折射率对金属-电介质-金属光子晶体强透射特性的影响

通过改变一个薄电介质层的折射率来研究其对金属-电介质-金属光子晶体(M-D-MPhC)强透射特性的影响。采用与CMOS工艺兼容技术制作了由折射率分别为[nd(SU-8)=1.6,nd(SiO2.1N0.3)=1.6和nd(SiO0.6N1)=1.8]组成的三个正方形晶格圆孔阵列M-D-MPhC结构,利用傅里叶变换红外光谱仪测量其透射光谱。实验结果发现,金-SiO2.1N0.3-金结构能够获得较强的光透射增强效果和较窄的透射峰,证明了M-D-MPhC强透射特性既与中间电介质折射率大小有关,又与其材料制作工艺差异有关。采用时域有限差分(FDTD)法模拟了在相同条件下折射率分别为1.6和1.8组成的M-D-MPhC透射光谱和电场强度密度分布,模拟结果较好地符合了实验发现。

功率金属-氧化物半导体场效应晶体管静电放电栅源电容解析模型的建立

在实际静电放电测试时,发现各种功率金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的静电放电测试结果均呈现出正反向耐压不对称现象,而人体与器件接触时的静电放电过程是不区分正反向的.正反向耐压差异较大对于功率MOSFET或作为静电放电保护器件来说都是无法接受的,其造成器件失效的问题格外凸显.本文通过建立SGT-MOSFET,VUMOSFET和VDMOS在静电放电正反向电压下的栅源电容解析模型,对比分析了三种功率MOSFET器件静电放电正反向耐压不对称及其比值不同的原因,为器件的静电放电测试及可靠性分析提供了理论依据.

基于5-氨基烟酸的锰金属有机框架的合成、结构及荧光传感性质

室温下,通过溶液法将5-氨基烟酸(5-Hana)与MnCl_(2)反应,成功合成了一例新的三维Mn(II)金属有机框架[Mn_(2)(5-ana)_(4)(H_(2)O)]n(命名为Mn-MOF)。通过X射线单晶衍射、X射线粉末衍射、元素分析、红外光谱、热重分析、紫外-可见光谱和荧光光谱法对配合物的结构和性质进行表征。结构分析表明,配合物属单斜晶系,具有双节点(2,8)-c配位网络结构,其中[Mn_(2)(CO_(2))_(2)(H_(2)O)]二聚单元作为8-连接节点,5-ana-配体作为2-连接节点。分子范德瓦耳斯表面静电势(ESP)分析表明,5-ana-配体的第一反应位点在羧基氧原子附近,ESP最小值为-143.37 kcal·mol^(-1),第二和第三反应位点分别位于吡啶环和氨基氮原子附近。Mn-MOF常温下具有良好的热稳定性。荧光光谱测试显示配合物在256 nm光激发下的最大发射波长为402 nm。更重要的是,Mn-MOF可以通过荧光猝灭实现对Fe^(3+)的选择性识别,且猝灭效率达到98.71%,可作为潜在的荧光探针分析水溶液中的Fe^(3+)。

基于2,5-二溴对苯二羧酸配体的镧系金属有机骨架的合成、结构及性质

采用溶剂热法,以2,5-二溴对苯二甲酸(H_(2)L)为配体,分别与六水合硝酸钕、六水合硝酸钆反应合成了_(2)种镧系金属有机骨架(MOFs):{[Nd_(2)(L)_(3)(DMF)_(2)(H_(2)O)_(2)]·_(2)DMF}n(1)和{[Gd_(2)(L)_(3)(DMF)_(2)(H_(2)O)_(2)]·2DMF}n(_(2))。通过单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、红外光谱、元素分析、荧光光谱、热重分析等测试方法对其进行了结构表征与性质研究。结果表明,2个配合物均是以稀土离子为金属节点,与配体相互连接,形成无限延伸的三维网状结构。

一维金属-介质光子晶体光谱特性研究

采用干涉矩阵方法对一维金属-介质光子晶体的光谱结构进行了研究。结果表明介质材料的厚度、折射率以及金属材料折射率的虚部对光子晶体光谱的影响可以采用驻波理论较好解释。当金属材料的厚度大于其趋肤深度时,厚度的增加会导致光子晶体的透射率和吸收率均降低,但对光子晶体透射和吸收峰的位置没有影响。

