同带泵浦的Tm:CYA调Q锁模激光器

以半导体可饱和吸收镜SESAM作为锁模启动元件,利用同带泵浦技术首次在Tm:CaYALO_(4)(Tm:CYA)激光器实现了被动调Q锁模运转。光路采用X型四镜腔结构,泵浦源采用Er:Y_(3)Al_(5)O_(12)(Er:YAG)固体激光器,其中心波长为1650 nm。分别采用0.5%、1.5%、3%和5%透过率的输出耦合镜,对激光器连续光输出和锁模输出特性进行研究。结果表明:当采用5%透过率的输出耦合镜时,激光器的输出特性最好;当激光器在连续光运转情况下,得到了894 mW的最高功率和16%的最大斜效率输出;将连续光功率优化至最高,在光路中加入SESAM锁模元件后,当吸收泵浦功率大于1.86 W时,激光运转进入不稳定的调Q状态;当吸收泵浦功率提高到5.7 W时,实现了稳定的被动调Q锁模运转;吸收泵浦功率达到6.99 W时,采用5%透过率的输出耦合镜,获得了最高输出功率为399 mW的锁模脉冲激光;此时调Q包络下重复频率为98.11 MHz,脉冲宽度为619.4 ps,对应的最大单脉冲能量为4.07 nJ,调Q包络中锁模脉冲调制深度接近100%。实验结果证明,同带泵浦技术可以用于激光器以产生调Q锁模脉冲,为超短脉冲激光的产生提供了一种新的泵浦方式。

超薄ZnTi-LDH纳米片作为一种具有路易斯酸和布朗斯特酸的双功能光催化剂用于串联反应合成N-亚苄基苯胺

半导体光催化作为一种绿色可持续方法受到研究者的广泛关注.由于理论模型与实际催化剂存在较大差异,探究活性位点与光催化性能之间的关系一直是一个悬而未决的问题,需要寻找一种合适的材料深入了解该关系.超薄二维纳米材料因其活性位点占比较高,且活性位点种类相对简单而被认为是一种理想的模型.串联催化反应可以在单一体系中进行多步反应,避免了相对复杂的中间体分离和纯化,具有较大的经济和环保效益.在该过程中,独立的活性位点在不同的催化反应中起着重要的作用.目前已有一些关于光催化串联反应的研究报道,基于光催化过程,一般通过电子空穴分离效率或基于半导体价带理论来揭示,而活性位点与光催化性能之间的相互作用仍有待进一步研究.本文制备了两种不同厚度(1.4和4.0 nm)的超薄ZnTi-LDH纳米片用于光催化串联反应合成N-亚苄基苯胺,研究了该体系中的活性位点-催化性能的相互关系.X射线光电子能谱、红外光谱(FTIR)和电子自旋共振结果表明,减小ZnTi-LDH纳米片的厚度,可以暴露出更多的表面羟基和氧空位缺陷,形成配位不饱和Ti位点.紫外-可见光漫反射光谱和原位吸附FTIR光谱结果表明,在ZnTi-LDH纳米片上两种反应物(苯甲醇和硝基苯)能有效地化学吸附并活化.其中苯甲醇分子通过C-O···Ti的配位方式吸附并活化在配位不饱和Ti位点(L酸位点)上,而硝基苯分子以N-O···H-O的配位方式吸附并活化表面羟基的氢位点(B酸位点)上.在该体系中,光生空穴和光生电子能被有效利用,分别促进了苯甲醇选择性氧化为苯甲醛和硝基苯选择性还原为苯胺.阻抗和光电流实验结果表明,ZnTi-LDH纳米片厚度越薄,越有利于提高光生电子-空穴对的分离效率.由于其厚度的减小形成了氧空位,而氧空位作为电子的捕获中心,促进了光生电子-空穴对的分离.更薄的ZnTi-LDH纳米片具有更多的活性位点,不仅有利于反应物的活化,也有利于光生载流子的分离.因此,较薄的ZnTi-LDH纳米片实现了100%的高转化率和96%的高选择性.从分子水平上提出了该串联反应体系中分子活化协同光催化的机理.本文不仅为串联反应开发了具有独立活性位点的双功能催化剂,而且通过从分子水平上研究活性位点与催化性能之间的相互作用,对光催化机理提供了深入的认识.

