1 1.上海交通大学 机械与动力工程学院, 机械系统与振动国家重点实验室, 上海 200240
2 2.上海理工大学 健康科学与工程学院, 上海 200093
β-磷酸三钙(β-TCP)具有生物降解性和生物相容性, 但其固有的脆性限制了其在承重种植体中的应用。为进一步提高β-TCP的力学性能和生物相容性, 本研究以纳米黏土(Nano clay, NC)为添加剂, 采用数字光处理(Digital light processing, DLP)技术制备了β-TCP/NC(TNC)复合支架, 支架TNC10多孔结构孔径为200~300 μm。当加入NC含量为10%(质量分数)时, 支架(TNC10)各结构特征的烧结收缩最小。加入NC不会改变TCP的物相成分, 且支架表面均匀分布Si、Mg元素。加入NC可以提高TCP支架的压缩强度, NC(粒径<500 nm)融合在TCP颗粒的间隙中, 对比纯TCP支架, TNC10支架的压缩强度提高了10%。另外, TNC10 组较纯TCP的比表面积增加2倍以上。TNC降解速率更快, 可以持续释放Ca、Mg、Si、Li等离子, 并且TNC降解液保持弱碱性的环境。研究结果表明: 加入NC对β-TCP支架的力学强度、降解性能均具有一定的促进作用。利用DLP方法打印的具有良好的理化性能的多孔生物陶瓷支架在骨修复领域有巨大应用前景。
β-磷酸三钙 DLP打印 多孔支架 纳米黏土 β-tricalcium phosphate DLP printing porous scaffold nano clay
云南师范大学，云南省农村能源工程重点实验室，昆明 650500
为解决硫化过程中Sn元素损失的问题以及减少MoS2的厚度，采用磁控溅射技术，在基于钼的钠钙玻璃衬底上采用双周期溅射的方法，以ZnO/SnO2/Cu的顺序制备了含氧的Cu-Zn-Sn预制层。结果表明：SnO2以及ZnO的使用很好的抑制了Sn元素的损失以及MoS2层的形成，而且在590 ℃的硫化温度下能制备出表面平整、晶粒致密、晶体结构较好的单相Cu2ZnSnS4 (CZTS)吸收层薄膜。最后，制备出结构完整的CZTS薄膜太阳电池，在590 ℃硫化制备的CZTS薄膜太阳电池效率最高，其开路电压为590 mV，短路电流密度为22.09 mA/cm2，填充因子为39.28%，光电转换效率达到5.12%，为今后制备高效CZTS薄膜太阳电池起到了推动作用。
铜锌锡硫 薄膜太阳电池 磁控溅射 二氧化锡靶 硫化工艺 copper-zinc-tin-sulfur thin-film solar cells magnetron sputtering SnO2 target sulfurization process
1 云南师范大学,云南省农村能源工程重点实验室，昆明 650500
2 云南师范大学,云南省光电技术重点实验室，昆明 650500
采用磁控溅射SnSe-ZnSe-Cu硒化物靶和Sn-Zn-Cu金属单质靶的方法制备两种Cu2ZnSnSe4(CZTSe)预制层，并将两种预制层采用相同的硒化工艺制备出CZTSe薄膜吸收层。分别采用XRD、Raman、SEM、EDS等分析了薄膜的晶体结构、相的纯度、表面及截面形貌和元素组分，结果发现采用硒化物靶制备的CZTSe吸收层薄膜更为平整致密且无明显孔洞。同时采用Hall测试和J-V测试对太阳电池薄膜的电学性质进行了表征，结果表明硒化物靶制备的CZTSe太阳电池的电流密度以及光电转化效率要高于金属单质靶，金属单质靶制备的CZTSe薄膜电池的开路电压为356 mV，短路电流密度为20.61 mA/cm2，光电转换效率为2.18%，而硒化物靶制备的CZTSe薄膜电池的开路电压为354 mV，短路电流密度为28.41 mA/cm2，光电转换效率为3.33%。
CZTSe薄膜 太阳电池 磁控溅射 硒化 光电转换效率 CZTSe thin film solar cell magnetron sputtering selenization photoelectric conversion efficency
1 苏州科技大学 数理学院, 江苏省微纳热流技术与能源应用重点实验室, 江苏 苏州 215009
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所, 江苏 苏州 215123
采用离子注入方法在氢化物气相外延法生长的AlN薄膜中注入了不同剂量的Dy3+和Eu3+，制备了Dy3+单掺、Dy3+和Eu3+共掺的AlN样品.对于Dy3+单掺杂AlN样品，X射线衍射和拉曼散射实验结果表明随着Dy注入剂量的增加，样品的压应力也增加，形成了比较明显的损伤层；但当注入剂量由5×1014 at/cm2增加至1×1015 at/cm2时，压应力增加不明显，接近于饱和.对于Dy3+和Eu3+共掺的AlN样品，阴极荧光实验表明，AlN中Eu3+和Dy3+之间可能存在能量传递，能量传递途径为在声子辅助下从Dy3+的4F9/2→6H15/2至Eu3+的7F0→5D2的共振能量传递.此外，计算发现改变Dy3+和Eu3+离子的注入剂量比能实现发光色度坐标和色温的有效调控.
