宽发射聚芴衍生物的合成及其光谱特性

利用Stille偶联聚合反应,将二溴苯并噻二唑、2,5-二噻吩双三丁基锡、9,9-二辛基2,7-二溴芴进行聚合,得到了一种在可见光区具有宽发射范围的三元共聚物,该聚合物的发射光谱涵盖了整个可见光区,发光峰位于470.7,498.9,654.2nm,具有成为单层聚合物白光材料的潜力。     

新型含硒杂环红光聚芴电解质的电致发光器件制备和研究

利用新型的聚[9,9-二辛基芴-9,9-(双(3′-(N,N-二甲基)-N-乙基铵 溴-)丙基)芴-4,7-二噻吩-2-基-2,1,3-苯并硒二唑](PFNBr-DBSe)共扼聚电解质制备了聚合物发光二极管。这类共扼聚电解质可用乙醇等溶剂成膜,不仅可代替传统的甲苯等芳香性非极性溶剂,而且有利于制备溶液型的多层显示器件。文章研究了这类新型聚电解质的光致发光特性及发光二极管器件的电荧光特性。研究表明在紫外光照射或电激发下,窄带系的DBSe链段通过俘获激子能够实现有效的能量转移。聚电解质中DBSe的含量在5%以上,其器件具有电致发光峰值为700~740nm的饱和红光发射。所制聚电解质器件在用铝作电极时的电致发光效率比用钡作电极时要高。     

两种新型芴类衍生物的三光子吸收特性研究

为了研究分子结构对三光子吸收的影响,合成了两种新型芴类衍生物,分别是2,7-二（2-4（甲氧基苯基）乙炔基）-9,9-二辛基-9H-芴（A）和2-溴-7-（2-（4-甲氧基苯基）乙炔基）-9,9-二辛基-9H-芴（B）,采用1064nm的Nd∶YAG激光器测试其三光子吸收截面的方法,得到了它们的三光子吸收截面分别高达（6.03±0.6）×10-76cm6·s2/photon2和（4.25±0.4）×10-76cm6·s2/photon2的结果,在高斯03软件下,用密度泛函方法对这两个分子进行了结构优化,并用含时密度泛函理论计算了它们的激发态能量和电子轨道。结果表明,分子内电荷转移方向对三光子吸收存在影响。     

高k HfLaO栅介质MoS2晶体管的性能研究

比较研究了HfO₂与HfLaO栅介质多层MoS₂场效应晶体管。实验结果表明,与HfO₂栅介质MoS₂晶体管相比,HfLaO栅介质MoS₂晶体管表现出更优的电性能。电流开关比高达1×10⁸,亚阈斜率低至76 mV/dec,界面态密度低至1.1×10¹² cm-2·eV-1,载流子场效应迁移率高达1×10⁹ cm²·V-1·s-1。性能改善的原因在于镧(La)对HfO₂的掺杂形成HfLaO化合物,减小栅介质薄膜的表面粗糙度,降低缺陷电荷密度,改善了栅介质/沟道界面特性,从而减小了界面态密度,抑制了库仑散射和界面粗糙散射。最终,提高了多层MoS₂晶体管的场效应迁移率,改善了晶体管的亚阈特性。     

共轭聚合物PFTQ/多孔硅复合膜的光致发光研究

为了实现硅基光电子集成,在多孔硅衬底上制备有机发光器件是一种很有优势的方法.采用匀胶机涂布法在多孔硅中嵌入了新型共轭有机聚合物聚(9,9-二辛基)-2,7-芴-co-N-(4-(2-苯基喹喔啉)苯)-4,4'-二苯胺(PFTQ),对比研究了多孔硅,PFTQ/多孔硅,PFTQ/硅以及PFTQ在甲苯溶液中的光致发光特性.实验结果表明:PFTQ/多孔硅复合膜光致发光强度是PFTQ/硅的2倍,而且相比在甲苯溶液中的PFTQ和PFTQ/硅,发光峰值有所红移,分析认为这是由于共轭聚合物在固态时有效共轭程度增加所致,并且与多孔硅中的激发载流子转移到聚合物分子上形成复合发光有关.     

