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利用光谱学识别胶体CdSe集合体中的团簇和/或小尺寸量子点
摘要: 众所周知,光学吸收和光致发光(PL)能提供对胶体二元半导体量子点(QDs)尺寸及尺寸分布敏感的信息。为探究反应产物、团簇和/或小尺寸QDs的本质,我们发现同步开展光致发光激发(PLE)光谱分析至关重要。针对油酸镉(Cd(OA)2)与硒(Se)在1-十八烯(ODE)中的两组非热注入反应,我们观察到连续提取产物在吸收和PL谱中均呈现相似的表观红移现象,其半高宽(fwhm)约为30纳米。研究表明:其中一组含二苯基膦(HPPh2)的反应体系会生成具有微弱光学性质差异的多种团簇混合物,而另一组不含HPPh2的反应则主要产生小尺寸QDs。本发现证实了小尺寸CdSe QDs产物中可能共存团簇结构,该现象增加了小尺寸CdSe QDs尺寸判定的复杂性。
关键词: 光学吸收、光致发光、光致发光激发光谱、团簇、CdSe量子点
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于2.7至3.4微米中红外波段光吸收的硅氮化物(Si3N4)芯片气体传感波导分析
摘要: 我们从理论上研究了采用SiO2基底上Si3N4波导作为与待测分子进行光学相互作用的光学部件,以实现多气体宽带片上光谱传感。分析表明,简单的条形Si3N4波导在检测限、紧凑性、偏振特性及工艺容差等方面均能达到可接受的性能指标,适用于水蒸气(H2O)、二氧化碳(CO2)、一氧化二氮(N2O)、氨气(NH3)、乙烯(C2H4)和甲烷(CH4)等气体分子的检测,其工作波段覆盖2.7至3.4微米的宽带光学范围。结果表明,这种简单的Si3N4波导结构能够实现环境与农业应用中通用片上光谱传感所需的竞争性性能。
关键词: 气体传感、光学吸收、中红外、片上光谱传感、氮化硅波导
更新于2025-09-16 10:30:52
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二维HgTe中磁场下的受限电子态:量子点与量子环行为对比
摘要: 我们研究了在垂直磁场作用下,方形和六边形二维(2D)HgTe量子点与量子环中的电子态及光学吸收特性。采用sp3d5s*紧束缚方法并基于最近邻近似对电子结构进行建模。能谱中同时出现了类体态和边缘态。量子环中的类体态在磁场下呈现阿哈罗诺夫-玻姆振荡,而量子点中未发现此类振荡,这归因于两种体系拓扑结构的差异。当磁场变化时,方形量子点中的所有边缘态均表现为由几乎完全平坦能级组成的准能带;而量子环中的部分边缘态会随磁场振荡。但六边形量子点中的边缘态则像量子环中一样呈现局域化特征。所有结构的吸收光谱均由大量吸收线构成,即使线宽很小时这些谱线仍存在显著重叠。红外波段的吸收线源自边缘态之间的跃迁。研究表明,磁场可有效调控HgTe二维量子点与量子环体系的光学吸收特性。
关键词: 碲化汞、量子点、量子环、光学吸收、电子态、紧束缚方法、磁场、阿哈罗诺夫-玻姆振荡
更新于2025-09-12 10:27:22
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掺杂Pr3+的锶-铝-铋-硼酸盐激光玻璃
摘要: 采用熔融淬火法制备了不同浓度(即(50 - x)B?O? + 20Bi?O? + 7AlF? + 8SrO + 15SrF? + xPr?(CO?)?,其中x = 0.1、0.5、1.0和1.5 mol.%)的Pr3?掺杂锶-铝-铋-硼酸盐玻璃。通过XRD、SEM和EDS研究揭示了所制备玻璃的结构和非晶特性。利用FTIR测量分析了不同的硼酸盐基团。根据吸收光谱计算Judd-Ofelt(J-O)强度参数Ωλ(λ = 2、4和6),以确定Pr3?离子与其周围配体的性质。利用J-O参数,评估了Pr3?离子各种激发态跃迁的辐射特性,如辐射跃迁概率AR和辐射寿命τcal。通过光致发光光谱评估了发射跃迁的受激发射截面σpE和分支比βR。对于SABiBPr15和SABiBPr01玻璃,发射跃迁3P? → 3H?和1D? → 3H?的σpE和βR值较高;这些玻璃适合作为发光材料。计算了色度坐标以确定发射光谱的平均颜色。
关键词: 贾德-奥弗莱特分析、光学吸收、光致发光、镨
更新于2025-09-12 10:27:22
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脉冲离子束辐照下辐射缺陷转化导致二氧化硅基质中硅量子点的形成
摘要: 在这项工作中,我们提出了一种在脉冲离子束辐照下制备硅量子点的新方法。通过光学吸收和光致发光光谱技术,我们确定了离子束注入过程中玻璃态SiO?中缺陷结构ODC(II)-E0-ODC(I)-Si量子点的演化过程。根据离子辐照模式的不同,可以轻松调控基质材料中的缺陷类型与浓度,从而改变其光学特性以实现新型应用。第一性原理计算证实,采用钆离子注入可使SiO?产生键软化效应?;谑笛橛肜砺垩芯拷峁?,初级氧空位中心的三阶段相互作用最终形成尺寸为3.6纳米的稳定硅量子点,在非相干光激发下产生1.8电子伏特的发光。
