一、光子晶体中双通道之间能量的转移（论文文献综述）
李儒颂[1]（2021）在《1.3μm高速光子晶体面发射激光器与拓扑面发射激光器研究》文中认为随着智慧城市、5G网络、人工智能、云计算和大数据中心等新一代信息技术的快速发展,网络数据流量在近年来呈现出指数增长趋势,促使光互连技术向更高速率、更大容量和更低功耗的方向发展。高速面发射激光器作为该领域关键核心器件,具有重要的研究价值和广阔的应用前景。垂直腔面发射激光器（VCSELs）由于长波长DBR难以外延生长且具有较大的损耗和串联电阻,因而还难以满足应用需求。而光子晶体面发射激光器（PCSELs）具有大面积单模激射、任意光束整形与偏振调控、片上二维光束控制及波长易于拓展等多种突出功能,因此在实现光纤的两个低损耗传输窗口（1.31μm,1.55μm）更具优势。近年来,受凝聚态中拓扑相和拓扑相变概念的启发,基于拓扑能带论的拓扑光子学正在兴起,其中具有鲁棒性的拓扑腔面发射激光器（TCSELs）不仅拥有高光束质量的优点,而且可以产生携带轨道角动量（OAM）的涡旋光束。OAM复用技术可极大提高光通信系统的信道容量,是未来通信技术的重要发展方向。本论文基于光子晶体对光子态的调控,结合光子晶体微腔与光子晶体带边激射原理设计出了具有异质光子晶体腔结构,为实现高速PCSELs提供了可行性方案,同时将具有拓扑性质的光子晶体引入面发射激光器中并通过合理的优化设计,以达到高速、大功率、低阈值、窄线宽和提高边模抑制比的目的,具有潜在替代现有VCSELs的优势。主要研究内容和创新成果如下:1.对PCSELs的带边激射原理和阈值增益进行了理论分析,并结合半导体激光器速率方程推导出了PCSELs的光功率公式,同时分析了二维光子拓扑绝缘体的边界态与拓扑相变机理,为研制高速PCSELs与TCSELs提供了理论基础。2.开展了高速双晶格PCSELs的理论研究。设计了增强面内光反馈的PCSELs,其谐振腔是由两种具有不同光子带隙的光子晶体组成的面内异质结构,除了利用光子晶体带边的光反馈外,还利用了两种光子晶体边界的反射,并通过调控其中双晶格光子晶体的两个空气孔间距来提高反向传播光之间的一维耦合系数,从而实现对激射模式的强面内限制。通过三维时域有限差分法（3D-FDTD）证实了我们所提出的异质PCSELs可以在较小的正方形区域内实现1.3μm单模激射,并可能实现大于30 GHz的3d B调制带宽。3.开展了基于Dirac点高速PCSELs的理论研究。通过调控光子晶体参数得到双Dirac锥形色散,设计了增强Dirac点面内反馈的PCSELs,并且由于在Dirac点态密度可以降为零,而自发辐射耦合系数?与态密度成反比,因此利用Dirac点作为带边激射,可有效提高PCSELs调制速率,通过3D-FDTD证实其是以四极模激射,在基于少模的空分复用系统中可能具有潜在的应用。4.开展了基于能带反转光场限制效应的高速拓扑体态面发射激光器的理论研究。拓扑谐振腔是由拓扑态光子晶体（R2=1.05R0）外围完整拼接与其带隙相当的拓扑平庸态光子晶体（R1=0.94R0）构成,在拼接的边界处会产生光场的反射和限制效应,通过3D-FDTD证实其可在较小的正六边形区域内实现1.3μm低发散角单模激射。此外,该拓扑体态面发射激光器由于能带反转引起的反射只发生在靠近布里渊区中心附近的一个很小的波矢范围,因此限制了能够获得有效反馈的模式数目,这种模式选择机制与带边模式PCSELs完全不同,更有利于实现单模面发射,在高速光通信领域中的应用将更具有优势。5.开展了高速Dirac涡旋腔面发射激光器的理论研究。通过对正常蜂窝光子晶体超胞应用广义的Kekulé调制和收缩操作,然后将它们完整拼接得到异质Dirac涡旋腔（具有鲁棒的中间带隙模）,同时适当调控腔中子晶格的尺寸,使得带间模收敛于Dirac点频率并处于外围光子晶体的禁带中,以达到增强带间模面内光反馈的目的,从而有利于实现高速调制。研究结果表明,以该异质Dirac涡旋腔的带间模作为带边激射,可在较小的区域内实现1.3μm单模矢量光束输出,这为发展具有优异性能的新型高速拓扑PCSELs提供了可能。
马晓乐[2]（2021）在《GaSb基双色红外探测材料与器件研究》文中指出红外探测尤其双色红外探测技术因其探测波段范围广、特征信息丰富、分辨能力强、抗干扰等优点在军事及民用领域均发挥着重要的作用。在红外探测领域,根据大气窗口通常划分为短波红外（1-3 μm）,中波红外（3-5 μm）和长波红外（8-14μm）。本文采用锑化镓（GaSb）体材料作为短波红外吸收材料,砷化铟/锑化镓（InAs/GaSb）Ⅱ类超晶格作为中波和长波红外吸收材料,利用能带模拟、分子束外延生长和器件制备工艺实现了 GaSb基短/中、短/长、中/中和中/长四种双色红外探测材料和器件。研究了外延材料的表面形貌、晶体结构和双色红外探测器的光电性能。主要研究内容如下:（1）优化了 GaSb缓冲层和InAs/GaSbⅡ类超晶格的外延生长参数,包括生长温度、Ⅴ/Ⅲ束流比和InSb界面生长时间。优化后的GaSb缓冲层和InAs/GaSbⅡ类超晶格的表面均方根粗糙度RMS分别为1.8A和1.97A,超晶格零级峰半峰宽为41.22arcsec,与衬底峰应变值为0.0347%。InAs/GaSb Ⅱ类超晶格退火实验表明,超晶格最高承受温度不得超过Tc+75℃,在Tc+60℃对GaSb体材料进行了低温生长实验,低温下优化后的束流比为Sb/Ga=7,RMS为1.79A。（2）重新生长了 10/1/5/1和18/3/5/3 M结构超晶格从而对生长参数进行了确认,对掺杂源炉温度以及对应的掺杂浓度进行了研究。通过材料外延实验的基础以及结构设计和能带模拟实现了高质量短/中、短/长、中/中和中/长双色红外探测器件的外延生长。四种器件中包含的不同结构超晶格零级卫星峰均重合,重合的零级峰半峰宽分别为 17.57arcsec、38.77arcsec、36.34arcsec 和 27.92arcsec,与衬底峰的应变值分别为0.0905%、0.0215%、0.1224%和0.030%。（3）对四种双色器件进行了工艺制备和电学光学性能测试,测试结果如下:短/中双色器件两通道的截止波长分别为1.6μm和5.02μm,器件的最大阻抗值RA与暗电流密度值J分别为1.86 × 106Ω·cm2和4.12 × 10-7A·cm-2。短波与中波通道的光学串扰分别为0.0049和0.295,峰值量子效率分别为35.86%和25.47%,峰值探测率分别为7.63 × 1011cm·Hz1/2/W和4.05 × 1010 cm·Hz1/2/W。并在器件工艺过程中进行了硫化与钝化工艺的对比,硫化与只钝化器件的侧壁电阻率分别为4.49 × 107Ω·cm和6.83 × 106Ω·cm。短/长双色器件两通道的截止波长分别为1.64μm和11.06μm,最大阻抗与面积乘积值RA为3.75×107 Q·cm2,短波通道与长波通道的峰值响应度分别为0.7 A/W和1.5 A/W,峰值量子效率分别为0.6%和17%。短波通道在1.5μm处峰值探测率为1.4 × 109cm.Hz1/2/W,长波通道在5μm处探测率达到1.052 ×1011cm·Hz1/2/W。中/中双色器件两个通道截止波长分别为3.7μm和5μm,最大阻抗与面积乘积值RA为4.96 × 106Ω·cm2,3.7μm和5μm中波通道的峰值响应度分别为0.0406 A/W和2.909 A/W,峰值量子效率分别为2.37%和35.06%,峰值探测率分别为 1.453 × 1012cm·Hz1/2/W和9.936 × 1013cm·Hz1/2/W。中/长双色器件的中波通道和长波通道的截止波长分别为4.8μm和10.5μm,最大阻抗与面积乘积值RA为2.48 × 105Ω·cm2,中波通道和长波通道的峰值响应度分别为0.2664 A/W和0.5169 A/W,峰值量子效率分别为8.12%和13.12%,峰值探测率分别为2.04 × 1012cm·Hz1/2/W和3.95 × 1012cm·Hz1/2/W。
陈阳[3]（2021）在《基于微纳光波导的量子信息处理实验研究》文中认为量子计算与量子理论的发展为解决后摩尔时代中芯片尺寸受限以及经典物理原理不适用提供了重要的全新原理的解决方案,并且能够原理性的满足未来对更高信息量的要求。而量子信息系统的小型化和集成化势必将成为量子信息与量子计算领域中重要的发展方向。本文我们利用微纳光波导结构研究了集成光学系统在不同体系下的量子信息处理过程。主要研究内容有:1.我们研究在集成微纳结构中量子信息的传输,我们实现了在十多个微米长的表面等离激元波导中双光子偏振纠缠态的传输,并且纠缠性质能够很好的保持。我们通过使用可调相位片测量了双光子干涉曲线,并评估了系统的整体损耗对于利用表面等离激元结构实现量子传感的影响。我们的研究结果对于在有损耗的系统或者利用表面等离激元结构实现突破标准散粒噪声极限的量子成像或量子传感测量提供了基本的理论和实验研究。2.我们简要介绍了飞秒激光直写透明介质材料中光诱导折射率变化的机理,可以被用来制备光波导。我们基于飞秒激光直写玻璃波导体系,演示了偏振无关的光波导器件的基本性能和应用于量子信息处理的可能性、演示了路径编码的量子CNOT门的逻辑功能、通过级联路径编码的量子CNOT门和单比特门演示了制备路径编码贝尔纠缠态的可能性和结构的可扩展能力。我们的研究结果展示了我们可以利用飞秒激光直写技术实现精准的不同参数的基本元器件,未来可用于研究大规模的量子线路或者量子模拟。3.我们探讨了光波导中傍轴近似条件下电磁场的传播满足薛定谔形式的传播方程,基于此探讨了光在波导中的传输行为与固体中电子行为的相似性。构建了紧束缚近似模型用于描述光在波导阵列中的传输行为,并且研究了两个耦合波导系统中的参数对于复杂阵列结构的可移植性。基于我们建立的直观的理论结果我们综述讨论了光学波导阵列系统的诸多应用,并且在实验上利用飞秒激光直写技术加工了一维拓扑非平庸的波导阵列结构,研究了系统边界态在阵列结构中的演化,并且实验观察到了拓扑相变的过程。基于我们对于波导阵列中光的传播行为的基础理论和实验研究,未来我们将对更高维度以及更复杂的物理模型展开研究。4.基于蜂窝状六角晶格结构,我们介绍了具有不同亚晶格能量的二维拓扑绝缘体模型。根据对模型的能带进行分析,这样的系统具有非平庸的能谷相关的拓扑陈数。我们通过构建具有不同谷陈数的光子晶体结构,在界面处理论预测了谷相关的光的方向性传输性质。基于这种谷相关的选择性耦合机理,我们构建了谷相关的波分束的结构,并且特殊设计了一个工作在1550 nm波段的鱼叉形状的等比分束器结构,我们演示了在这种谷相关的拓扑分束器结构上的双光子量子干涉过程。更进一步我们构建了一个简单的量子线路结构用于证实结构中路径纠缠态的产生,这项工作为利用谷相关的拓扑绝缘体结构应用于量子信息处理过程提供了开拓性的新颖思路。
