摘要：量子点发光二极管(QLED)是不需要额外光源的主动发光技术,在显示领域中的应用前景被广泛看好。寿命较短是影响QLED商业化的重要因素之一,并且其老化机理尚不清晰。在本工作中,我们通过自主搭建电荷提取装置,证实红光QLED在恒流驱动过程中,存在显著的电荷累积。累积电荷量随着驱动电流密度增加而增加,但当超过阈值电流密度(对应于开启电压)后逐渐趋于饱和。随着器件老化,亮度下降伴随着累积电荷量进一步增加。本工作对QLED老化过程中电荷累积规律的理解,能为QLED材料和界面的优化设计提供直观判据。

摘要：一维(1D)材料与二维(2D)材料的结合可形成独特的混合维度异质结,其在继承2D/2D范德瓦尔斯异质结的独特物性之外,还具有丰富的堆叠构型,为进一步调控异质结的结构及性能提供了新的可操控自由度。p型1D单壁碳纳米管(SWCNT)与n型2D二硫化钼(MoS_(2))的结合,为调控异质结的能带结构及器件性能提供了丰富的选择。本文直接在高密度、手性窄分布的SWCNT定向阵列及无序薄膜表面原位生长MoS_(2),制备出高质量1D SWCNT/2D MoS_(2)混合维度异质结。深入分析形核点的表面形貌与结构,提出了“吸附-扩散-吸附”生长机制,用于解释混合维度异质结的生长。利用拉曼光谱分析,证实SWCNT与MoS_(2)间存在显著的电荷转移作用,载流子可在界面处快速传输,为后续基于此类1D/2D异质结的新型电子及光电器件的设计与制备提供了新思路。

摘要：设计并制作了结构尺寸为毫米量级的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)生物传感器,采用数值分析的方法分析了器件传感区域长度与宽度比值及待测物调控二维电子气(2DEG)距离与感测信号之间的关系,给出了结构尺寸为毫米量级的AlGaN/GaN HEMT生物传感器的设计依据,以不同浓度的前列腺特异性抗原(PSA)为待测物,对制作的AlGaN/GaN HEMT生物传感器进行了初步测量,测试结果表明,在50 mV的电压下,毫米量级的AlGaN/GaN HEMT生物传感器的对PSA的探测极限低于0.1 pg/ml.实验表明毫米量级的AlGaN/GaN HEMT生物传感器具有灵敏度高,易于集成等优点,具备良好的应用前景.

摘要：锂硫电池凭借其高的理论能量密度(2600 W·h·kg^(-1))、丰富廉价的材料来源、且对环境友好等优势,而引起了人们的广泛关注.然而,锂硫电池活性物质导电性差、多硫化物易溶于有机电解液等问题所导致的硫正极倍率性能和循环稳定性差,仍然是困扰锂硫电池发展的挑战性难题.我们设计并以廉价易得的小分子化合物对苯二酚和甲醛为原料,通过缩聚反应、与氧化石墨烯原位复合、高温氮化制备了一类新型氮掺杂的碳纳米带固硫载体材料(NCNB-NG).通过NCNB-NG复合纳米硫进一步得到的碳-硫复合正极材料(S@NCNB-NG)表现出更优异的倍率性能和循环稳定性,这主要得益于该碳质载体独特的微结构以及改善的导电性.

摘要：报道了利用聚(3-己基噻吩)(P3HT)作为前置缓冲层来弥补(4,8-双-(2-乙基己氧基)-苯并[1,2-b:4,5-b]二噻吩)-(4-氟代噻并[3,4-b]噻吩(PBDT-TT-F):[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC61BM)共混体相异质结(BHJ)电池对450-600nm处光谱响应不足的新的器件结构设计思路.光谱带隙为1.8eV的PBDT-TT-F在550-700nm处有很强的光谱吸收,在有机太阳电池器件上有很好的应用潜能.但其在350-550nm处的吸收不强,影响了器件对太阳光谱的利用效率.与此相比,P3HT薄膜的光谱吸收主要在450-600nm范围内,同PBDT-TT-F形成良好的互补关系.新设计的器件外量子效率(EQE)研究结果表明,利用P3HT作为前置缓冲层可以与PBDT-TT-F:PC61BM薄膜中的PC61BM形成平面异质结,从而拓展了器件在450-600nm处的光谱响应范围,实现光谱增感作用.优化P3HT的厚度为20nm左右,器件对外输出的短路光电流密度从11.42mA·cm-2提高到12.15mA·cm-2,达到了6.3%的提升.

