1 1.天津城建大学 理学院, 天津 300384
2 2.北京长城航空测控技术研究所 状态监测特种传感技术航空科技重点实验室, 北京 101111
高能粒子轰击不可避免地会造成SiC材料内部缺陷的产生、积累, 晶格紊乱等, 导致其物理性能的显著变化, 继而影响基于SiC材料的半导体器件使用寿命。因此, 有必要对SiC在不同的辐射环境下的损伤行为进行系统研究。本工作对6H-SiC中子辐照肿胀高温回复及光学特性开展研究, 辐照剂量范围5.74×1018~1.27×1021 n/cm2, 退火温度在500~1650 ℃。利用X射线单晶衍射技术分析测试样品的晶体结构及晶胞参数, 结果表明: SiC仍为六方结构, 晶体未发生非晶化, 晶格肿胀及高温回复行为具有各向同性特征, 表明辐照缺陷以点缺陷为主。本征缺陷及辐照缺陷均可引入缺陷能级, 空位型缺陷是缺陷能级引入的主要因素。缺陷能级导致SiC吸收带边红移, 带隙宽度降低, 光吸收增强。利用吸收光谱、光致发光谱和拉曼光谱, 并结合第一性原理计算对缺陷能级分布开展研究, 结果表明硅空位在价带顶上方引入了新的缺陷能级, 而碳空位则是在导带底下方引入了新的缺陷能级。未辐照晶体在1382和1685 nm红外波段光吸收以及550 nm光发射主要源于本征碳空位及其相关缺陷构型; 辐照SiC晶体在415、440和470 nm处的发光主要源于辐照产生的硅空位及其相关缺陷构型。研究还利用电荷态和缺陷能级分布对SiC晶体发光机理行了讨论。
X射线单晶衍射 拉曼光谱 第一性原理 退火 带隙调控 缺陷 X-ray single crystal diffraction Raman spectra first principle annealing band gap tuning defect
1 上海工程技术大学 机械与汽车工程学院, 上海 201620
2 中国人民解放军32128部队, 山东 济南 250000
将带有分流电路的压电片周期性地粘贴到薄板表面形成二维压电分流阵列结构, 该结构不仅具有声子晶体的带隙特性, 还可以通过分流电路实现带隙调控。该文运用有限元法计算了二维压电分流阵列结构的带隙特性, 研究了含有谐振单元及负电容的混合电路中不同电路参数对带隙的影响。此外, 通过调节电感及负电容,可以将布喇格带隙和局域共振带隙进行耦合, 拓宽带隙,实现宽频振动控制。
周期结构 压电分流阵列 声子晶体 负电容 带隙调控 periodic structures piezoelectric shunting arrays phononic crystals negative capacitance band gap manipulation
1 合肥工业大学 特种显示技术国家工程实验室 先进显示技术国家重点实验室 安徽省特种显示与成像技术创新中心 光电技术研究院, 安徽 合肥230009
2 合肥工业大学 化学与化工学院, 安徽 合肥 230009
具有宽带反射特性的胆甾相液晶在众多领域有广泛的应用前景。为了拓展调控反射带隙的方法, 实现在所需波谱范围内的带隙调控, 本文通过添加紫外吸收染料, 制备了一种聚合物网络梯度分布的新型聚合物稳定胆甾相液晶器件。实验结果表明, 聚合物网络的梯度分布使液晶盒上下表面附近的聚合物网络弹性产生了显著的差异, 因此, 其电诱导的反射带隙拓宽可以改变直流电场的方向进行调谐。当液晶盒厚度为40 μm, 染料浓度为1.2%的PSCLC, 在施加12 V的直流电场时, 面向光源为正极时的反射带隙位于570~778 nm, 改变电场方向后, 反射带隙红移至598~816 nm。这项研究为宽带反射胆甾相液晶材料提供了一种新的策略, 在智能窗户、激光防护、数据存储等方面具有潜在的应用。
聚合物稳定胆甾相液晶 宽带反射 直流电场方向 反射带隙调控 PSCLC broad reflection band DC electric field direction reflective band modulation
上海工程技术大学 机械与汽车工程学院, 上海 201620
压电型声子晶体具有弹性波带隙特性, 可用于噪声与振动控制。该文通过在环氧树脂杆上周期地布置含有负电容的压电分流单元, 构造了压电声子晶体杆结构。为拓宽带隙, 对此结构设计了3种元胞配置, 运用传递矩阵法计算其带隙特性, 并采用遗传算法对分流电路参数进行优化。理论与仿真结果表明, 改变元胞中不同谐振频率的压电分流单元的个数, 可以获得多个局域共振带隙, 增强带隙可调谐性; 运用算法优化可得到带隙调谐时分流电路参数值的最佳匹配, 实现多个带隙的合并进而形成宽带, 在不改变原有结构的基础上拓宽带隙。
声子晶体 压电分流 局域共振 带隙调控 遗传算法 phononic crystal piezoelectric shunting local resonance band gap regulation genetic algorithm
本研究建立了纤铁矿TiO2和GaSe二维晶体的物理模型,用第一性原理的密度泛函方法计算了两体系的能带性质,分析了体系的电子态及光谱性质,并进一步研究了二轴张力对体系的能带的调控作用,最后分析了二轴张力对体系电子态性质和光谱性质的调控作用。结果表明,通过二轴张力,可以有效地调节两体系的带隙宽度,进而调节两体系的光谱响应特性,从而拓展了二维晶体在可控电子学、光伏器件等领域的应用。
纤铁矿TiO2 第一性原理 带隙调控 光谱调控 lepidocrocite-TiO2 GaSe GaSe First-Principle tunable band gap tunable optical spectrum
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 澳门大学 应用物理与材料工程研究所, 中国 澳门 999078
碳点作为一种新型的碳基荧光纳米粒子由于其可调谐发光、高光稳定性、生物相容性和低成本等独特优势而引起了很多关注。在过去的十几年中, 碳点的制备和应用取得了巨大进展。然而, 由于前体和合成方法的多样性, 碳点的光致发光机理具有很大争议。现在人们普遍认为, 碳点的光致发光源于电子在带隙的跃迁, 并将荧光起源分别归结为碳核跃迁(π-π*)、表面态跃迁(n-π*)以及分子荧光团等。本文总结了碳点发光起源的几种可能和机制, 分别讨论了通过调控碳点粒径以及进行表面工程处理的方法来实现碳纳米点带隙可调控的高效发光。介绍了通过表面工程、元素掺杂等手段提升碳纳米点光致发光量子产率及其在光电器件、信息存储、生物成像、光热治疗以及光动力治疗中的应用。
碳纳米点 光致发光机理 带隙调控 生物成像 白色发光二极管 carbon dot photoluminescence mechanisms bandgap modulation bioimaging white-light-emitting devices