解为强[4]（2021）在《基于氮化硼/光栅复合结构的光学共振与模式耦合特性研究》文中研究表明六方氮化硼具有天然的双曲色散特性。中红外波段,氮化硼可激发双曲声子激元并具有双曲色散,使其在红外超分辨聚焦、成像等领域显示出巨大应用潜力。由于六方氮化硼双曲声子激元具有大波矢,采用自由传播的传播波激发效率较低。通常借助光学模式的耦合效应来提高其吸收率,增强光与物质的相互作用。近年来,六方氮化硼声子激元及其耦合特性的研究已成为纳米光子学的热点领域,在光电探测、超分辨率成像、光开关、光学传感等光电子器件中具有重要应用价值。本文结合数值仿真与严格的理论分析,系统研究了基于六方氮化硼/光栅复合结构的光学共振与模式耦合特性,设计了三种模式耦合体系,分析了其模式耦合及其调控的物理机制,主要工作如下:（1）设计了氮化硼/深金属光栅耦合共振结构,研究了中红外波段深金属光栅磁激元与氮化硼薄膜声子激元的模式耦合特性。研究结果表明,磁激元与声子激元可产生强耦合,实现40.7 me V的强Rabi劈裂以及双通道完美吸收;研究进一步发现,该耦合体系强耦合模式的共振频率对入射角度和狭缝宽度具有显着的鲁棒性,耦合杂化模式的模场分布具有显着差异性;上述研究结果将对片上高性能光电探测、传感、超分辨成像等器件的设计提供理论指导与方案。（2）设计了氮化硼薄膜/多层介质/金属衬底耦合共振结构,研究了中红外波段双曲声子激元与双Tamm等离激元之间的耦合效应。研究表明,氮化硼薄膜/多层介质界面可以激发声子Tamm等离激元,多层介质/金属可以激发金属Tamm等离激元。声子激元与双Tamm等离激元可以产生多模强耦合,进而实现双通道完美吸收及多区域场增强;此外,强耦合模式具有对入射角度的敏感特性;上述研究成果将在光电检测、开关、发光等激元器件领域具有应用潜力。（3）设计了二维四聚体介质光栅/金衬底共振结构,研究了近红外波段,四聚体介质光栅的共振吸收特性。数值研究结果表明,该共振体系可有效激发磁偶极共振,实现高品质因子、窄线宽的完美光学吸收效应。通过打破该阵列的结构对称性,研究了器件共振波长与吸收强度对入射光场偏振的依赖关系,实现了器件共振波长与场增强区域的主动调控;上述研究成果将为偏振可调谐光电器件设计提供了新思路。本文系统研究了基于六方氮化硼/光栅复合结构的光学共振与模式耦合特性,相关研究结果将为红外波段的光探测、传感、开关、光发射、纳米光学非线性器件的设计与实现提供理论支撑和新思路。
王文岩[5]（2021）在《二维过渡族金属硫族化合物的超快光谱研究》文中研究说明人类文明的发展离不开材料科学的进步。如今的人类社会正处于信息时代,材料科学得到了空前的发展。单晶硅材料的制备和加工技术的产生,促进了大规模集成电路的发展;半导体化合物的崛起,推动了微电子和光电子领域的进步;高温高强度结构材料的突破,打开了宇航工业的大门。可以看出,材料科学是高新技术发展的基础,是一个国家工业和科技实力的重要体现。在众多材料中,纳米材料作为一种具有独特物理、化学性质的材料,逐渐广泛地被应用在信息技术、电化学物理及生命科学等领域。在纳米材料中,自2004年石墨烯材料首次通过机械剥离的方法被成功制备出来,以石墨烯为代表的二维原子晶体材料的研究开始飞速发展,在过去的十年中已成为化学、物理学、材料科学和光电子学等领域的重要研究对象。二维过渡族金属硫族化合物（2D TMDCs）作为新一代的二维材料,被誉为“无机石墨烯”,具备优越的物理特性如:具有较大的直接带隙、带隙容易调节、载流子迁移率高、激子结合能大、机械性能良好和工业化制备成本低等。近年来被广泛地应用在催化、量子逻辑门、纠缠光子源、自旋电子器件、气体传感器和光伏器件等研究领域中。对于半导体器件,材料中的激子、含电激子、双激子和载流子等激发态物种对材料特性及器件性能有着决定性的影响。然而,人们对二维材料的超快光物理特性研究的历史不长,其中仍有很多物理现象没有得到准确解释,其深层物理特性还有待进一步研究。因此,需要我们对2D TMDCs材料中的激发态物种的光物理性质有更深入的理解,从而在推动2D TMDCs材料在未来更广泛的应用。本论文主要利用飞秒瞬态吸收光谱技术,研究了基于CVD技术制备的两种典型的2D TMDCs材料:单层MoS2和单层WS2的超快光物理特性。本论文主要内容如下:1.在量子信息与量子计算中,构建量子相干态是至关重要的一步,其中由半导体材料中的双激子构建量子相干态系统,由于其具有稳定性高、易于集成为器件等优势,具有很大的应用潜力。我们利用强泵浦-弱探测及强泵浦-强探测飞秒瞬态吸收光谱技术,对单层MoS2材料双激子的光物理特性进行了详细的解析。强泵浦-弱探测飞秒瞬态吸收光谱数据表明,高激发光子能量可以诱导单层MoS2在B激子态上产生双激子。进一步对材料进行强泵浦-强探测飞秒瞬态吸收光谱测试可以发现,双激子可以在A、B激子态上同时产生,且它们的结合能随着时间的推移逐渐耗散。随着探测光吸收光子通量的提高,双激子在激发态物种中数量的占比逐渐增加。此外,通过对飞秒瞬态吸收光谱拟合,我们证实了短程相互作用在双激子-双激子湮灭过程中起主导作用。这些研究成果丰富了人们对2D TMDCs材料中双激子物理性质的认识,有助于拓宽人们在基于2D TMDCs的量子逻辑门和纠缠光子源等领域的应用。2.热载流子的存在可显着提高光探测器、太阳电池光电器件和光催化过程效率。但在目前已研究的半导体材料中,热载流子寿命大都小于1皮秒,在实际应用中难以利用,因此减缓热载流子的冷却速度对有效地利用热载流子具有十分重要的意义。我们利用飞秒瞬态吸收光谱技术,对单层MoS2的超快热载流子动力学展开了深入研究。通过对飞秒瞬态吸收光谱分析研究发现,热载流子可以同时出现在单层MoS2的不同激子态中,且热载流子的寿命可以延长到数皮秒。对于C激子态,通过提高泵浦光的光子能量来增加热载流子的初始能量,热载流子冷却寿命将会由于热声子瓶颈效应的存在而逐渐延长。在载流子初始能量较低时,热载流子可由高密度载流子诱导的俄歇加热效应产生。当这两种效应同时存在时,俄歇复合过程将会使热载流子密度的增加趋势受到限制,进而导致热声子瓶颈效应对热载流子冷却寿命的延长作用减弱。由于单层MoS2具有丰富的能带结构,在A/B激子态中也能观察到类似的热载流子冷却的现象,且A/B激子态上的热载流子与C激子态上的热载流子冷却过程相互影响。这些研究结果阐明了在复杂能带结构体系中的热载流子特性,有助于推动2D TMDCs在光电探测、催化等领域的进一步发展。3.半导体材料中的热载流子可以提高其光电器件的性能。事实上,其中的核心在于热载流子冷却和扩散过程,这些过程决定了热载流子是否可以在材料界面上被有效地提取。我们通过飞秒瞬态吸收光谱技术,对单层WS2的C激子态上的热载流子冷却及扩散过程进行了详细研究。实验结果表明,由于热声子瓶颈效应的存在,单层WS2的C激子态上的热载流子冷却寿命将会随着热载流子密度的增加而逐渐延长到数皮秒。此外,热载流子的瞬态吸收光谱特征也与普通载流子有明显区别,这表明热载流子和载流子的吸收系数不同。最后,我们建立了一个修正的兰纳-琼斯（Modified Lennard-Jones）模型,利用该模型拟合了瞬态吸收光谱特征漂白峰位随时间的移动过程,研究了热载流子的扩散特性,并估计了热载流子的平均距离。这些研究结果拓宽了人们对2D TMDCs热载流子冷却及扩散过程的认识,有利于推动基于2D TMDCs热载流子的器件的应用。
江旭海[6]（2021）在《基于光折变晶体中双波混频的自适应解调系统研究》文中研究指明与传统的压电类传感器相比,光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）传感器具有抗电磁干扰、体积小、重量轻、耐腐蚀、高实时性、高灵敏度、易组成大规模准分布式FBG传感网络、集感知与传输于一体等优点,因此FBG传感在航空航天等领域的结构健康监测中被广泛研究。由于声发射或突发性撞击事件的发生时间和位置均是不可预测的,因此需要在被测结构上安装若干FBG传感器以实现对结构健康状态的实时测量。FBG传感器在监测由撞击和声发射引起的动态应变时存在两个技术挑战。首先,需要开发一个可以同时解调多个FBG传感器的解调器。其次,通常感兴趣的高频动态信号往往共存于更大的准静态信号背景上,而FBG传感器本身对准静态变化和动态应变都很敏感,因此开发一种自适应外界大的准静态变化的FBG波长解调器至关重要。基于上述背景,设计了一种基于光折变晶体掺铁磷化铟（In P:Fe）的双波混频（Two-wave mixing,TWM）自适应波长解调器。光折变晶体中的双波混频不仅可自动消除低频FBG波长漂移,还可以多路复用。本论文的主要工作如下:（1）本文提出以单缺陷双边带非线性载流子输运方程描述In P:Fe中光折变动态光栅的写入过程,通过微扰法将非线性方程线性化,从而求得小调制干涉图样下空间电荷场的稳态解,并用耦合波方程建立空间电荷场与增益系数的关系。计算温度、泵浦光强、外加直流电场和入射角对增益系数的影响。在室温298K和外加电场5k V/cm时,最佳泵浦光强为218m W/cm2,最佳入射角为5°。