对负电极脱落造成白光LED失效进行了研究。结合扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)对退化样品芯片进行了表面形貌表征和微区成分分析。SEM观察到退化样品负极脱落处表面粗糙不平, 且透明导电薄膜存在颗粒状结晶。经EDS检测发现负极脱落处存在腐蚀性氯元素, 并在封装胶中检测出氯。分析认为, 封装胶中残留的氯离子与负极中Al层发生的电化学腐蚀是致使样品失效的主要原因。

为了克服采集相机渐晕在LED显示屏逐点一致化校正过程中产生的亮度不均匀缺陷, 提出了一种基于LED显示屏本身和若干屏幕离散位置亮度测量的采集相机渐晕校正方法。首先分析了相机对LED显示屏进行数据成像采集过程及成像特征, 在此基础上, 提出了采集相机渐晕的标定方法, 得到了代表相机渐晕的拟合曲面, 从而计算出采集相机上每一像素点的渐晕修正系数。利用上述方法对LED显示屏进行了单箱亮度校正实验。实验结果表明: 单箱校正的显示均匀性从渐晕修正前的6.69%缩小到修正后的1.49%。经过对相机影像渐晕修正以后, 可以完全消除修正前的亮度曲面分布, 从而克服了修正前LED显示屏中心暗、四周亮的缺陷, 达到了理想的多屏拼接校正效果。

应用高光谱成像技术对不同保藏温度的灵武长枣的可溶性固形物含量进行预测模型建立。提取图像中感兴趣区域的平均光谱数据, 经过不同光谱预处理后, 利用连续投影法（SPA）选择特征波长, 对4 ℃冷藏光谱提取13个特征波段（421, 426, 512, 598, 641, 670, 675, 723, 814, 906, 944, 978, 982 nm）, 对常温保藏光谱提取12个特征波段（425, 507, 555, 598, 673, 680, 685, 718, 809, 910, 954, 978 nm）。对于MSC处理、MSC+SPA处理、Savitzky-Golay平滑处理和SNV 4种预处理方法, 筛选出的最优预处理方法是冷藏采用MSC处理、常温采用MSC+SPA处理。对应这两种最优预处理方法, 分别建立偏最小二乘法（PLSR）、支持向量机（SVM）、主成分回归(PCR)3种预测模型。在以上获得的6个预测模型中, 得出冷藏、常温保藏的最优模型分别为MSC-PLSR模型（R2C: 0.852, RMSEC: 0.940; R2P: 0.857, RMSEP: 0.894）和MSC+SPA-PLSR模型（R2C: 0.872, RMSEC: 0.866; R2P: 0.787, RMSEP: 1.007）。结果表明: 利用高光谱成像技术, 结合多种预测模型建立, 能够测定不同保藏温度下的灵武长枣可溶性固形物含量, 实现对灵武长枣准确快速的无损检测。

基于三维荧光光谱和二维荧光相关光谱, 对茶汤中两种拟除虫菊酯农药进行了识别。利用图像局部极值算法, 分别提取出三维荧光光谱图和二维相关光谱图中的峰、谷位置信息, 然后进行峰位匹配实现茶汤中农药组分的智能识别。结果表明, 三维荧光光谱图受到荧光峰重叠的影响, 不能对氰戊菊酯进行有效匹配。而利用二维相关光谱不仅可以克服这一缺点, 而且不受混合物中农药组分浓度的影响。基于二维荧光相关光谱, 对实际茶汤中氰戊菊酯和顺式氯氰菊酯进行了识别, 识别率分别为80%和83%。

合成了3种基于异佛尔酮的新型单晶荧光材料: 3-二丙烯腈基-5,5-二甲基-1-苯乙烯基环己烯 (DCDSC)、3-二丙烯腈基-5,5-二甲基-1-(3-羟基苯乙烯基)环己烯(DCDH3C)及3-二丙烯腈基-5,5-二甲基-1-(4-羟基苯乙烯基)环己烯(DCDH4C)。通过氢核磁共振谱和元素分析确定了它们的分子结构。通过单晶X射线衍射获得了3种材料的晶体结构数据。DCDSC、DCDH3C和DCDH4C的紫外吸收光谱依序分布在长波区的390, 398, 424 nm,短波区分布在268,269,283 nm。DCDSC、DCDH3C和DCDH4C在THF中的最大发射峰分别位于522, 549, 567 nm。与DCDSC相比, 3位羟基取代的DCDH3C的发射波长红移了27 nm, 而4位取代羟基的DCDH4C的发射波长红移了45 nm。其主要原因在于DCDSC、DCDH3C和DCDH4C存在不同的氢键作用, 当然, 取代基的类型及位置等也可能对材料的发射波长产生一定作用。

