飞秒脉冲激光对Ti宝石辐照作用的研究

采用波长800nm、脉冲宽度120fs的飞秒激光对温度梯度(TGT)生长的Ti宝石进行辐照后,材料呈暗黑色。通过相关数学模型计算出Ti宝石在激光辐照瞬间的热影响范围(HAZ)为1.968×10-3μm,材料最高温度达1.47×105K。样品经飞秒激光辐照后吸收增大,但没有新吸收峰出现,通过对比不同品质因数(FOM)值的Ti宝石样品在420nm处荧光谱发现,飞秒激光辐照后420nm处荧光强度增大是由于样品中Ti4+浓度增大引起的。拉曼光谱和X射线衍射(XRD)的检测结果表明,激光辐照后材料的晶格产生畸变,晶格质量明显下降。     

低功率CO2激光辐照对多层石墨烯结构的影响

在真空环境下使用不同功率密度的CO2激光对化学气相沉积法(CVD)生长的石墨烯进行辐照,通过研究辐照前后的拉曼光谱变化考察了激光功率密度及辐照时间对多层石墨烯结构的影响。结果表明,当功率密度较低(13W/cm2)时,石墨烯拉曼光谱中的D峰降低,2D峰增强,石墨烯内的掺杂、缺陷减少。随着功率密度的增加,石墨烯的缺陷增多,部分缺陷连接形成晶界,使石墨烯分解为纳米晶。在58 W/cm2的功率密度下,当作用时间为120s时,在石墨烯表面产生非晶碳。研究表明,适当参数的CO2激光辐照能改善石墨烯的内在性能。     

飞秒强激光的拉曼延迟克尔非线性效应研究

飞秒强脉冲激光具有高功率、窄脉宽和宽光谱等特点,其在大气传输过程中涉及很多线性和非线性的物理机制,高阶效应对传输将产生一系列重要的影响.采用数值方法求解包含拉曼延迟响应的非线性传输方程,研究了与拉曼延迟响应时间相当的、具有几十飞秒脉宽的飞秒强激光大气传输中拉曼延迟克尔非线性效应引起的非线性折射率变化、自聚焦和光谱展宽特...     

不同波长下Nd∶NaGd(WO4)2和Nd∶NaLa(WO4)2激光晶体拉曼光谱的比较

双钨酸盐晶体Nd∶NaGd(WO4)2(简称Nd∶NGW)和Nd∶NaLa(WO4)2(简称Nd∶NLW)是一类新出现的比较有前途的激光晶体, 它们属于四方晶系白钨矿结构。根据对称性分类,用商群理论分析了两种晶体的拉曼光谱。此类钨酸盐晶体一个原胞中理论上有36个振动模。使用半导体激光的785 nm波长和Ar +激光的514.5 nm激发, 测得激光光入射方向分别垂直和平行于光轴方向的偏振拉曼光谱(100～2000 cm-1), 并对测得的拉曼峰进行了指认。由于Nd3+离子进入晶体取代离子的半径不同,晶格对Nd3+跃迁影响大小不同, Nd∶NGW和Nd∶NLW的拉曼光谱也表现出了差异性。通过不同激发波长的拉曼谱的比较, 在中间波段发现并确认了几个共振拉曼峰。     

GaN基PIN紫外探测器的质子辐照效应

制备了GaN基PIN结构紫外探测器.用能量为2MeV的质子对器件依次进行注量为5×1014 cm-2和2×1O15 cm-2的辐照.通过测量辐照前后器件的Ⅰ-Ⅴ曲线和光谱响应曲线,讨论了不同注量的质子辐照对GaN基紫外探测器件性能的影响.Ⅰ-Ⅴ特性表明,辐照使器件的反向暗电流增大,正向开启电流减小,并减小了器件的响应率,使峰值响应波长向短波方向稍有移动.为分析器件的辐照失效机理,研究了质子辐照对GaN材料的拉曼散射谱(Raman谱)和光致发光谱(PL谱)的影响.拉曼散射谱表明,A1(LO)模式随辐照注量向低频移动,通过拟合A1(LO)谱形,得到辐照使材料的载流子浓度降低的结果.PL谱表明,辐照使主发光峰和黄光峰强度降低,并出现一些新的发光峰,分析认为这是由于辐照引起了N空位缺陷和其他一些缺陷的亚稳态造成.     