通过In P:Fe双波混频实验研究泵浦光强、外加直流电场和入射角对增益系数的影响,实验结果显示出增益系数变化规律与理论预测一致,验证了单缺陷双边带模型的合理性。最后,基于光折变响应时间讨论了双波混频过程在光折变材料中的自适应性。（2）研究了TWM干涉仪的直接检测和各向同性检测相位解调原理。直接检测具有最简单的光学结构,在漂移模式下可实现对小相位调制的线性解调,在受散粒噪声限制的情况下干涉仪仍具有最佳的信噪比。在各向同性配置中,因为经过晶体后存在两种偏振状态,所以可借助相位补偿板来实现正交条件。然而,这导致各向同性配置在光学设备方面更加复杂,并且在一定程度上降低了信噪比。因此本工作中采用直接检测方案,最后计算直接检测的频率响应,结果表明光折变合束器相当于一个“智能”高通滤波器（截止频率为120Hz）。（3）本文提出一种基于半导体光放大器（SOA）光纤环形激光器的智能光纤动态应变传感系统,FBG传感器的反射光谱由于动态应变而改变时,激光输出的波长相应地移动,随后转换为相应的相移并由光折变晶体In P:Fe中的双波混频干涉仪解调。从理论上分析了解调信号幅度与光程差之间的关系。实验发现0.2nm带宽的FBG传感器光程差在4mm附近时解调信号幅度最大,同时外加直流电场越大信号幅度亦越大。动态响应测试实验表明,传感系统可自适应大的低频振动,低频截止频率约为50Hz,还展示了该系统可用于撞击和超声检测,最后还证明了该传感系统可多路复用性。所以TWM波长解调器同时具有实时性、自适应性、多路复用性,因此有望用于声发射等结构健康检测的FBG动态应变解调。
李婉莹[7]（2020）在《神经退行性疾病相关物质的光谱分析》文中研究指明阿尔兹海默症（Alzheimer’s Disease,AD）作为一种典型的神经退行性疾病,其病理特征主要表现为患者脑部老年斑大量形成及神经原纤维缠结。其中,老年斑主要由β-淀粉样蛋白（Amyloidβ-protein,Aβ）及Zn2+、Fe3+、Cu2+等金属离子组成。随着全球老龄化的日益严重,AD对人类健康的危害也愈演愈烈。迄今为止,AD的发病机理依旧没有明确的解析,同时也缺少有效的治疗手段阻止或逆转疾病。因此,神经退行性疾病相关的金属离子及Aβ斑块的研究是AD病理特征解析及治疗的关键。光谱分析是神经退行性疾病相关的金属离子与Aβ斑块的重要研究手段。一方面,针对重要的金属离子,利用双光子比率型荧光探针穿透能力强、背景信号低及组织损伤小的优点,可实现金属离子的生物传感。金属离子能影响Aβ蛋白的折叠与聚集,进而影响老年斑的产生、生长及其结构。因此,另一方面,利用偏光分析可进一步解析Aβ斑块的结构、生长机制及金属离子、抑制剂等对其生长过程的影响。然而,实现金属离子的荧光分析及Aβ斑块相关的偏光分析仍然具有挑战。目前的挑战主要在以下三个方面:（1）实现脑切片及斑马鱼中金属离子的生物传感,需构建高双光子吸收截面（>100 GM）的探针;（2）已报道的双光子比率型金属离子荧光探针大多需要加入大量的有机溶剂,为了更好地将探针用于生物传感,需提高探针的水溶性;（3）在淀粉样蛋白堆积球晶的研究中,偏光分析的巨大潜力远远没有得到发挥,亟需建立完整、系统的Aβ斑块偏光分析研究。本论文就上述提出的关键科学问题,展开了以下三个工作:（1）为了获取更高的双光子吸收截面,我们合成了具有高选择性、高时空分辨率的双光子比率型探针5,5-bis（（E））-4-（（2,5,8,11-tetraoxatridecan-13-yl）oxy）-3,5 dimethylstyryl)-2,2′-bipyridine（P-Zn）。P-Zn探针与Zn2+作用后,双光子吸收截面最大值由516±77 GM增至958±144 GM。P-Zn探针也具有高稳定性、低毒性以及良好的生物相容性等优点。通过AD鼠脑切片和正常鼠脑切片的荧光成像对比,发现AD鼠脑切片中存在明显的斑块,且该斑块中Zn2+的含量高于正常鼠脑。（2）为了克服探针水溶性差的缺点,我们使用二甲基吡啶胺的衍生物作为Zn2+的络合剂,合成了具有较高水溶性、高选择性的双光子比率型荧光探针（E）-1-（6-（4-（2-（2-（2-methoxyethoxy）ethoxy）eth-oxy）-3,5-dimethylstyryl）quinolin-2-yl）-N,N-bis（pyridin-2-ylmethyl）methanamine（TEO-MPVQ）。TEO-MPVQ探针具有组织穿透能力强、生物损伤小及响应时间短等特性。神经元成像表明NO刺激下,内源性Zn2+会从神经元中的金属硫蛋白迅速释放,减小细胞内Zn2+的浓度。（3）金属离子与Aβ斑块的形成密切相关,我们系统地研究了Aβ斑块的结构、生长机制及金属离子等关键生物分子离子对其生长过程的影响。研究表明,Aβ斑块在患者脑中以球晶的形式存在。通过溶剂挥发法制备得到大量Aβ1-16球晶,证实Aβ1-16球晶是由Aβ纤维堆积组成的。穆勒矩阵偏光成像研究表明,Aβ1-16球晶的线性双折射角度与球晶中纤维的快速生长方向平行。Zn2+及Cu2+通过成核作用及配位作用两种方式影响Aβ1-16球晶的生长,使Aβ1-16球晶的生长速度随Zn2+及Cu2+的浓度的改变,出现先增大后减小的现象。为进一步探究外源物质与纤维的相互作用,考察了大量染料分子在球晶中的排列,证实罗丹明B等染料均沿球晶径向排列。进一步推测抑制剂主要通过与Aβ纤维径向之间相互作用,从而减慢Aβ纤维径向方向生长,降低球晶生长速度。
杜晓扬[8]（2020）在《高性能三元有机太阳能电池的设计及机理研究》文中指出有机太阳能电池作为新型光伏技术的一种,具有环保、质轻、成本低、易制备等优点,是近年来能源领域的研究热点。在众多提高器件光伏性能的策略之中,三元策略同时兼顾了单异质结电池的简单工艺和叠层器件对光子较强的捕获能力,是提升有机太阳能电池性能行之有效的方法之一。然而,三元有机太阳能电池的发展仍面临着如下问题:首先,有机太阳能电池的光电转换效率尚未达到实际应用的标准,进一步提高器件的光电转换效率是三元有机太阳能电池发展面临的首要问题;其次,三元电池中各组分材料间的相互作用对器件性能的影响十分重要,合理利用第三元组分诱导活性层的相分离和电荷动力学过程仍需进一步的深入研究;第三,有机太阳能电池的稳定性是继器件效率突破之后的另一关键问题,第三元材料的引入对器件稳定性的影响值得关注;最后,三元策略在有机太阳能电池的应用领域,如半透明有机光伏器件等方面仍需大力发展。针对上述问题,本论文通过合理地调控第三元组分与主体系分子间的相互作用,改善活性层的电学性能和微观形貌,实现高效率、高稳定性的三元有机太阳能电池。本论文主要的研究内容和创新点如下:（1）创新性地采用分子间氢键策略改善富勒烯分子的电学特性,定向地诱导活性层中分子的结晶和堆叠,获得了高性能三元有机太阳能电池。在PTB7-Th:PC71BM中引入有机小分子Coumarin 7（C7）,得益于C7与PC71BM形成的氢键,电荷在富勒烯球面富集,增强了PC71BM与PTB7-Th骨架间的π-π耦合,促进了激子解离和电荷传输过程。氢键的存在不仅削弱了PC71BM的聚集,提高了给体的结晶性,而且辅助三元薄膜构建了双连续的互穿网络结构,确保了电荷的高效传输。相较于二元器件,三元器件获得了高达12.45%的效率,提升幅度达31.88%。进一步地,引入有机小分子DIBC验证了该策略的适用性。基于DIBC的三元器件在获得高效率的同时还表现出良好的光和热稳定性。（2）针对A-D-A型主链平面结构的非富勒烯受体在共混薄膜中聚集过强这一问题,创新性地利用第三元组分与主体系材料间的氢键作用改善活性层形貌和分子堆积特性,提升三元器件的性能。在该类型非富勒烯受体（IEICO-4F）电池体系中引入有机小分子DIBC,利用DIBC与IEICO-4F之间的氢键作用拓宽了IEICO-4F的堆叠间距,削弱了IEICO-4F的结晶性。同时构建了纳米互穿网络结构,形成了高速的电荷传输通道。在这些优化的基础上,基于PTB7-Th:IEICO-4F:DIBC的三元器件实现了高达13.53%的效率以及极好的存储稳定性。相似地,基于PBDB-TF:Y6:DIBC的三元器件也获得了高达16.41%的效率。（3）将具有π-π堆积效应的有机小分子引入到有机太阳能电池中,利用其独特的激基缔合态发光,增强了体系内的自吸收过程,实现了高效率、高稳定性的三元有机太阳能电池。设计合成了新型有机小分子PTN作为第三元组分,该材料在固态薄膜中通过π-π堆积作用形成了激基缔合物,其发光光谱呈现大幅度的红移。该红移的光谱促进了体系内主体材料的吸收过程并加强了器件对光子的捕获。PTN趋于平面的骨架结构与富勒烯材料具有较强的相互作用,抑制了富勒烯材料的团聚。采用乙苯作为绿色溶剂,基于PTB7-Th:PTN:PC71BM的三元器件在获得高达11.44%的光电转换效率的同时展现出良好的存储、光和热稳定性。（4）创新性地将延迟荧光材料与有机太阳能电池相结合,利用延迟荧光分子与主体系分子间长寿命的能量转移机制,提高了光生激子的寿命和扩散距离,降低了器件的复合能量损失,实现了高效率、高稳定性的三元器件。设计合成了具有延迟荧光特性的分子APDC-TPDA作为第三元组分,在共混薄膜中该分子通过能量转移将其上产生的长寿命激子传递到给体材料上,提高了光生激子的寿命、扩散距离和解离效率。同时,APDC-TPDA的存在还抑制了不利的反向能量传输,改善了活性层的相分离和电荷动力学过程。最终,实现了将近17%的光电转换效率。值得注意的是,基于该策略的三元器件在大气环境中展现出良好的存储、光和热稳定性。延迟荧光材料的引入从根本上改善了有机光伏器件激子寿命短、扩散距离有限等问题,为发展高性能三元有机太阳能电池提供了新型的设计思路。（5）提出一种新型的半透明器件制备方法,将非离子型表面活性剂DDO作为第三元添加剂引入到二元体系中,调控了活性层材料的结晶和相分离过程,赋予器件对活性层膜厚良好的耐受性,进而实现高性能半透明有机太阳能电池。以PTB7-Th:PC71BM为主要研究体系,DDO掺杂的半透明富勒烯器件获得了高达8.41%的光电转换效率和30.8%的透过率。区别于近红外非富勒烯半透明器件,基于该策略的半透明器件在实现高效率的同时保证了整个可见光区域的吸收。得益于DDO对活性层形貌和电荷动力学过程的改善,基于DDO的光伏器件也显示出良好的光和热稳定性。该表面活性剂具有普适性,在聚合物/富勒烯、小分子/富勒烯以及聚合物/非富勒烯体系中均具有良好的表现。
