关键词： 光谱学   光致发光   InGaAsSb/AlGaAsSb   量子阱   快速热退火   局域态  

摘要： I型InGaAsSb/AlGaAsSb量子阱是1.8~3μm波段锑化物半导体激光器的首选材料,为进一步提升分子束外延生长的InGaAsSb/AlGaAsSb量子阱材料的光学性能,本文对其进行了快速热退火处理,通过光致发光光谱研究了快速热退火对量子阱材料光致发光特性的影响。光致发光光谱测试结果表明,快速热退火会使量子阱结构中垒层、阱层异质界面处的原子互扩散,改善量子阱材料的晶体质量,促使结构释放应力,进而提高了量子阱材料的光学性能。随着退火温度升高,量子阱材料的室温光致发光谱峰位逐渐蓝移,在500,550,600℃退火后,量子阱材料光致发光谱的峰位分别蓝移了7,8,9 meV。通过变温及变功率光致发光光谱测试,确认了样品发光峰的来源,位于0.687 eV的发光峰为局域载流子的复合,位于0.701 eV的发光峰为自由激子的复合。对不同退火温度的样品进一步研究后发现,退火温度的升高降低了材料中局域态载流子复合的比例,在600℃退火温度下局域载流子与自由激子的强度比值降为500℃退火温度下的22.6%,这表明合适温度的快速热退火处理可以有效改善量子阱材料的光致发光特性。

关键词： 发光纳米材料   时间相关单光子计数   量子点   荧光寿命  

摘要： 国际电工委员会技术规范IEC/TS 62607-3-3:2020《纳米制造-关键控制特性-第3-3部分:发光纳米材料-时间相关单光子计数(TCSPC)测定半导体量子点荧光寿命》于2020年9月24日正式发布实施,旨在帮助原材料制造商在研发新材料以及内部质量控制时提供测试材料性能的依据,有利于规范荧光寿命成像、荧光标记等技术,促进相关检测行业的规范化和快速发展。本文通过对该技术规范的制定背景、测试原理、主要技术内容等方面进行解读,以期为使用者理解和使用该文件提供帮助。

关键词： 太赫兹   量子级联激光器   氮化镓   氧化锌  

摘要： 太赫兹(THz)波在生物医疗、天文、国防等领域具有潜在应用.THz辐射源是THz技术应用的关键器件.基于半导体的电泵浦THz量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,QCL)具有输出功率高、频率可调谐、全固态等优点,因而备受研究人员的重视.但是,长期以来,传统基于砷化镓(GaAs)材料体系的THz QCL的较低工作温度一直制约着其广泛应用.通过研究不同材料中的纵向光学(Longitudinal Optical,LO)声子及其在THz波发射过程中的作用发现,寻找新的材料体系应用于THz QCL的制备是提高器件工作温度的一个可行方案.本文综述了氮化镓(GaN)和氧化锌(ZnO)基THz QCL的近期研究进展.

关键词： 单分子器件   整流效应   密度泛函理论   非平衡格林函数   量子输运  

摘要： 在分子电子学领域中,设计分子的结构可以实现特定的功能.单分子二极管的整流行为是极具吸引力的器件功能之一.研究了对称分子和非对称分子结的电子输运,分别对应为四苯基和二嘧啶基二苯基单分子结,二者均是共价结合到两金属电极.与其同源对称嵌段相比,非对称二嵌段分子表现出明显的整流行为,且电子输运方向是从二苯基流向二嘧啶基.利用密度泛函理论(density functional theory,DFT)和非平衡格林函数(non-equilibrium Green’s function,NEGF)结合的第一性原理方法研究了单分子结的电子结构及其量子输运.电流-电压(I-V)曲线的非对称性可以用非对称分子二嵌段在偏压下由丁电子态的局域性带来的非平衡效应进行解释.本理论计算定性上符合其他小组的实验结果,且尝试了不同的末端接触.结果发现,实验中的扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope,STM)针尖接触结构会一定程度地抵消非对称分子的整流效应,而STM针尖接触结构的结果分析也符合之前的理论预测.

关键词： 非平衡态分子动力学模拟   锂离子电池   扩散   G/MoS_(2)复合材料  

摘要： 锂离子在电极材料中的传递性能对电池的充放电速率起着至关重要的作用。采用非平衡态分子动力学(NEMD)方法,模拟了充电过程中锂离子在石墨、 MoS_2及其复合材料(G/MoS_(2))中的迁移过程,考察了锂离子的非平衡态扩散时间、平衡态扩散系数(D)和吸附能,探究了石墨、MoS_(2)层间距及边缘结构对锂离子扩散的影响。计算结果表明:锂离子的传递扩散系数与其自扩散系数间有5~7个数量级的差别;锂离子在石墨、MoS_(2)中迁移的最佳层间距分别为0.42、0.75 nm;石墨边缘结构对锂离子迁移的促进效果依次为:C-OH>C-F>C=O>C-H。G/MoS_2复合材料的分析结果表明:材料复合的均匀度越高,越有利于锂离子的扩散。

