近场光学显微法研究CdS及CdSxSe1-x一维纳米结构光学传输特性

利用扫描近场光学显微系统, 研究了CdS及CdS_xSe_1-x一维纳米结构的荧光传输特性. 实验表明光致荧光可以在直的或者弯曲的一维纳米结构中传输, 并实现在纳米结构的端部出射. 根据在不同激发光强度下的CdS纳米带端部的三维扫描近场光学像, 分析了随着激发光强度增加, 纳米带可能出现的受激发射现象. 通过近场扫描成像, 分析了CdS_xSe_1-x一维纳米结构光致荧光在结构端部的光出射现象. 对于不同组分的CdS_xSe_1-x一维纳米结构分别测其原位以及传导一定距离之后的光致荧光谱, 观测到红移现象. 分析表明, 红移是由于荧光在纳米结构的传输中的吸收效应造成的. 对于CdS及CdS_xSe_1-x一维纳米结构的光学传输的研究, 有助于发展新型功能的纳米器件.     

CdS_xSe_(1-x)量子点异常的变温光致发光谱特性研究

采用一种简单的旋涂热蒸发方法在InP衬底上制备出CdSxSe1-x量子点.利用变温光致发光谱(温度范围:10～300K)研究CdSxSe1-x量子点的光学特性.在温度为180～200K范围内,光致发光谱的积分强度随温度升高呈现出一种异常现象.当温度由10K升至300K时,带隙能红移61.34meV.根据Vegard定律,由X射线衍射数据和室温光致发光谱峰位能量计算得到CdSxSe1-x量子点中S和Se的成分比为0.9:0.1.此外,通过光致发光谱峰位能量和曲线拟合得到CdS0.9Se0.1量子点材料Varshni关系参数为:α=(3.5±0.1)10-4eV/K,β=(210±10)K.     

碳化硅薄膜的光学特性研究

采用螺旋波等离子体增强化学气相沉积(HW-PECVD)技术制备了纳米晶碳化硅(nc-SiC)薄膜,利用傅立叶红外吸收谱(FTIR)、X射线衍射谱(XRD)、紫外-可见透射光谱(UV-Vis)和光致发光谱(PL)对薄膜的结构、光学带隙、发光特性等进行了测量和分析.结果表明,所沉积薄膜主要以Si-C键合结构存在,薄膜中包含有立方结构的3C-SiC晶粒,光学带隙2.59 eV,室温下薄膜表现出强的可见蓝色光致发光,发光峰位随氙灯激发波长的增加呈现红移现象,并将此发光归因于量子限制效应作用的结果.     

CdS纳米颗粒的合成、表面修饰及光学特性研究

用一步室温固相化学反应法合成CdS纳米颗粒,并以氨催化水解法对其表面进行了修饰,得到了具有CdS／SiO2核／壳结构的纳米微球,以透射电子显微镜和X-射线衍射仪对其结构和物相进行了表征,并研究了其光致发射光谱的性质,研究结果表明：固相反应完全,产物为纯相CdS,室温固相化学反应法避免了传统湿法存在的团聚现象的缺点,具有产率高、无污染、节能等优点;而且CdS纳米颗粒表面经SiO2修饰后,其带边发射显增强,缺陷发射减弱,且在一定范围内随着SiO2包覆层厚度的增加,荧光强度增加。     

树枝状CdS纳米结构的合成及光学性质

分别以丙烯基硫脲和五水氯化镉为硫源及镉源,利用水热法合成了树枝状CdS复杂纳米结构,利用X射线衍射谱、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、高分辨电子显微镜和电子衍射等对产物的形貌和结构进行表征.利用室温荧光光谱和紫外-可见光吸收谱对产物的光学性质进行研究.结果表明,所得产物是六方晶系的CdS,并且树枝状CdS是单晶.研究了不同硫源和镉源对产物形貌的影响,同时对树枝状CdS复杂纳米结构的形成机制进行了探讨.     

