Ag/ZnO纳米结构的荧光增强效应

利用化学合成方法制备了Ag纳米线和ZnO量子点。对这两种纳米结构的表面形貌、晶体结构和光学性质分别进行了研究。结果表明:Ag纳米线和ZnO量子点均为单晶结构,平均直径分别为160 nm和5 nm左右。将Ag纳米线混入ZnO量子点可以使其紫外荧光显著增强,其中位于345 nm和383 nm的荧光分别增强30倍和12倍。这与Ag纳米线和ZnO量子点混合体系的局域表面等离子体共振耦合吸收峰位相一致,说明该体系存在两种共振耦合模式。该研究结果为将来开发ZnO基纳米发光器件提供了一条新的途径。

氧化铟薄膜制备及其特性研究

采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备氧化铟薄膜,通过测试原子力显微镜、X射线衍射、X射线光电子谱、紫外可见分光光度计以及霍尔效应,研究了氧化铟薄膜的结构和光、电特性.实验发现,氧化铟薄膜表面粗糙度随着生长温度的升高而增大.X射线衍射结果表明薄膜为立方结构的多晶体,并且随着生长温度的升高,可以看到氧化铟薄膜的晶粒变大以及半高宽减小,这也说明结晶质量的改善.在可见光范围的透射率超过90%.同时,在氩气氛围下制备的薄膜迁移率最大,其电阻率、霍尔迁移率和电子浓度分别达到了0.31Ω.cm、9.69 cm2/(V.s)和1×1018cm-3.退火处理可以改善氩氧氛围下制备的薄膜的电学性能.

PbSe外延薄膜空穴迁移率及其声子散射机理

采用分子束外延技术生长了非人为掺杂的PbSe单晶薄膜,研究了薄膜中声子散射对空穴迁移率的影响.并用霍尔效应和变温电阻率测量方法分析了电学特性,得到PbSe薄膜均具有P型导电性,载流子浓度为(5～8)×1017cm-3,室温空穴迁移率为～300cm2/(V·s),随温度降低迁移率增大,77K温度下的迁移率达到3×10cm2/(V·s).通过对PbSe薄膜中的载流子散射机理的理论分析,表明在77～295K温度范围内,PbSe的长纵光学波散射是影响载流子迁移率的主要机制.同时,Raman光谱测量显示,在温度≥203K时,不仅观察到了PbSe长纵光学声子散射LO(Г),还观察到了其他光学声子的散射,这些观察到的声子散射影响了PbSe的空穴迁移率.

Al/ZnO:Al薄膜结构的荧光增强效应

利用物理气相沉积设备制备了Al/ZnO∶Al薄膜样品,研究了该薄膜结构的发光特性。结果表明,在ZnO∶Al薄膜表面镀一层Al岛薄膜可以增强其带边荧光,同时在475 nm附近产生蓝光峰。通过在Al岛薄膜和ZnO∶Al薄膜之间引入一层5 nm的Ta2O5绝缘层可以使ZnO∶Al薄膜的带边荧光和蓝光显著增强,并随着Ta2O5绝缘层厚度的增大而减弱。通过对Al/ZnO∶Al样品进行退火处理可以使带边荧光和蓝光峰分别增强9倍和83倍。基于局域表面等离子体共振理论,计算了Al/ZnO∶Al纳米结构的光学散射和吸收截面曲线。实验结果与理论计算相一致。

五边形截面的Ag纳米线局域表面等离子体共振模式

五边形截面的单晶Ag纳米线对ZnO量子点荧光具有增强的现象.为解释这一现象,利用时域有限差分法对五边形截面的Ag纳米线的局域表面等离子体共振模式进行了理论模拟.结果表明,五边形截面的Ag纳米线在紫外区域存在两个消光峰,分别由Ag纳米线的横向偶极共振(340nm)和四极共振(375nm)引起;这两个消光峰与ZnO量子点荧光增强峰相一致,而且随着Ag纳米线的半径增大而红移;消光峰对应的共振模式取决于Ag纳米线的截面形状;根据Ag纳米线电场增强倍数与激发光波长变化关系曲线可知,最大增强电场位于五边形截面的顶点处,而边线处电场增强较小.理论模拟的结果较好地解释了Ag纳米线/ZnO量子点体系的荧光增强现象,也为Ag纳米线在提高半导体材料发光效率、生物探测等方面的应用提供有益的参考.