γ射线辐照对Cr掺杂MgAl2O4晶体光谱特征的影响

为评估辐照对Cr:MgAl₂O₄晶体光谱特性的影响,采用辐照剂量为100 Mrad的⁶⁰Co γ射线照射抛光后的Cr:MgAl₂O₄晶体样品片,测量了辐照前后的拉曼光谱、透射光谱和荧光特性,并对辐照前后光谱变化的原因进行了分析。研究结果表明:样品的拉曼振动峰值的位置和强度都受到辐照的影响,但振动峰的数量没有改变;由于色心的吸收,辐照后250～600 nm波长范围内的透射率均明显降低;辐照前后样品的荧光发射峰位一致,但辐照后荧光强度明显降低,同时辐照后的荧光寿命显著增加。     

飞秒激光辐照Ge2Sb2Te5相变薄膜的拉曼光谱研究

室温下,采用磁控溅射镀膜系统在Si(100)基片上制备了Ge2Sb2Te5(GST)薄膜样品.对分别经过不同能量密度的飞秒激光辐照及经退火炉200℃退火处理的样品,进行拉曼光谱测试,通过分析其拉曼光谱峰位的变化来研究GST薄膜从非晶态到晶态转变的相变过程.随着辐照激光能量密度的增加,薄膜的拉曼峰位出现了定向移动.经20...     

不同气氛下ZnO薄膜的准分子激光辐照效应

研究了不同气氛下(空气、氧气和氮气)248nm准分子激光辐照对ZnO薄膜光致发光谱和电学性质的影响;采用高斯线形对不同气氛下激光辐照ZnO薄膜的光致发光谱进行了拟合,并对位于3.31、3.28、3.247、3.1eV附近的发光峰进行了归属指认和机理分析。激光辐照ZnO薄膜导致紫外光致发光峰强度明显下降并伴有少量红移,并且使得位于3.274eV的一级声子伴线(D0X-1LO)发射峰和位于3.203eV的二级声子伴线(D0X-2LO)发射峰合并形成一个峰。富氧条件下激光辐照ZnO薄膜会造成受主浓度增加,施主浓度减少;而缺氧条件下激光辐照ZnO薄膜会造成受主浓度减少,施主浓度增加。激光辐照后ZnO薄膜的载流子浓度上升了2个数量级,载流子迁移率上升了1个数量级,电阻率下降了3个数量级。     

近红外飞秒激光诱导非晶硅薄膜的晶化

1kHz的飞秒激光辐照在非晶硅薄膜后会使得辐照区域的薄膜产生晶化现象.拉曼光谱表明这个激光诱导晶化过程与入射激光的能量及其模式分布有密切的联系.扫描电镜观测发现激光辐照区域形成了粗糙的表面纹理,并且大量的晶粒形成在这个结构表面.这个晶化现象可能是由于爆炸晶化成核和晶粒外延生长共同作用的结果,进一步的研究表明这种飞秒激光...     

GaN基PIN紫外探测器的质子辐照效应

摘要：制备了GaN基PIN结构紫外探测器。用能量为2MeV的质子对器件依次进行注量为5×1014cm-2和2×1015cm-2的辐照。通过测量辐照前后器件的I-V曲线和光谱响应曲线，讨论了不同注量的质子辐照对GaN基紫外探测器件性能的影响。I-V特性表明，辐照使器件的反向暗电流增大，正向开启电流减小，并减小了器件的响应率，使峰值响应波长向短波方向稍有移动。为分析器件的辐照失效机理，研究了质子辐照对GaN材料的拉曼散射谱(Raman谱)和光致发光谱(PL谱)的影响。拉曼散射谱表明，A1(LO)模式随辐照注量向低频移动，通过拟合A1(LO)谱形，得到辐照使材料的载流子浓度降低的结果。PL谱表明，辐照使主发光峰和黄光峰强度降低，并出现一些新的发光峰，分析认为这是由于辐照引起了N空位缺陷和其他一些缺陷的亚稳态造成。     

