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基于PbS量子点的可调谐高能量锁模光纤激光器

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红外与激光工程 2024年第3期53卷 102-109页

作者：陈广伟赵悦胡国庆秦莹贾凯琳陈丽李慧宇贺敬文周哲海北京信息科技大学机械工业现代光电测试技术重点实验室北京102206 北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京102206 北京交通大学国家物理实验教学示范中心北京100044

基于低维纳米材料的飞秒光纤激光器在光学开关、光纤传感和光通信领域中发挥着重要的作用。然而,低损伤阈值限制了其在高能量激光领域的实际应用。为了解决这一问题,实验中基于PbS量子点饱和吸收体,在近零色散区研究掺铒光纤激光器的飞... 详细信息

基于低维纳米材料的飞秒光纤激光器在光学开关、光纤传感和光通信领域中发挥着重要的作用。然而,低损伤阈值限制了其在高能量激光领域的实际应用。为了解决这一问题,实验中基于PbS量子点饱和吸收体,在近零色散区研究掺铒光纤激光器的飞秒脉冲输出特性,脉冲中心波长为1568.6 nm,光谱的3 dB带宽为11.4 nm,脉冲半高全宽为361 fs。利用多模光纤中的非线性多模干涉效应实现带宽可调的光谱滤波效应,调节偏振相关“基模”引起的群时间延迟量调控腔内总色散量,升高泵浦驱动电流达到饱和吸收体的反饱和吸收特性区域,实现从展宽脉冲到高能量耗散孤子共振脉冲的切换。由于局部的非同步色散波与孤子之间的相消干涉效应,导致耗散孤子共振脉冲光谱出现了dip型边带和Kelly边带不对称地分布在光谱两边的现象。通过调谐腔内脉冲的偏振状态和泵浦功率,高能量脉冲的半高全宽可以在7.7~23 ns之间调谐。当泵浦驱动电流达到800 mA时,腔内激光脉冲能量为34.8 nJ,其损伤阈值大于60 mJ/cm^(2)。该工作为实现高效、高能量飞秒光纤激光提供了新的解决方案。

关键词： PbS量子点高能量脉冲锁模光纤激光器多模干涉效应

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两原子三维纠缠态的一步制备

福建师范大学学报（自然科学版） 2024年第2期40卷 97-101页

作者：柴德康张丽玲林琪琪商校林功伟林秀敏福建师范大学物理与能源学院福建省量子调控与新能源材料重点实验室福建省太阳能转换与储能工程技术研究中心福建省先进高场超导材料协同创新中心福建福州350117

基于单模腔囚禁两个里德堡原子系统,提出一步制备两原子三维纠缠态方案。既节省制备时间和资源,又降低实验复杂性。基于主方程的数值模拟结果表明,所制备的三维纠缠态对腔耗散和里德堡态耗散具有强的鲁棒性。

关键词：单模腔里德堡原子三维纠缠态保真度

硼酸表面处理对ZnxMg_(1-x)O量子点自驱动光电探测器性能的影响

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发光学报 2024年第9期45卷 1521-1530页

作者：何玥仪宋玺尧王浩然胡均义刘少尧周芩安成明范翊王云鹏王飞赵东旭中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室吉林长春130033 中国科学院大学北京100049 佛山大学物理与光电工程学院粤港澳智能微纳光电技术联合实验室广东佛山528231

氧化锌材料(ZnO)因其独特的物理和化学性质在自驱动光电探测领域中展现出巨大应用潜力。然而,目前基于ZnO材料的自驱动光电探测器存在结构复杂、响应时间长、响应度低等问题,难以满足实际应用需求。本文构建了一种结构简单、响应速度快... 详细信息

氧化锌材料(ZnO)因其独特的物理和化学性质在自驱动光电探测领域中展现出巨大应用潜力。然而,目前基于ZnO材料的自驱动光电探测器存在结构复杂、响应时间长、响应度低等问题,难以满足实际应用需求。本文构建了一种结构简单、响应速度快的ITO/ZnO量子点(QDs)/Au光电探测器,并提出了一种硼酸(BA)表面处理结合退火的处理工艺,成功降低了ZnO QDs薄膜中的表面态密度,提高了器件光电性能。器件在0 V下响应时间约为1 ms,开/关比达到104,响应度达到8.81 mA/W。将这一工艺应用在Mg2+掺杂ZnO量子点基光电探测器中,同样提高了器件的比探测率和响应度,获得了具有0.93 ms上升时间的高响应速度自驱动光电探测器,Mg2+掺杂量越高,器件的上升时间越短。这项工作证实了BA表面处理结合退火处理工艺对化学合成的ZnO材料性能具有普遍提升作用,有望广泛应用于ZnO基紫外光电探测器的性能优化中。

关键词：氧化锌量子点自驱动光电探测器溶液表面处理带隙调控

二维范德瓦耳斯异质结Cs_(3)X_(2)I_(9)/InSe(X=Bi,Sb)的光电性能

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物理学报 2024年第13期73卷 229-237页

作者：熊祥杰钟防张资文陈芳罗婧澜赵宇清朱慧平蒋绍龙湖南科技大学物理与电子科学学院智能传感器与新型传感器材料湖南省重点实验室湘潭411201 格拉斯哥大学亚当史密斯学院格拉斯哥G128QQ 中国科学院微电子研究所硅器件技术重点实验室北京100029 粤港澳大湾区(广东)量子科学中心深圳518045

