InP量子点的掺杂及其光学性能

采用原位成核掺杂法合成了Li、Zn金属离子掺杂的InP量子点(分别记为Li: InP和Zn: InP), 并研究了掺杂剂对量子点的结构、尺寸和光学性能的影响。研究结果表明, Li⁺、Zn²⁺掺杂的InP量子点结晶度较高且尺寸均匀。虽然Li⁺掺杂未引起InP量子点的结构发生变化, Li⁺未进入InP晶格, 但是抑制了InP量子点的成核与长大, 使其吸收谱和荧光谱均发生大幅度的蓝移。Zn掺杂同样也抑制InP量子点的成核与长大, 并且形成InP/Zn₃P₂/ZnO复合核壳结构, 显著增强了InP量子点的荧光, 尤其是当Zn掺杂浓度(Zn/In原子比)为0.2时, InP量子点的荧光强度增加近100多倍, 这对短波长InP量子点的合成具有一定的参考价值。     

稀土Sm掺杂的YbBaCo4O7+δ纳米粉体制备及其氧吸附性能的研究

采用溶胶凝胶制备了不同浓度Sm掺杂的YbBaCo₄O_7+δ氧吸附材料，并利用XRD分析、SEM和差热分析仪等仪器对其进行了结构、形貌、氧吸附/脱附性能分析，研究了不同浓度Sm掺杂对YbBaCo₄O_7+δ氧吸附/脱附性能的影响，测试结果表明：在较低掺杂浓度下，稀土元素Sm完全进入了Yb_1-xSm_xBaCo₄O_7+δ纳米粉体的晶格，Yb_1-xSm_xBaCo₄O_7+δ纳米粉体仍是单一的114相结构；稀土元素Sm掺杂对Yb_1-xSm_xBaCo₄O_7+δ纳米粉体的形貌影响较小。氧吸附/脱附性能测试结果表明：一定量的稀土元素Sm掺杂可以明显提高的YbBaCo₄O_7+δ纳米粉体的氧吸附性能，YbBaCo     

InP/InGaAsHBT湿法化学选择腐蚀技术

用H3PO4:H2O2系和HCl系腐蚀液实现了InP对InGaAs、InGaAs对InP的湿法化学选择腐蚀,并将其应用于InP/InGaAsHBT制作,发射极面积为10μm×20μm的单管共发射极直流增益β为70,截止频率Ft和最大振荡频率Fmax分别为11GHz和12GHz.     

Tb掺杂DyBaCo4O7+δ纳米粉体的制备及其氧吸附/脱附性能的研究

利用溶胶凝胶工艺合成了稀土元素Tb掺杂DyBaCo₄O_7+δ纳米粉体，采用XRD、SEM、差热分析仪等设备研究了不同浓度Tb掺杂对DyBaCo₄O_7+δ纳米粉体形貌、晶体结构及氧吸附-脱附性能的影响，测试结果表明：在较低掺杂浓度下，Tb很好地进入了Dy_1-xTb_xBaCo₄O_7+δ的晶格，稀土Tb掺杂的DyBaCo₄O_7+δ纳米粉体仍是六方密排晶体结构；Tb元素掺杂对DyBaCo₄O_7+δ粉体的形貌影响不大。从室温到1000℃,DyBaCo₄O_7+δ纳米粉体与Tb掺杂的DyBaCo₄O_7+δ纳米粉体均表现出两次氧吸附和脱附现象，与未掺杂的DyBaCo₄O_7+δ纳米粉体氧吸附性能相比，Tb掺杂的Dy...     

气态源分子束外延生长重碳掺杂p型InGaAs研究

采用气态源分子束外延(GSMBE)技术,以四溴化碳(CBr4)作为碳杂质源,系统研究了InP衬底上碳掺杂p型InGaAs材料的外延生长及其特性,在AsH3压力5.33×104Pa,生长温度500℃条件下获得了空穴浓度高达1×1020/cm3、室温迁移率为45cm2/Vs的重碳掺杂p型In0.53Ga0.47As材料。研究了CBr4和AsH3束流强度以及生长温度等生长条件对碳掺杂InGaAs外延层组份、空穴浓度和迁移率的影响,并对不同生长条件下的氢钝化效应进行了分析。     

InGaAs／InAlAs异质结的H3PO4／H2O2系的湿法腐蚀

采用了H3PO4/H2O2系化学腐蚀液对GSMBE外延的InGaAs/InP和InAIAs/InP材料湿法腐蚀特性进行了研究,研究了不同浓度和配比对于腐蚀速率和形貌影响.结果表明该腐蚀液体系具有良好的均匀性,腐蚀速率随浓度呈指数关系,表面形貌基本不受浓度影响.在增加腐蚀液中双氧水含量时,腐蚀速率先增大后减小,表面形貌良好;增加磷酸浓度腐蚀速率亦有增大趋势,表面出现尖锥状小丘.并对腐蚀液配比变化对腐蚀特性影响及腐蚀机理进行了讨论分析.     