一种光电探测器与信号处理器的单片集成器件

提出了一种180 V光电探测器与10 V BiCMOS信号处理器的单片光电集成器件。研究发现,器件中n⁺p结的高边缘电场值对探测效率的影响较大。利用Silvaco TCAD软件进行了仿真设计,研究了高边缘电场对该集成器件中光电探测器的关键参数的影响。引入金属场板,提高了探测效率。仿真结果表明,该单片集成器件实现了光电探测器与信号处理器的工艺兼容和电压兼容。对比未引入金属场板和引入金属场板的情况,在入射光波长为1.06 μm处,外量子效率分别为4.68%和36.3%,响应度分别为0.04 A·W-1·cm-2和0.31 A·W-1·cm-2。     

非制冷型InAsSb光探测器在8～9μm波长的性能提高

研究提高非制冷型铟砷锑(InAsSb)光子探测器在8～9μm波长的灵敏度。用 熔体外延(ME)技术在砷化铟(InAs)衬底上生长了长波长InAsSb厚外延膜,外延层 厚达到50 μm。X-射线衍射(XRD)谱测量表明,外延层为高质量单晶。电子探针 微分析(EPMA)组份分布图像显示,Sb在外延层中的分布比较均匀。用该材料制作了 光导探测器,在探测器上安装了锗(Ge)浸没透镜。非制冷条件下,器件的光谱响应证 明,InAs0.06Sb0.94探测器在波长8.0μm及9. 0μm处的 探测率D*分别为1.30×10⁹cm·Hz 1/2·W－1 及0.28×10⁹cm·Hz1/2·W－1,比InAs0.02 Sb0.98探测器提高了1个数量级,这是由于 InAs0.06Sb0.94材料中As组份的增加引起的。而在波长6.5 μm 处,InAs0.06Sb0.94和 InAs0.02Sb0.98的峰值探测率Dλp均达大于1.00×10 ⁹cm·Hz1/2·W－1,可应用在红外探测和成像领域。     

全反式A-D-A共轭化合物在飞秒激光下的双光子吸收性能

设计并合成了全反式A-D-A(acceptor-donor-a cceptor)共轭化合物(Ⅰ)(E,E)-2,2′-[(2,5-二甲氧基-1,4-亚苯基)二 -2,1-亚乙烯基]双-1H-苯并咪唑。用 傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、质谱和元素分析进行了Ⅰ的结构表征; 测定了 Ⅰ在不同溶剂中的线性吸收光谱、单光子荧光(SPEF)光谱和荧光量子产率;采用800nm 的飞秒激光,研究了Ⅰ的双光子吸收(TPA)和双光子荧光(TPEF)性能。结果表明:随着溶剂 极性 的增大,Ⅰ的线性吸收波长变化很小,SPEF发射波长红移,荧光量 子产率下降;Ⅰ在四氢呋喃(THF)中的荧光量子产率高达0.93,TPA截 面 为204×10－50 cm⁴·s·photon－1,具有强的蓝绿 色TPF发射。     

基于RNS算法的高阶FIR滤波器设计

以{2n－1,2n,2n+1,2ⁿ－¹－1,2ⁿ⁺¹－1}为余数基,在余数系统(RNS)的基础上设计了一种128抽头有限脉冲响应(FIR)滤波器。针对大位宽输入,利用基于华莱士(Wallace)树结构的纯组合逻辑电路,实现了二进制到余数的转换。相较于一般抽头中乘法器级联加法器的结构,设计的乘累加(MAC)单元将加法运算合并到部分积求和中,减少了一级模加法器,使得电路延时进一步减少。此外,通过对进位保留加法器(CSA)的中间结果取模,避免了加法运算引起的位宽增加,从而降低了整个运算的复杂度。电路在FPGA上设计实现。实验结果表明,该滤波器的延时为3.55 ns,功耗为2 585 mW,消耗的硬件资源明显降低。     

