纳米硅量子线的发光特性研究

利用脉冲激光蒸发或高温物理升华的方法,制备出纯度极高、直径分布均匀(13nm左右)的硅的一维量子线.光致发光(PL)测量显示,在313.5nm激光激发下,室温下硅量子线具有红绿蓝三色发光.对硅量子线进行氧化处理后,随氧化时间的增加,红光PL峰发生蓝移,而绿、蓝峰没有移动.红光PL与量子尺寸限制效应有关,而绿、蓝光PL来源于表层氧化硅中的缺陷发光.     

周期性梯度富硅SiNx薄膜的微结构与发光特性

采用磁控共溅射结合快速光热退火技术在单晶硅和石英衬底上制备了含硅量子点的周期性梯度富硅SiN_x薄膜(梯度薄膜)和单层富硅SiN_x薄膜(单层薄膜)。采用Raman光谱、掠入射X射线衍射(GIXRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和光致发光(PL)光谱分析了薄膜的结构特性、键合特性和发光特性。Raman光谱、GIXRD和TEM结果表明, 梯度薄膜和单层薄膜中的硅量子点晶化率分别为41.7%和39.2%; 梯度薄膜的硅量子点密度是单层薄膜的5.4倍。FTIR光谱结果显示两种薄膜均为富硅氮化硅薄膜, 梯度薄膜的硅含量小于单层薄膜。PL光谱结果表明梯度薄膜中的辐射复合缺陷少于单层薄膜。     

单光子波长转换首次实现

美国国家标准和技术研究院（NIST）10月15日表示,科学家首次将量子源（半导体量子点）产出的波长为1300纳米的近红外单光子转换成波长为710纳米的近可见光光子。这种单光子波长（或颜色）转换的实现有望帮助开发出拥有量子通信、量子计算和量子计量的混合型量子系统。     

纳米硅量子点的自组织形成及其量子效应

用减压气相淀积法(LPCVD)，在二氧化硅以及石英基板上自组织形成了高密度的(10^11cm^-2)纳米尺寸的半球状硅单晶粒(硅量子点)，并进一步利用自组织生成的硅量子形成具有悬浮栅极的MOS单元，验证了硅量子点的量子效应。     

硅量子线的研究

利用常规硅工艺的反应离子刻蚀、各向异性化学腐蚀、热氧化和超低压ＣＶＤ生长技术，成功地硅单晶衬底上制作了硅／二氧化硅异质界面结构超精细硅量子线。本项研究结果对开展低维量子结构物理及硅量子器件的研究具有十分重要的意义。     

AgIn合金量子点复合玻璃的制备及光学性质研究

采用溶胶-凝胶法结合气氛控制的技术制备了AgIn合金量子点掺杂钠硼硅基(NBS)玻璃。利用X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及选区电子衍射(SAED)对AgIn合金量子点在玻璃中的形貌和微结构进行了表征, 并利用荧光光谱仪对该玻璃的荧光性质进行了研究。结果表明, 在600℃热处理下钠硼硅玻璃中形成了尺寸分布在5 nm左右的均一的AgIn六方晶系量子点, 而且分布在玻璃中的AgIn量子点在435 nm附近存在一个荧光峰, 表明AgIn量子点掺杂NBS玻璃可以作为激光源、非线性介质和光子设备的候选玻璃。     

量子计算研究现状与未来发展

量子计算乃至更为广泛的量子信息,是基于量子力学原理发展出来的概念与技术体系,涉及信息的本质及其处理。量子计算利用量子叠加、量子纠缠等资源进行信息编码和处理,已被证明在若干问题上具有相对于经典计算的极大优势,在实用化后将对信息及相关科技产生深远影响。本文概要回顾了量子计算的发展历史,如量子计算思想与概念的形成、重要理论及算法的发展以及应用情况;梳理总结了代表性的量子计算技术路线及其发展态势,如超导量子计算、分布式超导量子计算、光量子计算、囚禁离子量子计算、硅基量子计算及若干其他体系。着眼不同技术路线面临的共性问题,对我国量子计算领域未来发展提出建议：注重战略规划和布局,培养高水平研究团队,加强基础研究、核心技术、关键设备的自主研发。     