摘要：利用定向耦合器代替Y形分支结构,在X-cut铌酸锂(LN)基底上设计了一款具有低驱动电压、高调制参数的马赫-曾德尔(M-Z)型电光调制器。采用有限元法对定向耦合器的原理及影响因素进行了详细分析和精确计算,并对电光调制器的关键结构参数进行了优化。结果表明:光波沿着定向耦合器传播时,能量在两波导中来回交替,呈正弦和余弦函数分布,并且耦合长度随着其间距的增大而快速增大。在调制臂长为3cm,光波长为1550nm的情况下,单臂调制所获得的半波电压Vπ为2.22V,调制参数S21为-51.13dB。通过对调制臂进行截面分析,给出了电场Ex分量、电位移矢量Dx分量和光模分布,并求得重叠积分因子为0.486。同时还表明脊形波导结构有利于提高电光作用效率。当脊高为1μm时,重叠积分因子为0.714,相较于平板波导,其电光重叠积分因子提高了46.91%。

摘要：金属锂由于其极高的理论比容量(3860mAh·g^-1,2061 mAh·cm^3)和低的还原电势(相对于标准氢电极(SHE)为3.04 V)等特点,成为了高能量密度锂电池负极材料的极佳选择之一。从上个世纪七十年代开始,科研工作者便开始了金属锂负极的研究,然而,由于金属锂与电解液反应严重,镀锂过程体积膨胀大,且在循环中易生成枝晶,以金属锂为负极的电池循环稳定性差,而且容易短路从而带来安全隐患。因此金属锂做为锂电池负极的商业化推广最终没有成功。在本工作中,我们在前期设计的锂-碳纳米管复合微球(Li-CNT)中引入了纳米硅颗粒制备了硅颗粒担载的锂-碳复合球(Li-CNT-Si)。实验发现,纳米硅颗粒的加入不仅提高了锂-碳复合微球的载锂量(10%(质量百分含量)的硅添加量使得比容量从2000 mAh·g^-1提高到2600 mAh·g^-1),降低了锂的沉积/溶解过电势,有利于引导锂离子回到复合微球内部沉积,大大提高了材料的循环稳定性。同时,担载了纳米硅颗粒的锂-碳复合球也继承了锂-碳复合微球循环过程中体积膨胀小,不长枝晶的优点。而且添加的纳米硅颗粒还填充了Li-CNT微球中的孔隙,减少了电解液渗入复合微球内部腐蚀里面的金属锂,进一步提高了材料的库仑效率。以添加10%硅的锂碳复合材料作为负极,与商用磷酸铁锂正极组成全电池,在常规酯类电解液中1C(0.7 mA·cm^2)条件下能稳定循环900圈以上,库仑效率为96.7%,大大高于同样条件下测得的Li-CNT复合材料(90.1%)和金属锂片(79.3%)的库仑效率。因此,这种通过简单的熔融浸渍法即可制备的,具有高的比容量和长的循环稳定性的锂硅-碳复合材料具有较大的潜能成为高能量密度电池的负极材料,尤其适用于锂硫、锂氧这种正极不含锂源的电池体系。

摘要：目前AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)生物传感器表面修饰及分子识别元件固定需在金属或氧化物门电极上进行,针对金属或氧化物门电极的存在增加了器件的制作难度,提高了制作成本,同时还影响了传感器灵敏度的提高等问题,提出了进行"生物分子膜"门电极的研究。传感器的表面采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)进行修饰作为分子识别元件固定的基底,该方法在降低传感器的制作成本的同时,提高了传感器的灵敏度,传感区域为长度L=5μm、宽度W=160μm的传感器测量质量浓度为0.1ng/mL的山羊免疫球蛋白(IgG)时,传感器源漏间电流呈现约30μA的电流降。该传感器反应速度快,适用于实时监测,在环境监控、医疗等领域有着良好的应用前景。

摘要：近年来人们对具有安全驾驶、智能控制功能的汽车需求增长,使智能驾驶汽车快速发展起来,激光雷达作为智能驾驶的核心传感器之一得到广泛的关注,其中MEMS激光雷达具有高帧率、高分辨率、体积小、成本低的优点,是国内外车载激光雷达的主要发展趋势之一。光学系统是MEMS激光雷达重要组成部分之一,分为发射光学系统和接收光学系统,本文基于镜面直径5mm的二维MEMS振镜设计了发射光学系统,将25W的半导体激光器准直为弧矢方向发散半角为1mrad,子午方向发散半角为3mrad的光束;设计了大相对孔径为1∶1、焦距为11.01mm的镜头作为接收镜头,并提出采用放大倍率为2.2的纤维光锥与16线APD阵列探测器耦合,扩大接收光学系统的视场;APD阵列探测器采用选通模式,提高雷达系统的信噪比。基于此设计结果搭建激光雷达样机,实验验证系统探测距离可达45m,全视场角40°×10°。结果表明系统可一定程度上提高激光雷达探测距离和视场角。

摘要：随着微纳技术、生物医学、航空航天等领域的发展,微小力值的计量得到了越来越广泛的应用。针对无源悬臂梁力值传感器的使用需求,研究了影响悬臂梁弹性系数的因素,设计了一组弹性系数为0.041-21.125N/m的无源悬臂梁力值传感器件,采用基于绝缘体上硅（SOI）硅片微机电系统（MEMS）工艺对器件进行制备,实验结果表明,制备的器件尺寸精度达到0.2%,器件的均匀性和成品率均可控。