阻挡杂质带甚长波红外探测器

阻挡杂质带(Blocked Impurity Band,BIB)探测器是从杂质带光电导(Impurity Band Conduction,IBC)探测器发展而来,利用杂质能级上的电子跃迁,可以探测光子能量远小于半导体禁带宽度的低能光子.BIB探测器的探测波长主要由衬底和掺杂杂质决定,可以覆盖5–300μm波段范围.得益于探测波长长、探测率高和抗辐射性好等优点,BIB探测器自问世以来就一直被大量研究,广泛应用于各种大型天文基红外探测平台上.目前,Si基BIB探测器发展迅速,但是Ge基和GaAs基BIB探测器的发展相对缓慢.BIB探测器对于推动天文和相关科学的发展具有不可替代的作用,欧美等发达国家在BIB探测器上的科研投入巨大.随着我国经济和科技的发展,我国科研人员急切盼望国产BIB探测器可以早日投入使用.本文主要针对BIB探测器物理模型、制备方法、测试手段和国内外发展现状等方面展开讨论,探究BIB探测器的主要工作机制以及器件研发的关键技术,帮助相关研究人员快速了解BIB探测器.     

天文用阻挡杂质带红外探测器

低温目标红外辐射的灵敏探测和成像在航天和深空探测中具有重要的应用价值.300 K以下低温目标的辐射强度很弱,辐射特征波长位于中远红外区.阻挡杂质带红外探测器是中远红外探测器中重要的一员,具有覆盖波段宽、灵敏度高、暗电流低、抗辐射性能高等优点,能够胜任空间技术和天文探测在中远红外波段探测的苛刻要求.本文以红外天文探测对红外探测器的应用需求作为出发点,主要就国内外红外天文学、红外天文探测器发展概况,阻挡杂质带红外探测器发展历史及其材料、器件结构等方面做了简要综述,并简明扼要地介绍了阻挡杂质带探测器的器件物理模型.     

平面漏斗形微腔集成的高性能长波红外探测器

为实现量子阱红外光探测器件对垂直于阱结构的入射光吸收,减小模式体积,降低暗电流,提高比探测率D^*,提高红外光探测器件性能,以10.55 μm长波红外光为例,利用等离激元微腔与量子阱材料结合,形成F-P共振,增加GaAs/AlGaAs量子阱层的吸收率和器件的响应率。设计了平面漏斗形等离激元微腔集成的量子阱红外探测器（quantum well infrared photodetector,QWIP）,使用基于有限元数值仿真方法对其进行分析。结果表明：平面漏斗形等离激元微腔集成的QWIP具有较小的光子模式体积和较高的局域场强,光吸收率维持在81%～89%的情况下,可以使探测材料体积减小38%～50%,获得的D^*比一般等离激元微腔集成的QWIP增大10%～15%。     

高效蓝色有机发光材料与器件

有机半导体由于具有柔软性而可卷曲成形,具有可溶加工性而采用印刷成膜,从而使得加工成本有可能大大降低而受到广泛关注．本文针对有机发光材料中n型材料不足及宽能带与高电子传输性不可同时实现的难题,我们设计与合成了一系列的宽带电子传输材料并应用于蓝色磷光器件,实现了将近100％的内量子效率蓝色磷光．针对蓝色发光材料色度不纯的问题,我们设计了深蓝色荧光材料,其器件色度坐标CIE（0．15,0．08）,与NTSC标准蓝光相当接近,同时实现接近理论极限的外量子效率发光．针对器件中由于平面波导及表面等离激元等能量模式的损失,我们利用有机材料的自团聚现象在有机发光器件金属阴极上制备无规的纳米结构,把束缚能量转化成自由光子,使得顶出光效率提高到2．1—2．7倍,且不改变原有器件的发光光谱形状．     

基于SP效应的中波量子阱红外探测器光栅优化

从建模、仿真结果出发,加入表面等离激元效应,运用时域有限差分算法(FDTD),研究中波量子阱红外探测器(QWIP)的近场效应和光耦合效率.重点研究在SP效应下QWIP二维光栅的最优参数.计算结果表明,对于4 μm的入射光,当光栅周期为P=1.3 μm,栅孔深度h=0.4 μm,栅孔的占空比为d=0.8时,X-Y平面内Z方向电场值最大,光栅的耦合效率最高.     

材料特性对球壳颗粒LSPR特性影响

本文基于偶极近似理论,利用计算机模拟仿真了在准静态条件下的金属纳米球壳结构的局域表面等离激元强度最强时满足的条件,分析了增益介质的介电函数实部和虚部值与共振波长间的关系.     