一例钙金属-有机骨架的合成及其结构与性质分析

通过溶剂热合成法,获得一例钙金属-有机骨架[Ca_(2)(CH_(3)COO)_(3)(HCOO)],其中,甲酸配体由溶剂N,N-二甲基甲酰胺原位分解生成。利用X-射线单晶衍射、傅里叶变换红外光谱、热重分析和荧光分光光度法,对[Ca_(2)(CH_(3)COO)_(3)(HCOO)]晶体结构和性质进行分析与表征。结果表明:该化合物属于三斜晶系,p1空间群,晶胞参数为a=0.67186(6)nm,b=0.97579(7)nm,c=0.98460(9)nm,V=0.56305(9)nm^(3),Z=1;Ca(Ⅱ)离子(8配位)之间通过共用乙酸上的羧基氧形成一维链,链的两侧由羧基氧与Ca(Ⅱ)离子(7配位)配位形成三明治的夹层,每个夹层不断重复与乙酸配体配位形成二维层,层与层之间通过甲酸配体的两个羧基氧分别与层中两种配位模式的Ca(Ⅱ)离子连接形成三维有机骨架;该化合物具有良好的稳定性,在紫外光下可观察到绿光。

平面型金属-电介质光子带隙结构的表面电磁波传输特性

研究了一种平面型金属 电介质光子带隙结构的表面电磁波传输特性。该材料利用常规的印刷电路板技术制作 ,其金属单元的平面斑图 (pattern)分别为六角形和方形两种 ,空间层状结构为二层与三层两种。在 1～2 0GHz范围内对TE表面波传输情况进行了测试 ,观察到了TE表面波的能隙结构。不同结构的测试结果表明 ,三层结构的材料具有较低的禁带中心频率。用局域电感 电容模型定型解释了本文的实验结果。

大功率射频Si-VDMOS功率晶体管研制

介绍了大功率射频硅-垂直双扩散金属氧化物场效应晶体管(Si-VDMOS)的研制结果,采用栅分离降低反馈电容技术、多子胞降低源极电感技术等,从芯片原理着手,比较分析两种芯片结构设计对反馈电容的影响,以及两种布局引线对源极电感的影响,并研制出了百瓦级以上大功率射频Si-VDMOS功率晶体管系列产品。产品主要性能如下:在工作电压28 V及连续波下,采用8胞合成时,225 MHz输出功率达200 W以上,500 MHz输出功率达150 W以上;进一步增加子胞数量,采用12胞合成时,225 MHz输出功率达300 W以上,同时具备良好的增益及效率特性,与国外大功率射频Si-VDMOS功率晶体管的产品参数相比,达到了同类产品水平。

金属微粒-电介质复合材料的高频电磁特性

利用高频电磁波作用下金属微粒的等效偶极子模型,考虑表面衰减而引入金属颗粒的归一化电磁参数,由等效介质理论(EMT)得到推广的Bruggeman公式计算了金属颗粒-电介质复合材料等效电磁参数随入射波频率的变化.对于无磁性金属微粒所形成的复合材料,较高的等效电容率的虚部反映了复合材料具有一定的磁损耗和较强的吸波特性,等效磁导率的实部小于1显示出抗磁性.

金属-电介质多层膜结构亚波长成像特性分析(英文)

分析了由Ag和Si3N4多层纳米薄膜组成的特异材料的模式特性,使用本征模展开法(EME)结合完全匹配层(PML)边界条件模拟了该结构的亚波长成像行为,在法布里-珀罗(Fabry-Perot)条件(结构的长度是半波长的整数倍)条件下,研究发现邻近系统的点源会在另一侧成实像,这种成像基于自准直而并不是负折射.研究结果证实了金属-电介质多层膜结构可以在光波段实现近场成像.

柱状金属微粒-电介质复合材料的等效介电常数

基于介质圆柱电磁散射理论和等效介质理论,导出了金属柱微粒-电介质复合材料的等效相对介电常数的表达式。数值结果表明:入射波频率低于某一频率或金属柱掺料的体积分数增大到一定数值时,复合材料的等效相对介电常数实部会变为负数。

