The effects of sapphire substrates processes to the LED efficiency - art. no. 68410M

We investigate the relation between the thickness of sapphire substrates and the extraction efficiency of LED. The increasing about 5% was observed in the simulations and experiments when the sapphire thickness changed from 100um to 200um. But the output power increasing is inconspicuous when the thickness is more than 200um. The structure on bottom face of sapphire substrates can enhance the extraction efficiency of GaN-based LED, too. The difference of output power between the flip-chip LED with smooth bottom surface and the LED with roughness bottom surface is about 50%, where only a common sapphire grinding process is used. But for those LEDs grown on patterned sapphire substrate the difference is only about 10%. Another kind of periodic pattern on the bottom of sapphire is fabricated by the dry etch method, and the output of the back-etched LEDs is improved about 50% than a common. case.

Plasma induced damage in GaN-based light emitting diodes - art. no. 68410X

The effects of plasma induced damage in different conditions of ICP and PECVD processes on LEDs were presented. For ICP mesa etch, in an effort to confirm the effects of dry etch damage on the optical properties of p-type GaN, a photoluminescence (PL) measurement was investigated with different rf chuck power. It was founded the PL intensity of the peak decreased with increasing DC bias and the intensity of sample etched at a higher DC bias of -400V is less by two orders of magnitude than that of the as-grown sample. Meanwhile, In the IN curve for the etched samples with different DC biases, the reverse leakage current of higher DC bias sample was obviously degraded than the lower one. In addition, plasma induced damage was also inevitable during the deposition of etch masks and surface passivation films by PECVD. The PL intensity of samples deposited with different powers sharply decreased when the power was excessive. The PL spectra of samples deposited under the fixed condition with the different processing time were measured, indicating the intensity of sample deposited with a lower power did not obviously vary after a long time deposition. A two-layer film was made in order to improve the compactness of sparse dielectric film deposited with a lower power.

Research on color matching of LED backlight for large-color-gamut LCD application - art. no. 68410Y

Comparing with the conventional CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) backlight, three-basic-color LEDs backlight has some advantages such as good color reproduction, long life and lead free etc. Theoretically, the color gamut is determined by x, y coordinates of the three basic colors in CIE chromaticity diagram, and the x, y coordinates of each basic color can derived from the relative spectrum distribution (RSD) of the LED. In this paper, the red, green and blue LEDs' RSD models are established to calculate and analyze the color gamut of a backlight. By simulating those models, the relationships that the color gamut of a LED backlight varies with each color are analyzed, and the optimum combination of three colors is obtained within the given wavelengths ranges. Moreover, the combinations of three colors for the gamut of 115% NTSC and 110% NTSC are plotted in pictures, respectively.

Combined transparent electrodes for high power GaN-based LEDs with long life time

In this paper fabrication of high power light emitting diodes (LEDs) with combined transparent electrodes on both P-GaN and N-GaN have been demonstrated. Simulation and experimental results show that comparing with traditional metal N electrodes the efficacy of LEDs with transparent N electrode is increased by more than 10% and it is easier in process than the other techniques. Further more, combining the transparent electrodes with dielectric anti-reflection film, the extraction efficiency can be improved by 5%. At the same time, the transparent electrodes were protected by the dielectric film and the reliability of LEDs can be improved.

Study on surface morphology of GaN growth by MOCVD on GaN/Si(111) template

The surface morphology of GaN grown by MOCVD on GaN/Si template was studied. Rough morphology and deep pinhole defects on some surface areas of the samples were observed and studied. The formation of rough morphology is possibly related to Ga-Si alloy produced due to poor thermal stability of template at high temperature. The deep pinhole defects generated are deep down to the surface of MBE-grown GaN/Si template. The stress originated from the large thermal expansion coefficient difference between GaN and Si may be related to the formation of the pinhole defects. The surface morphology of the GaN can be improved by optimizing the GaN/Si template and decreasing the growth temperature.

High performance resonant tunneling diode on a new material structure

A new material structure with Al0.22Ga0.78As/In0.15Ga0.85As/GaAs emitter spacer layer and GaAs/In0.15Ga0.85As/GaAs well for resonant tunneling diodes is designed and the corresponding device is fabricated. RTDs DC characteristics are measured at room temperature. Peak-to-valley current ratio (PVCR) is 7.44 for RTD Analysis on these results suggests that the material structure will be helpful to improve the quality, of RTD.