N掺杂TiO2纳米粉体的表面特性及可见光活性

旨在探究N掺杂纳米TiO2具有可见光活性的本质,采用XPS、ESR、XRD、SEM、DRS、SPS和PL分析技术对sol-gel法制备的未掺杂和N掺杂TiO2纳米粉体进行了对比研究,并以亚甲基蓝(MB)溶液在可见光下的光催化脱色评价其可见光活性。结果表明,N掺杂TiO2纳米粉体具有良好的可见光活性,未掺杂样品几乎没有可见光活性。N取代TiO2晶格中O形成了N─Ti─O和O─N─Ti键合结构产生杂质能级,N掺杂导致TiO2表面形成了大量束缚单电子的氧空位产生缺陷能级,二者协同作用致使带隙窄化,光吸收带边红移,产生可见光活性。N掺杂导致TiO2晶格中p-n结的形成及表面氧空位和表面羟基的增加均能促进光生e-/h+分离,有效抑制光生e-/h+复合,提高量子效率,进而提高其光活性。     

稀土Y元素掺杂对PrBaCo2O5+δ陶瓷热电性能影响

利用传统陶瓷烧结工艺制备出不同浓度稀土Y元素掺杂PrBaCo₂O_5+δ氧化物热电陶瓷,采用XRD和热电材料性能测试系统等设备研究了稀土Y元素掺杂对PrBaCo₂O₅氧化物热电陶瓷晶体结构、热电性能的影响。测试结果表明：Pr_1-xY_xBaCo₂O_5+δ热电陶瓷均为双层钙钛矿结构,没有形成新的杂相;在测试温度范围内,Pr_1-xY_xBaCo₂O_5+δ(x=0,0.25,0.5,0.75)热电陶瓷的Seebeck系数均为正值,表明该材料导电载流子为以空穴,为p型半导体;稀土Y元素掺杂可以明显提高Pr_1-xY_xBaCo₂O_5+δ热电陶瓷的电导率,与电导率相反,稀土元素Y掺杂的导致Pr_1-xY_xBaCo     

Er3+/Yb3+共掺Al2O3光波导放大器的成分优化

利用980 nm泵浦光激发下Er3+/Yb3+共掺Al2O3光波导放大器的粒子数速率方程,研究了稀土离子掺杂浓度对Er3+/Yb3+共掺Al2O3光波导放大器光学增益的影响.在此模型中,充分考虑到受激吸收、受激发射、自发辐射、能量转移等过程,揭示了稀土离子掺杂浓度和光学增益之间的紧密关系.结果表明,适量Yb3+的共掺杂能够显著提高Al2O3光波导放大器的光学增益.光波导放大器中Er3+/Yb3+的最佳共掺杂浓度不是固定值,受到泵浦功率、光波导放大器长度等因素影响,揭示了各有关报道中最佳掺杂浓度结果不一致的原因.     

GaN/SiC异质结正向恢复行为的数值模拟

利用Matlab编程模拟仿真了GaN/SiC异质结的正向恢复过程。讨论了GaN/SiC异质结的模型,分析了异质结的外因(外加电流变化率、温度等)及内因(N区掺杂浓度、电子迁移率等)对异质结正向峰值电压和正向恢复时间的影响,对比了GaN/6H-SiC、GaN/4H-SiC、GaN/3C-SiC三种异质结的正向恢复过程。结果表明,前述内、外因素对GaN/SiC异质结的正向恢复有明显影响,可通过调节各参数以优化GaN/SiC异质结的正向恢复过程。     

SiNx薄膜的性质及其在开管扩Zn中的应用

采用PECVD方法制备了SiNx薄膜,用椭偏测厚仪、红外光谱仪和俄歇能谱仪研究了SiNx薄膜的性质.测试结果表明,SiNx薄膜的折射率随SiH4流量增加不断增大,当SiH4/NH3为38/8时,沉积SiNx薄膜的折射率为1.93,对应的Si/N比约为0.75.FTIR测试结果表明,随着SiH4/NH3流量的增加,N-H含量降低,Si-H含量升高,当SiH4/NH3为38/8时,SiNx薄膜的H含量最少.通过优化沉积条件和层厚度,将SiNx薄膜应用于InP材料的开管扩Zn中,并成功制备了平面结构的InP/InGaAs PIN探测器.     