李斌[9]（2020）在《基于时间分辨的单量子点激子动力学研究》文中研究说明量子点具有宽带吸收、窄带发射、发射光谱连续可调和高量子产率等的激子辐射特性,能够用于制备光伏器件、发光二极管、激光器、单光子源和纠缠光子源等。然而,单量子点的光致发光中断和闪烁以及激子动力学波动的本质机制是由表面俘获还是光电离所导致的仍存在着不确定性;由于俄歇复合效应导致双激子的量子产率极低,对双激子动力学的研究仅停留在系综或间接的实验方法上,而无法探究表面俘获和光电离对双激子动力学的影响。针对上述问题,本论文主要开展了基于单量子点光谱和时间分辨技术的单量子点激子动力学研究。单量子点光谱能够消除系综平均效应,可以从单粒子的水平上获得纳米材料的结构和动力学信息;采用时间标记、时间分辨和时间关联的单光子计数（TTTR-TCSPC）技术通过记录单量子点的光子的实时到达时间,研究单量子点的光致发光强度、激子寿命、关联函数等丰富的激子辐射信息;研究不同界面环境下的单量子点激子动力学可以获得微观的电子、能量转移动力学及相互作用的信息,从而为基于量子点光电器件的有效制备提供实验和理论基础。本文研究工作主要包括,基于时间分辨技术和空间符合计数的光子统计方法实现了单量子点的快速识别;测量了单量子点的激子和双激子动力学特性,研究了量子点表面俘获和光电离产生的额外电荷对单激子和双激子动力学的影响;测量了不同界面环境下单量子点激子动力学和偏振辐射特性;基于偏振辐射特性的变化研究了表面电荷对单量子点的带边激子精细能级结构的影响等。本文的主要创新点为:1.基于时间分辨技术和空间符合计数的光子统计方法发展了一种快速识别单量子点的方法。量子点中的多激子辐射效应使得常规的二阶关联方法不能实现对单量子体系的判别。针对快速精准识别单量子点的关键问题,本文采用TTTR-TCSPC技术,有效地消除了双激子态的双光子辐射、低计数背景、散粒噪声等的影响。基于空间符合计数理论模型在共焦显微镜扫描成像过程中实现对单个量子点的高精度的快速识别,识别时间为ms量级。2.研究了单量子点表面俘获和激子带电对双激子动力学的影响。基于时间分辨技术发展了一种精确测量双激子量子产率的方法,获得到了胶体半导体单量子点内中性与带电双激子态的辐射及俄歇复合率,所得结果与Cd类量子点非对称能带结构理论预测相一致;研究发现表面俘获可以为双激子提供高效的非辐射通道,其非辐射复合率约为单激子的3.6倍。3.新型钙钛矿单量子点的激子动力学研究。研究发现钙钛矿量子点的单激子辐射速率基本保持不变,其荧光闪烁源于量子点表面俘获的活化和非活化过程;实验测得钙钛矿单量子点的双激子与单激子的辐射速率比约为4.4;研究表明,在较高功率激发下单量子点的光致发光闪烁是表面俘获的活化与非活化和量子点充放电过程共同作用的结果。4.采用N型半导体氧化铟锡纳米粒子有效地抑制CdSeTe/ZnS单量子点的光致发光闪烁,可以将发光亮态的比例提升到98%以上;研究发现具有费米能级对齐的钙钛矿单量子点/ITO系统可以有效地抑制激子俄歇复合和价带空穴转移的非辐射复合过程,从而可以有效地提升基于钙钛矿量子点的光伏器件的光电转换效率。5.利用N型半导体氧化铟锡纳米粒子为单个棒状量子点表面进行充电,实验发现表面带电的单个棒状量子点的辐射偏振度柱状图的半高宽从0.24展宽为0.41,理论计算结果表明表面电子能够增加带边激子精细结构的辐射态U0和?1U的能级间隔,从而可以改变它们的粒子数布居因而引起辐射偏振度的改变。
张晶慧[10]（2020）在《基于卟啉骨架的新型荧光探针的设计、合成及性质研究》文中指出卟啉类化合物具有独特的光物理和光化学性质,被广泛应用于生物荧光成像、光动力治疗等众多前沿领域。然而传统的卟啉类荧光探针具有一定的局限性:第一,卟啉的吸收和发射光谱通常位于可见光区,组织穿透能力有限,这是多数单光子荧光探针的主要缺点;第二,卟啉类化合物的荧光量子产率普遍较低（0.03-0.13）;第三,多数卟啉类探针的生物靶向性不明确。针对上述问题进行结构设计和性能优化,探索新型卟啉基荧光染料在荧光传感、生物成像以及疾病检测方面的应用,具有一定的理论和实际意义。双光子荧光可以用近红外光做为激发光源,这种长波激发模式具有很强的穿透性,不但可以对较深层的组织部位进行荧光成像,而且能够有效消除生物样品本底荧光和散射光的干扰。用给电子基团修饰荧光探针的发色团,或者扩展其分子共轭体系,可以使其荧光发射红移,有利于提高生物成像的亮度和清晰度。采用荧光共振能量转移（FRET）或分子内电荷转移（ICT）等工作原理,可以构造比率型荧光探针,有助于提高荧光分析的精度。而靶向策略（包括肿瘤靶向和细胞器靶向）的引入可以赋予探针生物功能性,同时显着降低探针用量和毒副作用,拓展了其在生物学及医学领域的应用。本论文围绕卟啉类化合物进行功能导向的结构设计和性能调控,制备了一系列新型卟啉基荧光探针,在优化其比率荧光和双光子荧光性能的基础上进行了细胞成像研究,实现了对细胞pH和线粒体粘度的荧光检测。主要研究内容如下:（1）基于卟啉-磺酸芘二量体的比率荧光pH探针运用荧光成像检测细胞内pH对于细胞生物学和医学研究具有重要意义。我们设计并合成了基于FRET机理的卟啉-磺酸芘二量体Por-Py 1,并将其应用到细胞中pH的比率荧光检测。在探针分子中,磺酸芘单元（Py）为能量给体,而卟啉单元（Por）为能量受体和pH响应基团。当Por-Py 1受到光的激发,Py荧光团的激发态能量传递给Por受体,在PBS溶液中呈现两个荧光发射带（435和650 nm）。随着溶液pH值的变化（8.58-3.92）,Por单元上的吡啶基和吡咯基相继发生可逆的质子化作用,从而导致其吸收和发射特性发生变化。而Por吸收特性的变化会进一步导致其与给体（Py）发射光谱之间重叠程度的变化,从而使FRET能量转移效率发生变化。最终导致红色和蓝色两个荧光发射强度的比值（F660/F435）发生高达95倍的显着变化,呈现灵敏的比率荧光pH响应特性。另外,Por-Py 1表现出良好的生物相容性和溶酶体靶向能力,可以通过比率荧光成像对A549细胞pH值进行检测。（2）卟啉-三聚吲哚类双光子荧光染料双光子激发荧光（TPEF）成像具有较强的组织穿透性和较高的分辨率而备受关注。为了获得高性能双光子荧光染料,我们设计合成了一系列共轭连接的三聚吲哚-锌卟啉分子TAT-（ZnP）n（n=1-3）。其中,强的电子供体三聚吲哚（TAT）与三芳胺取代的锌卟琳（ZnP）通过炔键连接,形成D-π-A-D型多极共轭分子体系。光物理测试表明,这三种染料不仅具有优异的双光子吸收性质,还具有较高的荧光量子产率,从而呈现显着增强的双光子工作截面,这对于卟啉类双光子荧光材料来说是一个较大的突破。结合密度泛函理论计算对其光谱性质进行了解释,我们认为D-π-A-D型共轭体系的扩展以及四极/八极分子的形成是其双光子荧光性能得以优化的根源。此外,这三种染料均表现出细胞膜靶向能力和良好的生物相容性,被成功应用于活细胞的TPEF成像。（3）线粒体靶向的双光子荧光黏度探针细胞中微环境的粘度变化与细胞活性密切相关,其中线粒体黏度的实时监测对于生物学以及病理学的研究具有十分重要的意义。在上述三聚吲哚-锌卟啉双光子荧光分子骨架上引入具有线粒体靶向性的三苯基膦阳离子（TPP）,获得了可以检测线粒体黏度的双光子荧光探针TAT-（ZnP-TPP）3。由于其较大的共轭体系和八极分子结构,该探针在近红外区具有很强的双光子吸收（在870nm处的双光子吸收截面高达3435 GM）和较高的荧光量子产率（0.35）。随着溶剂黏度的增大,探针的红色荧光逐渐减弱,而绿色荧光逐渐增强,其荧光强度比率（F415/F650）与黏度值具有灵敏的相关性,这是由于该探针在不同黏度的溶剂中呈现出不同的优势构象,从而引起分子内电荷转移（ICT）效率的变化所致。该探针呈现良好的线粒体靶向性和生物相容性,被成功应用于双光子激发下线粒体黏度的比率荧光检测。
二、光子晶体中双通道之间能量的转移（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、光子晶体中双通道之间能量的转移（论文提纲范文）
（1）1.3μm高速光子晶体面发射激光器与拓扑面发射激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 高速半导体激光器及其研究状况概述 |
| 1.2.1 高速垂直腔面发射激光器(VCSELs)概述 |
| 1.2.2 高速分布反馈(DFB)激光器概述 |
| 1.2.3 高速量子级联激光器(QCLs)概述 |
| 1.2.4 高速光子晶体激光器(PCLs)概述 |
| 1.2.5 高速半导体激光器的瓶颈及发展趋势 |
| 1.3 光子晶体面发射激光器(PCSELs)研究进展 |
| 1.3.1 大面积相干1.3μm PCSELs |
| 1.3.2 PCSELs的光束模式控制 |
| 1.3.3 PCSELs的光束控制 |
| 1.3.4 高亮度PCSELs |
| 1.4 拓扑光子学 |
| 1.4.1 从拓扑电子学到拓扑光子学 |
| 1.4.2 拓扑光子晶体激光器研究进展 |
| 1.5 涡旋光束 |
| 1.5.1 涡旋光束的发展历程 |
| 1.5.2 涡旋光束光通信原理及优势 |
| 1.5.3 OAM模式的复用与解复用 |
| 1.5.4 OAM编码通信技术 |
| 1.5.5 拓扑涡旋激光器研究进展 |
