掺杂Fe的SnO_2超晶格材料的电子结构和光学性质

采用全电势线性缀加平面波(FP-LAPW)方法,计算一层与两层Fe原子替代Sn原子的超晶格SnO2的电子态密度和各项光学参数。计算结果表明:掺Fe后材料均属于直接跃迁半导体,且呈现半金属性;随着掺杂层数的增加,费米能级进入价带,带隙逐渐减小,Fe原子之间耦合作用增强;吸收谱、消光系数等均与介电函数虚部谱线相对应,且均发生红移,吸收系数的吸收边随掺杂层数的增多而逐渐减小,各光学谱线随掺杂层数的增多在高能区的峰值明显降低。     

用有效介质理论模拟Ag/AAO纳米有序阵列复合结构光学常数

运用Maxwell—Garnett有效介质理论，计算了Ag／阳极氧化铝（AAO）纳米有序阵列复合结构的光学常数（250～2000nm波段），探讨了Ag组分的体积分数对Ag／AAO光学常数的调制作用和Ag纳米粒子的长径比对其表面等离子共振吸收的影响．模拟结果表明，随着Ag组分体积分数的增加，在小于450nm波段，Ag／AAO复合结构的介电函数实部和折射率均逐渐减小，而介电函数虚部和消光系数逐渐增大；在大于450nm波段，Ag／AAO复合结构的介电函数实部、介电函数虚部及折射率均逐渐增大，消光系数则变化较小．模拟结果显示出Ag纳米粒子的长径比与复合结构表面等离子共振吸收峰位有较强的相关性．另外，理论模拟预期透射谱也与实验透射谱变化趋势一致．     

近场光学显微法研究CdS及CdS_xSe_(1-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CdSxSe1-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CdSxSe1-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CdSxSe1-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CdSxSe1-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.     

量子尺寸效应诱导的选择性分子吸附和自组装结构

报道了在纳米铅岛上生长有机半导体分子红荧烯形成的二维自组装结构.在较低的覆盖度下,由于铅岛的量子尺寸效应,不同厚度的铅衬底对红荧烯分子的相互作用不同,红荧烯分子优先吸附在铅岛的偶数层,形成规则的自组装结构.随着红荧烯覆盖度的增加,当红荧烯盖满整个铅岛表面时,由于不同层数的铅对红荧烯的作用不同,红荧烯薄膜发生结构相变,形成了一种新的自组装结构.在这种结构中,观察到红荧烯薄膜的应力释放条纹.     

基于第一性原理计算压强对CaO电子结构和光学性质的影响

为了探究压强对CaO晶体电子结构和光学性质的影响,采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势理论方法对晶体进行了理论计算与分析.优化后所得晶格常数与实验值基本一致.研究结果表明:该晶体属于直接带隙绝缘体,带隙值为4.239 eV,价带顶主要由O-p轨道贡献,导带底由Ca-d轨道贡献.随着压强的增加,介电函数实部和折射率峰值减小,并发生红移,介电函数虚部峰值变大,并发生蓝移,而反射率、吸收系数和能量损失函数的峰值均增大.因此,改变压强可以有效改变CaO的电子结构和光学性质.     

表面修饰调控锑烯SbX(X＝－CN，－NC)的电子结构与光学性质

利用密度泛函理论(DFT)第一性原理平面波超软赝势方法,计算单层锑烯,腈基(－CN)和异腈基(－NC)表面吸附单层锑烯的晶体结构, 电子结构和光学性质.计算结果显示：经过修饰后,锑烯的buckled值变小,转变为准平面结构.同时,本征、－CN修饰、－NC修饰、－CN和－NC同时修饰锑烯均具有很好的稳定性,具备实验合成的可能性.电子结构的分析表明,－CN或－NC修饰的锑烯呈现狄拉克材料特性,而用－CN和－NC同时修饰时则转变为直接带隙半导体,带隙为0.024 eV,且能带结构具有较好的线性色散.光学性质表明,修饰后的锑烯的吸收边发生红移,对红外光及可见光的吸收效果增强,这表明其在纳米光电子器件和太阳能电池等领域中具有潜在的应用前景.     