采用室温快速液相沉淀法制备了吡嗪四甲酸钐亚微米椭球配合物材料。通过红外光谱、能谱、扫描电子显微镜、紫外可见光谱和荧光光谱对制备的配合物进行了表征和性能测定。结果表明: 溶液的pH值对产品的形貌和光致发光性能有重要的影响, 通过调节溶液的pH值可以实现产品的形貌由纳米粒子到微米级椭球的有效调控。所有产品均在561, 596, 643 nm出现3条谱线, 分别对应着钐离子的4G5/2 → 6H5/2、4G5/2 → 6H7/2和4G5/2 → 6H9/2的特征能级跃迁。当溶液的pH接近中性时, 所制备的配合物样品的特征发射峰强度最大。

为进一步提高YVO4材料的下转换发光性能, 在改进后的溶胶-凝胶法制备的YVO4∶Eu3+中, 通过掺入Bi3+来拓宽其在紫外波段的光谱吸收并提高其发光强度, 通过掺入P5+达到以PO43-部分取代VO43-来改善YVO4∶Eu3+的光输出稳定性及温度猝灭特性的目的。研究表明, 掺入的Bi3+和 P5+可成功取代YVO4晶格中的Y3+和V5+。当Bi3+掺入量较少时, 样品仍然为四方晶系, Bi3+较好地取代了Y3+的晶格位置, 形成单相的晶体结构。而在掺入少量的P5+之后, YVO4与YPO4之间形成了均匀的固溶体。在350 nm激发光源作用下, 当Bi3+和P5+掺杂摩尔分数分别为0.04和0.10时, 发光强度达到最大, 特别是YV0.90P0.10O4∶0.05Eu3+在619 nm处的发光强度要比YVO4∶0.05Eu3+的发光强度增大1.9倍。

在NaYF4纳米晶表面修饰不饱和基团, 与甲基丙烯酸甲酯单体共聚, 制备了NaYF4-PMMA发光纳米复合聚合物。采用共价键将纳米晶镶嵌在聚合物基质中, 可实现纳米粒子均匀、稳定、高浓度的掺杂。所使用的纳米发光材料为NaYF4∶20%Yb,2%Er和NaYF4∶20%Yb,1.5%Tm。NaYF4∶20%Yb,2%Er纳米晶的尺寸为9~14 nm, NaYF4∶20%Yb,1.5%Tm纳米晶的尺寸为11~15 nm。在980 nm红外光的激发下, NaYF4∶20%Yb,2%Er-PMMA发出明亮的黄光, NaYF4∶20%Yb,1.5%Tm-PMMA发出明亮的蓝光, 分别与其对应的发光纳米晶的发射光谱完全一致。实验结果表明: NaYF4-PMMA材料透明性良好, 稳定性高, 上转换发光强度大。这种上转换发光纳米复合聚合物在显示领域, 特别是在真三维显示方面具有潜在的应用前景。

采用直流电弧放电方法, 在无催化剂的条件下直接氮化Al合成纤锌矿结构的AlN微晶棒。分别利用拉曼光谱仪(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)谱等测试手段对所制备样品进行表征和发光性能的研究。结果表明: 所制备的AlN微晶棒长度约为30 μm, 直径约为10 μm。在AlN微晶棒的PL谱中, 有两个主要发光峰, 中心在430 nm的发射源于VN和(VAl-ON)2-构成的深施主-深受主对缺陷发光, 中心在650 nm的发射源于VAl形成的深受主能级到价带的缺陷发光。在激发波长由270 nm逐渐增大到300 nm的过程中发现, AlN微晶棒波长在430 nm处的发光峰先增强后减弱, 在激发波长为285 nm时强度最大; 650 nm处的发光峰随激发波长增大而逐渐增强。