| 1.6 本论文选题依据及主要研究内容 |
| 第二章 高速光子晶体面发射激光器的理论基础 |
| 2.1 半导体激光器速率方程理论 |
| 2.1.1 量子阱激光器速率方程模型 |
| 2.1.2 量子级联激光器速率方程模型 |
| 2.1.3 量子点激光器速率方程模型 |
| 2.2 半导体激光器的直接调制原理 |
| 2.3 光子晶体面发射激光器(PCSELs)的理论基础 |
| 2.3.1 PCSELs带边激射原理 |
| 2.3.2 PCSELs阈值增益 |
| 2.3.3 PCSELs输出光功率 |
| 2.3.4 PCSELs输出光功率的提高方法 |
| 2.3.5 PCSELs三维耦合波理论 |
| 2.4 Purcell因子和自发辐射因子 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 拓扑光子学基础 |
| 3.1 拓扑绝缘体与Dirac方程 |
| 3.1.1 Dirac方程和束缚态的解 |
| 3.1.2 修正的Dirac方程与Z2 拓扑不变量 |
| 3.1.3 拓扑不变量与量子相变 |
| 3.1.4 拓扑保护的边界态解 |
| 3.2 拓扑物理中的经典模型 |
| 3.2.1 Su-Schrieffer-Hegger(SSH)模型 |
| 3.2.2 Haldane模型 |
| 3.2.3 Bernevig-Hughes-Zhang(BHZ)模型 |
| 3.3 光子Dirac锥及其相关物理 |
| 3.3.1 光子晶体中的Dirac锥 |
| 3.3.2 Dirac 光局域模 |
| 3.4 二维光子拓扑绝缘体 |
| 3.4.1 光子拓扑绝缘体中的拓扑不变量 |
| 3.4.2 赝时间反转对称性与赝自旋 |
| 3.4.3 二维拓扑保护边缘态 |
| 3.4.4 拓扑光子晶体的k·P模型 |
| 3.4.5 拓扑光子相变机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 1.3μm 高速光子晶体面发射激光器研究 |
| 4.1 双晶格光子晶体谐振腔 |
| 4.1.1 双晶格光子晶体谐振腔的概念 |
| 4.1.2 双晶格光子晶体谐振腔晶格间距的调谐 |
| 4.2 1.3μm高速双晶格光子晶体面发射激光器设计 |
| 4.2.1 异质PCSELs的结构设计 |
| 4.2.2 理论分析 |
| 4.2.3 结论 |
| 4.3 基于Dirac点 1.3μm高速光子晶体面发射激光器的设计 |
| 4.3.1 研究背景 |
| 4.3.2 理论基础 |
| 4.3.3 器件设计 |
| 4.3.4 仿真结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 1.3μm 高速拓扑体态面发射激光器研究 |
| 5.1 高速拓扑体态面发射激光器的设计 |
| 5.1.1 二维拓扑光子晶体谐振腔的设计 |
| 5.1.2 仿真结果 |
| 5.2 理论分析 |
| 5.2.1 蜂窝光子晶体的紧束缚模型 |
| 5.2.2 基于赝自旋能带反转分析 |
| 5.2.3 拓扑谐振腔支持的腔模 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 1.3μm 高速 Dirac 涡旋腔面发射激光器研究 |
| 6.1 矢量光束的理论基础 |
| 6.2 Dirac涡旋腔 |
| 6.2.1 对DFB激光器和VCSELs的拓扑理解 |
| 6.2.2 Jackiw-Rossi零模 |
| 6.2.3 Dirac涡旋腔的参数 |
| 6.2.4 Dirac涡旋腔的性质 |
| 6.3 1.3μm 高速 Dirac 涡旋腔面发射激光器的设计 |
| 6.3.1 异质 Dirac 涡旋腔的设计 |
| 6.3.2 仿真结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本论文主要完成工作 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）GaSb基双色红外探测材料与器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 红外探测器发展历程 |
| 1.2.1 红外探测器分类 |
| 1.2.2 红外探测器发展历程与材料体系 |
| 1.2.3 InAs/GaSbⅡ类超晶格 |
| 1.2.4 GaSb材料特性 |
| 1.3 双色红外探测器简介 |
| 1.3.1 双色红外探测器工作原理 |
| 1.3.2 GaSb基双色红外探测器研究进展 |
| 1.4 红外探测器的主要性能参数 |
| 1.4.1 噪声和暗电流 |
| 1.4.2 响应度R |
| 1.4.3 量子效率η |
| 1.4.4 等效噪声功率NEP和探测率D* |
| 1.5 本论文选题意义及主要研究内容 |
| 第2章 探测材料和器件表征方法 |
| 2.1 材料制备原理及设备简介 |
| 2.1.1 分子束外延技术原理 |
| 2.1.2 分子束外延设备系统 |
| 2.1.3 MBE的生长校准 |
| 2.2 红外探测材料性能表征方法 |
| 2.2.1 原子力显微镜AFM |
| 2.2.2 高分辨率X射线衍射HRXRD |
| 2.2.3 扫描电子显微镜SEM |
| 2.2.4 霍尔测试 |
| 2.3 红外探测器性能测试方法 |
| 2.3.1 电学特性测试I-V |
| 2.3.2 红外光谱响应测试FTIR |
| 2.3.3 黑体测试 |
| 第3章 GaSb基双色红外探测器材料生长研究 |
| 3.1 GaSb基材料MBE生长研究 |
| 3.1.1 GaSb缓冲层薄膜生长研究 |
| 3.1.2 InAs/GaSb Ⅱ类超晶格生长研究 |
| 3.1.2.1 生长温度优化研究 |
| 3.1.2.2 超晶格界面优化研究 |
| 3.1.3 InAs/GaSb Ⅱ类超晶格退火研究 |
| 3.1.4 低温GaSb bulk外延生长研究 |
| 3.1.5 M结构超晶格生长研究 |
| 3.1.5.1 中波10/1/5/1 M结构生长研究 |
| 3.1.5.2 长波18/3/5/3 M结构生长研究 |
| 3.1.6 材料载流子掺杂浓度研究 |
| 3.2 GaSb基双色红外探测器件设计与外延生长研究 |
| 3.2.1 短/中波双色器件设计与外延生长研究 |
| 3.2.1.1 器件结构设计与能带模拟 |
| 3.2.1.2 器件外延生长与结构表征 |
| 3.2.2 短/长波双色器件设计与外延生长研究 |
| 3.2.2.1 器件结构设计生长与能带模拟 |
| 3.2.2.2 器件结构表征 |
| 3.2.3 中/中波双色器件设计与外延生长研究 |
| 3.2.3.1 器件结构设计与外延生长 |
| 3.2.3.2 器件结构表征 |
| 3.2.4 中/长波双色器件设计与外延生长研究 |
| 3.2.4.1 器件结构设计与外延生长 |
| 3.2.4.2 器件结构表征 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 GaSb基双色红外探测器制备与光电性能研究 |
| 4.1 双色单元探测器工艺制备 |
| 4.1.1 制作版标 |
| 4.1.2 刻蚀台面 |
| 4.1.3 硫化与钝化 |
| 4.1.4 钝化开孔 |
| 4.1.5 制备电极 |
| 4.1.6 封装打线 |
| 4.2 器件性能研究 |
| 4.2.1 短/中波双色红外探测器性能研究 |
| 4.2.1.1 硫化与钝化器件暗电流对比研究 |
| 4.2.1.2 硫化与钝化器件侧壁电阻率对比研究 |
| 4.2.1.3 硫化器件光谱响应研究 |
| 4.2.2 短/长波双色红外探测器性能研究 |
| 4.2.2.1 器件相对光谱响应研究 |
| 4.2.2.2 器件电学性能研究 |
| 4.2.2.3 器件绝对光谱响应研究 |
| 4.2.3 中/中波双色红外探测器性能研究 |
| 4.2.3.1 器件相对光谱响应研究 |
| 4.2.3.2 器件电学性能研究 |
| 4.2.3.3 器件绝对光谱响应研究 |
| 4.2.4 中/长波双色红外探测器性能研究 |
| 4.2.4.1 器件相对光谱响应研究 |
| 4.2.4.2 器件电学性能研究 |
| 4.2.4.3 器件绝对光谱响应研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文和研究成果 |
| 致谢 |
（3）基于微纳光波导的量子信息处理实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 第2章 基本概念与实验基础 |
| 2.1 基本概念 |
| 2.1.1 量子信息技术 |
| 2.1.2 集成光学芯片 |
| 2.1.3 光量子模拟 |
| 2.2 实验基础 |
| 2.2.1 量子光源 |
| 2.2.2 波导耦合系统 |
| 2.2.3 单光子探测器及符合测量设备 |
| 第3章 表面等离激元波导用于量子传感 |
| 3.1 表面等离激元波导 |
| 3.1.1 表面等离激元 |
| 3.1.2 表面等离激元体系中的量子光学效应 |
| 3.1.3 锥形光纤-银纳米线 |
| 3.2 实验装置及结果 |
| 3.2.1 双光子偏振纠缠态制备 |
| 3.2.2 共聚焦收集系统 |
| 3.2.3 测量光路及结果分析 |
| 3.3 表面等离激元波导量子传感讨论 |
| 3.3.1 系统损耗 |
| 3.3.2 相位超分辨和超灵敏测量 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 基于飞秒激光直写波导的量子线路 |