激发光强度对纳米ZnO荧光谱的影响规律和起因

采用气相法、溶液法和水热法3种不同的合成策略分别制备了四角状、棒状和片状等ZnO纳米结构．荧光测试表明,随激发光强度的变化这些纳米结构的荧光谱出现了类似的、有规律的反常变化．随激发光强度的增大,绿光峰位出现轻微的蓝移,半峰宽变宽,而强度先升高后降低;紫外光峰位发生明显的红移,半峰宽和强度出现了与绿光相似的变化规律;另外,绿峰和紫外峰的强度比不断降低．研究结果表明这种现象的起因可归结于激光的热效应和纳米结构对热效应的敏感性．     

SNOM—对传统光学衍射极限的革命性突破

扫描近场光学显微镜的出现 ,对传统光学衍射极限产生了革命性的突破 ,实现了对亚微米甚至纳米尺度样品的光学成象 .通过与传统光学显微镜成象原理的对比 ,论述了扫描近场光学显微镜实现高分辨率成象的原理     

CdS/ZnO核壳结构量子点的制备及其光学性能

通过溶胶-凝胶法制备出ZnO、CdS和CdS/ZnO核壳结构量子点的前驱体,在空气气氛下高温处理后得到壳厚度为10nm左右的CdS/ZnO核壳结构.CdS/ZnO核壳结构会导致紫外吸收边产生明显的红移.与ZnO和CdS相比,核壳结构使CdS/ZnO的激发、发射光谱都产生了明显变化,并且提高了发光强度.研究发现核壳结构会使ZnO和CdS原有的能级结构发生变化.     

二维锑烯电子结构与光学性质的第一性原理研究

二维锑烯具有石墨烯、BP、MoS2等典型二维材料相似的优越物理化学性质,在纳米光电子、生物医学等诸多领域展现了良好的应用前景,吸引了科学界的广泛关注.本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对少层锑烯的晶体结构、电子结构以及光学性能进行了系统研究.计算结果表明:随着层数增加,二维锑烯由半导体向导体过渡,材料的极化能力越来越强,静介电常数也越来越大,介电函数的虚部曲线随能量的变化,发生红移,峰值越来越大,锑烯的反射系数也越来越大.吸收曲线与介电函数虚部曲线相对应,随着层数的增加,也出现红移现象,对于长波段的光,层数越少,吸收越差,但对于紫外区域,均具有较好的吸收.这有助于我们全面地了解二维锑烯纳米片的物理性能,为其在光电材料和器件中的应用研究提供更多的理论依据.     

近场光学与近场光学显微镜

近场光学是研究距离物体表面一个波长以内的光学现象的新型交叉学科。基于非辐射场的探测与成像原理,近场光学显微镜突破常规光学显微镜所受到的衍射极限,在超高光学分辨率下进行纳米尺度光学成像与纳米尺度光谱研究。本文将讨论近场光学的基本原理,非辐射场的探测与高分辨率的关系;光学限阈及隐失场在近场光学中的重要性;以及近场信息的获取方法。对近场光学显微镜的主要类型及相应的仪器发展,分辨率,衬度原理做一综述。同时简要介绍近场光学显微镜在超高分辨率光学成像,近场局域光谱,高密度数据存储,在生命科学,单分子光谱,量子器件发光机制等领域中的应用。     

ZnCoO和ZnO纳米棒阵列的结构及发光特性

高浓度排列的ZnCoO、ZnO纳米棒在70℃下水热反应垂直生长在含ZnO薄膜涂层的玻璃上,这些阵列的形貌、结构和发光机理分别用场射扫描电子显微镜、X-ray衍射、光致发光来研究,显示出纳米棒直径为150 nm,沿着[0001]方向生长,氨水浓度和ZnO缓冲层在ZnCoO纳米棒成核和生长中起着重要的作用.用波长为325 nm的激光激发样品,测量了光致发光谱,光致发光表明PL光谱是由宽紫外光和可见光构成,并进一步观察发光谱随激发光功率密度的变化关系,对谱线强度、峰值波长进行了测量,同时对发光谱产生的机理、强度饱和值存在的原由、强度随激发光功率密度变化及紫光峰红移的起因进行了分析.     

PbSnS3纳米棒的光学性质

本文用拉曼谱和光致发光谱研究了PbSnS3纳米棒的光学性质.PbSnS3纳米棒的拉曼谱可用两种声子模式解析.PbSnS3纳米棒在紫外线激发下发蓝光.     

激光辐照单晶硅生成低维纳米结构及其Raman光谱分析

用激光辐照法加工单晶硅样品而生成的低维结构具有较高稳定性及较强光致荧光(PL)谱峰等特点.进一步分析样品的拉曼光谱峰位频移及半高宽变化,对其纳米结构的尺寸进行了表征和指认.     

近场光学中的光纤探针技术及其在纳米生物领域的应用

该文讨论了近场光学的基本原理和非辐射场探测分辨率,并着重研究了近场扫描光纤探针的辐射机理及其在纳米生物领域的应用.     

