采用综合考虑温度、电场强度、载流子浓度的普遍迁移率模型, 利用实际太阳能光谱和非富勒烯材料的吸收系数来计算载流子的产生, 结合漂移扩散方程、电流连续性方程等对高效率有机太阳电池进行理论建模。利用该模型计算了器件的电流-电压曲线、开路电压-光照强度曲线和短路电流-光照强度曲线。结果发现, 利用该模型计算的电流-电压曲线与实验数据符合很好, 其他两种曲线也与实验数据符合较好。此外, 利用该模型分析了能量无序度对器件性能的影响, 结果表明减小材料的能量无序度可以提高有机太阳电池的性能。
迁移率 非富勒烯 有机太阳电池 理论建模 能量无序度 mobility non-fullerene organic solar cells theoretical modeling energy disorder
1 华北电力大学 数理系， 河北 保定 071003
2 石家庄铁道大学 材料科学与工程学院， 河北 石家庄 050043
3 河北大学 物理科学与技术学院， 河北 保定 071002
4 河北省光学感知技术创新中心， 河北 保定 071002
利用稳态和瞬态光致发光光谱技术对Cs0.05FA0.81MA0.14PbI2.55Br0.45（以下简称CsFAMA混合阳离子钙钛矿）薄膜的发光过程进行研究。在245 K附近观测到相变引起的CsFAMA混合阳离子钙钛矿发光光谱红移现象。根据Saha‐Langmuir方程计算结果，确认温度高于65 K时电子空穴复合主导CsFAMA混合阳离子钙钛矿发光过程。利用带间发光与带尾态发光组合模型拟合CsFAMA混合阳离子钙钛矿的发光光谱，得到65~295 K温度范围内的带尾态扩展程度E0（0.023~0.045 eV）与载流子等效温度。根据CsFAMA混合阳离子钙钛矿的发光动力学曲线分析，确定电子空穴复合速率常数Reh随热力学温度升高（65~295 K）而不断降低。本文实验结果表明，热力学温度升高引起的晶格振动加剧，有利于实现自由载流子与晶格间的热交换，但增加了体系的热无序度，抑制了电子空穴的辐射复合，加快了载流子的非辐射复合速率。
发光 带尾态 热无序 相变 luminescence band-tail state thermal disorder phase transition
燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室高压科学中心,秦皇岛 066004
大约十年前, 人类在高压原位研究中首次发现了一种由无序原子团簇按周期性排列而形成的特殊晶体, 被称为“非晶”晶体。该发现改写了人类对晶体中要求原子结构长程和短程皆有序的定义, 引起了科学家们的研究兴趣, 科研人员对比开展了大量研究。本文对过去十年里在“非晶”晶体材料研究中的进展进行小结和展望, 希望能够吸引更多研究者对此类材料进行深入的探索和研究, 并推动此研究领域不断向前发展。
非晶晶体 长程有序 原子结构 短程无序 非晶碳团簇 amorphous crystal long-range order atomic structure short-range disorder amorphous carbon cluster 人工晶体学报
2022, 51(9-10): 1535
Ga2O3是一种新兴的宽带隙半导体，在电力和射频电子系统中具有潜在的应用前景。前期研究以β-Ga2O3为主，并且已经对β-(AlxGa1-x)2O3/Ga2O3异质结构中的二维电子气(2DEG)进行了理论计算，本文主要研究ε-(AlxGa1-x)2O3作为势垒层对ε-(AlxGa1-x)2O3/ε-Ga2O3异质结电子输运性质的影响，首先介绍了ε-(AlxGa1-x)2O3/ε-Ga2O3异质结的结构和性质，分析计算了由于ε-(AlxGa1-x)2O3/ε-Ga2O3异质结的自发极化和压电极化所产生的极化面电荷密度，以及极化对2DEG浓度产生的影响，接着分析了在不同Al摩尔组分下，ε-(AlxGa1-x)2O3势垒层厚度与合金无序散射、界面粗糙度散射和极性光学声子散射之间的关系。最后通过计算得出结论: 界面粗糙度散射和极性光学声子散射对ε-(AlxGa1-x)2O3/ε-Ga2O3异质结的电子输运性质有重要影响，合金无序散射对异质结的输运性质影响较小; 2DEG浓度、合金无序散射、界面粗糙度散射和极性光学声子散射的电子迁移率强弱由ε-(AlxGa1-x)2O3势垒层的厚度和Al摩尔组分共同决定。
2DEG浓度 电子迁移率 ε-(AlxGa1-x)2O3/ε-Ga2O3异质结 合金无序散射 界面粗糙度散射 极性光学声子散射 2DEG concentration electron mobility ε-(AlxGa1-x)2O3/ε-Ga2O3 heterojunction alloy disorder scattering interface roughness scattering polar optical phonon scattering
1 西南大学 物理科学与技术学院，重庆40075
2 西南大学 数学与统计学院，重庆400715
