大功率半导体激光器

该项目用于制造大功率二极管激光器,波长800—1800nm,工作方式为脉冲或恒时。借助于新的异质结结构激光器设计,使得单个光源的光功率超过10瓦特,有效功率达70％以上。主要特性在于在不对称激光器设计中使用了超宽的（2．4微米）波层,对量子活跃区域做出了单独限制。这在俄罗斯属于首创。     

浅析龙脉、龙穴在故宫风水中的运用

中国是一个有着悠久历史和灿烂文化的文明古国,北京城便是我们伟大祖国的首都,它有着三千多年的历史,优越的地理位置使它成为历代建都最佳的风水之城——天、地、人合一之城,它保留有我国最大、最完整的古建筑群——故宫。它建造时的严整规划和辉煌壮丽的宫殿,深受中国传统文化和风水术的影响,无处不深深地打上了风水操作的烙印。     

InAs基范德华异质结界面电荷转移特性第一性原理计算的研究进展

由低维InAs材料和其他二维层状材料堆叠而成的垂直范德华异质结构在纳米电子、光电子和量子信息等新兴领域中应用广泛。探索跨结界面的电荷转移机制对于全面理解该类器件的非凡特性至关重要。第一性原理计算在揭示界面电荷转移特性与各种能量稳定型InAs基范德华异质结的电、光、磁等原理物理特性和器件性能变化之间的内在关系方面发挥着不可比拟的作用。文中梳理、总结和探讨了近年来InAs基范德华异质结间界面电荷转移特性的理论研究工作与潜在的功能应用,提出在理论方法和计算精度方面大力发展第一性原理计算的几个途径,为更好地开展InAs基范德华异质结的基础科学研究和应用器件设计提供可借鉴的量化研究基础。     

基于积分宽度法测量发光二极管结温方法的研究

本文提出了一种基于光谱积分宽度法来测量发光二极管(light emitting diode, LED)结温的新方法,并进行了理论分析和实验研究。本方法主要分为光谱数据采集、定标函数的测定和结温测量三个过程。首先,为了测量成本的降低和精度的提高而采用在正常工作电流下采集LED光谱数据,并通过采用不同温度下的光谱积分宽度与选定的某一基准状态下的值逐差可得到线性度达0.99以上的定标函数,并通过此定标函数可实时测定任意状态下的结温。其次,为了比较本方法测量结温的精确性,分别对单色和白光LED采用本方法和业界主流的正向电压法,通过自行设计的基于积分宽度法结温测量系统和美国Mentor Graphics公司的T3Ster型仪器的测量结果进行比较,两种方法测出的结温最大偏差为2.1℃,在可接受的误差范围内。实验结果表明积分宽度法测结温具有高效便捷且低成本的的特点,具有一定的应用前景。     

基于低缺陷ZnO电子传输层的PbS量子点光电探测器研究

PbS胶体量子点因其光吸收系数高、制备成本低、沉积工艺简单、带隙可调等优点,成为备受关注的新型红外探测纳米材料。光电二极管结构的PbS量子点光电探测器通常使用高透过率、高电子迁移率的ZnO来制备N型层,以加快光生载流子的分离和提取。但是通过溶胶-凝胶法制备的ZnO薄膜在制备过程中会在薄膜中产生缺陷,限制ZnO层性能的发挥。本文通过调节ZnO前驱体溶液的浓度成功制备出缺陷更低的ZnO薄膜并应用于ZnO/PbS光电探测器件,经测试,当溶液浓度为0.7M(mol/L)时,所制备的器件表现出最佳的性能,在1 600 nm处的响应度和探测率分别为0.32A/W和3.48×10¹¹Jones,外量子效率为25%,器件的响应时间为τ_R=130μs,τ_F=20μs。这项工作为PbS量子点光电器件性能的优化提供了新的解决方案。     

波导结构对905 nm隧道结级联半导体激光器的光束质量和功率的影响

近年来,激光雷达应用对探测距离和灵敏度提出了更高的要求。905 nm半导体激光器作为其理想光源也亟待提升峰值功率与光束质量。在这个背景下,基于非对称大光腔结构研究了不同增益区类型和波导结构对905 nm隧道结脉冲半导体激光器的光束质量和功率效率的影响。通过优化增益区类型和波导结构降低了体电阻和内损耗;增强了限制载流子泄露的能力,提高了器件在高电流下工作的峰值功率和电光效率;通过提高高阶模对基模的阈值增益比值,抑制高阶模式激射,降低了远场发散角。在此基础上,研制的800 μm腔长、200 μm条宽的四有源区半导体激光器在100 ns脉冲宽度、1 kHz重复频率的脉冲功率测试中,41.6 A的脉冲电流强度下实现了峰值功率输出177 W;垂直于PN结方向单模激射,远场发散角半高全宽为24.3°。     

