量子阱带间跃迁探测器基础研究（特邀）

在最近的实验中,PN结型量子阱结构被观察到反常的载流子输运情况,其相应的物理机制和载流子输运模型被提出。通过系统实验观察到,PN结量子阱结构材料在共振激发模式下,仍可测出开路电压或短路电流。对比开路和短路情况下的光致荧光（PL）光谱,发现短路下PL强度明显降低。这说明短路状态下的光生载流子没有被限制在量子阱内,而是逃逸出结区。这种载流子逃出量子阱的现象却没有在等量偏压下的NN型量子阱结构中发现,说明载流子逃出量子阱并非由传统的热激发或隧穿的作用导致。据此,笔者提出了相应的物理机制和载流子输运模型对此现象进行解释,认为光生载流子能在PN结内建电场的作用下直接逃出量子阱,并且辐射复合发光发生在载流子逃逸过程之后。     

基于SOI的一维光子晶体纳米梁腔电光调制器

随着光通信和光互联的高速发展,研究调制速率高、器件尺寸小且易于集成的电光 调制器具有重要意义。提出了一种基于Si绝缘体材料(silicon-on-insulator,SOI)的一维光子晶体纳 米梁腔(photonic crystal nanobeam cavity,PCNC)侧耦合电光调制器。根据时域耦合模理 论,通过主线波导与一维光子晶体纳米梁腔形成侧耦合结构。采用圆柱型渐变孔径的一维光 子晶体纳米梁腔,使光束更好的束缚在腔内,调整纳米梁腔的结构参数,使其工作在通信波 段波长。同时,根据自由载流子色散效应,在纳米梁腔两侧引入掺杂形成p-n 结,施加较 低 偏压调节纳米梁腔的谐振波长,从而实现对工作波长光信号的“通”“断”调制。应用三维 时域有限差分法(3D-finite difference time domain,3D-FDTD)对调制器光学特性和电学 性能进行仿真分析。结果表明,该电光调制器可以实现波长为 1550.55 nm的光信号调制,调 制电压仅为1.175 V,插入损耗为0.04 dB,消 光比为18.2 dB,尺寸仅为 25 μm²,调制 速率 为8.3 GHz,调制带宽可以达到90 GHz,可应 用于集成光子器件及高速光通信领域。     

甜味接装纸中甜味剂的迁移机制及其改进研究

目的 分析存储过程中甜味接装纸上甜味剂的迁移机制,并通过材料和工艺改进,减缓甜味剂的迁移,提高产品存储的稳定性。方法 采用高效液相色谱法与感官评价法分析存储过程中甜味接装纸上甜味剂衰减的原因,再设计和制备5款改进的甜味接装纸,并考察改进前后甜味接装纸中甜味剂的迁移情况。结果 存储过程中,甜味接装纸上甜味剂自身基本无衰减,且证实甜味剂没有从正面向接装纸内部扩散。存储180 d后,JYDZ-01上甜味剂的背部迁移率达到42.82%,感官评吸总分为78.7,而JYSY-04上甜味剂的背部迁移率只有4.13%,且评吸总分达到95.3。通过物理性能指标分析,JYSY-04的Cobb值与接触角变化率分别为5.8 g/m²与0.57%,有效阻隔其背部水分吸收,降低水分吸收速率,并且其两面差缩小到32.80%,有效提升了产品品质。结论 存储过程中,甜味接装纸上甜味剂向其背部发生迁移,从而导致其表面甜味剂含量及甜度降低,也证实其表面甜度的变化将影响卷烟的评吸。JYSY-04有效减缓了甜味剂向背面迁移,提高了表面甜味剂的稳定性,维持了表面的甜度,并改善了卷烟的抽吸品质。     

二维有机单晶p-n结用于双极晶体管（英文）

有机二维单晶半导体p-n结(pn-2DCOS)因其单晶性质和出色的双极性电荷传输特点,在有机逻辑电路领域具有巨大的应用潜力.然而,在p-n结中获得高度有序的单晶结构异常困难,因此关于pn-2DCOS的文献报道很少.本文基于简单滴注法和有效的二次转移技术成功得到基于C8-BTBT (p型)和TF T-CN (n型)的pn-2DCOS器件.这种具有几个分子层厚度的超薄pn-2DCOS的高性能双极场效应晶体管具有良好的平衡双极电荷传输性质,空穴迁移率高达0.43 cm^2V^-1s^-1,电子迁移率高达0.11 cm^2V^-1s^-1.这项工作为研究有机p-n结的固有特性提供了有效方法,并可为实现高性能有机互补电路提供借鉴.     