美国NISTX射线辐射剂量学研究进展

综述了美国国家标准技术研究院在X射线辐射剂量学基准研究、国际比对和基本物理参数测量等方面的研究进展,重点追踪了近十年来的研究成果,尤其是在X射线量子计量领域的最新研究工作。     

硅纳米线光致发光的原理及研究进展

系统地介绍了导致硅纳米线(SiNWs)光致发光(PL)的主要原理,如量子限制效应、量子尺寸效应、硅纳米颗粒发光机理和杂质缺陷发光机理。同时从SiNWs的直径、测试温度、SiNWs外部包覆层、SiNWs的形态等几个方面出发,详细地归纳总结了近十多年来国内外对SiNWs的PL原理的研究成果及进展。     

硅纯化新技术

硅太阳能电池能有效地将阳光转变为电,制造这种电池需要纯度很高的硅。一般认为硅的精制花费昂贵。例如,一种目前通用的方法是西门子(Siemens)法,每生产1kg半导体级硅约花费60美元。太阳能研究所(SERI)开发了一种电精制技术并已取得专利。采用这项技术生产太阳能级硅的费用约为7美元/kg。该技术采用一个由铜-硅合金构成的阳极,将杂质从硅中分离出。铜-硅合金的渗透特性现已被应     

含Ag量子点钠硼硅玻璃的三阶非线性光学性质

以正硅酸乙酯、硼酸、金属钠为前驱体采用溶胶-凝胶法合成含Ag量子点的钠硼硅玻璃。X射线粉末衍射 (XRD) 分析Ag量子点具有立方相。通过透射电子显微镜 (TEM) 和高分辨透射电子显微镜 (HRTEM) 测定量子点的尺寸和分布, 结果显示在玻璃中量子点呈规则的球形, 并且尺寸在5~13 nm之间。紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱仪得到Ag量子点的表面等离子体共振吸收峰大约在406 nm附近; 利用飞秒Z-scan 技术在800 nm波长处用飞秒钛宝石激光辐照对Ag量子点玻璃的非线性光学性质进行研究, 该玻璃的非线性折射率γ、非线性吸收系数β和三阶非线性极化率χ⁽³⁾分别为 –1.72×10^-17 m²/W、9.96×10^-11 m/W、1.01×10^-11 esu。     

一维Si纳米材料的研究进展

基于量子限域效应,一维Si纳米材料(硅纳米线等)具有体材料硅所不具备的特异的光学、电学、机械和化学性质,在纳光电子学领域具有潜在的应用价值.通过掺杂或与其它材料的复合,硅纳米线可以用于制作纳电子器件的关键组件,既能作为功能单元也能用于器件互连.综述了硅纳米线(硅纳米管)的制备方法、生长机制、性质及应用和近年来的研究新进展.     

非晶壳层SixN/SiyC包覆硅量子点的微结构表征

通过磁控溅射技术和1100℃的高温后退火处理,在富硅碳化硅薄膜中形成高密度小尺寸的硅量子点,硅量子点的结构由X射线光电子能谱和高分辨透射电镜进行表征,结果表明,在高温退火过程中,碳化硅薄膜发生了相分离,硅和碳的化学结合态在热力学的驱动下形成稳定的Si-Si键和Si-C键,同时,氮原子钝化了分解过程中形成的Si悬挂键,在硅量子点的表面形成SixN/SiyC非晶壳层。这种非晶壳层包覆量子点的结构配置非常有利于形成稳定的超小硅量子点 （1-3 nm）,此结构的量子效应所产生的光吸收了从绿光到紫外光的光谱范围,大幅度提高光伏太阳能电池的光电转换效率。     