基于二极管泵浦Nd：LaMgAl11O19无序晶体激光器实现了被动调Q激光以及脉冲幅度混沌激光的输出。当泵浦功率在4.8 ~8.6 W范围内时，激光器运转在被动调Q状态；当泵浦功率为8.6 W时，调Q激光的平均输出功率为613 mW、重复频率为157.1 kHz、脉冲宽度为2.2 μs。当泵浦功率增加到8.7~10.5 W范围内时，输出激光的脉冲幅度呈不规则随机分布现象；通过分析脉冲峰值序列的自相关曲线、相位图、功率谱、随机直方图，判定激光器运转在脉冲幅度混沌状态；当泵浦功率功率为10.5 W时，脉冲幅度混沌激光的平均输出功率为814 mW。
Passively Q-switched Pulse amplitude chaos Nd：LaMgAl11O19 disorder crystal Diode-pumped All-solid-state laser 被动调Q 脉冲幅度混沌 Nd：LaMgAl11O19无序晶体 二极管泵浦 全固态激光器
1 北京大学 核物理与核技术国家重点实验室, 北京100871
2 中国核科技信息与经济研究院, 北京100048
为配合6H-SiC中化学无序对其导电性能影响的研究, 本研究运用经典分子动力学方法, 采用LAMMPS软件对6H-SiC的线性级联碰撞过程进行了模拟, 给出了在不同能量、不同种类PKA(Primary Knock-on Atom)的情况下, 6H-SiC单次线性级联碰撞和多次线性级联碰撞过程中主要点缺陷的演化过程, 并统计了多次级联碰撞后化学无序的演化和六种点缺陷各自最终所占的比例。结果表明, 级联碰撞产生的Si-Si键比C-C键更易形成且更加稳定, Si-Si键主要由SiC反位缺陷形成, C-C键主要由C间隙原子聚集形成, PKA的种类及初始能量影响点缺陷的产额和化学无序的程度, 但不影响六种点缺陷各自的占比。
点缺陷 化学无序 线性级联碰撞 分子动力学 辐照 point defects chemical disorder linear collision cascade molecular dynamics irradiation
1 安徽大学 信息材料与智能感知安徽省实验室 光电信息获取与控制教育部重点实验室 物理与材料科学学院，安徽 合肥 230601
2 安徽大学 信息材料与智能感知安徽省实验室 光电信息获取与控制教育部重点实验室 物理与材料科学学院，安徽 合肥 230601；西南科技大学 环境友好能源材料国家重点实验室，四川 绵阳 621000
随机激光器由于其独特的结构和低相干性，在无散斑成像、传感、光治疗等领域中得到广泛应用。随机激光器的反馈机制是无序介质引入的光散射，高阈值和无方向性是其主要缺点。为解决这些问题，研究者们利用光纤的一维束缚获得低阈值并有一定方向性的光纤随机激光。近十年来，随机激光的发展经历了从非相干反馈到相干反馈、从完全无序到输出参数可控的过程。大量研究尝试用量子理论、混沌激光理论和数值分析等方法来解释随机激光的物理本质。回顾了随机激光和光纤随机激光的起源和发展历史，介绍了随机激光的分类和相关原理，总结了调控随机激光输出参数的方法并展示了随机激光的新近典型应用，分析了光纤随机激光的反馈类型和增益机制，并在最后展望了随机激光未来的发展趋势。
随机激光 光纤随机激光 多重散射 无序结构 局域化 random lasers random fiber lasers multiple scattering disorder structure localization 红外与激光工程
2020, 49(12): 20201052
1 中国地质大学珠宝学院, 湖北 武汉 430074
2 河北地质大学宝石与材料工艺学院, 河北 石家庄 050031
尖晶石的有序-无序相变作为尖晶石的一种重要性质, 在国内缺少相关研究成果。 运用拉曼光谱仪通过785 nm激光在液氮环境下激发含Cr的宝石级天然粉红色尖晶石, 避免了532 nm激光激发下产生的469 nm的荧光峰和在常温测试下由于热振动对光谱的影响, 得到清晰尖锐的拉曼光谱, 为拉曼光谱参数的分析奠定基础。 同时通过对一颗Cr元素致色的天然粉色镁铝尖晶石进行热处理使尖晶石逐步发生有序-无序相变, 并反映在拉曼光谱的谱峰参数之中。 各项参数分析结果显示, 尖晶石的拉曼光谱主要由Eg, T2g(1), T2g(2), N3和Ag, 五种振动模式产生, 其谱峰位置分别为407.8, 312.4, 667.5, 720.0和769.0 cm-1; 尖晶石拉曼光谱谱峰参数在800 ℃时发生突变: 各谱峰半高宽和各峰相对主峰Eg峰的相对强度明显增大, 常温下几乎不可见的N3峰在高温处理后出现, 并且T2g(1)峰向低波数偏移, T2g(2)向高波数偏移, 同时峰的对称性逐渐消失。 研究结果表明尖晶石的有序-无序相变可以通过拉曼光谱检测并且可以通过谱峰参数: 半高宽、 谱峰相对高度等进行半定量表征。 由于拉曼光谱具有的无损检测特点, 使其成为宝石级热处理尖晶石鉴定应用的重要参考依据之一。
尖晶石 有序-无序相变 拉曼光谱 热处理鉴别 Spinel Order-disorder transition Raman spectroscopy Heating treatment identification