关键词： 量子阱   折射率偏振相关   阱宽   垒高   应变  

摘要： 分析了阱宽、垒高和应变对量子阱材料TE模和TM模折射率的影响,并剖析了其中的物理机理。研究表明:对于量子限制效应带来的量子阱折射率偏振相关性,阱宽越小或垒高越高,折射率偏振相关性越大。压应变增大时,折射率偏振相关性增大,张应变可以克服量子限制效应带来的折射率偏振影响。对于不同阱宽和垒高的量子阱,均存在合适的张应变量使折射率偏振相关性最小,且阱宽越小或垒高越高所需的张应变量越大。根据以上分析,提出量子阱材料折射率低偏振相关设计方法,并据此设计出C波段(1530~1565nm)内折射率低偏振相关(小于0.03)的量子阱材料In_(0.49)Ga_(0.51)As/In_(0.77)Ga_(0.23)As_(0.5)P_(0.5)。研究结果有助于优化设计光网络中关键器件。

关键词： carbon quantum dots   copper matrix   mechanical property   electrical property   interface bonding  

摘要： Carbon quantum dots(CQDs),which contain a core structure composed of sp^(2)carbon,can be used as the reinforcing phase like graphene and carbon nanotubes in metal *** this paper,the CQD/Cu composite material was prepared by powder metallurgy *** composite powder was prepared by molecular blending method and ball milling method at first,and then densified into bulk material by spark plasma sintering(SPS).X-ray diffraction,Raman spectroscopy,infrared spectroscopy,and nuclear magnetic resonance were employed to characterize the CQD synthesized under different temperature conditions,and then CQDs with a higher degree of sp^(2)were utilized as the reinforcement to prepare composite materials with different *** properties and electrical conductivity results show that the tensile strength of the 0.2 CQD/Cu composite material is~31%higher than that of the pure copper sample,and the conductivity of 0.4 CQD/Cu is~96%IACS,which is as high as pure *** and HRTEM results show that good interface bonding of CQD and copper grain is the key to maintaining high mechanical and electrical *** research provides an important foundation and direction for new carbon materials reinforced metal matrix composites.

关键词： 磷光量子点   人工抗体   纳米复合材料   细胞色素c  

摘要： 本研究将表面分子印迹聚合物(Surface Molecularly Imprinted Polymers,SMIPs)作为人工抗体,将锰掺杂硫化锌(Mn-ZnS)量子点(Quantum Dots,QDs)的磷光作为识别目标分子的光学信号,制备了一种可识别和定量分析细胞色素c(Cytochromec,Cyt c)的磷光型QDs-SMIPs人工抗体。由于Cyt c可被QDs-SMIPs富集识别,因此利用QDs-SMIPs可以实现对痕量Cyt c的定量分析。另外,Mn-ZnS QDs的磷光性质使得QDs-SMIPs在应用于生物样品分析时可避免背景荧光的干扰。该QDs-SMIPs传感体系的方法检出限为0.015μmol·L^(-1),在人血清和尿液中的加标回收率为96%~104%。

关键词： 磷化铟   表面包裹   掺杂   应用   功能材料  

摘要： 半导体纳米晶具有量子尺寸效应和独特的光学性质,可广泛地应用在光电器件、生物标记、太阳能电池、光催化等方面,因此半导体纳米晶成为越来越多研究者研究的热点。但在诸多的应用限制因素中,高性能的QDs材料(Ⅱ-Ⅵ或Ⅳ-Ⅵ)通常含有镉或铅等剧毒的元素,批量生产和使用这类材料不仅对人体有着极大的伤害,还会引起环境和生态问题。因此低毒性能的QDs材料的设计和研发是目前研究的前沿之一。研究人员通过控制反应条件、表面包裹以及掺杂等对磷化铟(InP)材料的性能进行调控,使之能够更好地应用于各个领域之中。

关键词： 锂离子电池   Sn量子点   石墨烯   储锂性能   化学还原法  

摘要： Sn基材料是目前高容量锂离子电池电极材料研究的热点,但循环性能较差阻碍了其大规模应用。以氧化石墨烯为载体,通过化学还原法在载体表面成功均匀负载<10 nm的Sn量子点,合成Sn量子点/石墨烯(SnQds/rGO)复合电极材料。结果表明,Sn质量分数为90wt%的SnQds/rGO复合材料具有良好的综合电化学性能,首次放电容量和库伦效率分别为939 mAh/g和66.6%,经过200次循环后容量可达621 mAh/g,容量保持率为66.1%。小尺寸的Sn量子点与石墨烯复合能够增强电极材料的结构稳定性和降低阻抗,改善电极材料的循环性能和倍率性能,但会导致首次库伦效率有所降低。