基于量子纠错理论的数字水印技术

针对数字水印算法通用性及应用性较差的问题,提出了一种基于量子纠错理论的数字水印技术,描述了量子数字水印算法的实现流程,并以文本介质为例进行了实验。该技术利用量子的相干性和力学叠加原理,将量子错误编码作为水印嵌入介质中,并通过编码纠错的途径来提取水印。本文感官测试表明,该数字水印技术的抗攻击能力突出,是基于文本格式水印的4倍;在攻击测试中,量子水印同其它水印技术相比,误码率平均降低了18.06%。实验表明此算法具有很好的通用性及鲁棒性能。     

电子材料

正硅基砷化镓量子点激光器有望推动光计算发展日本东京大学科研人员首次在电泵浦硅基砷化铟/砷化镓量子点激光器中,实现1.3μm激射波长。采用分子束外延技术在硅(001)轴上直接生长砷化镓。在采用分子束外延技术生长量子点层之前,通常采用金属有机化学气相沉积法沿硅(001)轴生长。实现分子束外延引晶技术的替代技术涉及切割衬底,避免贯穿位错、反相边界和裂等晶体缺陷的产生。不幸的是,离轴硅与主流基于     

一种新颖的硅量子点-金复合纳米粒子的制备和表征

利用电化学刻蚀法制备的硅量子点的还原特性,通过调整硅量子点与氯金酸的量的比例,可控合成了包含有不同尺寸金纳米颗粒的复合纳米粒子,并通过实验证明了硅量子点与金纳米颗粒的结合。在电化学刻蚀制备硅量子点的同时,通过微波辅助法可以迅速地在硅量子点表面有效地修饰上一部分羧基、羟基或者烷基链,从而间接预先对这种复合纳米粒子进行修饰。这种新型的纳米复合材料具有硅量子点的荧光性质的同时,还具有各种尺寸纳米金的光学性质,具有广阔的应用前景和研究价值。     

硅和金颗粒制成的纳米线

美国得克萨斯州大学的研究人员在高温下将悬浮在压缩的临界流体的压力下的金颗粒粒制成了纳米线。为制成这种线,加热连接到有机分子上的硅,直到硅原子松开,并形成游离的硅原子。这是在小的金原子团(称作纳米晶或量子点,由100-200个原子组成)存在的情况下完成的。     

碳量子点敏化二氧化钛复合光催化剂的制备与光催化降解苯酚

为了解决二氧化钛光催化剂存在的禁带宽度大和量子效率低的问题,利用具有优异光吸收性能和电子转移能力的碳量子点改性二氧化钛,可以大幅度提高二氧化钛的光催化性能。本文以富勒烯碳灰为原料,利用混酸回流法制备了一种发黄蓝光的碳量子点,然后采用一步水热法将碳量子点负载于二氧化钛制备了复合光催化剂。借助高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见光光谱(UV-vis)、荧光光谱、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)等表征手段对碳量子点和复合光催化剂进行表征,并以苯酚作为模拟废水进行光催化降解实验,结果表明,与纯二氧化钛相比,用碳量子点改性的二氧化钛对苯酚的去除率可提高60%,且其具有较好的稳定性与重复使用性,6次循环利用后仍可达到初次的97.8%。     

量子码[[n,k,d]]_p(p>3,n+k=8)存在性的图论构造方法

量子纠错编码技术在量子信息理论中一直以来有着重要的地位.在量子纠错编码方案中,Schingemann和Werner两人提出了通过构造具有某些性质的图(矩阵)来构造非二元量子码的方法,他们利用这种图论方法构造出了很多好的量子码,并给出了量子码[[5,1,3]]p(p为大于2的素数)存在性的一个新证明.本文利用此法,通过构造Fp上满足特殊性质的8阶对称矩阵,证明对任意大于3的素数p,码长n与维数k之和等于8的所有MDS码(达到量子Singleton界)都存在.     

准连续大功率二维层叠量子阱激光器列阵

研究了大功率列阵器件的量子阱结构、材料生长、列阵结构、隔离技术与封装技术,研制出6条层叠GaAs/AlCaAs量子阱激光器列阵,其峰值功率为404W(20Hz,200μs),电-光转换效率高达43.3%.