设计二维半导体范德瓦耳斯异质结是一种实现多功能微电子器件的有效策略.本文构筑了二维钙钛矿Cs_(3)X_(2)I_(9)(X=Bi,Sb)和铟锡InSe的范德瓦耳斯异质结Cs_(3)X_(2)I_(9)/InSe.基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了其几何、电子结... 详细信息

设计二维半导体范德瓦耳斯异质结是一种实现多功能微电子器件的有效策略.本文构筑了二维钙钛矿Cs_(3)X_(2)I_(9)(X=Bi,Sb)和铟锡InSe的范德瓦耳斯异质结Cs_(3)X_(2)I_(9)/InSe.基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了其几何、电子结构、光学性质.研究表明,二维Cs3Bi2I9/InSe和Cs3Sb2I9/InSe异质结为II型能带排列,且带隙分别为1.61 eV和1.19 eV,可见光和紫外光范围内具有较高的吸收系数.基于形变势理论和类氢原子模型的计算,二维Cs_(3)X_(2)I_(9)/InSe异质结显示了较高的电子迁移速率和激子结合能.基于Ⅱ型排列的能带结构和肖克利-奎伊瑟极限(Shockley-Queisser limit),对比研究了光电转换效率.此外,进一步探究了双轴应变对二维异质结Cs_(3)X_(2)I_(9)/InSe光电特性的调控及其规律.上述研究为未来设计高效的二维范德瓦耳斯光电子器件提供了理论依据.

关键词：二维异质结光电转换效率第一性原理计算应变工程

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微腔激子极化激元的自旋轨道耦合效应

中国激光 2024年第18期 1-14页

作者：龙腾李一鸣罗筱璇廖清李峰首都师范大学光功能材料与器件北京市重点实验室西安交通大学电子科学与工程学院电子物理与器件教育部重点实验室西安财经大学信息学院空军工程大学防空反导学院

光学微腔中的偏振劈裂效应作为一种等效光子规范场，可引发光子自旋轨道耦合机制，对微腔光子的能带结构、自旋分布和动力学行为产生独特的影响。尤其是在微腔光子与激子发生强耦合的物理体系内，基于光子自旋轨道耦合效应对微腔激子极... 详细信息

光学微腔中的偏振劈裂效应作为一种等效光子规范场，可引发光子自旋轨道耦合机制，对微腔光子的能带结构、自旋分布和动力学行为产生独特的影响。尤其是在微腔光子与激子发生强耦合的物理体系内，基于光子自旋轨道耦合效应对微腔激子极化激元进行调控展现出了更大的自由度和多样化特征。此外，外加磁场、各向异性激子材料、束缚性和周期性势场等都会引入新类型的等效规范场，产生一系列全新的光子自旋轨道耦合机制与现象。上述成果为微纳光子器件和光量子模拟器等提供了丰富的理论方法与应用平台。

关键词：微腔光子学激子极化激元自旋轨道耦合光子规范场

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黑磷中基于热驱动金属扩散诱导的相变

物理学进展 2024年第1期44卷 1-8页

作者：曹天俊单俊杰王刚林君浩梁世军缪峰南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室南京210093 南方科技大学物理系深圳市新型量子功能材料与器件重点实验室深圳518055

二维(2D)材料具有原子级平整、可范德华堆叠集成的性质,同时蕴含了丰富的物理现象与优异的电学性质,对其相变行为的研究一直是凝聚态物理与材料科学领域的前沿。本研究中,我们在黑磷(BP)中首次实现了基于热驱动金属扩散诱导的阶段式可... 详细信息

二维(2D)材料具有原子级平整、可范德华堆叠集成的性质,同时蕴含了丰富的物理现象与优异的电学性质,对其相变行为的研究一直是凝聚态物理与材料科学领域的前沿。本研究中,我们在黑磷(BP)中首次实现了基于热驱动金属扩散诱导的阶段式可控相变。通过对BP-In界面的热退火处理,我们观察到了从BP纯相到BP/InP混合相,再到InP纯相的阶段式相变现象。利用透射电子显微与拉曼光谱等表征技术,我们对诱导相变产生的机制进行了深入剖析,揭示了BP-In中热驱动的金属扩散行为是诱导相变发生的主要原因。通过对热驱动中影响能量供给的两个自由度(温度与时间)的精准调控,得到了阶段式相变过程中两个关键的阈值温度(相变启动与实现纯相转变)分别为300与350℃。本研究为2D材料体系中相变工程相关的研究提供了新的思路,也为拓展BP在电子学与光电子学器件中的应用提供了更多的可能性。

