1 哈尔滨工业大学 物理学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
2 哈尔滨工业大学 化工与化学学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
3 哈尔滨工业大学 微系统与微结构制造教育部重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
为了实现紫外-可见波段的高响应度/低成本的广光谱光电探测,我们制备了基于一维p型Se微米线与二维n型InSe纳米片的混维范德瓦尔斯异质结广光谱探测器。得益于Se微米线与二维层状结构InSe纳米片的高结晶质量, 该器件在紫外-可见光广光谱范围都具有非常高的响应度, 该器件的响应截止边为700 nm。 值得指出的是, 该器件在-5 V的偏压下, 对460 nm的光源响应度可以达到108 mA/W,该数值比原来的Se探测器高了800%。这项研究有利于拓展我们对范德瓦尔斯异质结的认识, 也为今后制备高性能的低维光电探测器提供了一种新的途径。
半导体 范德瓦尔斯异质结 光电探测器 多层结构 semiconductors van der Waals heterojunction photodetector multilayer structure
1 哈尔滨工业大学 物理学院，黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨师范大学 物理与电子工程学院，黑龙江 哈尔滨 150025
针对目前高效、稳定的p型掺杂一直较难实现的问题，本文采用化学气相沉积方法制备出了高结晶质量的p型半导体材料Se微米线。同时，还制备出了基于单根Se微米线的光电探测器，其在紫外和可见光波段有较宽的响应范围，响应截止边为675 nm。该器件在5 V偏压下的峰值响应度可达28 mA/W(600 nm)。在此基础上，利用p型Se微米线与钙钛矿材料CH3NH3PbCl3制备了p-n结型器件，与单根Se微米线光电探测器相比，响应时间和响应度都有明显提升，尤其是异质结的响应度比纯Se微米线提高了850%。这一研究结果说明本文制备的有机无机复合结构p-n结非常有望应用到高性能光电探测器中。
光电探测器 p型半导体 钙钛矿 photodetector p-type semiconductor perovskite CH3NH3PbCl3 CH3NH3PbCl3
1 哈尔滨工业大学 物理学院， 黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨师范大学 物理与电子工程学院， 黑龙江 哈尔滨 150025
SnO2基紫外探测器具有较高的光响应度，但由于材料存在持续光电导效应，其响应时间较长，限制了其在光电探测领域的应用。为此，我们研究了表面修饰对SnO2基光电探测器件的性能影响。采用化学气相沉积的方法制备了高结晶质量的SnO2微米线，并在此基础上制备了基于单根SnO2微米线的光电探测器。同时制备了高质量的钙钛矿CH3NH3PbBr3材料，并与SnO2微米线结合制备出经过修饰的SnO2基器件。两种器件在紫外波段都呈现出明显的光响应，响应峰值位于250 nm处。相比单根SnO2微米线器件，经过修饰后的SnO2微米线探测器的响应度提高了10倍，响应时间由单根SnO2微米线器件的几百乃至上千秒缩短为0.9 s。这一研究结果说明我们所采用的方法非常有望应用到高性能SnO2光电探测器的制备中。
光电探测器 钙钛矿 photodetector SnO2 SnO2 perovskite CH3NH3PbBr3 CH3NH3PbBr3
Author Affiliations
Abstract
1 College of Meteorology and Oceanology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
3 Department of Physics, School of Science, Harbin Institute of Technology, Harbin 150080, China
We modify the pulse-reference-based compensation technique and propose a low-noise and highly stable optical fiber temperature sensor based on a zinc telluride film-coated fiber tip. The system noise is measured to be 0.0005 dB, which makes it possible for the detection of the minor reflectivity change of the film at different temperatures. The temperature sensitivity is 0.0034 dB/°C, so the resolution can achieve 0.2°C. The maximum difference of the temperature output values of the sensor at 20°C at different points in time is 0.39°C. The low cost, ultra-small size, high stability, and good repeatability of the sensor make it a promising temperature sensing device for practical application.