一种静态最少优先级分配算法

随着实时系统越来越多地应用于各种快速更新系统,尤其是各种片上系统,如PDA(personal digital assistant),PSP(play station portable)等,性价比已成为系统设计者的主要关注点.实际应用中,实时系统通常仅支持较少的优先级,常出现系统优先级数小于任务数的情况(称为有限优先级),此时,需将多个任务分配到同一系统优先级,RM(rate monotonic),DM(deadline monotonic)等静态优先级分配算法不再适用.为此,静态有限优先级分配是研究在任务集合静态优先级可调度的情况下,可否以及如何用较少或最少的系统优先级保持任务集合可调度.已有静态有限优先级分配可分为两类:固定数目优先级分配和最少优先级分配.给出了任意截止期模型下任务静态有限优先级可调度的充要条件以及不同静态有限优先级分配间转换时的几个重要性质,指出了系统优先级从低到高分配策略的优越性,定义了饱和任务组与饱和分配的概念,证明了在任务集合静态优先级可调度的情况下,最少优先级分配比固定数目优先级分配更具一般性.最后提出一种最少优先级分配算法LNPA(least-number priority assignment).与现有算法相比,LNPA适用范围更广,且复杂度较低.

Study on biomass circulation and gasification performance in a clapboard-type internal circulating fluidized bed gasifier

We investigated the solid particle flow characteristics and biomass gasification in a clapboard-type internal circulating fluidized bed reactor. The effect of fluidization velocity on particle circulation rate and pressure distribution in the bed showed that fluidization velocities in the high and low velocity zones were the main operational parameters controlling particle circulation. The maximum internal circulation rates in the low velocity zone came almost within the range of velocities in the high velocity zone, when uH/umf = 2.2-2.4 for rice husk and uH/umf = 3.5-4.5 for quartz sand. In the gasification experiment, the air equvalence ratio (ER) was the main controlling parameter. Rice husk gasification gas had a maximum heating value of around 5000 kJ/m3 when ER = 0.22-0.26, and sawdust gasification gas reached around 6000-6500 kJ/m3 when ER = 0.175-0.24. The gasification efficiency of rice husk reached a maximum of 77% at ER = 0.28, while the gasification efficiency of sawdust reached a maximum of 81% at ER = 0.25.