Eu~(3+)掺杂纳米TiO_2的制备及催化降解亚甲基蓝的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Eu3+掺杂的纳米TiO2粉体,采用X射线衍射(XRD)和荧光光谱分析(PL)等手段对TiO2的相结构和TiO2中电子-空穴对的复合性能进行了表征,探讨了掺杂组分对光催化活性的影响机制。以紫外光下降解亚甲基蓝为探针反应,考察铕的掺杂对催化剂催化性能的影响。结果表明Eu3+的掺杂能够通过抑制催化剂晶粒长大从而减少团聚,并且通过降低光生电子-空穴的复合几率,提高催化剂的光催化活性。光催化实验表明,催化剂加入量为3g/L,亚甲基蓝溶液初始浓度为20mg/L时,掺杂1%Eu3+的催化剂催化性能最佳,反应3.5h降解率达到85.5%。     

掺杂分布对多模光纤放大器输出特性的影响

针对高功率多模光纤放大器中稀土离子掺杂分布和形状对系统输出特性的影响,本文进行了数学模拟和理论分析.根据多模掺杂光纤速率方程考虑了种子光端面激励特性,并对纤芯模式耦合系数矩阵进行了修正,建立了多模光纤放大器理论模型.通过对功率传输方程组的求解,数值模拟了不同激励条件下6种均匀和抛物线形掺杂的双包层掺Yb3+光纤接入放大器的输出特性.计算结果证明:不同激励条件下,掺杂离子分布对输出特性的影响存在差异;通过设计光纤内掺杂离子分布规律和形状能有效抑制放大器中的高阶模式,提高输出光的光束质量.     

Er3+/Yb3+共掺Al2O3光波导放大器的成分优化

利用980nm泵浦光激发下Er3+/Yb3+共掺Al2O3光波导放大器的粒子数速率方程,研究了稀土离子掺杂浓度对Er3+/Yb3+共掺Al2O3光波导放大器光学增益的影响。在此模型中,充分考虑到受激吸收、受激发射、自发辐射、能量转移等过程,揭示了稀土离子掺杂浓度和光学增益之间的紧密关系。结果表明,适量Yb3+的共掺杂能够显著提高Al2O3光波导放大器的光学增益。光波导放大器中Er3+/Yb3+的最佳共掺杂浓度不是固定值,受到泵浦功率、光波导放大器长度等因素影响,揭示了各有关报道中最佳掺杂浓度结果不一致的原因。     

(Mo_(1/2)Sr_(1/2))~(4+)掺杂Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3无铅压电陶瓷结构及其性能研究

采用传统陶瓷制备工艺制备出了Bi1/2Na1/2Ti1-x(Mo1/2Sr1/2)xO3(简称BNT-MS-100x)系无铅压电陶瓷材料,研究了(Mo1/2Sr1/2)4+掺杂量对BNT基陶瓷材料显微结构和电学性能的影响。研究结果表明,(Mo1/2Sr1/2)4+掺杂并未影响BNT陶瓷的晶体结构,仍为纯钙钛矿型结构,而且致密性良好。随着(Mo1/2Sr1/2)4+掺杂量增加,居里温度升高,剩余极化强度先增大后减小。当x=0.004时,BNT-MS-100x陶瓷的压电系数最大,d33=104pC/N,介电损耗最小,tanδ=4.11%。     