热处理对ZnO六棱微管结构及发光特性的影响(英文)

采用水热法在p-Si(111)衬底上生长出六棱ZnO微管,在空气中进行了300～600℃不同温度的热处理,并用XRD、XPS、PL谱研究了热处理对ZnO微管的结构、发光性能的影响。结果表明经过热处理后,ZnO微管的晶体质量显著改善。室温下的光致发光测试显示,在可见发射几乎消失的情况下,近带边发射的强度显著增大。与原位生长的ZnO微管相比,在泵浦密度为28kW/cm2时,热处理400℃的样品在近紫外区产生一个新的发射峰P。通过验证发射峰A与P之间的相对能量位置,认为新发射峰P可能是由激子-激子碰撞引起的。     

组分离子浓度对铁电铌酸钾锂晶体Raman光谱的影响

测量了一批不同组分的铌酸钾锂晶体Raman光谱,发现晶体中位于C格位的Li离子浓度对晶体Raman光谱产生了强烈的影响：低Li含量晶体中[NbO6]^7-八面体所对应的3个Raman特征光谱线没有发生峰分裂,在100～400cm^-1范围出现的小峰与C格位Li离子浓度相关;当晶体中Li离子浓度增加时,与v5所对应的Raman峰在散射几何为X（ZY）Z对应的光谱中加宽．v2振动模式在两种散射几何中均出现分裂峰,并在100～400cm^-1范围出现小峰数量增多;当Li离子浓度接近晶体化学组分时,微扰进一步加强,v5所对应峰分裂成3个峰,v1和v2振动模式发生部分分裂,在100～400cm^-1范围小峰更为突出．     

碲锌镉晶片退火的显微Raman光谱分析

测量了4块不同退火条件处理碲锌镉晶片的显微Raman光谱，观察到了与碲锌镉材料及材料中Te沉积晶格振动相对应的Raman散射峰，发现了位于327cm^-1／332cm^-1的新峰。通过对碲锌镉晶片进行退火处理，有效的消除了Te沉积，比较碲锌镉晶片退火前后的显微Raman光谱，指出327cm^-1／332cm^-1散射峰只可能由来源于类CdTe或类ZnTe的二级声子散射引起，与碲锌镉材料中的Te沉积无关。     

质子交换LiNbO_3晶体的拉曼光谱研究

研究了纯LiNbO_3晶体和由已二酸与苯甲酸的混合摩尔比分别为30%和80%时的质子源质子交换制作的LiNbO_3晶体的拉曼散射光谱.实验结果表明,纯LiNbO_3晶体的拉曼光谱在O～1000 cm~(-1)的波数范围内有11个拉曼峰,这些拉曼振动模式主要由[NbO_6]氧八面体的振动产生的;而质子掺杂的LiNbO_3晶体的拉曼光谱,在谱线的形状和数量方面,除了与纯LiNbO_3晶体的拉曼峰相同外,还发现了一个与晶体本征缺陷相关的局域模672cm~(-1)峰,它的相对强度随着本征缺陷的程度的增加而增大,同时掺质子的浓度较大时,多数拉曼谱峰位置向高波数方向稍微移动.实验还表明,掺杂质子浓度越大,波导的模数越多,表面折射率变化、波导深度越大.

