用离子注入方法在SiO_2中制备纳米α-Fe微晶及其性能研究

纳米微晶材料的制备和它的性能研究,是近几年来迅速发展起来的一门新学科。现有气凝、光化学和非晶晶化等多种制备纳米微晶方法.文献[1]首次报道了用~(57)Fe离子注入Cu中获得了纳米α-Fe微晶。该方法的原理是用强制的方法(离子注入),使两种不固溶的元素镶嵌在一起,然后经高温退火,使其中的注入元素偏析出来.由于注入离子的深度只有几十纳米,所以偏析的微晶颗粒大小也只能在此范围之内.本文报道了Fe离子注入SiO_2,的结果,     

离子注入技术在光解水电极材料改性中的应用

半导体光催化分解水制氢是一种装置简单,相对廉价可靠的能源利用方式.开发具有高光制氢效率的光电极材料一直是材料科学研究领域的热点.目前的半导体光催化材料普遍面临缺乏可见光吸收和载流子分离效率低的问题.这些问题导致目前光解水制氢电极材料的效率较低,达不到商业应用的要求.因此,发展改性的光电极材料尤为重要.离子注入技术作为一种重要的半导体改性技术,相对于传统的化学掺杂方法具有诸多优点.离子注入方法能够保证注入离子的纯度,能够通过控制注入离子的能量和剂量从而控制注入杂质的浓度和深度分布.离子注入技术可以使掺杂不受扩散系数和化学结合力等因素的限制,各种元素均可掺杂.因此,离子注入技术在光电极材料改性方面具有很大的应用前景.本文首先介绍了光解水制氢及离子注入技术的基本原理,然后结合本课题组及其他学者的工作,综述了目前离子注入技术改性光电极材料的特点和研究进展,最后展望了离子注入技术在光解水电极改性应用的未来发展方向.     

高能量分辨率的 μ-XRF实验分析

由Ｘ射线聚焦透镜联合Ｘ射线机形成的Ｘ射线微束与平面晶体波长色散位置灵敏谱仪（ＰＳＳ）构成的高能量分辨率的μＸＲＦ（ｍｉｃｒｏ－Ｘ－ｒａｙ ｆｌｕｏｒｉｓｃｅｎｃｅ）分析实验装置取得初步实验结果，在实验中，得到被绵计数率与Ｘ射线机功率成线性增长，ＴｉＫα和ＣｒＫα的能量分辨率分别达到１６．６和２３．６ｅＶ并能分辨开不锈钢中ＣｒＫβ和ＭｎＫα峰，和同步光微束与ＰＳＳ结合的结果相比较，表明用这装置实现高     

两步氧离子注入工艺制备SOI材料研究

研究了200 keV注入能量下, 单步氧离子注入工艺制备SIMOX材料的剂量窗口. 在此基础上, 提出了一种第一步注入剂量为3.6×1017 cm⁻²、第二步注入剂量为3×1015 cm⁻²的改进型两步氧离子注入工艺, 用于制备高质量的SIMOX材料. 与单步氧离子注入工艺的剂量窗口相比, 注入剂量减少了18.2%. 采用椭圆偏振测试仪测量了所制备样品的埋氧层厚度及均匀性. 通过透射电子显微镜观察到无缺陷的顶层硅以及原子级陡峭的顶层硅/埋氧层界面, 表明两步氧离子注入工艺制备的SIMOX材料具有高的顶层硅晶体质量和剖面结构. 采用原子力显微镜对比研究了单步和两步氧离子注入工艺制备的SIMOX材料顶层硅/埋氧层界面形貌.     