060.2370 Fiber optics sensors 060.4080 Modulation Chinese Optics Letters
2018, 16(7): 070603
1 南京信息工程大学江苏省大气海洋光电探测重点实验室, 江苏 南京 210044
2 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏 南京 210044
3 中国科学院近代物理研究所, 甘肃 兰州 730000
4 河南师范大学物理与材料科学学院, 河南 新乡 453007
采用密度泛函理论的BPV86方法, 在6-311G++(d, p)基组水平上优化了不同外电场(0～0080 au)下氧化锌分子的基态稳定构型, 在此基础上利用同样的方法计算了氧化锌分子的分子结构、 偶极矩、 总能量、 能隙以及红外光谱和紫外-可见吸收光谱强度。 结果表明, 在外电场的作用下, 分子结构变化明显, 与电场呈现强烈的依赖关系。 随着正向外加电场的增加, ZnO分子键长一直在增大, 电偶极距也是一直增大, 分子总能量不断减小, 分子能隙不断减小, 红外光谱吸收峰出现红移现象。 随着外电场的加强, 分子紫外可见吸收光谱振子强度先增大后减小再增大再减小反复变化, 其波峰则出现蓝移现象。
辐射场 光谱 激发特性 Zinc oxide ZnO Radiation field Spectrum Excited character 光谱学与光谱分析
2018, 38(5): 1348
1 南京信息工程大学物理与光电工程学院, 江苏 南京 210044
2 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏 南京 210044
3 中国科学院近代物理研究所, 甘肃 兰州 730000
4 河南师范大学物理系, 河南 新乡 453007
采用密度泛函理论的B3LYP方法, 在6-311G++(d,p)基组水平上优化了不同外电场(0～0.025 a.u.)下氮化镓分子的基态稳定构型, 在此基础上利用同样的方法计算了氮化镓分子的分子结构、 偶极矩、 总能量、 能隙以及红外光谱, 拉曼光谱, 紫外-可见吸收光谱强度。 结果表明, 分子的结构的变化与电场大小呈现强烈的依赖关系。 随着正向外加电场的增加, GaN分子键长不断减小, 电偶极距不断减小, 分子总能量不断增大, 分子能隙不断减小, 红外光谱吸收峰出现蓝移现象, 拉曼光谱出现蓝移现象。 随着外电场的加强, 分子紫外-可见吸收光谱振子强度出现先减小后增大再减小的反复变化, 其波峰则出现红移现象。
辐射场 光谱 密度泛函理论 Gallium nitride GaN Radiation field Spectrum Density function theory
1 哈尔滨工业大学 生命科学与技术学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
2 黑龙江大学 物理科学与技术学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
3 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
4 哈尔滨工业大学 基础与交叉科学研究院, 黑龙江 哈尔滨 150080
将荧光碳点引入透明斑马鱼胚胎中,研究了荧光碳点在斑马鱼中的活体成像和对斑马鱼的毒副作用.通过对水中添加荧光碳纳米颗粒,从形态上观察其对于斑马鱼个体发育的生物学效应,实时观察其在斑马鱼体内富集代谢的情况,为荧光碳点及其复合物在生物活体成像方面的研究应用奠定基础.结果表明,荧光碳点对斑马鱼生长发育无明显的毒副作用,不会导致胚胎发育异常(通过观察尾巴弯曲情况、色素深浅、血管发育速度、鱼鳔发育速度来确定对胚胎发育的影响),并且对斑马鱼无明显致死现象.荧光碳点进入斑马鱼体内的时间非常迅速,并且可以在48 h之内经代谢排出体外.
斑马鱼 荧光碳点 胚胎发育 生物毒性 zebrafishes carbon dots embryonic development biotoxicity
1 哈尔滨工业大学 基础与交叉科学研究院, 黑龙江 哈尔滨150080
2 Department of Electrical Engineering, The City College of the City University of New York, New York 10031, USA
采用分子束外延技术在(001)取向的InP衬底上外延生长了亚稳态的ZnxCd1-xSe/MgSe低维量子阱结构, 并通过光致发光和子带吸收方法, 分析其能带结构。在单量子阱样品制备过程中, 高能电子衍射强度振荡表明MgSe可以实现二维生长模式, 衍射图样证明其为亚稳态闪锌矿结构。通过引入厚的ZnxCd1-xSe空间层,抑制了MgSe垒层的相变,并能进一步提高样品的结晶质量, 得到高结晶质量的多量子阱结构。通过计算不同阱宽的能带与光致发光实验比较, 证明了ZnxCd1-xSe/MgSe的导带带阶为1.2 eV, 价带带阶为0.27 eV。 为了进一步验证其能带结构, 制备了电子掺杂的ZnxCd1-xSe/MgSe的多量子阱, 观测到半高宽很窄的中红外吸收。利用发光谱确定的带阶计算了量子阱中子带的吸收波长, 和实验结果非常吻合。设计了一种双量子阱结构, 计算结果显示, 通过利用量子阱中的耦合效应, 可以实现1.55 μm光通信波段的吸收。
分子束外延 Ⅱ-Ⅵ族量子阱 闪锌矿MgSe 能带带阶 molecular beam epitaxy Ⅱ-Ⅵ quantum wells zincblende MgSe band offset
1 中国科学院近代物理研究所, 甘肃 兰州 730000
2 兰州大学物理科学与技术学院, 甘肃 兰州 730000
利用320 kV高压综合实验平台，通过6 MeV Xe离子辐照Eu掺杂氧化镁(MgO)单晶样品对其光致发光现象进行了研究。Xe离子辐照后，样品380~550 nm的发光带出现先减弱后增强的现象，400~450 nm处出现了平坦的较宽的蓝色发光带，经拉曼光谱和红外光谱的综合分析可知离子辐照能够使掺杂的Eu很好的进入晶体内部形成稳定的缺陷类型，产生更好的发光效果。
光谱学 重离子辐照 稀土掺杂发光 光致发光(PL)光谱 激光与光电子学进展
2011, 48(5): 051601