Si_3N_4/Si表面Ge生长过程的STM研究

利用STM和LEED分析了Ge在Si3 N4 /Si(111)和Si3 N4 /Si(10 0 )表面生长过程的结构演变。在生长早期 ,Ge在两种衬底表面上都形成高密度的三维纳米团簇 ,这些团簇的大小均在几个纳米范围内 ,并在高温退火时体积增大。当生长继续时 ,Ge的晶体小面开始显现。在晶态的Si3 N4 (0 0 0 1) /Si(111)表面 ,Ge的 (111)晶向的小面生长比其他方向优先。最后在大范围内形成以 (111)方向为主的晶面。相反 ,在非晶的Si3 N4 表面 ,即Si3 N4 /Si(10 0 ) ,Ge晶体的高指数侧面生长较顶面快 ,最终形成金字塔形的岛结构。

YbBi··YIG磁光电流传感器性能研究

采用高温助熔剂熔盐生长出了复合掺杂 Yb Bi:YIG磁光石榴石单晶 ,并应用于磁光光纤电流传感器研制 .此单晶的比法拉弟旋转为 - 40 4deg/ cm,磁光优值为 2 5 .8deg/ d B,饱和磁化场为 140 0 Oe,温度系数为 4.2× 10 - 4 K- 1(室温 ,λ=1.5 5μm ) .与纯 YIG相比具有较好的磁光性能 ,有更高的比法拉弟旋转角和磁光优值以及较小的温度依赖性 .用此单晶作为法拉弟转子材料 ,建立了单光路结构的磁光光纤电流传感器的实验原型 ,测试了它在测量5 0 Hz交变电流时的性能 。

遗传算法在低能电子衍射结构分析中的应用

提出了一种在低能电子衍射 ( LEED)结构分析中自动搜寻最佳模型的优化方法——遗传算法和张量 LEED相结合的联合方法 .这种新方法的特点是能在全部参数变化范围内自动搜寻 ,避免了陷入“局域”优化模型的困难中 .本文给出了这一方法的应用实例 。

低能电子衍射表面结构分析中引入全局优化算法——遗传算法的研究

将遗传算法 (GAs)应用到低能电子衍射 (LEED)表面结构分析方法中 ,编制了GAs LEED结构自动搜寻的计算程序 ,并以Pt( 111) p( 2× 2 )O吸附系统为例 。

铁锰铝铬合金局域结构的近边X射线吸收精细结构研究

利用同步辐射Ｘ光测量了Ｆｅ－Ｍｎ－Ａｌ－Ｃｒ合金的ＭｎｌｓＮＥＸＡＦＳ谱，多重散射团簇（ＭＳＣ）理论分析显示合金基体中的Ｍｎ和Ｆｅ分别以体心立方和面心立方微晶的形态存在，它们之间的耦合保证了合金是一种稳定的奥氏体钢．

用溶胶—凝胶方法制备磁光记录用的铋代钇铁石榴石薄膜(英文)

研究了在ＧＧＧ基底上用溶胶—凝胶方法制备的铋代钇铁石榴石单晶薄膜的磁光法拉弟效应与铋的替代量之间的关系。该膜层是以低于液相外延３００℃左右的６６０℃在大气中退火４ 小时制得的。最大的铋的置换量为ｘ＝ ２．７，实验发现石榴石相的晶化温度随ｘ 的增大而降低。且薄膜有很强的法拉弟效应，在λ＝ ０．６３３μｍ 的波长，可达－ ８．１×１０４ｄｅｇ／ｃｍ 。

CO在NiO(100)面上吸附的近边X射线吸收精细结构理论分析

用多重散射团簇 (MSC)理论对 CO在 Ni O(10 0 )面吸附的碳 1s近边 X射线吸收精细结构(NEXAFS)实验谱进行了定量分析 ,研究了该系统可能出现的吸附模型 .MSC方法分析表明 CO是以 C原子朝下 ,吸附在衬底的 Ni- O键桥上 ,R- factor(可靠性因子 )计算显示 C原子的吸附位置距 Ni原子0 .0 9nm,CO分子中 C原子距衬底的吸附高度为 0 .31± 0 .0 1nm.本文讨论了在 Ni O表面吸附的 CO分子σ键的物理本质 .与 CO在过渡金属 Ni,Cu等表面吸附不同 ,σ共振对于