大豆质核互作雄性不育系NJCMS1A及其保持系NJCMS1B的选育与验证

首例大豆质核互作雄性不育系由Ｄａｖｉｓ[1]在申请的一项美国专利中提到,但至今未见进一步的研究报道.孙寰等人[2]由栽培大豆与野生大豆杂交获得野生型质核互作不育系.盖钧镒等人[3]报道了来自2个栽培大豆品种杂交组合Ｎ8855×Ｎ2899杂种及其后代的质核互作雄性不育.张磊等人[4]由2个栽培大豆杂交获得另一质核互作不育材料.以上报道中均尚未述及各该不育材料的遗传和细胞学机制.本研究是在文献[3]基础上选育出的一质核互作雄性不育系ＮＪＣＭＳ1Ａ及其不育性的验证.自1989年发现杂交组合Ｎ8855×Ｎ2899的Ｆ1不育之后,1992～1996年连续5年重…     

高能量分辨率的μ-XRF实验分析

由Ｘ射线聚焦透镜联合Ｘ射线机形成的Ｘ射线微束与平面晶体波长色散位置灵敏谱仪（ＰＳＳ）构成的高能量分辨率的μ－ＸＲＦ（ｍｉｃｒｏ－Ｘ－ｒａｙ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）分析实验装置取得初步实验结果在实验中，得到被分析元素的计数率与Ｘ射线机功率成线性增长， Ｔｉ Ｋα和 Ｃｒ Ｋα的能量分辨率分别达到 １６．６和 ２３．６ ｅＶ并能分辨开不锈钢中 Ｃｒ Ｋβ和 Ｍｎ Ｋα峰，和同步光微束与 ＰＳＳ结合的结果相比较，表明用这装置实现高能量分辨率的元素分析是可行的．同时讨论了目前存在的问题及解决的可能性。     

介电晶体光波导的制备及其应用

介电光学晶体种类繁多,具有丰富的功能属性,在科学研究、生产生活的各个领域有着广泛的应用.光波导是基本的光学微结构之一.基于介电光学晶体的光波导结构是组成集成光子学器件的重要元件.利用飞秒激光直写或者载能离子束辐照技术,可以有效调控晶体材料局部区域的折射率分布,形成低损耗的光波导结构.本文将介绍介电晶体光波导(包括单晶薄膜)的制备方法及相关的波导性能,综述介电晶体光波导在激光产生、非线性光学频率转换、信号调制以及量子信息中的应用,并对这一领域的未来研究进行展望.     

重离子导致的空洞研究

Chang等在用高剂量(10~(18)cm~(-2))离子辐射材料时观察到空洞。Grant认为空洞形成的温度范围在0.25T_M至0.5T_M之间(T_M是材料的熔化温度)。在温度低于0.25T_M、剂量低于10~(18)cm~(-2)的条件下,至今尚未观察到离子注入导致的空洞。我们采用强束流钨离子注入H13钢(0.35C 6 Cr 1.5MoV),发现当注入束流达到30μA·cm~(-2)时,离子注入能在H13钢表面形成一定尺寸的空洞。实验中所用的H13钢样品在离子注入     

LiNbO_3∶Mg,Ti晶体中钛的浓度对镁浓度阈值的影响

铌酸锂晶体是制造光波导的重要材料,扩散钛的光波导已经得到了广泛的应用。但是,光折变效应限制了扩散钛的纯铌酸锂光波导的应用范围。自从1980年仲跻国等人发现了高掺镁会使铌酸锂晶体的抗光折变能力大大提高以后,以高掺镁铌酸锂晶体为基片的扩散钛的光波导得到了广泛的研究。实验发现,高掺镁扩散钛的光波导的性能有很大的提高,但扩散钛后抗光折变性能有所下降,说明铌酸锂晶体中同时掺入镁和钛离子后,非本征缺陷发生了变化。我们利用OH~-红外吸收光谱,研究了高掺镁、钛铌酸锂晶体的缺陷结构,分析了掺镁、钛铌酸锂晶体抗光损伤能力下降的微观机制。     

基于光子晶体的楔形槽波导的慢光效应分析

提出了一种基于光子晶体楔形槽波导来实现光速减慢的方案, 该方案通过改变光子晶体槽波导中空气槽的宽度来改变导波模的色散特性. 当空气槽的宽度减小时, 导波模色散曲线向低频方向移动. 当某个频率的光沿着光子晶体楔形槽波导传播时, 群速度逐渐减慢, 在满足截止频率条件时群速度降为0. 另外, 空气槽内可以填充其他低折射率的电光或高非线性材料, 被束缚在槽内的慢光与槽内填充物质的相互作用加强, 可以用来实现小体积高灵敏度的各种全(电)光器件, 而且这种光子晶体楔形槽波导通过结构参数优化能够实现慢光的色散补偿, 为实现无高阶色散的超宽带慢光提供了可能.     