沟道长度及源/漏区掺杂浓度对MOS-CNTFET输运特性的影响

碳纳米管场效应晶体管电子输运性质是其结构参量(纵向结构参量:如CNT的直径、栅介质层厚度、介质介电常数等;横向结构参量:如沟道长度、源/漏区掺杂浓度等)的复杂函数.本论文在量子力学非平衡格林函数理论框架内,通过自洽求解泊松方程和薛定谔方程以得到MOS-CNTFET电子输运特性.在此基础上系统地研究了沟道长度及源/漏区掺杂浓度对MOS-CNTFET器件的漏极导通电流、关态泄漏电流、开关态电流比、阈值电压、亚阈值摆幅及双极性传导等输运性质的影响.结果表明:当沟道长度在15 nm以上时,上述各性质受沟道长度的影响均较小,而导通电流、开关态电流比及双极性传导特性与源/漏掺杂浓度的大小有关,开关态电流比与掺杂浓度正相关,导通电流及双极性导电特性与源/漏掺杂浓度负相关.当沟道长度小于15 nm时,随沟道长度减小,漏极导通电流呈增加趋势,但同时导致器件阈值电压及开关电流比减小,关态漏电流及亚阈值摆幅增大且双极性传导现象严重,短沟道效应增强,此时,通过适当降低源/漏掺杂区掺杂浓度,可一定程度地减弱MOS-CNTFET器件短沟道效应.     

Ag-O-N共掺杂闪锌矿ZnS光催化性质的第一性原理研究

采用第一性原理方法计算比较了Ag、O和N单掺杂、Ag-O和Ag-N二元掺杂以及Ag-O-N三元共掺杂闪锌矿ZnS的晶型结构、电荷分布、能带和态密度以及光学特性.N、O对晶格结构的影响大于Ag,结构优化和电荷分布结果显示晶格畸变随着掺杂组分的增多不断增大.形成能计算表明,N最易掺杂,组分越多,掺杂越难实现.Ag、O和N各组分掺杂ZnS后能带间隙均有所减小,Ag、N掺杂ZnS更有利于价带顶上移,部分能带越过费米能级,形成电子跃迁的过渡能级,有利于光催化反应.Ag-O-N三元掺杂ZnS后在可见光区的吸收峰最大,有利于提高ZnS对可见光的利用率.     

锂离子电池正极材料Li0.99Na0.01FePO4/C的结构与电化学性能

为了提高LiFePO4的倍率性能,用碳热还原法制备了Na+掺杂的LiFePO4/C复合正极材料,并用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、恒电流充放电技术、循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)研究了Na+掺杂对LiFePO4/C材料的结构、微观形貌和电化学性能的影响.结果表明,Na+掺杂的LiFePO4/C复合材料具有单一的橄榄石型晶体结构,不存在杂质衍射峰,Na+在Li位掺杂可提高材料的导电性能和Li+扩散速率,降低电极极化,能有效改善材料的循环性能和倍率性能.与LiFePO4/C相比,Li0.99Na0.01FePO4/C的0.5C、2C和5C放电比容量分别为147.6、126.4和105.1 mAh/g,并表现出良好的循环性能和倍率性能.     

Tb1-xDyxFe2-y-BaTi0.99Cr0.01O3-δ多层复合结构中的磁电效应

采用溶胶凝胶法制备了Cr掺杂BaTiO₃陶瓷片.X射线衍射显示Cr掺杂BaTiO₃依然为四方相钙钛矿结构.差热分析显示,Cr掺杂BaTiO₃的居里温度及相变潜热均比纯净BaTiO₃ 的同类参量略低.将所得BaTi_0.99Cr_0.01O_3-δ陶瓷片与Tb_1-xDy_xFe_2-y粘结成磁电双层及三层复合结构材料.研究了双层Tb_1-xDy_xFe_2-y-BaTi_0.99Cr_0.01O_3-δ和三层Tb_1-xDy_xFe_2-y-BaTi_0.99Cr_0.01O_3-δ-Tb_1-xDy_xFe_2-y复合材料的磁电效应.在28 kA/m 的磁场下,两者的横向ME电压系数均达其峰值,为732.5和2753mV/A.该两数值分别是采用BaTiO₃制备的同类双层及三层复合结构的同类数值的1.54及1.56倍.由于掺杂钛酸钡不含铅、锆等有害物质,因此采用掺杂BaTiO₃替代锆钛酸铅做为“绿色”压电材料制备磁电效应器件具有研究和应用价值.     

ZnO:Sb3+纳米粉的制备及发光性能的研究

采用共沉淀法制备了六方纤锌矿结构的Sb3+掺杂ZnO纳米荧光粉,并系统研究了不同Sb3+掺杂浓度、不同煅烧温度和时间对其发光性能的影响.借助于XRD、SEM、荧光光度计等测试手段对粉体的相组成、形貌及其光致发光性能进行了表征.结果表明:掺杂Sb3+样品的粒度小于未掺杂样品的粒度,当Sb3+掺杂浓度小于3％时,ZnO:S...