1 云南师范大学 能源与环境科学学院 可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室，云南 昆明 650500
2 昆明物理研究所，云南 昆明 650223
3 云南省先进光电材料与器件重点实验室，云南 昆明 650223
过渡金属硫属化合物(TMCs)因其独特的电子结构和优异的光电性能，被广泛应用于催化、光电器件和生物成像等领域。硫化亚铁量子点(FeS QDs)作为一种TMCs纳米材料，由于较窄的禁带宽度而表现出优异的近红外特性，在红外探测器方面具有潜在价值。文中采用液相超声剥离法制备了FeS QDs，再利用共混法制备得到FeS QDs/PVA纳米复合薄膜，并对FeS QDs进行了形貌和结构的表征，测试了FeS QDs和FeS QDs/PVA纳米复合薄膜的光学性质。结果表明： FeS QDs分散性良好，没有出现团聚现象，平均粒径约8.1 nm，平均高度8.7 nm，呈球形，通过计算得到FeS QDs的直接带隙约为0.23 eV；FeS QDs及其PVA纳米复合薄膜在红外波段均具有明显的吸收和发光特性；随着激发波长增加，复合薄膜的峰位发生红移，表现出Stokes位移效应和激发波长依赖性。FeS QDs/PVA纳米复合薄膜所展示的优异红外吸收和发光特性，表明其在红外探测、生物医学、光电器件等研究领域中具有重要的应用潜力，有望成为一种新型红外光电材料。
液相超声剥离 硫化亚铁 量子点 纳米复合薄膜 红外特性 liquid phase ultrasonic exfoliation FeS quantum dots nanocomposite film infrared characteristic 红外与激光工程
2023, 52(12): 20230489
1 云南师范大学 能源与环境科学学院 可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室，云南 昆明 650500
2 昆明物理研究所，云南 昆明 650223
3 云南省先进光电材料与器件重点实验室，云南 昆明 650223
过渡金属硫属化合物(TMCs)由于具有优异的光学、电学及光电等特性，被广泛应用于光催化、太阳电池、激光器等领域。作为一类典型的TMCs材料，硫化钴量子点(CoS QDs)因禁带宽度较窄而具有优异的近红外吸收特性，有望用于红外技术领域。文中采用液相超声剥离法制备了CoS QDs，再用共混法制备得到CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜，并对它们的光学性质进行了研究，结果表明：CoS QDs的平均尺寸约为5 nm，大小均匀，呈球形；CoS QDs 与CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜在红外波段均存在明显的吸收和发光特性，且复合薄膜的红外吸收特性优于CoS QDs薄膜；随着激发光波长的增加，纳米复合薄膜的光致发光(PL)峰出现了红移，表现出明显的Stokes位移效应和激发波长依赖性。CoS QDs/PDMS纳米复合薄膜优异的红外吸收和发光特性，表明其在红外探测、荧光成像、纳米光子器件等研究领域中具有重要的潜在应用价值，有望成为一种新型红外探测材料。
液相超声剥离 硫化钴 量子点 纳米复合薄膜 红外特性 liquid phase ultrasonic exfoliation cobalt sulfide quantum dots nanocomposite film infrared characteristic 红外与激光工程
2023, 52(12): 20230393
红外与激光工程
2022, 51(5): 20210637
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Applied Physics and Computational Mathematics Beijing 100094 China
2 Center for Applied Physics and Technology HEDPS School of Physics and College of Engineering Peking University Beijing 100871 China
3 Institute of Materials China Academy of Engineering Physics Jiangyou 621908 Sichuan China
4 Center for Applied Physics and Technology HEDPS and College of Engineering Peking University Beijing 100871 China
The effects of magnetic vortex acceleration (MVA) are investigated with two-dimensional particle-in-cell (PIC) simulations by laser interaction with near-critical density (NCD) plasma inside a hollow conical plasma. Energetic and collimated proton beams can be accelerated by a longitudinal charge-separation field. Energetic protons with a peak energy of 220 MeV are produced in PIC simulations. Compared with a uniform NCD plasma, both the cutoff energy and collimation of proton beams are improved remarkably. Furthermore, the influence of different gap sizes of cone tip is taken into account. For optimizing magnetic vortex acceleration, the gap size of the cone tip is suggested to match the focal spot size of laser pulse.
