p型MgZnO的制备一直是高效紫外发光和日盲紫外探测器件研究领域的重要课题之一。本文针对N掺杂p型MgZnO薄膜材料中存在的空穴浓度低、电阻率高等科学问题, 采取磁控溅射技术, 利用氮气与氩气混合气体分别溅射MgZnO陶瓷靶和B-N共掺杂MgZnO 陶瓷靶的方法,制备出N掺杂和B-N共掺杂MgZnO薄膜。 通过Hall测量表征发现两种薄膜均呈现p型导电特性, 与N掺杂MgZnO相比, B-N共掺MgZnO的空穴浓度从5.53×1015 cm-3提高到2.63×1017 cm-3, 而迁移率变化并不明显(从0.83 cm2·V-1·s-1减小到0.75 cm2·V-1·s-1), 导致电阻率从1.36×103 Ω·cm减小到31.70 Ω·cm。通过XRD和XPS表征揭示了在B-N共掺MgZnO中, B替代Mg或Zn, N除了具有NO和(N2)O两种掺杂状态外, 还有以单原子占据O位但与B成键的第三种掺杂状态, 证明B掺杂可以提高N在MgZnO中的受主掺杂浓度, 但对空穴散射影响很小, 从而提高p型MgZnO的空穴浓度, 降低电阻率。

利用磁控溅射技术，以Mg0.06Zn0.94O为陶瓷靶材，制备了N掺杂p型Mg0.13Zn0.87O薄膜，薄膜的电阻率为42.45 Ω·cm，载流子浓度为3.70×1017 /cm3，迁移率为0.40 cm2·V-1·s-1。研究了该薄膜p型导电性质在室温空气下随时间的变化情况。实验结果表明，薄膜的电阻率逐渐升高，载流子浓度降低，五个月以后，薄膜转变为n型导电，电阻率为85.58 Ω·cm，载流子浓度为4.53×1016 /cm3，迁移率为1.61 cm2·V-1·s-1。真空热退火后重新转变为p型。结果显示，其p型导电类型的转变与在空气中吸附H2O或H2等形成浅施主有关。

利用磁控溅射系统,N2和Ar作为溅射气体,生长N掺杂ZnO薄膜.溅射气氛中氮气流量分别为0,8,20,32 mL/min,通过改变氮气的流量,研究薄膜性能的变化.结果发现,随着溅射气氛中氮气流量的增加,薄膜的电阻率增加,薄膜中NO与(N2)O的掺杂浓度同时在变大.当氮气流量为8 mL/min时,N的有效掺杂效率最高.另外,随着溅射气氛中氮气流量的增加,薄膜的厚度在减小.

钙(Ca)是植物必需营养元素之一, 对植物的生长、 发育与生理代谢等起着重要作用。 缺钙会减少作物的产量, 降低品质, 因此影响经济价值。 花生(Arachis hypogaea)是对缺钙很敏感的作物。 试验选取LH11与YZ9102两个花生品种为供试作物, 待花生幼苗长出第一片真叶以后, 转移至营养液中, 分别在三个钙处理(0, 0.01和2.0 mmol·L-1)下培养28 d, 随后取样分析花生幼苗生长情况与钙吸收, 并利用傅里叶红外光谱(FTIR)检测花生苗期植株不同器官的特征吸收峰, 研究缺钙胁迫下花生苗期植株体内的化学组分变化。 试验结果表明: 在0和0.01 mmol·L-1钙处理下, 花生品种YZ9102并未出现缺钙症状, 但是品种LH11缺钙症状明显: 叶片变小、 植株变矮、 茎尖顶端生长点坏死, 基部侧枝数增多。 品种YZ9102植株体内与LH11相比较, 有较高的钙浓度与钙积累量。 0和0.01 mmol·L-1的钙缺钙营养液培养下, 品种LH11根系钙积累量在整个植株中所占比例较高, 而品种YZ9102在叶中钙积累比例较高。 与正常钙供应处理相比, 缺钙胁迫下, 品种LH11根、 茎、 叶FTIR谱在1 060, 1 380, 1 655, 2 922和3 420 cm-1波长附近透射率较高, 表明缺钙胁迫下花生幼苗植株体内蛋白质、 糖类和脂类等组分明显降低, 但品种YZ9102受到缺钙胁迫影响较小。 品种YZ9102比LH11更耐缺钙胁迫。