光电子 氮化铝 应力 阴极荧光 能量传递 Optoe1ectronics Aluminum nitride Europium 铕 Dysprosium 镝 Strain Cathodoluminescence Energy transfer
1 苏州科技大学数理学院,江苏省微纳热流技术与能源应用重点实验室, 江苏 苏州 215009
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所, 江苏 苏州 215123
GaN∶Eu 3+作为红光发射材料,在GaN基单片集成全色显示器件应用方面具有很大的潜力。目前的研究重点是如何进一步调控和优化GaN∶Eu 3+材料的发光特性,促使其迈向实用阶段。本文主要从生长调控,Mg 2+、Zn 2+、Si 4+元素共掺调控,其他稀土元素共掺调控等方面综述了GaN∶Eu 3+材料发光特性的研究进展,比较各调控方法的应用潜力,指出GaN∶Eu 3+材料今后的研究重点,并对该领域的发展趋势进行了展望。
材料 发光 共掺杂 调控 激光与光电子学进展
2020, 57(21): 210004
Author Affiliations
Abstract
1 Jiangsu Key Laboratory of Micro and Nano Heat Fluid Flow Technology and Energy Application, School of Mathematics and Physics, Suzhou University of Science and Technology, Suzhou 215009, China
2 Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics, Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215123, China
In this work, Er-doped aluminum nitride (AlN), Pr-doped AlN, and Er, Pr co-doped AlN thin films were prepared by ion implantation. After annealing, the luminescence properties were investigated by cathodoluminescence. Some new and interesting phenomena were observed. The peak at 480 nm was observed only for Er-doped AlN. However, for Er, Pr co-doped AlN, it disappeared. At the same time, a new peak at 494 nm was observed, although it was not observed for Er-doped AlN or Pr-doped AlN before. Therefore, the energy transfer mechanism between Er3+ and Pr3+ in AlN thin films was investigated in detail. Through optimizing the dose ratio of Er3+ with respect to Pr3+, white light emission with an International Commission on Illumination chromaticity coordinate (0.332, 0.332) was obtained. This work may provide a new strategy for realizing white light emission based on nitride semiconductors.
160.4760 Optical properties 160.5690 Rare-earth-doped materials 160.6000 Semiconductor materials Chinese Optics Letters
2019, 17(11): 111602
1 江苏省微纳热流技术与能源应用重点实验室 苏州科技大学数理学院, 江苏 苏州 215009
2 中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所, 江苏 苏州 215123
通过MOCVD方法在蓝宝石衬底上生长GaN薄膜, 利用离子注入方法将Eu3+离子注入到GaN基质中。X射线衍射结果表明: 经过退火处理后, 修复了部分离子注入所导致的晶格损伤。利用阴极荧光光谱可得到GaN∶Eu3+材料在623 nm处有很强的红光发射, 该发射峰来源于Eu3+离子的内部4f能级跃迁。另外, Eu3+离子注入会在样品中引入电荷转移态, 产生408 nm附近的发光。退火处理有助于获得更强的电荷转移态发光和Eu离子特征发光。GaN基质的黄光峰与Eu离子之间存在能量交换, 将能量传递给Eu离子, 促进Eu离子发光。
氮化镓 阴极荧光 铕 发光 能量传递 gallium nitride cathodoluminescence europium luminescence energy transfer
1 上海大学 机电工程与自动化学院 上海 200072
2 上海市智能制造及机器人重点实验室 上海 200072
3 机械系统与振动国家重点实验室, 上海 200240
由于传统的相位轮廓术(PMP)使用的相位高度模型参数存储空间大, 标定计算成本高, 本文由绝对相位与深度坐标的关系推导出相位差高度模型的显函数模型, 并提出了一种基于未知标定平面的灵活标定方法。该模型只需9个非共线的像素数据即可计算出模型的15个参数, 降低了计算量, 节约了内存空间。提出的标定方法无需精密运动台, 标定板无需覆盖整个测量范围, 无需知道位置姿态, 降低了标定成本, 提高了标定的灵活性。对提出的模型和标定方法分别进行了仿真和实验, 仿真结果验证了相位高度显函数模型的正确性和标定方法的有效性。对提出的模型和标定方法在实际的结构光系统中进行了实验, 用标定后的系统对实际物体进行了测量, 结果表明三维曲面具有较高的质量, 证明了提出方法的可行性。
相位轮廓术 相位高度模型 显函数模型 标定 phase profilometry phase height model explicit function model calibration
1 河南经贸职业学院电子工程系, 河南 郑州 450000
2 洛阳理工学院电气工程与自动化学院, 河南 洛阳 471023
在一个Y 型四能级系统中，理论研究了由外加耦合光场产生的4 种缀饰效应(单缀饰、并联双缀饰、级联双缀饰和嵌套双缀饰)对探测场透射(PT)信号和四波混频(FWM)信号的影响，以及由于耦合光场的空间配置发生变化而引起的相位改变对这两个信号的影响。数值模拟结果表明，当改变探测场失谐或者改变耦合场的相对相位时，PT 信号和FWM 信号均可以实现明态和暗态这两种量子效应之间的相互转换。这种由失谐或相位控制的明暗态转换在光通信、量子信息处理以及光电器件中具有潜在的应用价值。
非线性光学 明暗态转换 数值模拟 四波混频 缀饰效应 激光与光电子学进展
2015, 52(5): 051901
