电介质/反铁磁/金属三明治结构的克尔效应

采用传输矩阵法计算了电介质/反铁磁/金属三明治结构的反射率和克尔旋转角.研究结果表明:在共振频率附近,三明治结构的克尔旋转角高达3.23 deg/μm,比单层反铁磁薄膜的克尔旋转角增大了12倍多,相应的电磁波反射率也在50%左右.三明治结构中不同的电介质对克尔效应也会产生影响.文中分别采用ZnF_2和SiO_2作为电介质层,研究结果表明ZnF_2作为电介质层的三明治结构,克尔效应更加显著.最后讨论了三明治结构的克尔旋转角随着入射电磁波频率和外场变化的规律.     

石墨烯对反铁磁光子晶体的法拉第效应

采用线性传输矩阵法研究了Faraday位型下含石墨烯层的反铁磁光子晶体的Faraday效应.当电磁波垂直入射到石墨烯反铁磁体系时,给出这种位型下的色散关系,设定不同介质中电磁波磁场的波解形式,通过电磁场的边界条件得出传递矩阵,最后给出不同种一维石墨烯反铁磁光子晶体的透射率和Faraday旋转角的表达式并进行数值模拟.研究了两种结构下的石墨烯磁性光子晶体的透射率及法拉第旋转随层数的变化关系,电介质排布有所不同,会导致其透射率发生很大变化.当只在光子晶体中间的反铁磁层上覆盖单层石墨烯薄膜时,发现在THz频域范围内,光子晶体会增强石墨烯对泵浦波的吸收.     

S缺陷对单层MoS_2的电子结构和光学性质影响

研究S缺陷对单层MoS_2的电子结构和光学性质影响,采用密度泛函理论框架下的平面波超软赝势方法,计算了存在S缺陷的单层MoS_2能带结构、态密度和光学性质。计算结果显示单层MoS_2具有直接带隙结构,禁带宽度为1.765eV。S缺陷导致禁带中引入缺陷能级使带隙宽度减小,电子跃迁强度增加;S点缺陷使单层MoS_2的吸收率和反射率均有不同程度的降低,而S线缺陷使下降程度进一步加剧。在能量为8.93eV时,S缺陷对单层MoS_2的光学性质影响极低,对139nm波长的紫外光具有高透光率,成为制备紫外光光电子器件的优良材料。     

金属/电介质多层膜的光学特性

在Ｄｒｕｄｅ模型的基础上,计入金属薄膜表面对传导电子弛豫时间的影响,计算了金属的介电函数和光学常数,并利用结构特性矩阵方法计算了金属／电介质多层膜的反射率和吸收率,讨论了金属层厚度、层数对反射率和吸收率的影响     

单苯环石墨烯带长度变化对电子学特性的影响

利用密度泛函理论对并八苯环石墨烯带、并十二苯环石墨烯带和并十六苯环石墨烯带的结构稳定性、能级与能隙、红外和拉曼光谱、分子轨道等进行了研究,并对石墨烯带长度变化对其电子学特性的影响进行了分析。结果显示:三种模型的HOMO和LUMO之间的能隙分别为0.63eV、0.53 eV和0.45 eV;分子轨道的电子云分布说明三种模型均表现出离域特性;红外和拉曼光谱给出了分子的振动频率、相应强度以及对应碳碳键的振动模式。     

4-溴-N,N-二(4-叔丁基苯基)-苯胺的合成及其光谱性能的研究

以对溴苯胺和对叔丁基苯甲酸为原料,经Hofmann降解、Sandmeyer和Ullmann反应等反应,合成得到了一种具有空穴传输性能的环金属配合物电致磷光中间:4-溴-N,N-二(4-叔丁基苯基)-苯胺,反应产率为43.5%,产物结构经核磁氢谱、质谱得到了表征.紫外吸收光谱和荧光光谱研究表明:该化合物具有强烈的紫外-可见吸收和荧光发射性能,其氯仿溶液的最大紫外吸收波长为306 nm,最大荧光发射波长是543 nm.但薄膜的最大荧光发射波长蓝移至458 nm.     

H0.8Ni0.4Ti1.6O4/TiO2纳米复合材料的合成及光催化性质

用固相合成法制备出K0.8Ni0.4Ti1.6O4,并用离子交换法制备出H0.8Ni0.4Ti1.6O4;通过C6H13NH2层间膨胀,TiO2粒子的插入和紫外光分解等反应,合成出一种新的层状光催化纳米复合材料H0.8Ni0.4Ti1.6O4/TiO2.X射线衍射和漫反射等表征结果表明:该样品的层间高度为0.37 nm,禁带能隙为3.35 eV和2.58 eV.用可见光范围(大于400 nm)的光照射30 min,0.4 g样品可使甲基橙溶液(20 mg/L)的降解率达到21.9%,而同样条件下,标准TiO2(P-25)仅为6.2%,表明所研制的层状纳米复合材料具有较高的光催化活性.     