基于第一性原理计算Stone-Wales石墨烯的光学性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了一种新型二维材料Stone-Wales(SW)石墨烯的光学性质。基于介电函数，反射谱和吸收谱等参数对其进行研究。结果显示这种狄拉克碳材料的光学性质在不同极化光下都表现出强各向异性。介电函数实部表明其静态介电常数大，这说明该材料具有很多可利用的自由载流子，所以具有优良的导电性，可作为新一代纳米电子器件的候选材料。此外，吸收光谱和反射光谱表明了SW石墨烯在全光谱区内具有比较敏感的光谱响应，这说明该材料在光电子器件领域非常具有应用前景。     

用离散偶极近似理论研究银纳米粒子的消光光谱与介电环境的关系

利用离散偶极近似(DiscreteDipoleApproximation,简称DDA)的方法,分别计算一定尺度的球状、棒状和椭球状银纳米粒子在不同介电环境下的消光光谱.结果表明,银纳米粒子的最大消光位置随所处介电环境折射率的增加呈现明显的红移现象,两者之间的关系大体呈线性.     

La掺杂ZnO的电子结构和光学性质的第一性原理

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,构建了Zn1-xLaxO（x = 0,0.0625,0.125）三种超胞模型。结构优化后,对La掺杂前后体系的态密度、布居值和光学性质进行计算分析。结果表明,随着La掺杂量的增加,掺杂体系的体积增加,形成能减少,共价性降低,体系稳定性增强。与未掺杂ZnO相比,La掺杂后引起可见光区的吸收边发生蓝移。体系的介电函数虚部和光吸收系数在低能区出现新的峰值。在高能区的吸收峰出现红移且峰值强度减弱。能量损失峰向低能方向移动,掺杂体系的能量损失明显减少。     

纳米添加物-聚合物界面效应增强PVDF基三聚物纳米复合材料的介电响应（英文）

在纳米复合材料中,随着纳米颗粒尺寸的减小,纳米颗粒与聚合物基体间的界面起着越来越大的作用.为此以P(VDF-TrFE-CFE)三元共聚物作为聚合物基体,以低介电系数的SiO₂和高介电系数的BaTiO₃纳米颗粒为填料研究了界面的增强效应.对于这两种纳米颗粒,当体积分数低于1%时,其介电系数和极化响应均出现异常的增加.这些增加与纳米颗粒本身的介电性能及三聚物的结晶度变化无关.聚合物中的结晶相由非极性结构向极性结构有轻微的转变,因此提高了界面区域的介电响应.对此提出一种界面模型,解释了界面区域的非均匀介电响应是引起该介电现象的主要原因.在某一纳米颗粒含量下,界面区域的重叠可带来纳米复合材料最大的介电响应.     

具有复介电常量对称结构一维三元光子晶体透射谱的研究

利用传输矩阵法理论,研究含复介电常量对称结构一维三元光子晶体的光传输特性。结果表明：当各层介质的介电常量均为实数时,在较宽的禁带范围内出现一条透射率为100%的透射峰;当介质介电常量含正虚部时,禁带中的透射峰出现透射衰减现象,若含有负虚部时,透射峰则出现透射增益现象;随着复介电正虚部的增大,透射峰出现单调衰减,而随着复介电负虚部绝对值的增大,透射增益达到一极大值,随后减小;在不同介质层引入复介电常量引起透射峰的透射率衰减或增益强度不同。这些特性对设计光放大器、衰减器等新型光学器件有一定的参考价值。     

Low-voltage organic transistors with an amorphous molecular gate dielectric

Organic thin film transistors (TFTs) are of interest for a variety of large-area electronic applications, such as displays, sensors and electronic barcodes. One of the key problems with existing organic TFTs is their large operating voltage, which often exceeds 20 V. This is due to poor capacitive coupling through relatively thick gate dielectric layers: these dielectrics are usually either inorganic oxides or nitrides, or insulating polymers, and are often thicker than 100 nm to minimize gate leakage currents. Here we demonstrate a manufacturing process for TFTs with a 2.5-nm-thick molecular self-assembled monolayer (SAM) gate dielectric and a high-mobility organic semiconductor (pentacene). These TFTs operate with supply voltages of less than 2 V, yet have gate currents that are lower than those of advanced silicon field-effect transistors with SiO2 dielectrics. These results should therefore increase the prospects of using organic TFTs in low-power applications (such as portable devices). Moreover, molecular SAMs may even be of interest for advanced silicon transistors where the continued reduction in dielectric thickness leads to ever greater gate leakage and power dissipation.     