基于4,4’-偶氮苯二甲酸的金属-有机框架合成及其荧光性质

分别以吡嗪和4,4’-联吡啶为共配体,Cd^(2+)、Zn^(2+)与4,4’-偶氮苯二甲酸(H 2(4,4’-azo))配位反应得到了两个金属-有机框架(MOFs)。X射线单晶衍射研究结果表明,其结构中均不含共配体,与之前报道的[Cd(4,4’-azo)(H 2 O)]n(1)和[Zn(4,4’-azo)(H 2 O)2]n(2)的晶体结构一致。将共配体变为几何尺寸更长的1,3-二(四吡啶基)丙烷(bpp),金属离子变为Co^(2+),合成了一个共晶[H 2(4,4’-azo)(bpp)]n(3),其为单斜晶系,C2/c空间群,晶胞参数:a=3.2168(19)nm,b=0.4755(3)nm,c=1.8732(14)nm。用热重分析仪和荧光分光光度计分别研究了三个化合物的热稳定性和两个MOFs的发光性质。1和2都具有优异的热稳定性,尤其是2的初始失重温度高达247℃。由于1是由4,4’-azo双齿配位两个Cd^(2+)形成双核3D网络结构,而2是4,4’-azo单齿配位Zn^(2+)形成的1D“zig-zag”链,两者的紫外光谱和荧光光谱不同。2除具有配体固有的荧光发射(359 nm)外,由于Zn^(2+)与4,4’-azo配位后产生的配体到金属的电荷跃迁(LMCT),还在420 nm处新增一个增强的荧光发射峰。

基于金属-电介质-金属波导结构的等离子体滤波器的数值研究

基于金属-电介质-金属波导结构,提出了一种含双侧多支节型等离子波导滤波器,采用有限元法研究了其透射特性.在该结构的透射谱中观察到了基于电磁诱导透明效应的四个窄带透射峰,并通过模场分布有效阐释了透射谱线中峰值、谷值的产生的物理机理.数值研究同时表明当每个支节长度线性增加时,透射峰中心波长也将线性增加.这一结果可用于指导可调谐、多通道窄带滤波器的设计.

金属-电介质复合结构实现荧光远场增强

本文提出一种大尺度的金属-电介质复合微纳结构(银-硅结构),用于提高荧光生物检测的灵敏度及解决荧光物质距离结构远场范围时荧光增强的近场局限。这种大尺度的金属-电介质复合微纳结构与之前的金属-电介质复合微纳结构不同,其通过光的散射和干涉实现了荧光物质距离结构远场范围时的荧光增强。在本文中,通过采用时域有限差分法,主要从荧光激发和荧光发射两个过程研究银-硅结构。结果表明,在激发过程中,银-硅结构的荧光强度高于玻璃结构且位于银-硅结构两柱之间的狭缝中的电场分布比金属结构(银结构)更均匀,因此在银-硅结构中可以实现荧光增强,而且分子运动行为的检测更准确。在发射过程中,当荧光纳米粒子距离结构远场范围内时,与玻璃相比,银-硅结构可以实现更好的荧光增强效果。利用银-硅结构实现荧光增强的机理是光的散射和干涉,荧光被银膜向上散射,同时,结构两侧的银/硅柱也散射一部分荧光,荧光相互干涉传播至远场实现荧光增强。此外,银-硅结构易于制备和集成。因此,其可以很好地应用于生物传感领域。

探究光谱在短支路结构金属-电介质-金属型波导中的传输特性

应用时域有限差分(FDTD)方法研究了余弦调制高斯脉冲通过短支路结构金属-电介质-金属(MDM)波导的光谱传输特性。从理论上讨论了由短支路结构内形成的简振驻波可以使波导具有滤波特性。FDTD仿真结果证明,输出光谱的透射率周期在短波长段较小,长波长段较大;短支路长度越长,透射率周期数越多。以上特性可用于制作波导滤波器和波导光开关,也可以用于光子器件集成和传感器领域。

两个锰的18-氮杂金属冠醚-6配合物的合成、晶体结构和磁性质研究(英文)

以负三价、五啮的N-乙酰水杨酰肼(ashz3-)作为配体,合成了二个大环六核氮杂金属冠醚犤MnⅢ6(ashz)6(MeOH)6犦·6MeOH(1)和犤MnⅢ6(ashz)6(DMF)6犦·3DMF(2)。晶体学数据是:配合物1,三方晶系,空间群R3珔,a=b=24.806(2),c=11.260(1)?,Z=3,μ=1.007mm-1,R=0.0572,wR=0.1142;配合物2,三方晶系,空间群R3珔,a=b=26.629(3),c=23.298(4)?,Z=6,μ=0.856mm-1,R=0.0671,wR=0.1661。这两个配合物属18-氮杂金属冠醚-6结构类型,冠醚分子具有晶体学C3i对称性。配体ashz3-通过它的肼基的N-N桥连金属原子,从而形成有中央空穴的六核锰的大环配合物。变温磁化率(4～275K)研究表明,配合物1中金属离子间存在着反铁磁性耦合。

