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基于石墨烯-钙钛矿量子点场效应晶体管的光电探测器

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物理学报 2018年第11期67卷 270-277页

作者：郑加金王雅如余柯涵徐翔星盛雪曦胡二涛韦玮南京邮电大学电子与光学工程学院南京210023 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室西安710119 南京师范大学化学与材料科学学院南京210023

以等离子增强化学气相沉积法制备的石墨烯作为导电沟道材料,将其与无机CsPbI_3钙钛矿量子点结合,设计并制备了石墨烯-钙钛矿量子点场效应晶体管光电探测器.研究和分析了石墨烯作为场效应晶体管的电学特性及其与钙钛矿量子点结合作为光... 详细信息

以等离子增强化学气相沉积法制备的石墨烯作为导电沟道材料,将其与无机CsPbI_3钙钛矿量子点结合,设计并制备了石墨烯-钙钛矿量子点场效应晶体管光电探测器.研究和分析了石墨烯作为场效应晶体管的电学特性及其与钙钛矿量子点结合作为光电探测器的光电特性.结果表明,石墨烯在场效应晶体管中表现出良好的电学性质,其与钙钛矿量子点的结合对波长为400 nm的光辐射具有明显的光响应,在光强为12μW时器件光生电流最大为64μA,响应率达6.4 A·W^(-1),对应的光电导增益和探测率分别为3.7×10~4,6×10~7Jones(1 Jones=1 cm·Hz^(1/2)·W^(-1)).

关键词：场效应晶体管石墨烯钙钛矿量子点光电探测器

金属/介质多层膜基太阳能光热转换薄膜结构的设计与优化

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光学学报 2020年第14期40卷 188-194页

作者：吴莹胡二涛王静韦玮南京邮电大学电子与光学工程学院微电子学院江苏南京210023 南京邮电大学通达学院基础教学部江苏扬州225127

理论设计对于高性能太阳能光热转换薄膜的实验制备极为重要。然而,大多数软件通常局限于正入射情况下的太阳光吸收率的优化,而无法直接对太阳能光热转换效率这一重要指标进行优化。鉴于以上问题,使用传输矩阵方法与遗传优化算法,通过改... 详细信息

理论设计对于高性能太阳能光热转换薄膜的实验制备极为重要。然而,大多数软件通常局限于正入射情况下的太阳光吸收率的优化,而无法直接对太阳能光热转换效率这一重要指标进行优化。鉴于以上问题,使用传输矩阵方法与遗传优化算法,通过改变金属/介质多层膜基太阳能光热转换薄膜中各层薄膜的厚度,直接对其光热转换效率进行优化设计。重点研究了薄膜层数、太阳光照度与工作环境温度对钨/氧化铝基(W/Al2O3)多层膜的影响。研究结果表明,在聚光比为1和100情况下,该膜系的最优膜层数分别为6与8。该研究结果对于高性能太阳能光热转换薄膜的实验制备具有重要的指导意义。

关键词：薄膜金属/介质多层薄膜传输矩阵方法遗传算法太阳能光热转换太阳光聚光比

GG-IAG大模场光纤制备与增益性能的研究

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光电子．激光 2018年第10期29卷 1046-1052页

作者：刘家喜沈骁霍加磊蔡宇胡二涛韦玮南京邮电大学电子与光学工程学院微电子学院江苏南京210023

基于GG-IAG光纤理论模型,设计了掺Nd3+磷酸盐GG-IAG光纤玻璃材料配方;采用管棒法制备了GG-IAG光纤预制棒,在530℃下拉制了不同直径(200μm-500μm)的掺Nd磷酸盐GGIAG大模场光纤;测试了光纤的光谱参数与增益性能,然而,由于光纤存在模式... 详细信息

基于GG-IAG光纤理论模型,设计了掺Nd3+磷酸盐GG-IAG光纤玻璃材料配方;采用管棒法制备了GG-IAG光纤预制棒,在530℃下拉制了不同直径(200μm-500μm)的掺Nd磷酸盐GGIAG大模场光纤;测试了光纤的光谱参数与增益性能,然而,由于光纤存在模式泄漏损耗,导致其增益性能不高。为了提高GG-IAG光纤的增益性能,采取磁控溅射方法,分别在芯径为130μm、160μm和200μm的GG-IAG光纤包层表面蒸镀200nm的Ag膜作为全反射膜,使得泵浦光被束缚在光纤中,从而提高了光纤的泵浦效率。实验结果表明,在光纤参数相同的情况下,镀Ag膜后光纤的放大效率分别为50%、41.88%、24.33%;而未镀Ag膜光纤的放大效率分别为26.87%、22.8%、15.87%。说明光纤表面镀膜能够显著改善GG-IAG光纤的增益性能,研究结果对GG-IAG光纤的应用具有指导意义。