新型激光晶体Nd∶Gd_(0.8)La_(0.2)VO_4的生长及其激光性能的研究

激光二极管(简称ＬＤ)泵浦的固体激光器具有效率高、体积小、输出稳定、寿命长的优点,在军事、工业、医学和科研等领域有广泛的应用,是近年来国内外激光领域的一个研究热点.目前在这个领域中,Ｎｄ∶ＹＶＯ4晶体的激光器已商品化.Ｎｄ∶ＧｄＶＯ4激光晶体与Ｎｄ∶ＹＶＯ4相比,具有吸收系数大[1],热导率高[2],激光性能优良[3]等优点.由Ｎｄ∶ＧｄＶＯ4通过离子替代形成的Ｎｄ∶Ｇｄ0.5Ｌａ0.5ＶＯ4晶体[4],与Ｎｄ∶ＧｄＶＯ4相比,其吸收半宽较大.为把两者的优点相结合,我们生长了Ｌａ掺杂量为20%的晶体,即Ｎｄ∶Ｇｄ0.8Ｌａ0.2ＶＯ4,并对其性…     

LiNbO3∶Mg,Ti晶体中钛的浓度对镁浓度阈值的影响

<正> 铌酸锂晶体是制造光波导的重要材料,扩散钛的光波导已经得到了广泛的应用。但是,光折变效应限制了扩散钛的纯铌酸锂光波导的应用范围。自从1980年仲跻国等人发现了高掺镁会使铌酸锂晶体的抗光折变能力大大提高以后,以高掺镁铌酸锂晶体为基片的扩散钛的光波导得到了广泛的研究。实验发现,高掺镁扩散钛的光波导的性能有很大的提高,但扩散钛后抗光折变性能有所下降,说明铌酸锂晶体中同时掺入镁和钛离子后,非本征缺陷发生了变化。我们利用OH^-红外吸收光谱,研究了高掺镁、钛铌酸锂晶体的缺陷结构,分析了掺镁、钛铌酸锂晶体抗光损伤能力下降的微观机制。     

氟化钙单晶中离子注入铕的研究

氟化钙单晶是极为有用的光学基质材料,采用化学方法在CaF_2中掺入稀土离子作为热释光材料,早已有系统研究和广泛应用脚。但是,以离子注入法将原子序数较大的铕(Eu)掺到CaF_2单晶中并对其注入后若干行为的考察,至今尚未见文献报道。本文初步探讨了与此有关的一系列问题。     

一种交联结构的渐变折射率有机聚合物材料波导膜

由于集成光学器件主要是由LiN_BO_3和Ⅲ—Ⅴ族晶体材料制备的,在这些电光晶体上形成良好性质的波导是很困难的。虽然利用半导体工艺中的扩散和喷涂方法,可以在某些基材上形成波导,但由于特别大的光损耗和进一步集成的困难使得这些方法制备的波导材料的实用化受到限制。对具有良好波导性质,能与不同电光晶体复合的材料进行研究与开发是必要的。聚合物材料在这一领域虽属后来者,却以其相容性好、制备方便、易于集成化等一系列     

Polyimide辐照效应的紫外及可见光谱研究

聚酰亚胺(polyimide)是一种电绝缘特性极好的热稳定芳香族聚合物,也被用作光致抗蚀剂.现已发现经过适当剂量的离子注入之后,聚酰亚胺的电导率能提高约20个量级,达到半导体水平.作为抗电磁辐射封装材料和温敏材料,聚酰亚胺已受到广泛瞩目,被公认是一种值得重视的新型功能材料.近年来的研究已经表明:聚酰亚胺改性层电导率的提高与其内部类石墨相的形成存在密切的联系.本文通过紫外及可见光谱研究了注入过程中聚酰亚胺的结构变化,以期对其中类石墨相的形成有一个较深入的了解.     