分子轨道近似在四面体共价晶体中3d过渡金属离子轨道角动量和旋-轨耦合中的应用(英文)

用分子轨道近似推导了 3d过渡金属离子在四面体晶体中轨道角动量和旋 轨耦合矩阵 ,同时得到了这些矩阵元与3d离子在纯晶体场近似下的矩阵之间的关系 .通过以上矩阵元和关系可以很容易地计算 3d离子在四面体晶体中的旋 轨、自旋 自旋和塞曼作用矩阵 .这些旋 轨、自旋 自旋和塞曼作用矩阵对研究 3d离子在四面体共价晶体中 (尤其是半导体中 )的超精细光谱、塞曼和交换分裂、电子顺磁共振参数、磁化强度、磁比热、磁化率等都是有用的 .另外 ,还讨论了八面体和四面体对称下的配体轨道 ,以及

Eu(Ⅲ)功能化金属-有机框架的合成及其对1-萘酚的荧光传感

采用溶剂热合成方法,合成了一例金属-有机框架{[Zn_(2)(OH)(TZI)·2H_(2)O]·6DMF}n(1)(TZI为5-四氮唑间苯二甲酸),并利用单晶X射线衍射、元素分析、红外光谱、热重分析、粉末X射线衍射等手段对化合物进行了结构表征。单晶X射线衍射结果显示配合物1呈现出三维孔道结构,并且孔道中存在未配位的羧基和配位的水分子。随后通过后合成法将Eu(Ⅲ)离子引入到框架中得到具有红光发射特征的Eu(Ⅲ)@1。在275 nm的激发光下,Eu(Ⅲ)@1存在两组荧光发射,第一组在418 nm处的宽峰为配合物1的荧光发射,荧光源于有机配体的吸收和发射;第二组五个发射峰为Eu(Ⅲ)离子的红色特征发射峰,其主峰为619 nm。尿液中其他成分抗干扰性实验结果表明,Eu(Ⅲ)@1荧光探针对于生物标记物1-萘酚非常敏感,能够导致红色荧光猝灭(619 nm),并伴有青色荧光增强(465 nm),对1-萘酚具有高选择性。荧光滴定实验结果显示Eu(Ⅲ)@1基于465和619 nm处荧光发射峰对1-萘酚的检测限分别为6.95μmol/L和1.75 mmol/L。

金属-有机骨架羧酸配合物[Zn(ip)(bpp)]·0.5H_2O的合成及晶体结构

以1,3-联(4-吡啶基)丙烷(bpp),间苯二甲酸(H2ip)为有机配体,以过渡金属Zn为中心离子,通过水热合成法合成出配合物.化合物中Zn离子表现为扭曲的四面体配位构型,P21/n空间群,晶体学参数为:a=10.9443(8),b=11.1569(8),c=15.7486(12),α=90.00°,β=103.8230(10)°,γ=90.00°,V=1.8673(2)3,Z=4,Dc=1.539g/cm3.由于bpp分子中含有丙烷基柔性链,故其在晶体中有多样的几何构型,而H2ip分子为多羧酸刚性分子,羧基上的氧原子可以有多种配位形式,在晶体中可以形成稳定结构.

一种新颖的有机-无机杂化多金属氧酸盐配合物的合成与晶体结构

利用水热法合成了一种新的多金属氧酸盐[Fe(phen)3]2(PMo10V3ⅤVⅣO44).DMF,采用红外光谱、单晶X-射线衍射、差热-热重和XPS等方法对其进行了表征.结果表明:化合物是由杂多阴离子(PMo10V3ⅤVⅣO44)4-,[Fe(phen)3]4+片段和DMF分子组成;配合物通过氢键作用相互连接形成三维超分子结构;晶体属于三斜晶系,P1空间群;晶胞参数:a=1.413 41(4)nm,b=1.835 09(6)nm,c=1.967 63(7)nm,α=83.225 0(10)°,β=69.787 0(10)°,γ=87.021 0(10)°,V=4.755 4(3)nm3,Z=1,Rgt(F)=0.045 9,ωRref(F2)=0.107 9,S=1.016.