Author Affiliations
Abstract
1 School of Mechanical Engineering Pusan National University Busan 46241, Republic of Korea
2 Department of Cogno-Mechatronics Engineering Pusan National University Busan 46241, Republic of Korea
Functional near-infrared spectroscopy (fNIRS), a growing neuroimaging modality, has been utilized over the past few decades to understand the neuronal behavior in the brain. The technique has been used to assess the brain hemodynamics of impaired cohorts as well as able-bodied. Neuroimaging is a critical technique for patients with impaired cognitive or motor behaviors. The portable nature of the fNIRS system is suitable for frequent monitoring of the patients who exhibit impaired brain activity. This study comprehensively reviews brain-impaired patients: The studies involving patient populations and the diseases discussed in more than 10 works are included. Eleven diseases examined in this paper include autism spectrum disorder, attentionde ficit hyperactivity disorder, epilepsy, depressive disorders, anxiety and panic disorder, schizophrenia, mild cognitive impairment, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, stroke, and traumatic brain injury. For each disease, the tasks used for examination, fNIRS variables, and significant findings on the impairment are discussed. The channel configurations and the regions of interest are also outlined. Detecting the occurrence of symptoms at an earlier stage is vital for better rehabilitation and faster recovery. This paper illustrates the usability of fNIRS for early detection of impairment and the usefulness in monitoring the rehabilitation process. Finally, the limitations of the current fNIRS systems (i.e., nonexistence of a standard method and the lack of well-established features for classification) and future research directions are discussed. The authors hope that the findings in this paper would lead to advanced breakthrough discoveries in the fNIRS field in the future.
fNIRS brain impairment psychiatric disorder degenerative brain disease brain injury patient Journal of Innovative Optical Health Sciences
2019, 12(6):