氧分压对射频溅射制备ZTO沟道层的薄膜晶体管器件性能的影响

以锌锡氧化物(ZTO)薄膜作为沟道层,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜作为介质层低温(100℃)制备了顶栅共面结构的薄膜晶体管(TFT),并研究了ZTO沟道层成膜过程中氧分压对器件性能的影响。结果表明,ZTO沟道层具有稳定的非晶结构、较高的可见光透明性(在400~700nm范围内平均透过率大于等于89.61%),且增大氧分压有利于其可见光透明性的提升。霍尔测试结果表明,增大氧分压(由3.5×10-2Pa增大到7.5×10-2Pa)会降低ZTO电子载流子浓度(由4.73×10¹⁵cm-3降低到6.11×10¹²cm-3),致使基于ZTO沟道层TFT器件的能耗降低(表现为关态电流的降低和耗尽型器件阈值电压的正向移动)。此外,增大氧分压还有益于沟道层/介质层界面状态的优化,即亚阈值摆幅减小。     

热解碳基C/C复合材料纤维--基体界面的精细结构

采用JEM-2010型高分辨透射电镜考察了热解碳基碳/碳复合材料的纤维-基体界面结构.实验发现,由化学气相渗透工艺所获得的热解碳并非仅与碳纤表面进行单一的机械粘合,也不是一个简单平面.其间存在具有感应结构的界面层,它是受碳纤维表面微晶感应而形成的由基本平行于表面且更为细小的微晶所组成的厚约数纳米至数十纳米的过渡层,碳纤维微晶越大,取向性越好,则界面层的厚度也越大,取向性也相应提高.由此可定性解释高模量碳纤维与热解碳粘合效果弱于高强碳纤维.     

碳纳米管制备及其生长机制研究

采用乙醇催化燃烧法,以钴盐作为催化剂先体、薄铜片作为基底制备碳纳米管。分别以氯化钴、硝酸钴和硫酸钴作为催化剂先体,研究了不同催化剂先体对碳纳米管生长的影响;利用扫描电镜,透射电镜对碳纳米材料的形貌和结构进行了表征,研究了不同钴盐的催化剂先体对碳纳米管形态与结构的影响,讨论了碳纳米管的生长机制。实验发现,其他制备条件相同,当催化剂先体为氯化钴时,碳纳米管与大量絮状杂质缠绕在一起;当催化剂先体为硝酸钴时,碳纳米管容易形成弯曲、不规则的波浪形结构;而当催化剂先体为硫酸钴时,实验所得的碳纳米材料几乎全为取向规则、直径均一的碳纳米纤维,只观察到少量碳纳米管。     

Hard–Soft Composite Carbon as a Long‐Cycling and High‐Rate Anode for Potassium‐Ion Batteries

There exist tremendous needs for sustainable storage solutions for intermittent renewable energy sources, such as solar and wind energy. Thus, systems based on Earth‐abundant elements deserve much attention. Potassium‐ion batteries represent a promising candidate because of the abundance of potassium resources. As for the choices of anodes, graphite exhibits encouraging potassium‐ion storage properties; however, it suffers limited rate capability and poor cycling stability. Here, nongraphitic carbons as K‐ion anodes with sodium carboxymethyl cellulose as the binder are systematically investigated. Compared to hard carbon and soft carbon, a hard–soft composite carbon with 20 wt% soft carbon distributed in the matrix phase of hard carbon microspheres exhibits highly amenable performance: high capacity, high rate capability, and very stable long‐term cycling. In contrast, pure hard carbon suffers limited rate capability, while the capacity of pure soft carbon fades more rapidly.     

粒状活性碳过滤器与活性碳纤维过滤器的性能比较

本文重点对粒状活性碳过滤器和活性碳纤维过滤器在过滤水和空气时的性能进行了对比。同时对比了粒状活性碳和活性碳纤维的特性及结构,并说明了活性碳纤维具有粒状活性碳不可比拟的优点。对活性碳纤维过滤器的发展前景进行了展望,从而指出了活性碳纤维过滤器的经济性及其推广的可能性和必然性。     

碳纳米管制备及其生长机制研究

采用乙醇催化燃烧法，以钴盐作为催化剂先体、薄铜片作为基底制备碳纳米管。分别以氯化钴、硝酸钴和硫酸钴作为催化剂先体，研究了不同催化剂先体对碳纳米管生长的影响；利用扫描电镜，透射电镜对碳纳米材料的形貌和结构进行了表征，研究了不同钴盐的催化剂先体对碳纳米管形态与结构的影响，讨论了碳纳米管的生长机制。实验发现，其他制备条件相同，当催化剂先体为氯化钴时，碳纳米管与大量絮状杂质缠绕在一起；当催化剂先体为硝酸钴时，碳纳米管容易形成弯曲、不规则的波浪形结构；而当催化剂先体为硫酸钴时，实验所得的碳纳米材料几乎全为取向规则、直径均一的碳纳米纤维，只观察到少量碳纳米管。     

