面积对电弧受约束程度的影响.结果表明,增加电弧电压或降低焊剂片熔点,可使焊剂片熔化面积增大,固壁约束面积减小.当焊剂片熔化面积大于一定值而小于固壁约束面积时,电弧受约束程度适中,电弧加热区域被控制在坡口根部和两侧壁,从而获得成形良好的焊缝.当焊剂片熔化面积大于固壁约束面积时,电弧受约束程度减弱,电弧加热区域集中在两侧壁上,很难形成一个完整的熔池,最终形成了带有大量孔洞的焊缝.

波分复用各向异性光子晶体滤波器

从光子晶体的光子频率禁带特性出发,提出了用两个或两个以上的各向异性周期结构光子晶体叠加在一起,形成叠层结构光子晶体,以获得窄带滤波特性的设想;利用光学传输矩阵法研究了这种结构的光子晶体,分析了在不同入射角和折射率条件下,该周期结构的透射和偏振的光学特性。分析表明,各向异性光子晶体在折射率比值较大或与高折射率各向同性介质结合使用,可以获得较窄的通带,从而实现滤波。数值模拟的结果也证实了上述构思的正确性。

考虑自热效应的重掺杂AlGaAs/GaAs HBT电流特性分析

重掺杂使导带、价带带边同时发生了收缩 ,从而产生能带变窄效应 ( BGN)。对于因重掺杂 NPN突变 Al Ga As/Ga As HBT,而引起 BGN导带和价带突变界面势垒形状及高度都发生改变结果 ,以致对电流输出特性产生重要的影响。本文基于 Jain-Roulston禁带收缩模型及热场发射——扩散载流子输运机制 ,对考虑自热效应下的重掺杂 Al Ga As/Ga-As HBT电流特性进行了深入的研究。通过与其它计算程序常用的几种 BGN模型比较得出 :为了更好描述电流传输 ,利用 Jain-Roulston的 BGN模型 ,考虑导带。

禁带变窄效应对突变AlGaAs/GaAs HBT电流影响的研究

重掺杂使导带、价带带边同时发生了收缩,从而产生禁带变窄效应(BGN)。对于基区重掺杂Npn突变AlGaAs/GaAsHBT,BGN引起导带和价带突变界面势垒形状及高度都发生了改变,这对基区、集电区电流产生重要的影响。文中基于Jain-Roulston禁带收缩模型及热场发射-扩散载流子输运机制,对这一现象进行了深入的研究。通过与其它计算程序常用的几种BGN模型比较得出为了更好描述电流传输,利用Jain-Roulston的BGN模型,考虑禁带变窄量在导带、价带有不同的分配,从而对电流有不同的影响是必要的。

高效埋弧焊技术的发展及应用

埋弧焊具有熔敷率高、焊接质量好等优点,是当今焊接生产中普遍使用的熔焊方法之一。介绍了多丝埋弧焊、带极埋弧焊、添加合金粉末埋弧焊、窄间隙埋弧焊、冷丝和热丝填丝埋弧焊等多种高效埋弧焊方法,并就各自的工艺特点、国内的应用情况进行了分析与总结。

窄带隙聚吡咯甲烷衍生物的制备与光学性能

由于高分子发光材料具有柔韧性好、合成简单、可大面积制备和使用寿命长等优点,成为近年来显示和照明领域的研究热点。本文以N-甲基吡咯和苯甲醛类为单体,采用缩聚法制备了3种可溶性、窄带隙、分子主链为部分共轭的聚吡咯甲烷衍生物,并利用红外光谱、紫外-可见光谱、荧光光谱、X射线衍射谱和热失重分析等方法对其结构、光致发光性质和热稳定性能等进行了测试分析,比较了大分子链上苯环对位取代基对材料发光性能的影响。研究结果表明,3种衍生物的热稳定性较好且具有部分结晶性,其光学禁带宽度均小于1.6 eV,属于窄带隙聚合物;在355 nm左右激发光下,3种衍生物均会产生约420 nm的发射光,为蓝紫色发光材料,且大分子链上苯环的对位取代基对该类材料的发光行为基本没有影响;在循环伏安曲线中,3种衍生物均存在较为明显的氧化还原峰。聚吡咯甲烷衍生物在光电器件材料方面有着潜在的应用价值。

含有烷基侧链的杂环芴基共聚物的光电性能

通过对9,9-二辛基芴(DOF)与4,7-二噻吩-2,1,3-萘并噻二唑(DNT)共聚物(PFDNT)和9,9-二辛基芴(DOF)与4,7-二(3-己基噻吩)-2,1,3-萘并噻二唑(HDNT)共聚物(PFHDNT)的光电特性进行比较研究,发现烷基侧链上引入杂环窄带隙单体能有效提高芴基共聚物的分子量和光荧光的量子产率。共聚物PFHDNT的光致发光和电致发光峰相对于共聚物PFDNT发生了蓝移,可能是由于长烷基侧链的空间位阻减小了π→π*有效共轭长度导致其发射峰发生蓝移。此外共聚物PFHDNT器件的电荧光量子效率并未由于引入烷基侧链而降低。