利用磁控溅射设备, Mg0.04Zn0.96O陶瓷靶材, 以高纯的氮气与氩气混合气体作为溅射气体, 在石英衬底上沉积获得了N掺杂p型Mg0.07Zn0.93O薄膜, 薄膜的电阻率为21.47 Ω·cm, 载流子浓度为8.38×1016 cm-3, 迁移率为3.45 cm2/(V·s)。研究了该薄膜的结构与光学性能。实验结果显示, 其拉曼光谱中出现了位于272和642 cm-1左右与NO相关的振动模。低温光致发光光谱中, 可以观察到位于3.201, 3.384和3.469 eV的3个发光峰, 其中位于3.384 eV的发光峰归因为导带电子到缺陷能级的复合发光, 而位于3.469 eV的发光峰归因为受主束缚激子(A0X)的辐射复合, 这说明该N掺杂MgZnO薄膜的空穴载流子主要来自NO受主的贡献。

利用射频磁控溅射方法, 使用Mg0. 04Zn0.96O 陶瓷靶材,选用不同流量比的氮气和氩气混和气体作为溅射气体, 在石英基片上生长N掺杂MgxZn1-xO合金薄膜。研究了氮流量比对薄膜组分、结构、形貌、电学性质和拉曼光谱的影响。结果显示:随着溅射气氛中氮流量比的增加, 薄膜中Mg含量增加, 薄膜表面颗粒尺寸减小, 结晶质量变差, 电阻率逐渐增大, 导电类型发生转变。在氮流量比为20%时, 获得了最好的p型导电薄膜。另外, 随着氮流量比的增加, 拉曼光谱中与NO相关的位于272 cm-1、642 cm-1左右的振动峰逐渐增强, 表明NO的浓度随着氮流量比的加大而有所增加。

利用射频磁控溅射技术，在相同流量的氮气、氩气混合气体条件下，在石英基片上溅射获得了不同Mg含量的N掺杂MgxZn1-xO薄膜，并研究了Mg含量对N的掺杂行为和薄膜光电性能的影响。结果显示，在N掺杂MgxZn1-xO薄膜中，随着Mg含量的增加，薄膜的电阻率增加，载流子浓度下降；X射线电子能谱中位于395 eV左右的N1s峰强逐渐减弱、甚至消失；Raman光谱中与受主NO相关的位于272 cm-1、642 cm-1左右的振动峰也随之减弱、消失。得到的结果表明:在N和O的化学势相同的条件下，薄膜中Mg含量对N的掺杂行为有一定的影响，随着Mg含量的增加，受主NO的掺杂浓度降低，N的掺杂状态发生变化；N掺杂MgxZn1-xO薄膜中Mg含量低时,存在NO与(N2)O两种状态；Mg含量高时，薄膜中只存在 (N2)O一种形式。

利用射频磁控溅射技术，高纯的氩气作为溅射气体，分别选用不同Mg含量的MgxZn1-xO陶瓷靶材，在石英衬底上生长六角纤锌矿结构的MgxZn1-xO薄膜，并对薄膜进行了后期热退火处理。研究了Mg含量对MgxZn1-xO薄膜光学性质的影响。实验结果显示，随着Mg含量的增加，薄膜的带隙变宽; 光致发光光谱中近带边发射中心蓝移，近带边紫外发射与可见光区深能级发射强度比值减小，发光质量下降; 拉曼光谱仍然保持着ZnO的拉曼振动模式，但随着Mg含量的增加，E2high振动峰逐渐展宽，峰型对称性变差。分析表明，随着Mg的合金化，薄膜中产生了更多的杂质缺陷，结晶质量下降。

利用光声光谱法无创血糖检测原理,以葡萄糖粉末和葡萄糖水溶液为样品、用调制激光作为信号激发源进行试验研究。可得到各个调制频率对应的光声信号幅值,进而得到光声信号幅值大小和调制频率的关系,最终找到葡萄糖粉末对应的最佳调制频率。在最佳调制频率下,测试葡萄糖水溶液,得到声信号随葡萄糖浓度增加的变化关系。实验不但找到葡萄糖对应的最佳调制频率,而且得到光声信号随葡萄糖浓度增加的线性关系,验证了光声光谱法在无创血糖检测中的可行性,为光声光谱法应用于无创血糖检测提供了一定参考价值。

基于光声光谱的无创血糖监测方法具有灵敏度高、特异性好等突出优势,其光声池发挥着至关重要的作用,主要表现在如何提供一个优越的光声转换环境和增强光声信号的作用。现主要以RG理论为基础,分别对两种光声池进行设计和研究,给出光声池的设计方法及其结构参数计算过程,并通过具体实验来检验光声池结构参数设计的正确性、实用性和可行性。这两种光声池一种是非共振双腔差分光声池,适用于固体检测;另一种是非共振单腔光声池,适用于固液体样品检测。