采用燃烧法合成Ca12-xAl14O32F2∶xEu荧光粉, 对样品进行了X射线粉末衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）以及光致发光光谱等表征, 探讨了燃烧温度、氟化铵、尿素、硼酸以及铕浓度等合成条件对荧光性能的影响。研究结果表明, 利用燃烧法可以合成Eu3+-Eu2+共存、发光可调的荧光粉。通过改变合成条件, 改变Eu2+和Eu3+的比例, 荧光粉的发光颜色可表现为白光-橙红色-蓝白光-淡紫色-深蓝色-淡蓝色等变化。

为了揭示超高速撞击2A12铝中铝原子的光谱辐射特征, 利用建立的二级轻气炮加载系统和光谱仪采集系统, 采集3种不同实验条件下的光谱辐射强度并结合量子力学对2A12铝靶中铝原子的能级理论进行了描述。在Al原子球形壳层中发现, 电子的相对几率4πr2R2随相对原子中心的距离r变化的图形具有波动性的特点, 电子在能级及其附近运动; 原子核周围的电子在能级轨道出现的几率最大, 电子在能级轨道周围出现的几率较小; Al的原子光谱都出现一定的展宽, 验证了电子的能级跃迁释放或吸收能量的几率亦随原子中电子的位置波动变化。实验结果还表明:随着碰撞速度的增大, 在Al原子光谱中波长较小谱线的辐射强度增加较快, 波长较长谱线的辐射强度增加缓慢。

采用高温熔融-冷却法制备了一系列Dy3+掺杂的B2O3-ZnO-Na2O-Al2O3发光玻璃, 通过红外光谱、紫外-可见-近红外光谱和荧光光谱等研究了其结构及发光特性。分析表明: 制备的发光玻璃中出现基质组分的结构特征峰及Dy3+的能级跃迁特征峰。在350 nm波长光激发下, 样品的发光强度、黄蓝发射峰比、荧光寿命、色坐标及色温等均随Dy3+浓度的变化发生明显的可调节变化。样品的荧光发射强度随Dy3+浓度的增加呈现先增大后减小的变化, 当Dy3+掺杂摩尔分数为 1.0%时, 发光强度最大。此外, 随着Dy3+掺杂浓度的增大, 发光玻璃的荧光寿命及发射光谱的色度坐标值、色温都呈现递减的趋势。这表明通过基质组分及掺杂元素的调节可以使得该硼酸盐体系发光玻璃获得高效可调节的光功能从而得到广泛应用。

构建了NaYF4∶Ce3+,Tb3+/NaYF4∶x%Ce3+核/活性壳结构, 系统地研究了能量激发、吸收、迁移和发射的每一个过程, 揭示了活性壳对增强发光所起的作用。研究表明, 活性壳增强发光的本质是增加了激发光的吸收效率。而对于量子产率而言, 计算得到裸核的荧光量子效率为 21.5%, 核/惰性壳结构的荧光量子效率为59.8%, 核/活性壳结构的荧光量子效率为53.2%。结果表明, 与核/惰性壳结构相比, 核/活性壳结构的发光量子产率并没有得到提高, 甚至还有所降低。

在空穴传输层TCTA与电子传输层TPBi之间引入磷光染料Ir(ppy)3超薄发光层, 制备了结构为ITO/MoO3(2 nm)/NPB(40 nm)/TCTA(10 nm)/Ir(ppy)3(x nm)/TPBi(40 nm)/LiF(1 nm)/Al(80 nm)的非掺杂磷光有机电致发光器件。通过调控非掺杂发光层的厚度, 详细研究了Ir(ppy)3层厚度对器件性能的影响。实验结果表明, 当非掺杂发光层厚度为0.2 nm时, 器件的性能最好, 器件的亮度、效率和外量子效率分别达到26 350 cd·m-2、42.9 cd·A-1和12.9%。研究结果表明, 采用超薄的非掺杂发光层可以简化器件结构和制备工艺, 获得高效率的OLED器件。

纳米柱结构是释放高In组分InGaN/GaN绿光LED量子阱层应变的有效方法。本文采用自组装的聚苯乙烯微球掩模、感应耦合等离子体干法刻蚀和KOH溶液的湿法腐蚀, 在GaN基绿光LED外延片上制备了3种高度的纳米柱结构, 通过扫描电子显微镜观察纳米柱结构的形貌, 并测试了常温和10 K低温时的光致发光谱（PL）。结果表明: 应变释放对压电场的影响显著, 使得纳米柱结构样品的内量子效率（IQE）提高, PL谱峰值波长蓝移; 应变在量子阱中的不均匀分布还使得PL谱半高全宽（FWHM）展宽。与普通平面结构相比, 高度为747 nm的纳米柱结构可使得IQE提升917%, PL谱峰值波长蓝移18 nm、FWHM展宽7 nm。另外, 纳米柱结构样品的有源区有效面积减小可使得PL谱FWHM减小。

