基于磁性纳米颗粒和金纳米粒子构建DNA电化学生物传感技术

本文构建了一种基于纳米粒子、茎环DNA和丝网印刷电极(SPCE)的电化学生物传感技术用于乳腺癌基因的快速、灵敏检测。该传感技术中,探针DNA的两端分别标记了巯基和生物素,巯基用于与金纳米粒子(AuNPs)作用,生物素用于与磁性纳米颗粒(MNPs)表面修饰的链酶亲和素作用以达到富集的目的,之后利用SPCE进行电化学检测。无目标DNA存在时,双标记DNA保持茎环结构,使得生物素分子很难和MNPs上的亲和素接触。一旦加入目标DNA,茎环结构打开,生物素得以与MNPs上的链霉亲和素发生特异性结合,形成的复合物(MNPs-DNA-AuNPs)通过磁性富集到SPCE表面,从而获得AuNPs的电化学信号。该DNA电化学生物传感对单碱基错配有良好的分辨能力,完全互补DNA的检出限为8.0×10-13 mol/L。     

量子垒生长速率对InGaN基绿光LED性能的影响

利用MOCVD技术在图形化Si(111)衬底上生长了InGaN/GaN绿光LED外延材料。在GaN量子垒的生长过程中,保持NH3流量不变,通过调节三乙基镓(TEGa)源的流量来改变垒生长速率,研究了量子垒生长速率对LED性能的影响。使用二次离子质谱仪(SIMS)和荧光显微镜(FLM)分别对量子阱的阱垒界面及晶体质量进行了表征,使用电致发光测试系统对LED光电性能进行了表征。实验结果表明,垒慢速生长,在整个测试电流密度范围内,外量子效率(EQE)明显提升。我们认为,小电流密度下,EQE的提升归结为量子阱晶体质量的改善;而大电流密度下,EQE的提升则归结为阱垒界面陡峭程度的提升。     

Effect of Mg-Preflow for p-AlGaN Electron Blocking Layer on the Electroluminescence of Green LEDs with V-Shaped Pits

In GaN-based green light-emitting diodes(LEDs) with and without Mg-preflow before the growth of p-Al GaN electron blocking layer(EBL) are investigated experimentally.A higher Mg doping concentration is achieved in the EBL after Mg-preflow treatment,effectively alleviating the commonly observed efficiency collapse and electrons overflowing at cryogenic temperatures.However,unexpected decline in quantum efficiency is observed after Mg-preflow treatment at room temperature.Our conclusions are drawn such that the efficiency decline is probably the result of different emission positions.Higher Mg doping concentration in the EBL after Mg-preflow treatment will make it easier for a hole to be injected into multiple quantum wells with emission closer to pGaN side through the(8-plane rather than the V-shape pits,which is not favorable to luminous efficiency due to the preferred occurrence of accumulated strain relaxation and structural defects in upper QWs closer to p-GaN.Within this framework,apparently disparate experimental observations regarding electroluminescence properties,in this work,are well reconciled.     

量子阱生长气压对InGaN/GaN黄光LED光电性能的影响

采用MOCVD技术在图形化硅衬底上生长了InGaN/GaN多量子阱黄光LED外延材料,研究了不同的量子阱生长气压对黄光LED光电性能的影响。使用高分辨率X射线衍射仪（HRXRD）和荧光显微镜（FL）对晶体质量进行了表征,使用电致发光系统积分球测试对光电性能进行了表征。结果表明：随着气压升高,In的并入量略有降低且均匀性更好,量子阱中的点缺陷数目降低,但是阱垒间界面质量有所下降。在实验选取的4个气压4,6.65,10,13.3 kPa下,外量子效率最大值随着量子阱生长气压的上升而显著升高,分别为16.60%、23.07%、26.40%、27.66%,但是13.3 kPa下生长的样品在大电流下EQE随电流droop效应有所加剧,在20 A·cm^-2的工作电流下,样品A、B、C、D的EQE分别为16.60%、19.77%、20.03%、19.45%,10 kPa下生长的量子阱的整体光电性能最好。     