表面等离激元光学力研究进展

当一束光照射在物质上,光子与物质发生动量交换,部分动量转移到物质,等效于对物质产生作用力,称为光学力.这一作用力非常弱,一般在pN甚至更小的量级,但一定条件下,仍足以捕获和操纵纳米、微米尺度的物体.在金属纳米结构中,由于表面等离激元共振效应,诱导的局域电场可以产生增强的光学力,可以在亚波长尺度实现光操纵,并且由此衍生出一个极具吸引力的研究方向——表面等离激元光学力.本文介绍了利用金属纳米结构进行表面等离激元光学力操纵的最新研究进展.     

Progress of research on anomalies of astronomical time and latitude observations before earthquake

This paper introduces the discovery of the phenomenon that short-term anomalous fluctuations appeared in residuals of astronomical time and latitude observations before earthquakes and the progress of related researches carried out for many years.The relations between the anomalous variations of time and latitude residuals of astronomical time and latitude instruments in different regions and the earthquakes around these instruments as well as the characteristics of residuals’ anomalous variations are analyzed.The significance of the anomalous fluctuations in residuals of astronomical time and latitude caused by the anomalous variations of the local plumb line before earthquake and detecting the vertical variation with astronomical time and latitude observations as well as the importance of carrying out further researches are discoursed.The possibility that the phenomenon will become an effective short-term earthquakes precursor,the current situations and the problems to be solved,are discussed.Also we offer the proposals to develop new roboticized astrometric instruments with high-precision and set up test observation networks in earthquake-prone areas in order to do research in-depth,optimize methods of observing and extracting anomalous information for short-term earthquake prediction,and so on.     

偏高岭土在水泥及混凝土领域的研究进展

重点介绍了高岭土及煅烧高岭土在水泥、混凝土等建筑材料领域国内外的应用现状和研究进展.     

激光诱导红外辐射线检测技术的理论与应用研究

利用黑体辐射理论和光声光热理论研究了：（1）激光诱导红外辐射线频谱信号的理论模型和数值模拟以及与实测信号的验证性比对;（2）红外辐射线频谱信号依层状样品夹层的不同位置及光学性质的演化规律,将其结果用于材料夹层或缺陷的定位;（3）利用红外辐射线频谱信号实现不均匀材料光学参数分布重构．结果表明：所建模型能够可靠地模拟红外频谱信号,并利用模拟信号训练神经网络有效地实施参数预测．     

红外焦平面多孔硅绝热层制备及应用

采用电化学法及原电池法制备了多孔硅样品.通过在阳极氧化反应中HF溶液浓度、电流密度和反应时间的不同来控制多孔硅的孔隙率和膜厚.实验结果表明：不同电流密度下制备的多孔硅样品,孔隙度有相同的变化趋势,刚开始增加,然后减少;多孔硅的生长速度随电流密度的增加而升高.在多孔硅样品表面封装BST热释电敏感元件进行性能测试,结果表明...     

红外光谱仪在材料专业实验教学中的利用及实践探索

针对学校现有的傅立叶红外光谱仪及其附件功能，结合材料专业的专业特点，对材料学专业的实验及教学中红外光谱分析这一课程内容进行改进与探索。     

矿井地质构造红外探测的理论与实践

红外探测实践表明 ,地质构造引起的岩石密度变化是影响岩石表面红外辐射分布的主导因素 .提出地质构造区密度变化状态模型 ,根据红外辐射原理 ,从岩石有效辐射面变化的角度 ,定性分析了地质构造、岩石密度和辐射功率等因素之间的相关性 ,建立了相关方程 ,介绍了红外探测地质构造的基本方法和适用条件 ,并结合实例说明了应用过程 .为研究红外探测技术在矿井水文地质、瓦斯地质、煤炭自燃等方面的应用提供了理论基础与分析方法 .图 4 ,参 5     

基于金属-介质-金属阵列的折射率传感(英文)

提出一种基于金属-介质-金属阵列结构折射率传感器.在可见光及近红外光区域内,由于表面等离子效应,入射波在特定频率时可以通过一个无缝的金,在80 nm厚的金膜上可以得到近100%的透射率.仿真结果表明传感器对周围液体的折射率变化也很敏感,这些发现可以得出一个新的、简化的替代方法,使传感器更加小型化.     

清华大学凝聚态物理学科的发展历史和最新研究进展

本文首先回顾了清华大学物理系的凝聚态物理学科的发展历程,然后简短介绍了目前学科点的主要研究方向.最后,着重讨论了最近十年中凝聚态物理学科老师在纳米物理、表面物理、超导材料及应用、理论和计算凝聚态物理等几个方面取得的研究进展.