TiO_2纳米晶和薄膜的制备及微观性质研究

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米晶和薄膜。分别用X射线衍射(XRD)和差热-热重分析(DTA-TGA)对不同温度热处理的样品进行了表征。XRD分析表明:经过热处理的样品,锐钛矿相TiO2纳米晶平均粒子尺寸为5 3～32 4nm,其薄膜的平均粒子尺寸为6 7～29 6nm,但经相同温度热处理的TiO2纳米晶平均粒子尺寸普遍较薄膜样品大,此外,TiO2薄膜的相转变温度比纳米晶约高150℃,且其锐钛矿相(101)面上具有一定的择优取向,取向因子为0 53;DTA-TGA结果表明,360～500℃,TiO2凝胶从非晶态-锐钛矿相的转变是逐渐转变的过程;实验所制备样品的比表面积可达72 57m2/g,呈现出巨大的表面效应;同时光生载流子能在极短的时间内(<20ps)跃迁到TiO2纳米颗粒表面,有利于电子和空穴的分离。     

硫增感AgBrI T颗粒乳剂光电子行为研究

利用微波相敏技术，获得了硫增感AgBrI T颗粒乳剂中自由光电子和束缚光电子时间衰减信号，分析了光电子衰减时间、电子陷阱效应、光电子寿命、有效陷阱深度及束缚电子转移时间与增感时间的关系，获得了最佳的增感时间、衰减时间、电子陷阱效应、光电子寿命、有效陷阱深度和转移时间数值，     

厚度对电子束蒸发制备IMO薄膜性能的影响

通过电子束蒸发法制备In2O3:Mo(IMO)薄膜,详细研究了厚度对薄膜光电性能的影响.当薄膜厚度为=35 nm时,XRD谱与SEM图像均证明薄膜基本上处于非晶态(存在少许纳米晶粒),其光学特性优良而电学特性较差;随着薄膜厚度增加,薄膜的晶体结构变得较完善,晶粒增大,薄膜电学性能取得到了改善,在薄膜厚度=150 nm时获得最小电阻率～2.1×10-4 cm,而光学特性有所恶化.通过性能指数比较,d=110 nm厚度的IMO薄膜光电性能较好.     

基于PVC薄膜的汞离子光寻址电位传感器

通过不同浓度溶液的试验,对一种新型聚氯乙稀(PVC)薄膜汞离子敏感光寻址电位传感器进行了研究,PVC薄膜中的敏感物为5-amino-1,3,4-thiadiazole-2-thiol.采用硅烷化反应对光寻址电位传感器进行表面修饰,硅烷化前后的器件对单位pH(氢离子)的灵敏度分别为每67.299mV和4.9996mV,线性相关系数分别为0.9831和0.9877.PVC膜成聚后,该传感器对汞离子有选择性的电位响应特性,显示了良好的重复性和稳定性,单位pHg(汞离子)的灵敏度为15.381mV,线性相关系数为0.9629,对其他离子的抑制比大于4.实验得到的检出下限为1.57μg/L,响应时间为2～4s,适用pH范围为3～6.     

用电子束辐照注入电荷包研究低密度聚乙烯中的电荷迁移率

通过研究外加电场强度50k V/mm以下低密度聚乙烯中的空间电荷包行为,使用一种多层结构的受辐照的双面粘贴聚氟乙烯薄膜低密度聚乙烯样品,通过电子束辐照在样品内部形成"波包"分布,在外加电场强度较低时形成电荷包,使用激光压力波法监测电荷包迁移。结果表明,以电荷包峰值位置为参考点,在样品内实际电场下电荷包平均迁移率分布范围为(0.17~3.01)×10?15m2/(V·s)。通过对不同外加电场强度下的空间电荷包行为的研究得到,电荷包迁移速率与电场强度关系符合负微分迁移率假设模型,从而证明了在较低的电场强度下负微分迁移率模型的正确性。     

基于载流子抽取模型的Trench Gate/Field-stop IGBT驱动器有源箝位功能分析

针对Trench gate/Field-stop IGBT结构特有的关断过程中集电极电流下降率不可控问题,引入了载流子抽取模型来模拟器件关断过程中的集电极电流下降阶段器件内部载流子的动态行为特性,并以此为基础分析了驱动器为适应Trench gate/Field-Stop IGBT结构这种关断特性而引入的有源箝位功能的作用机理,验证了载流子抽取模型在器件级与电路级交互作用分析中的实用性,为后续实现器件与电路的最佳匹配奠定了基础。