关键词： GG-IAG光纤大模场光纤光纤放大器光纤镀膜增益特性

可见光谱区线性渐变滤光片的制备、表征及退火

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激光与光电子学进展 2022年第23期59卷 248-254页

作者：倪康胡二涛王敏王静李安康林一波韦玮南京邮电大学电子与光学工程学院江苏南京210023 南京邮电大学通达学院基础教学部江苏扬州225127

结合多靶磁控溅射镀膜方法和自制的一维位移挡板样品台制备了基于TiO_(2)和SiO_(2)的可见光谱区线性渐变滤光片(LVOF)。使用商用分光光度计和一维手动平移样品台对样品进行光谱表征。重点研究了退火温度和时间对LVOF透射光谱的影响。结... 详细信息

结合多靶磁控溅射镀膜方法和自制的一维位移挡板样品台制备了基于TiO_(2)和SiO_(2)的可见光谱区线性渐变滤光片(LVOF)。使用商用分光光度计和一维手动平移样品台对样品进行光谱表征。重点研究了退火温度和时间对LVOF透射光谱的影响。结果表明,LVOF样品的可工作光谱范围为510~700 nm,且样品上不同位置的透射光谱峰值与样品位置呈现出良好的线性关系。在300℃下进行1 h真空退火处理后,样品的透射率得到了显著提升,优于60%。这表明退火处理可显著提升LVOF的性能。

关键词：光学器件线性渐变滤光片磁控溅射透射率退火

W/SiO2基太阳光谱选择性吸收薄膜的制备和表征

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光学学报 2019年第5期39卷 407-412页

作者：郭帅吴莹古同胡二涛南京邮电大学电子与光学工程学院微电子学院

采用磁控溅射镀膜仪制备了基于过渡金属W和介质SiO2的6层薄膜样品,膜系结构为Cu (>100.0nm)/SiO2(63.5nm)/W(11.0nm)/SiO2(60.0nm)/W(5.4nm)/SiO2(75.5nm)。在250~2500nm的波长范围内,该样品的太阳光吸收率为95.3%,且在400℃低真空(6Pa)条件下退火72h之后,样品的反射光谱特性变化较小,证明了该样品具有极高的热稳定性。使用红外热成像仪对样品的红外辐射特性进行了在位实时表征,结果表明样品具有低辐射特性。这些优良的特性有利于该样品在太阳能光热转换中的应用。

关键词：薄膜太阳光谱选择性吸收磁控溅射热辐射热成像仪

Ti掺杂对Sb_(2)Te_(3)薄膜的结构及光学性质的调控

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红外与毫米波学报 2022年第6期41卷 1022-1029页

作者：廖袁杰李耀鹏宋晓晓张欣彤张书博张腾飞吕孟奇刘镇邹意蕴张野胡二涛李晶复旦大学光科学与工程系上海超精密光学制造工程技术研究中心上海200438 南京邮电大学电子与光学工程学院&微电子学院江苏南京210023 复旦大学微纳光子结构教育部重点实验室上海200433

对Sb2Te3薄膜的结构、线性光学及非线性吸收性质的Ti掺杂影响进行了系统性探究。利用磁控溅射和高温退火手段制备了不同Ti掺杂浓度的晶态Sb_(2)Te_(3)薄膜。X射线光电子能谱分析显示Sb_(2)Te_(3)薄膜中的Ti元素以Ti^(4+)化学态以TiTe_(2... 详细信息

对Sb2Te3薄膜的结构、线性光学及非线性吸收性质的Ti掺杂影响进行了系统性探究。利用磁控溅射和高温退火手段制备了不同Ti掺杂浓度的晶态Sb_(2)Te_(3)薄膜。X射线光电子能谱分析显示Sb_(2)Te_(3)薄膜中的Ti元素以Ti^(4+)化学态以TiTe_(2)的形式存在。线性光学性质结果表明,在保持非线性器件中宽工作波长特性的同时,Ti掺杂可以提高Sb2Te3薄膜的透射率,并降低光学带隙从1.32 eV至1.25 eV,根据Burstein-Moss理论,这取决于载流子的减少。利用自主搭建的开孔Z扫描系统,测试了薄膜样品在132 GW/cm^(2)强度下800 nm飞秒激光激发的非线性吸收性质,结果显示的Ti掺杂引起的饱和吸收可调谐行为可归因于光学带隙减小与晶化抑制的竞争效应。此外,Ti掺杂将Sb2Te3薄膜的激光损伤阈值从188.6 GW/cm^(2)提高到了265.5 GW/cm^(2)。总而言之,Ti掺杂Sb2Te3薄膜在非线性光学器件领域具有广泛的应用前景。