液化石油气燃烧火焰制备一维碳纳米材料

本文利用民用液化石油气为碳源,在经过预处理的低碳钢和含Ni合金钢等基板上成功地制备出“空心”碳纳米管(CNTs)和“实心”碳纳米纤维(CNFs)等一维碳纳米材料。实验发现基板预处理对一维碳纳米材料的制备起着决定性的作用,如：机械研磨预处理时很难制备出一维碳纳米材料,而采用涂覆和电镀处理则很容易获得一维碳纳米材料。利用场发射枪高分辨扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和激光拉曼光谱(RS)等技术对碳纳米材料的结构进行了表征。从本实验可以预见,制备一维碳纳米材料将变得更简单,更经济。     

Catalytic Twist‐Spun Yarns of Nitrogen‐Doped Carbon Nanotubes

The treatment of free‐standing sheets of multiwalled carbon nanotubes (MWNTs) with a NH₃/He plasma results in self‐supporting sheets of aligned N‐doped MWNTs (CN_x). These CN_x sheets can be easily twist spun in the solid state to provide strong CN_x yarns that are knottable, weavable, and sewable. The CN_x yarns exhibit tunable catalytic activity for electrochemically driven oxygen reduction reactions (ORR), as well as specific capacitances (up to 39 F·g^?1) that are 2.6 times higher than for the parent MWNTs. Due to a high degree of nanotube alignment, the CN_x yarns exhibit specific strengths (451 ± 61 MPa·cm³·g^?1) that are three times larger than observed for hybrid CN_x/MWNT biscrolled yarns containing 70 wt.% CN_x in the form of a powder. This difference in mechanical strength arises from substantial differences in yarn morphology, revealed by electron microscopy imaging of yarn cross‐ sections, as well as the absence of a significant strength contribution from CN_x nanotubes in the biscrolled yarns. Finally, the chemical nature and abundance of the incorporated nitrogen within the CN_x nanotubes is studied as function of plasma exposure and annealing processes using X‐ray photoelectron spectroscopy and correlated with catalytic activity.     

Effect of Electric Field on Metallic SWCNT Interconnects for Nanoscale Technologies

The influence of an electric field on metallic single walled carbon nanotube(SWCNT) interconnects is studied. A voltage-dependent equivalent circuit model is presented for the impedance parameters of single-wall carbon nanotubes that capture various electron–phonon scattering mechanisms as a function of the electric field.To estimate the performance of SWCNT bundle interconnects, signal delay and power dissipation are calculated based on the field dependent model that results in an improvement in the delay and power estimation accuracy compared to the field-independent model. We find that the power delay product of a SWCNT bundle increases with the increase in electric field but decreases with technology scaling showing that at a low electric field, the SWCNT bundle is a potential reliable alternative interconnect for future high performance VLSI industry at scaled technologies.     

The Role of Sulfur in the Synthesis of Novel Carbon Morphologies: From Covalent Y‐Junctions to Sea‐Urchin‐Like Structures

A detailed characterization, using high resolution electron microscopy/microanalysis (SEM, TEM, HRTEM, and EDX), reveals tubular carbon nanostructures exhibiting complex and fascinating morphologies. The materials were obtained by sulfur‐assisted chemical vapor deposition. It is demonstrated that S not only acts on the catalyst, but also can be detected in the carbon lattice of the nanostructures. The experimental data presented here confirms the critical role of S, which is responsible for inducing curvature and therefore influencing the final carbon nanostructure morphology. In particular, different types of covalent Y‐junctions of CNTs and even sea urchin‐like nanostructures were produced and their experimental conditions are listed and discussed.     

低碳认证简析

该文对目前国际上现有的低碳认证的两种类型进行了介绍,并对认证得必要性、认证的存在问题及发展进行了深入浅出的阐述,以期对相关企业开展低碳认证提供思考和借鉴.