CdS包覆SiO_2核/壳和空腔结构纳米球制备及发光性能

以Stber法制备的SiO2纳米微球为模板,利用二氧化硅模板表面的静电吸附作用,采用层层自组装法,生成厚度可控的硫化镉纳米晶包覆层,制备出CdS包覆SiO2核/壳结构及Mn2+掺杂CdS核/壳结构纳米球.利用牺牲模板法,以HF为蚀刻剂,还可控制备出CdS空腔纳米结构和Mn2+掺杂的空腔纳米结构.采用XRD、EPR、TEM、SEM、Uv-Vis和PL等测试手段对所得核/壳与空腔纳米结构的组份及微结构进行分析和表征.Mn2+掺杂CdS核/壳结构样品的EPR谱可见6条谱线,g因子约在2.002~2.005,这6条超精细结构谱线来自占据Cd2+格位的Mn2+离子,可归属于Mn2+中允许的磁偶极跃迁.Uv-Vis谱分析结果显示CdS空腔结构纳米球的吸收边相比CdS体材料发生很大程度蓝移,且禁带宽度增大.CdS空腔纳米结构的PL谱分析结果表明在530 nm处出现一个较宽的发射带,可归属于CdS空腔纳米结构的表面缺陷态发射;相对于实心纳米结构,CdS空腔纳米结构的荧光强度明显增强.Mn2+掺杂CdS空腔纳米结构的荧光发射光谱表明,当Mn2+掺杂量相对于CdS物质的量之比为2.0%时,其荧光强度最大.CdS包覆SiO2核/壳结构及CdS空腔结构纳米材料在光子晶体、生物荧光标记及生物催化等技术领域具有潜在的应用前景.1     

光学显微术的进展

介绍了近场光学显微术的发展及扫描近场光学显微镜,展望近场光学技术的发展,探讨了近场光学显微术目前存在的一些问题和需要解决的问题.     

CdS_xSe_(1-x)合金结构、电子结构和光学性质的第一性原理研究

用密度泛函理论究了闪锌矿型三元合金体系Cd SxSe1-x的晶体结构、电子结构和光学性质.计算了组分参数在0≤x≤1范围内Cd SxSe1-x的电子结构、态密度和带隙,计算结果表明Cd SxSe1-x为直接带隙半导体材料,其带隙随Se含量的增加而减小.分析了Cd SxSe1-x的复介电函数和吸收系数等光学性质随光子能量变化的关系,随Se元素含量增加,各光学特性曲线向低能方向移动.     

CdS:Y3+纳米带的制备及其光致发光特性

采用热蒸发法制备CdS∶Y~(3+)纳米带.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对纳米带的形貌、晶体结构进行表征;利用荧光光谱仪(PL)对纳米带的光致发光特性进行分析.结果表明:CdS∶Y~(3+)纳米带外观形状基本规则平整且表面光滑,部分纳米带边缘会出现锯齿状;纳米带的厚度大约几十纳米,长度在几十微米到上百微米之内,宽度在5~15μm之间.纳米带具有六方结构,晶格常数a=0.414nm、c=0.671nm;纳米带的发光谱中出现多个发光峰,且各个发光峰的强度增强.     

Ce掺杂ZnO纳米棒的水热法制备及其性能表征

采用水热法制备了稀土铈(Ce)掺杂的ZnO纳米棒,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和光致发光谱(PL)对样品进行表征.结果表明:Ce成功的掺入到ZnO中,掺杂的ZnO纳米棒有较好的结晶质量,直径约为8 nm.另外,随着Ce的掺入,紫外峰峰位发生红移,这是因为掺杂后带隙变窄,从而导致了紫外峰的红移.     

银纳米粒子/玻璃复合材料的离子交换和溶剂热法制备及其光学性质的研究

利用离子交换技术结合溶剂热还原法在玻璃中及其表面生长Ag纳米颗粒制备了银纳米粒子-玻璃复合材料.通过扫描电镜、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对样品的形貌和光学性质进行了表征,并研究了离子交换及还原条件对复合材料性能的影响.结果表明:随交换温度、还原时间或还原温度的增大,银纳米粒子-玻璃复合材料的吸收峰均蓝移;而随交换时间的延长,吸收峰先是红移再发生少量蓝移.在波长为400 nm的激发光下,银纳米粒子-玻璃复合材料在530 nm附近具有一个较宽的发射带,且其发光强度随交换时间、还原时间或还原温度的增大逐渐降低.