AlN插入层对硅衬底GaN薄膜生长的影响

利用金属有机化合物气相外延沉积技术在2inch(5.08cm)Si(111)图形衬底上生长了GaN外延薄膜,在Al组分渐变AlGaN缓冲层与GaN成核层之间引入了AlN插入层,研究了AlN插入层对GaN薄膜生长的影响。结果表明,随着AlN插入层厚度的增加,GaN外延膜(002)面与(102)面X射线衍射摇摆曲线半峰全宽明显变小,晶体质量变好,同时外延膜在放置过程中所产生的裂纹密度逐渐减小直至不产生裂纹。原因在于AlN插入层的厚度对GaN成核层的生长模式有明显影响,较厚的AlN插入层使GaN成核层倾向于岛状生长,造成后续生长的nGaN外延膜具有更多的侧向外延成分,从而降低了GaN外延膜中的位错密度,减少了GaN外延膜中的残余张应力。同时还提出了一种利用荧光显微镜观察黄带发光形貌来表征GaN成核层形貌和生长模式的新方法。     

菱铁矿FeCO3高压相变与性质的第一性原理研究

采用平面波赝势方法对菱铁矿FeCO₃高压下的晶体结构, 电子构型和电子结构进行了第一性原理计算研究. 研究过程中考虑了菱铁矿FeCO₃真实的反铁磁(AFM) 自旋有序态, 模拟静水压环境, 从零压逐步加压到500 GPa. 在40---50 GPa压力范围内, FeCO₃发生了从高自旋(HS) AFM态到低自旋(LS) 非磁性(NM) 态的磁性相变, 伴随着晶胞体积坍塌10.5%. FeCO₃在相变前后均是绝缘体, 但是相变后的LS-NM态的Fe²⁺ 离子的3d电子局域化程度更强, 能隙随着压力的进一步增大而逐步增大, 离化程度更高, 直到500 GPa没有发生金属绝缘体相变.     

Electroluminescence from the InGaN/GaN Superlattices Interlayer of Yellow LEDs with Large V-Pits Grown on Si(111)

A blue emission originated from In GaN/GaN superlattice(SL) interlayer is observed in the yellow LEDs with V-pits embedded in the quantum wells(QWs), revealing that sufficient holes have penetrated through the QWs into SLs far away from the p-type layer. In the V-pits embedded LEDs, hole transport has two paths: via the flat c-plane region or via the sidewalls of V-pits. It is proved that the holes in SLs are injected from the sidewalls of V-pits, and the transportation process is significantly affected by working temperature, current density, and the size of V-pits. Four motion possibilities are discussed when the holes flow via the sidewalls. All these may contribute to a better understanding of hole transport and device design.     

Growth of AlGaN Epitaxial Film with Chemical Vapour High A1 Content by Metalorganic Deposition

A high-Al-content AlGaN epilayer is grown on a low-temperature-deposited AlN buffer on （0001） sapphire by low pressure metalorganic chemical vapour deposition. The dependence of surface roughness, tilted mosaicity, and twisted mosaicity on the conditions of the AlGaN epilayer deposition is evaluated. An AlGaN epilayer with favourable surface morphology and crystal quality is deposited on a 2Onto low-temperature-deposited AlN buffer at a low V/Ⅲ flow ratio of 783 and at a low reactor pressure of 100 Torr, and the adduct reaction between trimethylaluminium and NH3 is considered.     

巧用类比教学法实现刚体力学的有效教学

巧妙地运用类比教学法对刚体力学和质点力学的物理概念、物理规律、公式以及解决问题的思路和方法等方面列表逐一分析、探究。部分测验成绩表明,巧用类比教学法,能提高刚体力学部分学业成绩,从而实现了刚体力学的有效教学。     

InGaN/GaN超晶格厚度对Si衬底GaN基蓝光发光二极管光电性能的影响

采用有机金属化学气相沉积技术在Si(111)衬底上生长蓝光多量子阱发光二极管(LED) 结构, 通过在量子阱下方分别插入两组不同厚度的InGaN/GaN超晶格, 比较了超晶格厚度对LED光电性能的影响. 结果显示: 随超晶格厚度增加, 样品的反向漏电流加剧; 300 K下电致发光仪测得随着电流增加, LED发光光谱峰值的蓝移量随超晶格厚度增加而减少, 但不同超晶格厚度的两个样品在300 K下的电致发光强度几乎无差异. 结合高分辨X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对样品的位错密度和V形坑特征分析, 明确了两样品反向漏电流产生巨大差异的原因是由于超晶格厚度大的样品具有更大的V形坑和V形坑密度, 而V形坑可作为载流子的优先通道, 使超晶格更厚的样品反向漏电流加剧. 通过对样品非对称(105)面附近的X射线衍射倒易空间图分析, 算得超晶格厚度大的样品其InGaN量子阱在GaN上的弛豫度也大, 即超晶格厚度增加有利于减小InGaN量子阱所受的应力. 综合以上影响LED发光效率的消长因素, 导致两样品最终的发光强度相近.