分子组装体的扫描探针显微学研究

本文简要评述了扫描探针显微学研究的发展过程、目前状况及发展方向，着重介绍了扫描探针显微学(SPM)在分子组装体研究中的一些应用。采用扫描探针显微学结合电化学的方法对自组装膜(SAMs)、表面活性剂(surfactant)、纳米颗粒(nanoparticles)等分子组装体系进行了研究，并结合IR、QCM、XPS、XRD等多种手段对分子组装体在电极表面的形态和结构进行了探讨。主要结果如下：1．SPM研究以杂多酸为基础的分子组装体我们通过将AsMo_(11)V0_(40)~(4-)杂多酸阴离子从其酸性溶液中自吸附至金表面的方法，制备了一类新的无机自组装膜。我们利用QCM、STM和电化学方法分别研究了AsMo_(11)VO_(40)~(4-)自组装膜的吸附过程、在Au表面的结构和电化学性质。QCM数据表明这个自组装过程可以用Langmuir吸附等温式来描述，其吸附自由能为-20 KJ/mol。 通过QCM测得的AsMo_(11)VO_(40)~(4-)自组装膜的表面覆盖度的最大值为1.7 * 10~(-10)mol/cm~2，这相当于一个AsMo_(11)VO_(40)~(4-)阴离子的密堆积单层。AsMo_(11)VO_(40)~(4-)自组装膜的循环伏安图上出现三对可逆的氧化还原峰，每对峰所对应的自组装膜的表面覆盖度都亦为1.78 * 10~(-10) mol/cm2，和QCM结果一致。现场STM图像显示AsMo_(11)VO_(40)~(4-)自组装膜十分的均一没有如何多层或聚集体的结构。高分辨STM图进一步显示在Au(111)表面的sMo_(11)VO_(40)~(4-)自组装膜于+0.7 V(vs．Ag | AgCl)表现出二维有序的四方晶体结构，晶格间距为10-11 A。这个值与sMo_(11)VO_(40)~(4-)阴离子的直径十分接近。从STM图我们也估算出AsMo_(11)VO_(40)~(4-)自组装膜的表面覆盖度为1.8 * 10~(-10) mol/cm~2，这和QCM以及电化学的实验结果都很接近。我们进一步研究了一种新的以杂多酸为基础的有机无机复合膜--砷钼钒杂多酸的十一烷基吡啶盐(CPMVA)--的制备、结构和电催化性质。通过在这种盐的丙酮溶液中循环电位扫描，我们可以在HOPG电极表面制备稳定的CPMVA膜。我们利用XPS、STM和电化学多种手段来表征CPMVA膜的结构和性质。这些研究表明：在新剥离HOPG表面CPMVA膜的结构为自聚集的分子团，而在预阴极化HOPG表面CPMVA膜的结构为自有序单层。CPMVA膜在酸性和丙酮溶剂中部表现出可逆的氧化还原动力学行为，这说明这种新类型的膜甚至能在有机溶剂中用作催化剂。当溶液的pH值大于7.O时，CPMVA膜也能维持其稳定性，它对pH值的依赖程度明显小于其无机物形式的膜(H_4AsMo_(11)VO_(40))对pH值的依赖程度。CPMVA膜对Br0_3-的还原表现出很好的电催化活性，催化电流与BrO_3~-的浓度的平方成正比。这种有很高稳定性的新类型杂多酸膜在催化剂领域中将有很广阔的应用前景。2．电化学STM研究吸附在金属表面的表面活性剂聚集体由于电位诱导引起的结构变化表面活性剂在表面的吸附已广泛地被用于限制电极表面的活性和稳定溶液中的胶体和纳米粒子，但是人们对表面活性剂在电极表面的结构和由于电位变化所引起的结构改变并不清楚。在这个工作中我们利用现场STM观察了电位控制下表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)在Au(111)表面的吸附。STM图像显示通过控制电位SDS在Au(111)表面有一从半圆柱胶束单层向致密双层膜过渡的构象变化。我们也建立了SDS聚集体在Au(111)表面电位诱导结构变化的模型。就我们所知，这是第一次系统地研究表面活性剂聚集体在金属表面的电位诱导结构变化。3．在固体表面构筑有序的聚苯胺分子导线我们提出了一种新的通过分子设计构筑有序聚苯胺分子导线的新方法。首先，根据Saveant的方法我们在HOPG表面修饰上有序的4-氨基苯单层，然后溶液中的苯胺分子通过阶跃的方法被层层电聚合在4-氨基苯单层修饰的HOPG表面，形成有序的聚苯胺分子导线。FTIR-ERS和XPS结果证实HOPG表面上形成了聚苯胺。SPM图显示在HOPG表面的聚苯胺平面结构为有序的3~(1/2) * 3~(1/2) R 30°。小角X-射线反射结果表明聚苯胺分子导线是垂直站立在HOPG表面。电化学测量进一步表明聚苯胺分子导线的形成有利于加速电子传递速率。这种先分子设计后电聚合的方法可能会成为一类在固体表面制备有序导电聚合物分子导线的新方法。依据上一个实验，我们在金表面通过自组装的方法构筑了绝缘分子导线。我们选择β-环糊精(β-CD)作为包络4-氨基硫酚的理想主体分子。β-CD和4-氨基硫酚形成的包络物首先被自组装到Au表面，然后也通过阶跃的方法被层层电聚合在自组装膜修饰的Au表面，形成有序的聚苯胺分子导线。FTIR-ERS和XPS结果证实Au表面上形成了聚苯胺。低电流STM(LC-STM)图像表明在Au(111)表面的聚苯胺分子线为六角的二维有序，分子与分子之间的最相邻距离为15.5±0.5 A。这种先进行CD超分子自组装后电聚合的方法可能会成为一类制备导电聚合物绝缘分子导线的新方法。4．SPM研究在HOPG表面电化学合成的纳米材料我们通过脉冲恒电位方法从稀的苯胺酸性溶液(1mM苯胺 + 1 M HClO_4)在HOPG表面制备聚苯胺纳米颗粒。我们利用FTIR-ERS、XPS、TM-AFM手段来表征聚苯胺纳米颗粒的组成和结构。FTIR-ERS和XPS结果表明制得的聚苯胺纳米颗粒主要以亚胺形式存在。TM-AFM图像显示分散于HOPG表面的聚苯胺纳米颗粒的表面覆盖度约为10~(10)cm~(-2)。这些纳米颗粒都为圆盘型，直径为200到600埃，高度为10到30埃。这些纳米颗粒的大小随聚合电量由5.7 μC/cm~2增加到19.3 μC/cm~2而增大。我们提出了一种通过分子设计在HOPG表面制备金属纳米粒子的新方法。第一步，根据Saveant的方法我们在HOPG表面修饰上一个4-氨基苯单层。第二步，通过配位相互作用Ag~+能在4-氨基功能化的HOPG表面形成单层。第三步，通过脉冲恒电位方法我们就能在4-氨基苯功能化的HOPG制备Ag纳米颗粒。电化学测量证明了在HOPG表面上Ag纳米颗粒的形成。STM图像显示通过这种方法制得的Ag纳米颗粒的大小十分均一且在HOPG表面上的分散度很高。这种新方法可被广泛地用来在碳表面制备各种金属纳米粒子。