BaFBr:Eu~(2+)中的新型色心及其光激励发光

稀土离子激活的碱土金属氟卤化物是一类重要的发光材料.BaFBr:Eu~(2+)作为一种有效的光激励发光材料是目前所知材料中最有前途的.有关其的研究已有不少报道.由于色心在光激励发光过程中起着尤其重要的作用,故晶体中色心的研究工作很多.但所有以前的研究工作都停留于简单的F心研究.最近作者报道了BaFCl:Eu~(2+_晶体中的新型色心及其发光同样我们在BaFBr:Eu~(2+)     

二维光子晶体线缺陷波导慢光抽运增强光参量增益

推导了非线性光子晶体线缺陷波导中抽运光群速度与光参量放大增益的理论模 型. 理论结果表明, 慢光抽运可以增强光参量放大效应. 为获得相同的增益, 当波导长度不变时, 慢光波导所需的抽运光功率可以减少为普通波导的(v_gn/c)²; 当抽运光功率不变时, 慢光波导所需的长度可以减少为普通波导的(v_gn/c)², 其中n为普通波导的材料折射率, v_g为慢光波导的群速度, c为真空中的光速. 数值计算结果验证了我们的理论预测.     

富勒烯薄膜的波导Raman散射增强效应

以C_(60),C_(70)为代表的富勒烯材料,自Kr(?)tschmer等人发现其有效制备方法之后,已成为材料科学研究的热点之一,被认为在半导体、超导体、有机导体、非线性光学、金刚石薄膜合成、有机化学、医药、润滑等方面有着巨大的潜在应用价值.尤其是作为一种新型光学材料而倍受人们关注.C_(60)由于具有共轭大π电子云体系而表现出强烈的三阶非线性光学效应,使其有可能成为十分有前途的非线性光学材料,而其反饱和吸收特性则使其可以制成光限幅器件、光双稳器件和全光学开关等.本文研究了沉积于粗糙介质表面C_(60)薄膜的波导Raman散射(waveguide Raman scattering).波导Raman散射是结合集成光学和Raman散射的一种测试介质上薄膜性能的灵敏方法,文献[4]报道了C_(60)薄膜的波导Raman散射现象,但是用的光源为100mW的Ar~+激光.然而,这种较强的激光有可能破坏C_(60)膜中的分子结构诸如发生聚合反应等,从而影响其本征的Raman谱.本文报道了采用30mW的He-Ne激光为激发光源,观察到粗糙介质表面C_(60)薄膜的波导Raman散射增强效应.     

γ-射线辐照对MSO_4:Sm~(3+)发光体的影响

稀土掺杂的碱土金属硫酸盐是一类重要的发光材料.钐掺杂的发光材料可望用作光谱烧孔材料和光存储材料.实验证明,含掺杂离子的晶体被辐照后,容易产生缺陷,形成色心;同时,晶体内掺杂离子又可作为陷阱,俘获由辐照产生的电子或空穴,使掺杂离子的价态发生改变.国内外对铈掺杂的CaF_2晶体发光机理进行了一定研究,但未见对钐掺杂的碱土金     

BaFBr晶体中的V心及光激励空穴发光

我们在文献[1]报道了BaFCl晶体中的V心及其光激励空穴发光。表明V心与F心一样,在X射线影像存储与再现过程中起着同等重要的作用。过去的工作强调了F心的作用,而忽略了V心的作用,因此对X射线影像存储与再现机理的认识不够全面。我们的工作对此是个有益的补充。本文我们报道BaFBr晶体中的V心及其光激励空穴发光。