Laser and Particle Beams
2022, 2022(1): 5671790
1 云南师范大学 能源与环境科学学院 可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室，云南 昆明 650500
2 昆明物理研究所，云南 昆明 650223
3 云南省先进光电材料与器件重点实验室，云南 昆明 650223
近年来，过渡金属碲化物（TMTs）以其独特的晶体结构和优异的物化特性引起了科学界的广泛关注和研究。本文采用超声法制备CoTe2量子点（QDs），通过TEM、AFM、EDS、XPS、XRD、FTIR等技术手段对制备的CoTe2 QDs进行了形貌和结构的表征，同时使用分光光度计(UV-Vis)、光致发光谱(PL)和光致发光激发光谱(PLE)研究了CoTe2 QDs的光学性质。结果表明，制备得到的CoTe2 QDs分散性良好、粒径均匀、呈现球形形貌，晶粒的平均直径约为3.1 nm，平均高度约为2.9 nm；CoTe2 QDs在红外波段存在明显的吸收，吸收值随稀释浓度的增加而降低；当激发光波长和发射光波长依次增加时，PL和PLE峰出现红移，具有明显的Stokes位移效应，表明CoTe2 QDs的光致发光具有激发波长依赖性；CoTe2 QDs具有光致多色发光特性，不同激发光波长可发出不同颜色的光；荧光量子产率可达62.6%。CoTe2 QDs优异的光学特性尤其是在红外波段的吸收和发光特性，表明其在红外探测、激光防护涂层、荧光成像、多色发光和纳米光子器件等研究领域中具有重要的潜在应用价值，有望成为一种新型红外探测材料。
超声法 过渡金属碲化物 CoTe2 量子点 红外性质 ultrasonic method transition-metal tellurides CoTe2 quantum dots infrared properties 红外与激光工程
2021, 50(1): 20211021
1 云南师范大学 太阳能研究所 可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室, 云南 昆明 650500
2 昆明物理研究所, 云南 昆明 650223
3 云南省先进光电材料与器件重点实验室, 云南 昆明 650223
碲化锑(Sb2Te3)是一种新型二维层状材料, 采用“自上而下”的超声剥离法, 以碲化锑粉末为原料, 以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为分散剂, 首次成功制备出碲化锑量子点(Sb2Te3 QDs), 并采用多种手段(SEM, TEM, AFM, XPS, XRD等)对所制备Sb2Te3 QDs的形貌和结构进行了表征, 同时还采用UV-Vis、PL及PLE探究了Sb2Te3 QDs的光学性质。研究表明: 所制备的Sb2Te3 QDs平均粒径为2.3 nm, 平均高度为1.9 nm, 颗粒大小均匀、具有良好的分散性, PL与PLE峰位有明显的红移现象, 研究还发现Sb2Te3 QDs在红外波段有明显的吸收与光致发光。研究表明: 超声剥离法制备Sb2Te3 QDs是切实可行的, 该量子点的PL与PLE对波长具有依赖性, 其在红外波段的特性表明: 它有望成为一种新型的红外探测材料。
超声剥离法 碲化锑 量子点 红外性质 ultrasonic exfoliation method antimony telluride quantum dots infrared properties 红外与激光工程
2020, 49(1): 0103002
1 云南师范大学可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室, 云南 昆明 650500
2 盐城师范学院新能源与电子工程学院, 江苏 盐城 224002
尽管矿化法已被用于制备黑磷单晶中,但目前对无气相运输条件下黑磷的生长过程还鲜有报道。以锡和碘为矿化剂,采用矿化法成功地在石英管中制备出高质量的大颗粒正交黑磷单晶。基于不同的升降温工艺,研究了无气相输运条件下黑磷单晶的生长过程。结果表明:采用矿化法可制备出高质量的正交黑磷单晶;在降温过程中,可在620~500 ℃温度区间生成紫磷;500 ℃是黑磷生长的关键温度,适当延长保温时间,有利于黑磷单晶的生长。此外,阐明了无气相输运条件下黑磷的生长过程。
材料 黑磷单晶 矿化法 单晶生长 光学学报
2019, 39(12): 1216001
Author Affiliations
Abstract
A high-sensitivity long-period fiber grating (LPFG) methane sensor that contains a compact and uniform styrene-acrylonitrile (SAN)/cryptophane A nanofilm is presented. The sensor is prepared by using an automatic dip-coater in a solution of cryptophane A, SAN resin dissolved in ortho-dichlorobenzene, a low-volatile solvent. The effect of film thickness on the LPFG's resonant wavelength is thoroughly investigated. The optimum sensor among the three LPFGs with different film thicknesses is directly used to detect the methane concentration in a coal mine gas sample. The results indicate that the sensors with film thicknesses of 484 to 564 nm exhibit a redshifted resonant wavelength when the methane concentration is increased from 0% to 3.5% (vol). The data demonstrates that the sensor with a film thickness of 484 nm has remarkable sensitivity (～0.633 nm%-1), and its detection limit can reach 0.2%. The methane concentrations determined by our sensor are consistent with those obtained by gas chromatography.
060.2370 Fiber optics sensors 120.1880 Detection Chinese Optics Letters
2013, 11(8): 080601
Author Affiliations
Abstract
A novel long-period fiber grating (LPFG) film methane sensor is designed and applied successfully. The sensor is constructed by depositing a thin styrene-acrylonitrile (SAN) film containing the new compound cryptophane-E-(OEt)6 onto the cladding surface of the LPFG. This film is sensitive to methane gas. Methane causes a change in the refractive index of the sensing film, which can be measured by shifting the resonance wavelength. Experimental results show that the resonant wavelength shifts to the longer wavelength, with increasing methane concentration at a range of 0.0%–3.5% (v/v). A linear relationship is obtained within the test range. Detection limit is estimated at 0.2%, and response time is 60 s. No significant interference is detected from dry air, O2, CO, CO2, and H2. This novel methane sensing material has great application potential due to its advantages.
060.2370 Fiber optics sensors 130.6010 Sensors 120.1880 Detection Chinese Optics Letters
2012, 10(10): 100601
为研究一种低成本、性能优良的甲烷传感器,设计了一种基于Cryptophane E的纤芯失配型甲烷传感器。采用光功率计测试涂覆不同长度Cryptophane E的纤芯失配型甲烷传感器对不同浓度甲烷气体的敏感特性,分别在纯氮气和12%甲烷混合气中测定最佳敏感区长度甲烷传感器光功率强度随入射角的变化曲线,并求出光功率强度差值随入射角变化关系曲线以确定最佳入射角。结果表明,纤芯失配型甲烷传感器最佳敏感区长度为3 mm,入射角θ=1°时,光功率强度差值最大,甲烷最低检出限为2.3%,增加甲烷浓度,光功率强度增强。
光纤传感 甲烷传感器 纤心失配