溶剂热法制备石墨烯/Sb_2S_3纳米复合材料及其光催化性能

以天然鳞片石墨为原料,通过改进的Hummers法制备了氧化石墨(GO),然后以GO、三氯化锑(SbCl3)和硫代乙酰胺(CH3CSNH2,TAA)为反应物,1,2-丙二醇为溶剂,通过溶剂热法制备了石墨烯/Sb_2S_3(RGO/Sb_2S_3)纳米复合材料.用XRD、FT-IR、SEM、UV-Vis DRS、PL光谱等手段对复合材料的物相、官能团、形貌和光学性能进行了表征;并通过降解罗丹明B(RhB)对其光催化活性进行了考察.结果表明:所制备的复合材料中Sb_2S_3为正交晶相;Sb_2S_3与复合材料对可见光均有较强吸收,其能带间隙分别为1.55eV和1.43eV;PVP和GO的浓度对材料的形貌、复合效果和光催化活性有重要的影响,当GO浓度为0.5mg/mL时,所制备复合材料(RGO/Sb_2S_3-0.5)的复合效果最好,有很多粒径为85~100nm的硫化锑纳米颗粒附着在石墨烯片层表面及片层之间,其在PL谱中的发射峰最低,光生电子-空穴对的分离效果最好,光催化效率最高,在300 W氙灯照射下,9h后其降解率达90%以上,是纯Sb_2S_3的1.3倍.另外,以对苯二甲酸(TA)为荧光探针,证明了光催化过程中羟基自由基(·OH)的存在;通过加入·OH消耗剂维生素C(Vc),进一步证明了在光催化过程中·OH起了非常重要的作用.     

石墨烯/金复合薄膜微纳光纤集成光控波导

设计并制作了一种具有微纳光纤、石墨烯/金复合薄膜、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane, PDMS)三明治结构的光波导.由于石墨烯/金薄膜保持了平面形态,该光波导表现出很强的光学偏振和可饱和吸收特性.金膜在限制光波导表面倏逝场的同时,增强了倏逝场与石墨烯的相互作用.实验结果表明,微纳光纤光波导中的两种相互垂直的偏振模式(P和S偏振模式)在1 550 nm波长处的消光比可达42.3 d B;由于S偏振模式的光与石墨烯相互作用更强,使用S偏振模式的泵浦光进行光调制特性研究可进一步提高光场能量的利用效率.当980 nm泵浦光能量为130 mW时,信号光强度的调制深度达41.3 dB,信号光的3 dB和10 dB调制对应的泵浦光功率分别为2.8 mW和5.6 mW.     

直流反应磁控溅射制备Zn_(1-x)Cd_xO薄膜的结构和光学性能研究

利用直流反应磁控溅射的方法在玻璃衬底上沉积了(002)方向高度择优生长的纤锌矿结构的Zn1-xCdxO(x=0,0.2)合金薄膜.利用XRD、XPS、TEM、PL对薄膜的结构和光学性能进行了详细研究.结果表明,随着x=0到x=0.2,(002)衍射峰从34.36°偏移到33.38°,(002)方向的晶面间距从0.260 nm增加到0.268 nm,Zn1-xCdxO薄膜的光学带隙也从3.20 eV减小到2.70 eV,相应的近带边发光峰从393 nm红移到467 nm.另外,我们还从能带结构观点对Zn1-xCdxO薄膜的发光机理进行了研究.     

红紫素18-甲酯的合成及其光谱性质

研究以脱镁叶绿酸-a甲酯为原料,通过一系列反应合成红紫素18-甲酯,通过测试不同溶剂,不同pH条件下的紫外吸收光谱和荧光发射光谱来研究其性质.红紫素18-甲酯最大吸收波长较长,最大吸收波长均在697.5~699.5 nm之间,在极性溶剂甲醇中具有较好的溶解性.在强酸性条件下,其紫外-可见吸收光谱强度与荧光强度变化明显,在弱酸、碱性条件下,变化不明显,基本趋于平稳;该物质有很强的紫外吸收强度和荧光强度.     

在高真空条件下镀制的光学膜

本文论述了在高真空条件下(P<2×10~(-3)Pa)制备的电介质膜、高反射金属膜、吸收材料的半透明膜.讨论了产生高透射率电介质膜和反射率金属膜的某些重要因素.     

Semi-Heusler合金NiCrP和NiVAs半金属铁磁性稳定特性的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的全势能线性缀加平面波方法对semi-Heusler合金NiCrP和NiVAs的电子结构进行自旋极化计算.semi-Heusler合金NiCrP和NiVAs处于平衡晶格常数时都具有半金属性质,它们自旋向下子能带的带隙分别是0.59 eV和0.46eV,合金分子的总磁矩分别为3.00/formula和2.00/formula.在晶体相对于平衡晶格发生各向同性形变的情况下,计算semi-Heusler合金NiCrP和NiVAs的电子结构.计算结果表明,在相对于平衡晶格的各向同性形变分别为-6%～2%和-2%～4%时,semi-Heusler合金NiCrP和NiVAs的总磁矩稳定,并且能保持其半金属铁磁性.     