Abstract：

The Raman spectra of pure and proton — exchanged LiNbO_3 crystals were investigated,and those protonated crystals were fabricated by proton source which was formed by a mixture of adipic and benzoic.And two concentration rates of 30% and 80% were applied,respectively.The experimental results show that there are eleven Raman peaks in the 0～ 1000cm~(-1) frequency region of the pure LiNbO_3 crystal,and those Raman peaks belong to [NbO_6] octahedron lattice vibration.For the Raman spectra of protonated LiNbO_3 crystals,besides the same Raman peaks as the pure LiNbO_3 crystal in shape and number,a local Raman peak 672 cm~(-1) is found and attributed to the intrinsic defects.Higher H~+ concentration in the protonated crystal leads to more intrinsic defects and a higher relative intensity of the local Raman peak 672 cm~(-1).Meanwhile,when the H~+ concentration is higher,the frequency of some Raman peaks of the protonated crystals will shift to high wave number distinctly,and both the change of the surface refractive index and the waveguide depth are larger.     

Raman Spectra and Crystallographic Properties of a New NLO Material, ZnCd(SCN)4 Crystal

The crystallographic properties and Raman spectra of the title compound ZnCd (SCN)4,which is a new nonlinear optical crystal (NLO),are reported for the first time,This crystal is orthorhombic and its space group is I4^4 with unit cell parameters a=1.135(0.2) nm c=0.43760(1) nm.There are two formulas per unit cell.Raman spectra of zinc cadmium thiocyanatec (ZCTC) are given and the electron activities in the crystal are shown.     

应力对ZnO/Si异质结构的光致发光的影响

研究了ZnO薄膜中应力对发光的影响.实验样品为ZnO体单晶、在Si基片上直接生长的ZnO薄膜以及通过SiC过渡层在Si基片上生长的ZnO薄膜.测量了这三种样品的X射线衍射图形、喇曼光谱和光致发光光谱.由X射线衍射图形可以看出,由于SiC过渡层缓解了ZnO与Si之间的晶格失配,使得通过SiC过渡层在Si上生长的ZnO薄膜的结晶质量好于直接在Si上生长的ZnO薄膜的质量.进一步通过喇曼谱测量发现,与ZnO体单晶相比,直接在Si上生长的ZnO薄膜的E2(high)峰红移1.9cm-1,根据喇曼谱峰位移与应力的关系可以推出薄膜中存在0.4GPa的张应力;而通过SiC过渡层在Si上生长的ZnO薄膜的E2(high)峰红移0.9cm-1,对应着0.2GPa的张应力.对照X射线衍射图形的结果可以看出,薄膜中张应力的大小与薄膜的结晶质量密切相关,表明张应力来源于外延层和基片间的晶格失配,晶格失配越大,外延层中产生的张应力越大.有无SiC过渡层的两种薄膜样品的PL光谱中都存在紫外和绿光两种谱带,随样品热处理时氧气分压增加,两种样品都出现绿光增强的相似的变化规律,但有SiC过渡层的样品的变化幅度较小.这一结果说明,绿色发光中心与薄膜的质量,也就是与薄膜中存在的张应力大小有关.在以往研究中得出的非故意掺杂ZnO薄膜的绿色发光中心来源于氧反位缺陷(Ozn),文中研究的结果正好可以解释氧反位缺陷形成的原因.由于薄膜中存在张应力,使得样品的能量升高,其结果必然会产生缺陷来释放张应力,以便降低系统能量.而氧离子半径大于锌离子半径,氧替位锌有利于释放张应力,也就是说,在存在张应力的情况下,Ozn的形成能降低.这一结果进一步证明Si上生长的ZnO薄膜中的绿色发光中心与氧反位缺陷有关.     

直流磁控溅射ZnO薄膜的结构和室温PL谱

用直流反应磁控溅射法在硅衬底上沉积 C轴择优取向的 Zn O晶体薄膜 ,薄膜呈柱状结构 ,柱状晶直径约为10 0 nm,晶柱内为结晶性能完整的单晶 ,而晶界处存在较大的应力 .Zn O薄膜在 He- Cd激光器激发下有较强的紫外光发射 ,晶界应力引起 Zn O禁带宽度向长波方向移动 ,提高衬底温度有利于降低晶界应力和抑制深能级的绿光发射 .     