| 4.1 飞秒激光直写玻璃波导 |
| 4.2 偏振无关量子器件 |
| 4.3 路径编码CNOT门 |
| 4.4 制备路径编码贝尔态 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 光波导阵列用于量子模拟的理论和实验研究 |
| 5.1 集成光学波导中的紧束缚近似模型 |
| 5.1.1 傍轴条件光学薛定谔方程 |
| 5.1.2 光波导和电子系统对比 |
| 5.1.3 紧束缚模型描述波导阵列 |
| 5.1.4 其他应用 |
| 5.2 一维拓扑波导阵列中边界态演化的实验研究 |
| 5.2.1 SSH模型简介 |
| 5.2.2 有限格点SSH模型的边界态 |
| 5.2.3 实验系统与结果讨论 |
| 5.3 小结 |
| 第6章 基于谷相关拓扑保护波导的量子芯片 |
| 6.1 背景回顾 |
| 6.2 谷拓扑绝缘体基本结构与拓扑性质 |
| 6.2.1 系统哈密顿量 |
| 6.2.2 拓扑性质 |
| 6.2.3 样品结构设计与拓扑性质讨论 |
| 6.3 谷相关拓扑保护量子线路 |
| 6.3.1 谷相关的波分束 |
| 6.3.2 片上量子干涉 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（4）基于氮化硼/光栅复合结构的光学共振与模式耦合特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 六方氮化硼的光学性质 |
| 1.2.1 六方氮化硼物性简介 |
| 1.2.2 六方氮化硼双曲声子激元特性 |
| 1.2.3 六方氮化硼的电磁响应参数 |
| 1.3 基于六方氮化硼声子耦合共振效应的光电器件的研究进展 |
| 1.3.1 基于氮化硼声子激元的强耦合器件研究 |
| 1.3.2 基于六方氮化硼声子激元的光电吸收器件研究 |
| 1.3.3 基于光栅的光电器件研究 |
| 1.4 论文主要内容及安排 |
| 第二章 数值计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数值计算理论基础 |
| 2.2.1 麦克斯韦方程组 |
| 2.2.2 边界条件 |
| 2.3 时域有限差分法 |
| 2.4 严格耦合波法 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 氮化硼/深金属光栅复合结构中双曲声子激元与磁激元的共振耦合特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型设计和原理 |
| 3.2.1 器件模型与仿真参数 |
| 3.2.2 磁激元与声子激元模式特性与理论分析 |
| 3.3 结果分析与讨论 |
| 3.3.1 hBN/Ag-光栅复合结构中HP和 MP模式的强耦合 |
| 3.3.2 金属光栅高度和狭缝宽度对模式耦合的影响 |
| 3.3.3 hBN厚度和入射角度对强耦合的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于氮化硼/多层介质/银复合系统中Tamm等离激元和声子激元的耦合效应研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型设计与原理 |
| 4.3 结果分析与讨论 |
| 4.3.1 声子激元与双Tamm等离激元的耦合效应和模式分析 |
| 4.3.2 氮化硼厚度和入射角度对耦合效应的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 二维介质光栅/金属复合结构的可调磁偶极共振模式特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型设计与原理 |
| 5.3 结果分析与讨论 |
| 5.3.1 对称性破缺后复合结构的磁共振响应模式分析 |
| 5.3.2 偏振方向依赖的磁偶极共振动态调谐 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（5）二维过渡族金属硫族化合物的超快光谱研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二维层状材料 |
| 1.2.1 二维层状材料的分类及特点 |
| 1.2.2 二维层状材料的应用 |
| 1.3 二维过渡族金属硫族化合物 |
| 1.3.1 晶体结构 |
| 1.3.2 能带结构 |
| 1.3.3 激发后可产生的多体激发态粒子 |
| 1.3.4 研究进展 |
| 1.3.5 常见制备方法 |
| 1.4 本论文的结构及研究内容 |
| 第2章 实验装置及技术简介 |
| 2.1 飞秒瞬态吸收光谱(泵浦—探测技术) |
| 2.1.1 飞秒瞬态吸收光谱技术原理 |
| 2.1.1.1.激光与材料相互作用 |
| 2.1.1.2.飞秒瞬态吸收光谱技术实现方法 |
| 2.1.1.3.飞秒瞬态吸收光谱可控噪声源 |
| 2.1.2 飞秒瞬态吸收光谱测试系统 |
| 2.1.2.1.飞秒瞬态吸收测试系统介绍 |
| 2.1.2.2.飞秒瞬态吸收测试参数计算 |
| 2.2 稳态吸收光谱 |
| 2.2.1 稳态吸收光谱技术原理 |
| 2.2.2 稳态吸收光谱测试装置 |
| 2.3 拉曼光谱 |
| 2.4 扫描电子显微镜 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 单层二硫化钼中双激子光物理特性的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单层二硫化钼的基本特性 |
| 3.3 单层二硫化钼的瞬态光谱研究 |
| 3.3.1 双激子效应 |
| 3.3.2 双激子效应随时间变化的规律 |
| 3.3.3 双激子间的相互作用机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 单层二硫化钼的热载流子弛豫特性的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单层二硫化钼的基本特性 |
| 4.3 单层二硫化钼的瞬态光谱研究 |
| 4.3.1 热声子瓶颈效应 |
| 4.3.2 俄歇加热效应 |
| 4.3.3 热声子瓶颈效应与俄歇加热效应之间的关系 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 单层二硫化钨的热载流子弛豫及其扩散特性的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单层二硫化钨的基本特性 |
| 5.3 单层二硫化钨的瞬态光谱研究 |
| 5.3.1 热声子瓶颈效应 |
| 5.3.2 热载流子的光谱特性 |
| 5.3.3 热载流子间的相互作用与扩散特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）基于光折变晶体中双波混频的自适应解调系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 光纤布拉格光栅传感研究现状 |
| 1.2.1 FBG传感器原理简介 |
| 1.2.2 FBG传感器波长解调技术研究现状 |
| 1.3 研究意义 |
| 1.4 本文主要内容及章节安排 |
| 2 外加直流场下光折变晶体In P:Fe的双波混频增益特性 |
| 2.1 光折变效应简介 |
| 2.2 理论模型 |
| 2.2.1 单缺陷双边带载流子输运模型 |
| 2.2.2 载流子跃迁方程 |
| 2.2.3 非线性输运方程线性化 |
| 2.2.4 空间的求解 |
| 2.3 双波混频增益表达式 |
| 2.4 双波混频增益系数的数值计算 |
| 2.4.1 双波混频增益系数的温度-光强共振 |
| 2.4.2 外加直流场E_0对双波混频增益的提升作用 |
| 2.4.3 双波混频增益系数与入射角θ的关系 |
| 2.4.4 空间电场相角Φ对双波混频增益系数的影响 |
| 2.4.5 晶体吸收对双波混频增益系数的影响 |
| 2.5 双波混频增益实验结果与讨论 |
| 2.5.1 增益测量实验装置 |
| 2.5.2 双波混频增益系数的温度-光强共振实验 |
| 2.5.3 实验测量外加直流电场对双波混频增益的影响 |
| 2.5.4 实验测量角度对双波混频增益的影响 |
| 2.6 In P:Fe的光折变响应时间 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 基于光折变InP:Fe晶体的双波混频干涉测量原理 |
| 3.1 双波混频干涉解调器简介 |
| 3.2 两种双波混频干涉测量装置 |
| 3.2.1 晶体取向 |
| 3.2.2 直接检测配置 |
| 3.2.3 各向同性检测配置 |
| 3.3 TWM 干涉仪的自适应性 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于双波混频干涉解调的光纤环形激光应变传感系统 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验装置 |
| 4.3 FBG波长解调原理 |
| 4.4 传感系统实验测试及分析 |
| 4.4.1 波长解调实验 |
| 4.4.2 动态响应 |
| 4.4.3 传感系统对兰姆波与超声波的响应 |
| 4.4.4 复用解调 |
| 4.5 传感系统实验测试及分析 |
| 5 结论和展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果 |