复合结构半导体电极的最大光电势和光腐蚀研究

借助于交流阻抗技术和电化学方法,研究了不同复合结构半导体电极在理论上的最大光电势,为更好地提高光电转换效率提供依据。尝试在高氯酸锂-乙腈非水体系中添加氧化-还原电对,探索抑制光腐蚀的有效途径。

InGaP/GaAs串接太阳电池的设计与研制

研制了InGaP/GaAs串接太阳电池 ,结果表明 ,电池的转换效率在 2 1%～ 2 4%之间 ( 1AM0 ,2 8℃ ) ,填充因子在 79%～ 81%之间 ,并对其材料结构、器件工艺制作以及性能测量表征等进行了讨论。

Ⅱ-Ⅵ族材料在叠层太阳能电池中的应用

Ⅱ-Ⅵ族材料ZnSe、CdSe、ZnTe、CdTe等具有禁带宽度大,少子寿命对位错不敏感等优点,可以作为一种新的材料体系应用于叠层太阳能电池中。此类材料既能够与铜铟镓硒电池、Ⅲ-Ⅴ族材料、单晶Si等相结合,也可将不同的Ⅱ-Ⅵ族材料相结合制备多结电池。本文介绍了上述几种思路的理论及实验研究现状,以及Ⅱ-Ⅵ族材料顶电池的研究进展;同时分析了阻碍Ⅱ-Ⅵ族半导体材料应用的单极性掺杂问题,介绍了提高掺杂水平可能的途径。

基于有机异质结C60/ZnPc的绿色磷光TOLED

以有机异质结C60/ZnPc作为电荷产生层,制备结构为ITO/TPBi(40nm)/C60(x nm)/ZnPc(x nm)/NPB(40nm)/Al(120nm)和ITO/TPBi(40nm)/LiF(y nm)/Al(2nm)/C60(5nm)/ZnPc(5nm)/MoO3(3nm)/NPB(40nm)/Al(120nm)的非发光倒置器件,其中x的值为0、5、10和15,y的值为0、0.5、1.0和1.5.实验证明,有机异质结C60/ZnPc可在外电场下实现电荷分离,加入LiF/Al和MoO3可更有效地提高电荷产生层的电荷分离和注入能力.基于LiF/Al/C60/ZnPc/MoO3结构,制备绿色磷光叠层有机发光二极管,进一步研究该电荷产生层对叠层器件的光电性能影响.结果表明,电荷产生层的电荷分离和注入可影响叠层器件内部的电荷注入平衡,进而对器件性能产生影响.当LiF、Al、C60、ZnPc和MoO3结构厚度分别为0.5nm、1nm、5nm、5nm和3nm时,电荷产生层产生的电荷与两侧电极注入的电荷达到匹配,使叠层器件具有最佳光电性能,获得了高效绿色磷光叠层器件,其驱动电压明显低于单层器件2倍,最大亮度、电流效率和功率效率分别达84660cd·m^-2、94.7cd·A^-1和43lm·W^-1.

InGaAsP多量子阱双稳态激光器的实验及理论研究

从实验和理论上研究了InGaAsP多量子阱(Multi-Quantum-Well,MQW)双区共腔(Common Cavity Tandem Section, CCTS)结构半导体激光器的吸收区偏置状态对双稳态特性的影响。实验结果表明:随着可饱和吸收区上的负偏置电压的增大,激光器P-I曲线中双稳态特性更加明显,V-I曲线有负微分电阻,当偏压加至-3 V时,回滞曲线环宽度增加至13.5 mA,开关比达到21:1。理论分析表明,利用吸收区的高负偏置态和短载流子逃逸时间能获得更好的双稳态特性。最大107:1的开关比也说明双区共腔激光器能在两稳态之间实现非常明确的转换。

新一代太阳电池概述

文章对新一代太阳电池的基本概念、研究现状和研究目标进行了详细的介绍.从"充分吸收光能,减少能量转换损失"的角度,分析了新一代太阳电池的结构设计特征.以纳米技术与叠层电池结构为基础,就高能光子的利用,介绍了宽带隙吸收层窗口电池、量子点热载流子电池和多重激子激发(MEG)的量子点电池;为解决低能光子损失,介绍了窄带隙光伏材料和中间带光伏器件包括量子点中间带和高失配构建的中间带电池;探讨了利用光-光转换的模式,对上转换和下转换的电池体系以及可能的极限效率进行了阐述.

OLED显示与照明——从基础研究到未来的应用

OLED已经成为当今最重要的显示和照明技术,不仅在产业上得到了应用,在学术上也得到了广泛研究,已经成为一门新兴学科——有机光电子学,它不仅涉及化学、材料科学,也包含了物理、光学、电子学、器件物理、凝聚态物理、半导体物理学等诸多科学内容。从OLED的工作原理和所涉及的材料出发,介绍了高效率OLED器件结构的物理基础和设计原则,最后展望了有机半导体的未来发展方向。

有机半导体异质结电荷产生层及其在叠层有机发光二极管中的应用

叠层有机发光二极管因其具有更高的亮度、效率以及稳定性,其研究备受关注.本文综述了叠层有机发光二极管的最新进展;总结了作者研究小组基于有机半导体异质结的概念,设计了由一种p型有机半导体和一种n型有机半导体层层组成的双层有机半导体异质结电荷产生层,并用它们作为连接单元制备了叠层有机发光二极管,器件的电压得到了降低,功率效率得到了提高.通过对电荷产生层的工作机制的深入剖析,揭示了降低电压、提高功率效率的内在物理原因,为进一步设计高性能有机电致发光器件提供了新的思路;最后对叠层有机发光二极管的未来发展方向进行了展望.