研究了温度对聚合物poly(9,9-dioctylfluorene-co-benzothiadiazole) (F8BT)和poly(3-hexylthiophene) (P3HT)共混薄膜的放大自发辐射(ASE)的影响。在80～320 K温度范围测试了不同P3HT质量比的共混聚合物薄膜和纯F8BT薄膜的ASE特性。在室温条件下, 共混聚合物的阈值随着P3HT所占比例的增加先降低后升高。当P3HT比例约为20%时, 阈值最低约为2.59×103 W/cm2。当温度从320 K下降到80 K时, 纯F8BT薄膜的ASE阈值光功率由5.36×103 W/cm2下降到4.15×103 W/cm2, P3HT质量比为20%的共混薄膜的ASE阈值光功率由2.84×103 W/cm2下降到2.03×103 W/cm2。在一特定泵浦光功率(5.29×103 W/cm2)下, 当温度由320 K下降至80 K时, ASE强度约提高4倍。随着温度的降低, 混合物薄膜的ASE峰位红移, 移动达12 nm。

将Si衬底GaN基LED外延薄膜经晶圆键合、去硅衬底等工艺制作成垂直结构GaN基LED薄膜芯片,并对其进行不同温度的连续退火, 通过高分辨X射线衍射(HRXRD)研究了连续退火过程中GaN薄膜芯片的应力变化。研究发现: 垂直结构LED薄膜芯片在160～180 ℃下退火应力释放明显, 200 ℃时应力释放充分, GaN的晶格常数接近标准值。继续升温应力不再发生明显变化, GaN薄膜的晶格常数只在标准晶格常数值附近波动。扫描电子显微镜给出的bonding层中Ag-In合金情况很好地解释了薄膜芯片应力的变化。

在常压条件下使用CVD法生长单层WS2, 通过改变实验条件实现控制晶粒大小或生长成薄膜的目的。采用光学显微镜、拉曼、光致发光谱等对制备的样品进行表征, 得到了结晶质量高、尺寸达120 μm的单层WS2晶粒。同时讨论了几个重要参数如温度、生长时间以及钨源用量等对生长单层WS2的影响。结果表明: 温度对CVD生长WS2影响最大, 高温有助于生长高结晶质量的WS2。调节生长时间可以控制WS2晶粒的大小, 较长时间能生长出连续的薄膜。过量的S蒸汽会抑制WS2生长, 影响结晶质量。

介绍了由双量子阱非对称波导结构外延片刻蚀成的带有脊形波导结构的锥形半导体激光器。该激光器有效抑制了p型区域对激光的影响, 减小了半导体激光快轴方向的发散角, 同时采用脊形结构和锥形结构的组合获得了高亮度激光。实验中, 在电流7 A时获得了中心波长963 nm、连续功率4.026 W的激光输出。测得慢轴方向和快轴方向激光光束参数乘积分别为1.593 mm·mrad 和0.668 mm·mrad。

为了分析质子轰击垂直腔面发射激光器（VCSEL）中注入电流引起的激光模式竞争过程, 在三维空间中对VCSEL激射后光电热进行了研究。给出仿真光电热的方程之后, 在室温连续工作条件下, 对电流孔半径r为4 μm、阈值电流Ith为4.5 mA的VCSEL进行自洽求解。当注入电流Iin分别为5.0, 5.5, 6.0 mA时, 得到了对应的外加电压和输出光功率, 并绘制了VCSEL的电势、注入电流、载流子、光场和热场的空间分布,给出了连续工作下输出光功率随注入电流变化的曲线。仿真结果表明: 随着注入VCSEL中的电流增加, 电流密度增大, 激光的横向基模和横向一阶模式同时增强。横向一阶模式增加的强度及扩展的范围大于横向基模, 激光输出能量逐渐向横向一阶模式过渡, 横向模式竞争的同时产生载流子空间烧孔, 因此在电流孔半径r≥4 μm的VCSEL中, 连续工作激光模式不稳定。