（7）神经退行性疾病相关物质的光谱分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 神经退行性疾病相关物质的研究意义 |
| 1.1.1 阿尔兹海默症简介 |
| 1.1.2 阿尔兹海默症相关物质 |
| 1.1.3 Zn~(2+)的研究意义 |
| 1.1.4 Zn~(2+)的分析方法 |
| 1.1.5 老年斑的研究意义 |
| 1.1.6 老年斑的分析方法 |
| 1.2 有机小分子双光子荧光探针 |
| 1.2.1 有机小分子双光子荧光探针的概述 |
| 1.2.2 有机小分子双光子荧光探针的响应机理 |
| 1.2.3 有机小分子双光子荧光探针的响应类型 |
| 1.2.4 常见的荧光发色团和识别基团 |
| 1.2.5 Zn~(2+)双光子探针在荧光成像及生物传感方面的应用 |
| 1.3 球晶的概述 |
| 1.4 穆勒矩阵成像技术 |
| 1.4.1 偏振光的描述 |
| 1.4.2 穆勒矩阵显微镜 |
| 1.4.3 穆勒矩阵显微镜的应用 |
| 1.5 本课题的研究 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 研究创新点 |
| 第二章 、基于联吡啶结构的双光子探针用于脑切片中Zn~(2+)的荧光成像及生物传感 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂与材料 |
| 2.2.2 仪器与设备 |
| 2.2.3 Zn~(2+)配体分子(P-Zn)的合成 |
| 2.2.4 荧光量子产率及双光子吸收截面的测定 |
| 2.2.5 解离常数的测定 |
| 2.2.6 ROS和 RNS制备及定量 |
| 2.2.7 细胞毒性及细胞凋亡分析 |
| 2.2.8 细胞及斑马鱼培养 |
| 2.2.9 鼠脑切片的获取和染色 |
| 2.2.10 双光子及荧光寿命成像实验 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 P-Zn探针的合成与表征 |
| 2.3.2 P-Zn探针对Zn~(2+)的响应的光谱性能分析 |
| 2.3.3 P-Zn探针的选择性及pH稳定性 |
| 2.3.4 P-Zn探针的细胞毒性及生物兼容性 |
| 2.3.5 P-Zn探针的细胞共聚焦成像 |
| 2.3.6 海马区野生型和AD鼠脑切片成像 |
| 2.3.7 P-Zn探针用于含不同浓度的Zn~(2+)的斑马鱼成像研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 、基于二甲基吡啶胺衍生物的双光子荧光探针用于神经元中Zn~(2+)的生物传感 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂与材料 |
| 3.2.2 仪器与设备 |
| 3.2.3 TEO-MPVQ探针的合成 |
| 3.2.4 TEO-MPVQ探针的浓度及溶剂条件的确定 |
| 3.2.5 荧光量子产率及双光子吸收截面的测定 |
| 3.2.6 解离常数的测定 |
| 3.2.7 ROS和 RNS制备及定量 |
| 3.2.8 细胞毒性及细胞凋亡分析 |
| 3.2.9 细胞及斑马鱼培养 |
| 3.2.10 双光子成像实验 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 TEO-MPVQ探针的合成与表征 |
| 3.3.2 TEO-MPVQ探针的浓度及溶剂条件 |
| 3.3.3 TEO-MPVQ探针的双光子性能分析 |
| 3.3.4 TEO-MPVQ探针对Zn~(2+)的光谱性质的研究 |
| 3.3.6 TEO-MPVQ探针的选择性及pH稳定性 |
| 3.3.7 TEO-MPVQ探针的细胞毒性及生物兼容性 |
| 3.3.8 TEO-MPVQ探针用于PC-12 细胞共聚焦成像研究 |
| 3.3.9 NO刺激神经细胞Zn~(2+)实时成像与生物传感 |
| 3.3.10 TEO-MPVQ探针用于含不同浓度的Zn~(2+)的斑马鱼成像研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 、偏光显微技术及穆勒矩阵偏振成像技术对Aβ_(1-16)球晶的研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂与材料 |
| 4.2.2 仪器与设备 |
| 4.2.3 Aβ_(1-16)球晶的制备 |
| 4.2.4 Aβ_(1-16)球晶穆勒矩阵成像实验 |
| 4.2.5 Aβ_(1-16)球晶及加入不同添加物的生长速率的测定 |
| 4.2.6 Aβ_(1-16)球晶的染色实验 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Aβ_(1-16)球晶的结构分析 |
| 4.3.2 Aβ_(1-16)球晶的生长速率的测定 |
| 4.3.3 不同浓度的Cu~(2+)对Aβ_(1-16)球晶的生长速率的影响 |
| 4.3.4 不同浓度的Zn~(2+)对Aβ_(1-16)球晶的生长速率的影响 |
| 4.3.5 Aβ抑制剂对Aβ_(1-16)球晶的生长速率的影响 |
| 4.3.6 Aβ_(1-16)球晶的染色 |
| 4.3.7 Aβ_(1-16)球晶的生长模型 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 、总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）高性能三元有机太阳能电池的设计及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 有机太阳能电池的研究背景 |
| 1.1.1 有机太阳能电池的发展历程 |
| 1.1.2 有机太阳能电池的应用价值 |
| 1.2 有机太阳能电池的概况 |
| 1.2.1 有机太阳能电池的工作机理 |
| 1.2.2 有机太阳能电池的器件结构 |
| 1.2.3 有机太阳能电池的制备工艺 |
| 1.2.4 有机太阳能电池的表征方法 |
| 1.3 提升电池性能的主要策略 |
| 1.3.1 材料合成 |
| 1.3.2 器件结构优化 |
| 1.3.3 制备工艺改善 |
| 1.4 三元有机太阳能电池的概述 |
| 1.4.1 三元有机太阳能电池的发展历程 |
| 1.4.2 三元有机太阳能电池的工作机制 |
| 1.4.3 三元体系中分子间相互作用的研究意义 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 基于分子间氢键策略的三元有机太阳能电池的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验内容与方法 |
| 2.2.1 实验材料与试剂 |
| 2.2.2 器件制备方法 |
| 2.2.3 实验表征方法 |
| 2.3 基于Coumarin7 的三元有机太阳能电池的研究 |
| 2.3.1 分子间氢键的证明 |
| 2.3.2 光物理性质的研究 |
| 2.3.3 光伏性能的研究 |
| 2.3.4 电荷动力学过程的研究 |
| 2.3.5 活性层形貌的研究 |
| 2.4 基于DIBC的三元有机太阳能电池的研究 |
| 2.4.1 分子间氢键的证明 |
| 2.4.2 光物理性质的研究 |
| 2.4.3 光伏性能的研究 |
| 2.4.4 电荷动力学过程的研究 |
| 2.4.5 活性层形貌的研究 |
| 2.4.6 器件稳定性的研究 |
| 2.5 分子间氢键策略在非富勒烯器件中的应用 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于形貌调控策略的三元有机太阳能电池的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验内容与方法 |
| 3.2.1 实验材料与试剂 |
| 3.2.2 器件制备方法 |
| 3.2.3 实验表征方法 |
| 3.3 采用有机小分子DIBC优化活性层形貌 |
| 3.3.1 DIBC与 IEICO-4F分子间相互作用的证明 |
| 3.3.2 光物理性质的研究 |
| 3.3.3 活性层形貌的研究 |
| 3.3.4 光伏性能的研究 |
| 3.3.5 电荷动力学过程的研究 |
| 3.3.6 器件重复性和稳定性的研究 |
| 3.3.7 形貌调控策略在其他体系的应用 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于分子间π-π堆积效应的三元有机太阳能电池的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验内容与方法 |
| 4.2.1 实验材料与试剂 |
| 4.2.2 器件制备方法 |
| 4.2.3 实验表征方法 |
| 4.3 采用有机小分子PTN制备三元有机太阳能电池 |
| 4.3.1 基本性质的研究 |
| 4.3.2 光伏性能的研究 |
| 4.3.3 电荷动力学过程的研究 |
| 4.3.4 活性层形貌的研究 |
| 4.3.5 器件稳定性及重复性的研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于长寿命能量转移机制的三元有机太阳能电池的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验内容与方法 |
| 5.2.1 实验材料与试剂 |