关键词：钛掺杂碲化锑薄膜光学带隙饱和吸收开孔Z扫描

运用铬钨合金提升四层膜系结构的宽光谱光热转换效率（英文）

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红外与毫米波学报 2019年第2期38卷 139-143页

作者：姚远胡二涛臧恺岩张静如涂华恬韦玮王松有赵海斌郑玉祥陈良尧复旦大学光科系上海200433 南京邮电大学光电工程学院江苏南京210023

基于铬钨合金能带结构的研究,得到了可表述任意铬钨合金组分光学性质的数学模型,并将其应用于实际光热器件特性分析.根据由模型获得特定组分铬钨合金的光学性质,设计了一个含有单层铬钨合金吸收层的四层膜结构,显示出优异的宽光谱(300～... 详细信息

基于铬钨合金能带结构的研究,得到了可表述任意铬钨合金组分光学性质的数学模型,并将其应用于实际光热器件特性分析.根据由模型获得特定组分铬钨合金的光学性质,设计了一个含有单层铬钨合金吸收层的四层膜结构,显示出优异的宽光谱(300～1 000 nm)光热转换性能.

关键词：铬钨合金合金光学模型光热转换薄膜

基于W双十字形微结构的太阳能选择性吸收薄膜的数值研究（英文）

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红外与毫米波学报 2019年第5期38卷 566-571页

作者：张静如涂华恬臧恺岩胡二涛张荣君郑玉祥王松有赵海斌杨月梅陈良尧复旦大学光科系与工程系上海200433 南京邮电大学电子与光学工程学院&微电子学院江苏南京210023

提出一种基于金属-介质六层膜的高太阳辐射吸收的新型双十字形微结构,计算显示其加权平均吸收率在截止波长前的光谱区约为96.5%,850 K温度的辐射率为0.086.通过场图分析对太阳能波段的光热吸收机制进行了探讨.不同入射角情况下的计算结... 详细信息

提出一种基于金属-介质六层膜的高太阳辐射吸收的新型双十字形微结构,计算显示其加权平均吸收率在截止波长前的光谱区约为96.5%,850 K温度的辐射率为0.086.通过场图分析对太阳能波段的光热吸收机制进行了探讨.不同入射角情况下的计算结果显示,基于双十字形微结构的太阳能选择性吸收薄膜可具有低偏振依赖性,以及小于50°入射角条件下的低入射角依赖性特点,将能够满足太阳能选择性吸收器件的应用需求.

关键词：太阳能选择性吸收薄膜光子晶体吸收器高吸收低辐射

基于二维材料MXene的仿神经突触忆阻器的制备和长/短时程突触可塑性的实现

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物理学报 2019年第9期68卷 245-250页

作者：陈义豪徐威王钰琪万相李岳峰梁定康陆立群刘鑫伟连晓娟胡二涛郭宇锋许剑光童祎肖建南京邮电大学电子与光学工程学院南京210023 盐城工学院材料科学与工程学院盐城224051

兼具长时程可塑性与短时程可塑性的电子突触被认为是类脑计算系统的重要基础.将一种新型二维材料MXene应用到忆阻器中,制备了基于Cu/MXene/SiO_2/W的仿神经突触忆阻器.结果表明, Cu/MXene/SiO_2/W忆阻器成功实现了稳定的双极性模拟阻态... 详细信息

兼具长时程可塑性与短时程可塑性的电子突触被认为是类脑计算系统的重要基础.将一种新型二维材料MXene应用到忆阻器中,制备了基于Cu/MXene/SiO_2/W的仿神经突触忆阻器.结果表明, Cu/MXene/SiO_2/W忆阻器成功实现了稳定的双极性模拟阻态切换,同时成功模拟了生物突触短时程可塑性的双脉冲易化功能和长时程可塑性的长期增强/抑制行为,其中双脉冲易化的易化指数与脉冲间隔时间相关. Cu/MXene/SiO_2/W忆阻器的突触仿生特性,归功于MXene辅助的Cu离子电导丝形成与破灭的类突触响应机理.由于Cu/MXene/SiO_2/W忆阻器兼具长时程可塑性与短时程可塑性,其在突触仿生电子学和类脑智能领域将会具有巨大的应用前景.

关键词： MXene 忆阻器离子扩散突触可塑性