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六盘水光电信息技术重点实验室  

    重点实验室主要研究方向是光电子器件、微波通讯器件、介质微腔激光器及光电智能仪表等高新光机电产品。目前正在开发的具有产业化应用前景的器件和设备包括:3G微波基站滤波器,微波通讯天线、太阳能光伏器件、庞磁电阻传感器及GPS导航系统等,具体方向包括:

1、微波信息材料及器件的制备及应用研究

随着微波通讯技术的不断发展,传统的微波材料和器件在实验和应用领域不断受到挑战,超低介电损耗、超稳定谐振频率温度系数的新型微波材料和器件受到全球市场的广泛关注和青睐。实验室2014年以新材料研究为基础,利用A(B1B2)O3复杂钙钛矿结构中B位阳离子(如(Ca0.5+xSr0.5-x)[(Al0.5Nb0.5)0.5Ti0.5]中的Al3+/Nb5+在晶体 <111>方向上的有序排列可形成超低介电损耗的原理,并利用体系中的Ca/Sr含量的变化,实现微波介电性能的裁减。最终实现了微波品质因数Qf>10000GHz,谐振频率温度系数近0的微波介质,设计并实现了插入损耗<3dB,相对带宽>10%,带外衰减极点可控的多种微带滤波器。

2、磁性钙钛矿材料及器件的制备及应用研究。

为了解决在空气条件下热处理温度和次数对含有B位空位锰氧化物La0.75Sr0.25Mn0.95Δ0.05O3中氧含量影响的物理问题,采用改进的溶胶凝胶法,成功制备了名义成分为La0.75Sr0.25Mn0.95Δ0.05O3的钙钛矿锰氧化物材料,先后对样品在973K1073K1273K1473K进行了四次热处理,对其结构和磁性进行了研究。结果表明,经973K热处理后样品晶粒表面明显缺氧,导致其中存有碳元素;经过后三次热处理,样品的氧含量逐渐增加,从正分到过剩。结合晶体缺陷热平衡理论,氧含量的过剩时,实际上形成了B位含有空位的AB1-Δ-zO3型钙钛矿结构。

3、半导体光电特性研究。

采用PS微球为掩模板制备间距可调的Si预图案模板,然后采用水热合成法制备高度有序半导体纳米阵列,并优化其光电特性。包括研究了ZnOAlN等纳米阵列的RamanFEPL光电特性。建立了半导体晶体结构和缺陷与RamanPL光谱的内在联系,从理论上推导N空位或O空位对PL光谱荧光寿命的影响,为其应用与光致发光器件打下基础。研究了一种新式钙钛矿(CaTiO3)为原料的太阳能电池。它的光电转化效率或可高达50%,为目前市场上太阳能电池转化效率的2倍,能大幅降低太阳能电池的使用成本。相关研究发表在最新一期的《Science》杂志上,于此同时还被《Science》评选为2013年十大科学突破之一。本实验室基于现有工作基础,广泛调研国内外发展情况,申请联合基金一项,项目名称为:《磁场、电场辅助空位调控钙钛矿太阳能电池性能研究》。项目主要研究内容为:通过改进的溶液法、气相辅助溶液法制备钙钛矿太阳能电池,测量其微结构、形貌、光电转化效率等。通过对具有光电转化能力的钙钛矿材A位自掺杂,B位空位掺杂,调控能带结构,通过外加磁场辅助调控电子捕获光子的能力,通过外加电场快速将电子空穴对分离,提高光电转化效率。此外,利用Materials StudioCASTEP软件包构建相应的掺杂钙钛矿位形,计算其能带结构,态密度,分波态密度,磁性能以及光学性能,辅助分析实验结果。最终获得带隙窄,光谱相应范围广,光电转化效率高的钙钛矿太阳能电池。

实验室上述研究方向与六盘水当地经济紧密结合,此外,实验室的这些研究领域作为电子及信息材料产业的分支,是贵州省“十二五”科技发展规划中明确提出的重点开发领域,对发展微波基站产业、移动通讯大数据产业等战略新兴产业都能产生积极作用,符合贵州工业强省战略的发展方针。

  

箱式电阻炉                   箱式电阻炉

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