NiCoP/石墨烯复合材料的构筑及其电容特性

采用简单的水热-磷化热解法合成高性能的NiCoP/石墨烯(GS)复合电极材料.采用X射线衍射、拉曼光谱和透射电镜对材料的结构进行表征.利用循环伏安(CV)和恒流充放电(GCD)对材料的电容性能进行测试.结果表明,粒径为10～20 nm的NiCoP纳米粒子均匀地负载在石墨烯上.当其作为电极材料应用于超级电容器中时,展示出良好的电化学性能,在1 A/g时,其比电容为896 F/g.5 000次循环后,其比电容保持率为87.9%.     

Keggin型钴取代杂多酸盐PW11O39Co（II）（H2O）^5-的合成与表征

在中性水溶液中合成了钴取代的磷钨杂多阴离子PW11O39C0(Ⅱ)(H20)5-,并进行了红外、紫外可见光谱和循环伏安表征.实验结果表明,PW11O39C0(Ⅱ)(H20)5-具有Keggin型杂多离子的结构,在700～1 100 cm-1的范围内有4个特征振动吸收;在200 nm和252 nm附近分别有一个紫外吸收带,在400～470 nm和470～650 nm处分别有一个可见吸收带;除了两对W-O骨架波之外,在1.341V和1.259 V处有一对Co(Ⅱ)/Co(Ⅲ)的氧化还原波.     

应变下氮和硼替位掺杂石墨烯的结构与电子性质

采用第一性原理计算方法,研究了氮(N)和硼(B)替位掺杂石墨烯在加载应变情况下的结构和电子性质.计算结果表明(采用6×6超原胞),对于纯石墨烯,当应变大于临界应变30%时发生从弹性应变至非弹性应变的转变,体系总能在转变处发生突变.而N和B掺杂石墨烯的临界应变分别变为17.6%和17.4%,这表明掺杂石墨烯的弹性应变范围大幅减小.通过研究纯石墨烯和N/B替位掺杂石墨烯的电子性质,发现纯石墨烯在对称应变下仍为零带隙,而掺杂后费米能级处出现电子态,体系转变为金属,并且发现应变可以调节掺杂石墨烯的费米能级但不能在狄拉克锥处打开带隙.     

石墨烯超表面光学性质研究进展

超表面是具有亚波长尺度周期性人造结构的一种二维超材料,通过结构设计,对入射电磁波进行控制,在各类器件上有非常广泛的应用前景.石墨烯具有独特的电学、光学、热学和机械特性,石墨烯超表面受到了越来越多的关注.利用外部电压改变石墨烯的电导率可以灵活地设计出不同功能的器件.介绍了超表面的基本概念,根据超表面的分类简述了各类石墨烯超表面的发展进程,并对目前问题和未来发展趋势进行了讨论.     

荧光磷光复合有机电致发光白光器件

制备了由两层蓝色磷光发射层和一层红色荧光发射层组成的荧光磷光复合白光器件.器件的结构为ITO / NPB(40 nm) / 8% Firpic∶CBP(x nm) / DCJTB(1 nm) /8% Firpic∶CBP(40～x nm) / Bphen (30 nm) / Mg∶Ag (10∶1, 100 nm)/Ag(50 nm),其中位于两个蓝色磷光发射层中间的薄层DCJTB层作为非掺杂的红光发射层.器件具有良好的色坐标和较高的器件效率,当电流密度为15 A/m2,器件的最高效率为10.5 cd/A,此时亮度为150 cd/m2;当电流密度上升为3 000 A/m2时,器件亮度为14 400 cd/m2.     

调整空穴注入层MeO-TAD厚度改善蓝色OLED的性能

主要介绍结构为MeO-TAD(x nm)/NPB(40 nm)/DPVBi(30 nm)/Alq(30 nm)/LiF(0.5 nm)/AL的蓝色有机电致发光器件,空穴注入层MeO-TAD的厚度x按照0 nm、1.0 nm、1.5 nm、2.0 nm变化,其它层保持不变.当x=2 nm时,其器件性能最好,在15 V时亮度达到最大,为5 876 cd/m2.器件的开启电压较低,在5 V的驱动电压下亮度达到10.5 cd/m2,器件在8 V电压时电流效率达到最大,为3.22 cd/A;且器件的色坐标稳定,在5 V到13 V的驱动电压下几乎不发生改变,稳定在x=0.17、y=0.18附近,属于很好的蓝光发射.     

AunAl(n=1,2)分子的结构与势能函数的密度泛函研究

采用非限制密度泛函UB3P86方法研究了AunAl(n =1,2)分子的结构和势能函数,结果表明:AuAl分子的基态电子态是1∑+,Au2Al分子的基态结构为具有C2v(2A1)对称性的弯曲结构,平衡核间距RAu-Al=0.234 3 nm,RAu-Au=0.427 1 nm,结合能Eb =5.32 eV.同时采用最小...