关键词： BP 金属扩散相变透射电子显微拉曼光谱

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基于激光诱导击穿光谱技术的水中氮元素检测

量子电子学报 2024年第3期41卷 506-513页

作者：杨新艳王鑫李东东王玺祝鹏刘昌张徐任红梅秦正波华泽丰郑贤锋安徽师范大学物理与电子信息学院安徽芜湖241002 光电信息材料功能调控与应用安徽省重点实验室安徽芜湖241002 国防科技大学电子对抗学院安徽合肥230037

利用气溶胶辅助激光诱导击穿光谱(LIBS)技术实现了对水中富营养化元素氮的实时在线准确快速检测。针对传统的同心雾化器对液体的进样量受液体物理性质限制的缺陷,本文采用微量注射泵辅助进样实现不同盐度待测样的相同进样量。结果表明,... 详细信息

利用气溶胶辅助激光诱导击穿光谱(LIBS)技术实现了对水中富营养化元素氮的实时在线准确快速检测。针对传统的同心雾化器对液体的进样量受液体物理性质限制的缺陷,本文采用微量注射泵辅助进样实现不同盐度待测样的相同进样量。结果表明,采用微量注射泵,N I 746.831 nm绝对光谱强度的平均相对标准偏差D_(RSAV)由19.51%改善至6.78%,定量分析检测极限LoD由5.45改善至1.57 mg/L,预测浓度与制备浓度的线性决定系数R^(2)、平均相对误差E_(R)和交叉验证均方根误差E_(RMSCV)分别由0.2830、45.80%和23.96mg/L改善至0.9043、10.33%和4.28 mg/L。本研究的结果表明微量注射泵辅助进样可实现气溶胶辅助LIBS技术对水中氮元素的精准灵敏检测。

关键词：光谱学激光诱导击穿光谱水气溶胶氮微量注射泵

二维范德华异质结CsXI/InSe(X=Bi、Sb)光电性能的第一性原理研究

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物理学报 2024年

作者：熊祥杰钟防张资文陈芳罗婧澜赵宇清朱慧平蒋绍龙中国科学院微电子研究所硅器件中心重点实验室格拉斯哥大学亚当史密斯学院湖南科技大学物理与电子科学学院智能传感器与新型传感器材料湖南省重点实验室粤港澳大湾区(广东)量子科学中心

设计二维半导体范德华异质结是一种实现多功能微电子器件的有效策略。本文中，构筑了二维钙钛矿Cs3X2I9(X=Bi、Sb)和铟锡InSe的范德华异质结Cs3X2I9/InSe。基于密度泛函理论的第一性原理方法，计算了其几何、电子结构、光学性质。研究... 详细信息

设计二维半导体范德华异质结是一种实现多功能微电子器件的有效策略。本文中，构筑了二维钙钛矿Cs3X2I9(X=Bi、Sb)和铟锡InSe的范德华异质结Cs3X2I9/InSe。基于密度泛函理论的第一性原理方法，计算了其几何、电子结构、光学性质。研究表明，二维Cs3Bi2I9/InSe和Cs3Sb2I9/InSe异质结为II型能带排列，且带隙分别为1.61eV和1.19eV，可见光和紫外光范围内具有较高的吸收系数。基于形变势理论和类氢原子模型的计算，二维Cs3X2I9/InSe异质结显示了较高的激子结合能和电子迁移速率。基于II型排列的能带结构和肖克利-奎伊瑟极限(Shockley–Queisser limit)，对比研究了光电转换效率。此外，进一步探究了双轴应变对二维Cs3X2I9/InSe异质结的光电特性的调控和规律。上述研究为未来设计高效的二维范德华光电子器件提供了理论依据。

关键词：二维异质结光电转换效率第一性原理计算应变工程

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自旋轨道耦合系统中的整数量子霍尔效应

物理学报 2019年第11期68卷 220-226页

作者：梁滔李铭华南师范大学物理与电信工程学院物理系广东省量子调控工程与材料重点实验室

研究了Rashba自旋轨道耦合作用下的二维无限长条形样品中的电子输运,计算了样品的霍尔电导和纵向电阻,得到了完整的整数量子霍尔效应.在一定强磁场范围内,由于样品两边缘的限制,能级在大波矢范围快速上升,在小波矢范围形成平坦的朗道能... 详细信息

研究了Rashba自旋轨道耦合作用下的二维无限长条形样品中的电子输运,计算了样品的霍尔电导和纵向电阻,得到了完整的整数量子霍尔效应.在一定强磁场范围内,由于样品两边缘的限制,能级在大波矢范围快速上升,在小波矢范围形成平坦的朗道能级.强磁场下自旋轨道耦合完全解除自旋简并.位于朗道能级上升和下降区域的电子形成传输电流.计算结果表明,霍尔电导呈现台阶型,平台出现在e2/h的整数倍位置,形成霍尔平台.温度对霍尔平台的电导有一定影响.在某临界温度以下,霍尔平台电导可以达到10–9以上的精度.最后分析了声子发射和吸收产生整数量子霍尔效应的纵向电阻的机制,近似计算了弛豫时间,得到了纵向电阻.结果表明,纵向电阻在霍尔平台区域为零,而在霍尔平台之间出现峰值.

关键词：自旋轨道耦合整数量子霍尔效应电子输运

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