不同接触尺度下PVA/HA复合水凝胶的滑动摩擦行为

采用UMT-II型多功能摩擦磨损试验机研究了不同接触尺度下PVA/HA复合水凝胶的滑动摩擦行为,并利用有限元模拟方法对PVA/HA复合水凝胶的滑动摩擦机理进行了探讨。结果表明:滑动过程中PVA/HA复合水凝胶的平均摩擦力、平均摩擦因数及变形深度随接触压头直径的增加逐渐减小,而随着接触载荷呈逐渐增加的趋势;随着接触压头直径的增加,液相的承载能力增大,从而平均摩擦力、变形深度减小;随着接触载荷的增加,液相流失增加,液相的承载力降低,从而平均摩擦力、变形深度增大。     

单晶PZT-CFO铁电-铁磁复合纳米纤维的制备与磁学性能研究

以不同锆掺杂量的前钙钛矿结构钛酸铅和铁酸钴为原料,采用原位固相烧结法合成了一系列单晶锆钛酸铅-铁酸钴(PZT-CFO)复合纳米纤维。X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱分析结果表明,一维单晶PZT-CFO复合纳米纤维同时存在钙钛矿相的锆钛酸铅和尖晶石相的铁酸钴。高分辨透射电子显微镜研究证实锆钛酸铅和铁酸钴之间存在外延生长关系。采用振动样品磁强计对PZT-CFO复合纳米纤维的磁学性能进行测试,发现该复合纳米纤维具有明显的铁磁性能,其剩余磁化强度和矫顽力随着锆掺杂量的增加而增加。     

S型异质结BiOBr/ZnMoO4的构建及光催化降解性能研究

光催化被广泛用于去除水中的难降解有机污染物,但是由于光生电子和空穴的复合率高,抑制了半导体光催化剂的催化活性。本研究通过简便的溶剂热法成功制备了一种BiOBr/ZnMoO₄复合材料。通过结构分析、原位XPS、功函数测试、自由基捕获及电子顺磁共振(ESR)实验等证实了BiOBr/ZnMoO₄复合材料形成了S型异质结。实验结果表明,适当ZnMoO₄含量的BiOBr/ZnMoO₄异质结可以显著提高BiOBr的光催化性能。与纯BiOBr、ZnMoO₄相比,质量分数15%BiOBr/ZnMoO₄在可见光下表现出最佳的光催化活性,双酚A的光催化降解率达到85.3%(90min),环丙沙星的光降解速率常数分别是BiOBr的2.6倍和ZnMoO₄的484倍。这可归因于BiOBr和ZnMoO₄之间形成了紧密的界面结合和S型异质结,使得光生载流子可以实现有效的空间分离和转移。这项工作为定向合成Bi基S型异质结复合光催化材料提供了一种...     

g-C3N4/BiOCl复合光催化剂作为2D/2D异质结用于光催化降解染料性能研究

为扩大BiOCl的太阳光吸收范围,获得更高效的光催化剂,本文通过水热法制备了石墨相氮化碳(g-C₃N₄)/BiOCl (2D/2D)复合光催化剂并对其进行详细表征。结构与形貌表征结果显示BiOCl纳米片沉积在层状g-C₃N₄表面,形成了2D/2D面-面复合结构;光电化学性质分析表明形成的异质结构能有效扩展光吸收频率范围,促进光生载流子分离和迁移,从而有利于光催化性能的提高。以500 W氙灯模拟太阳光源,光催化降解罗丹明B(RhB)的结果表明g-C₃N₄/BiOCl异质结的光催化降解活性远高于单纯的g-C₃N₄和BiOCl。其中9wt%g-C₃N₄/BiOCl表现出了最优越的光催化活性,在180 min内对RhB的降解率为94%,其表观速率常数K_app值为g-C₃N₄和BiOCl的5.7和3.6倍。同时对g-C₃N₄/BiOCl异质结的光催化机制展开研究,结合复合催化剂电子结构和自由基捕获实验提出了在染料敏化作用下RhB的光催化降解机制。