复介电缺陷对称一维三元光子晶体传输特性的研究

利用传输矩阵法,研究了具有复数电常数缺陷对称一维三元光子晶体的透射谱和增益特性.结果显示,无论加入奇数个还是偶数个缺陷,在第一禁带和第二禁带中分别出现了透射峰A和透射峰B.在缺陷层介电常数的虚部为负值时,缺陷模B表现出良好的增益效果;在缺陷层介电常数的虚部为正值时,缺陷模A表现出一定的增益特性,含6缺陷的增益效果比较明显.     

复介电一维双周期光子晶体的透射谱结构及其特性

利用传输矩阵法研究一维双周期光子晶体的带隙结构、增益和衰减特性。结果表明:双周期一维二元和三元复合光子晶体的光子带隙结构具有宽禁带的特点,并且两带隙的交叠处出现了多个共振透射峰;当组成该光子晶体的一种介质为复介电且其虚部为负时,各共振透射模式都出现了不同程度的增益;随着复介电常量虚部的增加,各透射增益先增加后减少,中间存在一极值点,但是各共振透射模式出现透射增益极值点的虚部不同,且最大增益的大小也不同;当组成该光子晶体的一种介质的复介电虚部为正时,各共振透射模式的透射峰出现衰减。     

Kevlar布层间及钢板单搭接黏结性能的试验研究

为了研究Kevlar纤维布层间以及纤维布与钢板单搭接的黏结性能,利用MTS微机控制电子万能试验机,分别对双层Kevlar 49纤维布和Kevlar 49纤维布/钢板单搭接剪切接头的力学性能进行测试.结果表明,双层Kevlar 49纤维布、Kevlar 49纤维布/钢板单搭接剪切接头试样的有效黏结长度分别为25mm和50mm.在有效黏结长度范围内,两种单搭接接头的黏结力均随着黏结长度的增加而增加,但增加幅度逐渐减小,当达到有效黏结长度时,黏结力达到最大值;黏结应力随着黏结长度的增加逐渐降低.本研究结果为土木工程结构补强所用Kevlar纤维布的合理黏结长度提供参考数据.     

中孔Ag微米盘/ZnO纳米棒阵列异质结的构筑及光催化研究

利用简单的两步合成法制备得到新颖的中孔Ag微米盘（HMDs）/ZnO纳米棒（NRs）异质结,主要包括上晶种和异质外延生长.通过简单的合成参数调控,可以制备不同纳米直径、不同长度、不同形状的ZnO NRs,进而制成不同形貌的Ag/ZnO异质结.结构新颖的Ag/ZnO异质结由一维（1D）半导体和二维（2D）纳米结构元构成,Ag/ZnO异质结具有高比表面积和开放的空间结构,在光电领域具有很重要的应用潜力.在光催化测试中,Ag/ZnO异质结表现出优越的催化活性,主要归因于结构独特的Ag/ZnO异质结的协同效应.     

ZnO薄膜的制备和研究进展

ZnO作为一种新型的宽禁带半导体材料，具有很好的化学稳定性和热稳定性，抗辐射损伤能力强，在光电器件、压电器件、表面声波器件等诸多领域有着很好的应用潜力．本文介绍了ZnO薄膜的基本性质以及喷雾热分解、脉冲激光沉积、金属有机物化学气相沉积等制备ZnO薄膜的技术和方法，并着重介绍了在ZnO紫外受激发射和p型掺杂等方面的研究进展．     

氧化铜陶瓷的高介电性

采用固相反应法制备了氧化铜(CuO)陶瓷,得到不同频率下样品的介电随温度变化关系。通过X射线衍射图谱确定CuO陶瓷为单斜相结构,形成了粒径大约为150 nm的晶粒。假定晶粒为被绝缘晶界隔离的半导体,通过cole-cole图得到静态介电常数和高频介电常数,运用Arrhenius关系计算出激活能,进而利用Maxwell-Wagner机制进行理论拟合,与试验结果进行对比分析,表明CuO陶瓷晶粒在低频段、低温区时具有半导体性。