Na在Si(111)表面(3×1)有序吸附结构的光电子能谱研究

分析了Si(111)7×7表面上Na(3×1)有序吸附的同步辐射光电子能谱的变化,并与Paggel等的扫描隧道显微镜和光电子能谱比较,得出Na吸附在类余留原子(rest atom)的位置,支持Mnch的模型,与室温下无序吸附Na的光电子能谱相比较,得出Na-Si界面肖特基势垒形成是由Na与Si原子之间的相互作用决定,与表面构形是否有序关系不大,势垒高度与MIGS理论预计值相符。

Na/Si(111)3×1表面的NEXAFS研究

利用同步辐射光源测量Ｎａ２ｓ二次电子部分产额谱得到Ｎａ诱导Ｓｉ（１１１）３×１结构的近边Ｘ射线吸收精细结构（ＮＥＸＡＦＳ）谱，并用原子集团多重散射方法对几种可能的模型进行计算，与实验结果比较，认为Ｎａ／Ｓｉ（１１１）３×１吸附结构与Ｍｎｃｈ模型相一致．Ｎａ原子吸附在Ｓｉ的顶位，Ｎａ—Ｓｉ键长为０３ｎｍ．

高剂量As离子注入对高阻Si电学特性的影响

为了实现低电阻率厚度为纳米级的红外探测器电极材料,通过离子注入的方法将高浓度的As掺入高阻单晶硅,并经过快速退火处理,获得了厚度～200 nm、电阻率为10-4?·cm的Si:As电极层.原子力显微镜测试结果表明,离子注入的样品表面依然较平整,表面均方根粗糙度仅为0.5 nm.使用聚焦离子束设备(FIB)制备高分辨透射电镜(HRTEM)样品,高浓度的As掺入虽然会损伤Si晶格、引入大量的缺陷,但是HRTEM观察表明合适的退火工艺能够使得完整晶格得到恢复,而且霍尔效应和扩展电阻的测量分析表明,用离子注入方法制备的Si:As层载流子浓度达到2.5×1020cm-3、电子迁移率高于40 cm2/V·s,具有优异的电学性能,适合用作各种Si基光电器件的背电极.

多重散射团簇理论对CO/NiO(100),NO/NiO(100)吸附系统的分析与比较

用多重散射团簇(MSC)理论对CO/NiO(100)和NO/NiO(100)吸附系统的C1s近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)和N1sNEXAFS谱进行了详细的计算和分析.理论计算表明CO/NiO(100)是弱物理吸附,CO分子与表面的多极静电相互作用很弱,σ共振不依赖C—O键长的变化,MSC方法分析表明,CO是以C原子朝下,吸附在衬底的Ni—O键桥上,可靠性因子计算显示C原子的吸附位置距Ni原子009nm,CO分子中C原子距衬底的吸附高度为031±001nm,CO分子倾斜角不大于25°.理论计算证实NO/NiO(100)是弱化学吸附,σ共振明显地依赖N—O键长而变化,NO分子倾斜角的范围为35°—55°,NO键长为0118nm,NO分子的吸附高度为020nm.分析了CO/NiO(100)C1sNEXAFS谱中共振峰的物理起因,讨论了物理吸附与化学吸附物理机制的差别.

阻挡杂质带甚长波红外探测器

阻挡杂质带(Blocked Impurity Band,BIB)探测器是从杂质带光电导(Impurity Band Conduction,IBC)探测器发展而来,利用杂质能级上的电子跃迁,可以探测光子能量远小于半导体禁带宽度的低能光子.BIB探测器的探测波长主要由衬底和掺杂杂质决定,可以覆盖5–300μm波段范围.得益于探测波长长、探测率高和抗辐射性好等优点,BIB探测器自问世以来就一直被大量研究,广泛应用于各种大型天文基红外探测平台上.目前,Si基BIB探测器发展迅速,但是Ge基和GaAs基BIB探测器的发展相对缓慢.BIB探测器对于推动天文和相关科学的发展具有不可替代的作用,欧美等发达国家在BIB探测器上的科研投入巨大.随着我国经济和科技的发展,我国科研人员急切盼望国产BIB探测器可以早日投入使用.本文主要针对BIB探测器物理模型、制备方法、测试手段和国内外发展现状等方面展开讨论,探究BIB探测器的主要工作机制以及器件研发的关键技术,帮助相关研究人员快速了解BIB探测器.