关键词: 钆离子注入、硅量子点、脉冲离子束辐照、光学吸收、光致发光光谱学、玻璃态二氧化硅
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于"拼接"策略的具有扩展光学吸收的非富勒烯小分子受体用于有机太阳能电池
摘要: 如何拓宽光伏材料的光学吸收范围是设计高性能有机太阳能电池的关键问题之一。目前大多数小分子非富勒烯受体对400-550纳米波长范围的阳光利用率较低。本研究提出通过柔性烷基链连接受体-给体-受体型窄带隙小分子与宽带隙苝二酰亚胺(PDI)单元的"拼接"策略,可实现吸收光谱的叠加效应,并基于不同电子抽取能力的端基设计了三种小分子受体(S1、S2和S3)。令人鼓舞的是,所构建分子能通过两个独立吸收区有效利用400-550纳米阳光。其中高平面端基的S1分子聚集受PDI单元和主骨架共同主导,而S2和S3呈现PDI主导的聚集模式。制成有机太阳能电池后,基于S1的器件效率达3.41%,显著优于其他两种。其较差的光伏性能可归因于严重的PDI聚集阻碍了主骨架的电荷传输。本研究为通过拼接策略调控光学吸收提供了新思路。
关键词: 有机太阳能电池、拼接策略、聚集、光学吸收、非富勒烯受体
更新于2025-09-12 10:27:22
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增强氮化碳量子点与单层WS2之间的非辐射能量转移
摘要: 二维(2D)单层(1L)过渡金属二硫化物(TMDs)在可见光区域的吸收率较低。非辐射能量转移(NRET)是增强此类吸收的有效方法,本研究表明可通过使用表面氮化碳量子点(CQDs)实现这一目标。通过提高氮化程度,可显著增强CQDs在可见光区域的光学吸收和光致发光(PL)性能。与气相传输(VT)法沉积的1L-WS2接触时,氮化CQDs虽呈现弱p型掺杂特性,但表现出强烈的PL猝灭效应。由于CQDs与1L-WS2的荧光光谱与吸收光谱良好重叠,其相互作用产生的NRET过程会缩短两者的PL寿命。对于表面氮化程度递增的CQDs包覆样品,NRET效率最高可提升至73%。
关键词: 非辐射能量转移,氮化碳量子点,光学吸收,单层WS2,光致发光
更新于2025-09-11 14:15:04
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光谱成像技术——皮肤与内窥镜应用综述
摘要: 光谱成像技术是一种新兴的成像模式,它将成像与光谱学(高空间分辨率和高光谱分辨率)的优势集于一体。该技术在众多医学成像和诊断应用中具有潜力。在这篇综述中,我们描述了获取光谱图像的技术以及分析光谱图像的方法。随后,我们详细回顾了光谱成像技术在皮肤和内窥镜应用方面的进展。本综述还涵盖了有关光谱成像设备、方法和数据分析算法的最新专利。
关键词: 光学散射、光谱学、内窥镜检查、光谱成像、组织反射率、皮肤诊断、医学诊断、光学吸收
更新于2025-09-10 09:29:36
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用于传感和调制的超窄带超构光栅吸收器
摘要: 纳米结构等离子体超材料是实现窄带光学吸收的绝佳平台,在传感、滤波、调制及发射调控等领域具有广泛应用。然而,要实现亚纳米级吸收带宽以满足光学传感和光动态控制需求仍具挑战性。本研究提出一种非对称超晶格结构,利用具有低损耗特性的传播表面等离子体激元模式,在1.55微米波长附近实现了带宽仅0.28纳米的完美光学吸收。该结构仅需调整参数即可在溶液环境中作为可见光谱范围的化学/生物传感器使用,其灵敏度达440纳米/折射率单位(RIU),品质因数高达1333.33 RIU?1。此外,通过将该超晶格与有机电光材料结合,器件可实现15.52分贝动态范围的可重构特性。因此,本超晶格平台不仅能作为超窄带吸收器,还可应用于光学传感与光动态控制领域。
关键词: 传感、光学吸收、超构光栅、等离子体超材料、调制
更新于2025-09-10 09:29:36
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应用纳米光子学 || 半导体中的量子限制效应
摘要: 原子、分子和固体对光的吸收与发射源于电子跃迁。在具有受限几何结构的固体(如纳米颗粒、纳米棒或纳米片)中,电子限域现象会导致半导体纳米结构的光学吸收和发射光谱以及跃迁概率发生改变。这些现象是电子波动特性的直接结果。本章我们将阐述与量子限域相关的半导体纳米结构的尺寸依赖性光学特性。
关键词: 光学吸收、半导体、纳米结构、发射光谱、量子限制效应
更新于2025-09-09 09:28:46