| 5.2.2 器件制备方法 |
| 5.2.3 实验表征方法 |
| 5.3 采用有机小分子APDC-TPDA制备三元有机太阳能电池 |
| 5.3.1 基本性质的研究 |
| 5.3.2 DF材料分布及工作机理的研究 |
| 5.3.3 光伏性能的研究 |
| 5.3.4 电荷动力学过程的研究 |
| 5.3.5 活性层形貌的研究 |
| 5.3.6 复合能量损失的研究 |
| 5.3.7 器件稳定性的研究 |
| 5.4 分子间长寿命能量转移机制的拓展研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于第三元添加剂的半透明有机太阳能电池的应用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验内容与方法 |
| 6.2.1 实验材料与试剂 |
| 6.2.2 器件制备方法 |
| 6.2.3 实验表征方法 |
| 6.3 采用第三元添加剂DDO制备半透明有机太阳能电池 |
| 6.3.1 光物理性质的研究 |
| 6.3.2 光伏性能的研究 |
| 6.3.3 膜厚耐受性的研究 |
| 6.3.4 半透明器件的制备 |
| 6.3.5 电荷动力学过程的研究 |
| 6.3.6 活性层形貌的研究 |
| 6.3.7 器件热稳定性的研究 |
| 6.4 DDO在其他体系中的应用 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（9）基于时间分辨的单量子点激子动力学研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 量子点的激子动力学 |
| 1.1.1 量子限域效应 |
| 1.1.2 激子的产生与复合动力学 |
| 1.1.3 激子寿命与量子产率 |
| 1.2 单量子点激子动力学研究进展 |
| 1.2.1 单量子点激子动力学的研究方法 |
| 1.2.2 带电和表面俘获对单量子点激子动力学的影响 |
| 1.2.3 新型钙钛矿量子点的激子动力学 |
| 1.3 界面环境对单量子点激子动力学的影响 |
| 1.4 单量子点的激子偏振辐射特性 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 单量子点激子动力学的实验测量与分析方法 |
| 2.1 单量子点的样品制备方法 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.2.1 共聚焦显微系统 |
| 2.2.2 散焦宽场成像系统 |
| 2.3 单量子点激子动力学的数据分析方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于时间分辨的单量子点快速识别 |
| 3.1 空间符合计数理论模型 |
| 3.2 基于时间分辨技术消除影响单量子点判别的因素 |
| 3.3 共聚焦扫描成像过程中的同步快速识别 |
| 3.4 识别精度分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 单量子点的单激子与双激子动力学 |
| 4.1 单激子与双激子的激发概率与量子产率 |
| 4.2 单量子点的单激子动力学研究 |
| 4.2.1 俄歇复合作用下的单激子动力学 |
| 4.2.2 表面俘获作用下的单激子动力学 |
| 4.3 单量子点的双激子动力学研究 |
| 4.4 新型钙钛矿单量子点的激子动力学研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 界面环境对单量子点激子动力学特性的影响 |
| 5.1 氧化铟锡纳米材料中CdSeTe/ZnS单量子点的激子动力学研究 |
| 5.1.1 氧化铟锡纳米材料中单量子点的激子辐射特性 |
| 5.1.2 氧化铟锡纳米材料与单量子点的界面电子转移动力学 |
| 5.2 氧化铟锡纳米材料中钙钛矿单量子点的激子动力学研究 |
| 5.3 单层MoS_2上CdSeTe/ZnS单量子点的激子动力学研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 单量子点激子偏振辐射特性与带边激子精细能级结构 |
| 6.1 氧化铟锡纳米材料中CdSeTe/ZnS单量子点的线偏振辐射特性 |
| 6.2 表面电荷作用下的带边激子精细能级结构 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况 |
（10）基于卟啉骨架的新型荧光探针的设计、合成及性质研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 卟啉 |
| 1.1.1 卟啉概述 |
| 1.1.2 卟啉的合成 |
| 1.1.3 卟啉的应用 |
| 1.2 荧光 |
| 1.2.1 荧光产生的理论基础 |
| 1.2.2 双光子荧光 |
| 1.3 荧光探针 |
| 1.3.1 荧光探针的响应机理 |
| 1.3.2 卟啉在荧光探针领域中的应用 |
| 1.4 选题的目的与意义 |
| 2 基于卟啉-芘二量体的比率荧光探针及其生物成像 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂与仪器 |
| 2.2.2 目标化合物的合成 |
| 2.2.3 样品的结构表征 |
| 2.2.4 光物理性质的测定 |
| 2.2.5 二量体Por-Py的DFT理论计算 |
| 2.2.6 FRET效率的计算 |
| 2.2.7 探针Por-Py 1对pH变化的响应测试 |
| 2.2.8 细胞实验 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 化合物的结构表征 |
| 2.3.2 化合物的光物理性质 |
| 2.3.3 FRET能量转移效率 |
| 2.3.4 探针Por-Py 1对pH的响应 |
| 2.3.5 探针Por-Py 1的细胞毒性 |
| 2.3.6 探针Por-Py的细胞靶向性 |
| 2.3.7 探针Por-Py 1的比率荧光成像 |
| 2.4 小结 |
| 3 卟啉-三聚吲哚多极共轭体系的设计合成及双光子性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂与仪器 |
| 3.2.2 目标产物的设计与合成 |
| 3.2.3 样品的结构表征 |
| 3.2.4 光物理性质的测定 |
| 3.2.5 DFT理论计算 |
| 3.2.6 细胞实验 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 化合物的结构表征 |
| 3.3.2 化合物的光物理性质 |
| 3.3.3 理论模拟 |
| 3.3.4 细胞毒性 |
| 3.3.5 单光子激发下的细胞成像和细胞共定位成像 |
| 3.3.6 双光子激发下的细胞成像 |
| 3.4 小结 |
| 4 线粒体靶向的双光子黏度荧光探针在细胞成像中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂与仪器 |
| 4.2.2 目标化合物的设计与合成 |
| 4.2.3 样品的结构表征 |
| 4.2.4 物理性质的测定 |
| 4.2.5 双光子吸收截面的测定 |
| 4.2.6 黏度对光谱的影响 |
| 4.2.7 细胞培养及荧光成像 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 化合物的结构表征 |
| 4.3.2 化合物的光物理性质 |
| 4.3.3 黏度对TAT-(ZnP-TPP)_3紫外吸收与荧光发射光谱的影响 |
| 4.3.4 双光子吸收截面 |
| 4.3.5 细胞毒性试验 |
| 4.3.6 单光子/双探针光子荧光成像 |
| 4.3.7 线粒体靶向性能的研究 |
| 4.3.8 探针对细胞黏度的响应 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 电子电子跃迁的电子密度差异图 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、光子晶体中双通道之间能量的转移（论文参考文献）
- [1]1.3μm高速光子晶体面发射激光器与拓扑面发射激光器研究[D]. 李儒颂. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
- [2]GaSb基双色红外探测材料与器件研究[D]. 马晓乐. 云南师范大学, 2021(08)
- [3]基于微纳光波导的量子信息处理实验研究[D]. 陈阳. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [4]基于氮化硼/光栅复合结构的光学共振与模式耦合特性研究[D]. 解为强. 合肥工业大学, 2021(02)
- [5]二维过渡族金属硫族化合物的超快光谱研究[D]. 王文岩. 吉林大学, 2021(01)
- [6]基于光折变晶体中双波混频的自适应解调系统研究[D]. 江旭海. 重庆理工大学, 2021(02)
- [7]神经退行性疾病相关物质的光谱分析[D]. 李婉莹. 华东师范大学, 2020(11)
- [8]高性能三元有机太阳能电池的设计及机理研究[D]. 杜晓扬. 电子科技大学, 2020(07)
- [9]基于时间分辨的单量子点激子动力学研究[D]. 李斌. 山西大学, 2020(12)
- [10]基于卟啉骨架的新型荧光探针的设计、合成及性质研究[D]. 张晶慧. 北京科技大学, 2020(01)