Effect of Lattice Mismatch on Luminescence of ZnO/Si Hetero-Structure

研究了ZnO薄膜中应力对发光的影响.实验样品为ZnO体单晶、在Si基片上直接生长的ZnO薄膜以及通过SiC过渡层在Si基片上生长的ZnO薄膜.测量了这三种样品的X射线衍射图形、喇曼光谱和光致发光光谱.由X射线衍射图形可以看出,由于SiC过渡层缓解了ZnO与Si之间的晶格失配,使得通过SiC过渡层在Si上生长的ZnO薄膜的结晶质量好于直接在Si上生长的ZnO薄膜的质量.进一步通过喇曼谱测量发现,与ZnO体单晶相比,直接在Si上生长的ZnO薄膜的E2(high)峰红移1.9cm-1,根据喇曼谱峰位移与应力的关系可以推出薄膜中存在0.4GPa的张应力;而通过SiC过渡层在Si上生长的ZnO薄膜的E2(high)峰红移0.9cm-1,对应着0.2GPa的张应力.对照X射线衍射图形的结果可以看出,薄膜中张应力的大小与薄膜的结晶质量密切相关,表明张应力来源于外延层和基片间的晶格失配,晶格失配越大,外延层中产生的张应力越大.有无SiC过渡层的两种薄膜样品的PL光谱中都存在紫外和绿光两种谱带,随样品热处理时氧气分压增加,两种样品都出现绿光增强的相似的变化规律,但有SiC过渡层的样品的变化幅度较小.这一结果说明,绿色发光中心与薄膜的质量,也就是与薄膜中存在的张应力大小有关.在以往研究中得出的非故意掺杂ZnO薄膜的绿色发光中心来源于氧反位缺陷(Ozn),文中研究的结果正好可以解释氧反位缺陷形成的原因.由于薄膜中存在张应力,使得样品的能量升高,其结果必然会产生缺陷来释放张应力,以便降低系统能量.而氧离子半径大于锌离子半径,氧替位锌有利于释放张应力,也就是说,在存在张应力的情况下,Ozn的形成能降低.这一结果进一步证明Si上生长的ZnO薄膜中的绿色发光中心与氧反位缺陷有关.     

Luminescence Properties of Cobalt-Doped ZnO Films Prepared by Sol–Gel Method

Pure ZnO and Co-doped ZnO films have been deposited on coverslip substrates by sol–gel spin coating. The morphological, structural, and optical properties of the films were investigated. The microstructure of the ZnO films became increasingly fine and the crystalline size decreased with Co doping. Analysis of x-ray diffraction (XRD) and Raman spectra reveals that Co²⁺ ions are substituted for Zn²⁺ ions in the ZnO lattice without changing its wurtzite structure. Co doping induces a decrease of the band-gap energy and fluorescence quenching of the emission bands. The spectra related to transitions within the tetrahedral Co²⁺ ions in the ZnO host crystal were observed in absorption and luminescence spectra. Photoluminescence (PL) spectra under different excitation energies and PL excitation spectra for the visible emissions suggest that the orange–red emission and green emission could be related to interstitial zinc (Zn_i) shallow donors and oxygen vacancy (V _O) deep donors, respectively. The red emission of Co-doped ZnO film could be assigned to the radiative transitions within the tetrahedral Co²⁺ ions in the ZnO host crystal after band-to-band excitation. A consistent explanation for the pure and Co-doped ZnO films is that the red emission under the excitation energy below the band gap is probably associated with extended Zn_i states.     

Nd:Gd3Ga5O12晶体的生长与拉曼光谱研究

用提拉法成功生长出了Nd:Gd3Ga5O12晶体,并通过激光显微拉曼光谱对其结构进行了研究.使用Ar 激光的325.0和514.5 nm波长激发,区分开了荧光峰与拉曼峰,对出现的荧光峰进行了分析与讨论,将其中的拉曼振动峰与Gd3Ga2(GaO4)3(GGG)晶体四面体、八面体和十二面体的结构相联系,并对其振动模式进行了分类和指认,为将来进一步研究Nd:GGG晶体生长时固液边界层的结构及生长基元在边界层内的变化规律奠定了一定的基础.