生物活性有机锗及HPCPC双水相分离生物大分子的研究

本论文内容主要分为4个部分：“有机锗化合物抑制Maillard反应的研究”、“Ge-132对体外培养幼鼠胰岛细胞的作用研究”、“PEG／磷酸盐双水相体系中生物大分子分配的研究”和“HPCPC（High Performance Centrifugal Partition Chromatography，高效离心分配色谱）双水相体系对生物大分子分离的研究”。前两部分主要从有机锗化合物防治糖尿病及其并发症的代谢机理和细胞学角度进行研究，本文引入HPCPC和双水相体系分离生物大分子的技术，为进一步阐明有机锗化合物在Maillard反应过程中的作用机理：对双水相体系中生物大分子的分配及HPCPC在双水相体系中分离生物大分子也做了大量的基础性研究，为开发HPCPC的应用作出了有价值的探索工作。本论文的主要创新点归纳如下：一、有机锗化合物对Maillard反应的抑制作用：针对国际上有机锗发展的前沿课题，在国内首先开展了有机锗化合物对Maillard反应抑制作用的研究，取得了有价值的研究结果。1、在模拟体内的生理条件下，研究了不同浓度Ge-132对精氨酸、组氨酸、甘氨酸和缬氨酸对Maillard反应荧光峰强度的影响：不同类型的氨基酸Maillard反应产物结构上的差异和不同浓度有机锗对组氨酸糖化反应420nm处特征吸光度的影响。2、苯丙氨酸是侧链带有苯环的芳香族氨基酸，是一种具有弱的天然荧光的生物小分子，其荧光最大发射位置在281.6nm。由于aillard反应是葡萄糖和氨基酸的-NHR基发生的反应，其反应产物的特征荧光在440nm附近。这两类荧光的发射位置相差较远，相互之间没有影响，因此利用荧光法观察Phe在反应过程中自身的荧光变化和Ge-132对Phe的Maillard反应荧光产物的抑制情况。3、血清白蛋白是哺乳动物体内的重要蛋白质，可作为多种内源性、外源性物质的存储和转运蛋白，其Maillard反应已经被广泛重视，但较复杂的实验条件限制了它的研究。通过观测蛋白质Maillard反应产物特征荧光的变化是一有效的研究方法。BSA的内源性荧光是由肽链色氨酸和酪氨酸残基贡献的，其最大发射位置340nm左右。其Maillard反应产物的特征荧光在440nm附近，这两类荧光发射位置相差较远，基本上没有影响，因此能够通过荧光光谱研究BSA的Maillard反应荧光产物的情况。本文观测了Ge-132对BSA的Maillard反应荧光产物的抑制作用，同时还通过荧光法确定了一个文献中没有的新的反应位点。4、本文研究了具有更高水溶性的一类双有机锗化合物(HO)_2Ge(CHR_1CHR_2COOH)_2．2H_20抑制Maillard反应的特性，结果证明它比Ge-132具有更高的抑制作用，我们通过化合物的构效关系解释了上述作用的机制。5、本文研究了Tb(Ge-132)_3和Eu(Ge-132)_3两种含稀土的配合物对氨基酸、蛋白质Maillard反应的影响，观察了稀土离子对Maillard反应体系的影响，对实验现象作出了合理的解释。二、Ge-132对体外培养幼鼠胰岛细胞的作用为进一步考察有机锗对糖尿病的防治作用，我们与白求恩医大合作，首次观察了Ge-132对体外培养的幼鼠胰岛细胞结构和功能的影响，研究了不同剂量的含锗化合物对幼鼠胰岛细胞分泌胰岛素的作用，认为低浓度的Ge-132对胰岛细胞分泌胰岛素具有明显的促进作用。该部分内容为首次报导。三、PEG／磷酸盐双水相体系中生物大分子分配的研究双水相萃取TPE(Aqueous Two-Phase Extraction)具有下述优点：生物相容性好、界面张力低、能量低、易于工业规模的放大、可以进行连续操作等。本论文系统地研究了各种蛋白质在PEG／磷酸盐体系中的分离情况，如在各种pH条件下，从6.8到9.2，各种分子量的PEG，包括PEGl000，2000，5000，6000，10000，和20000和磷酸盐双水相体系的物化性质，以及对lysozyme（溶菌酶），BSA（牛血清白蛋白），HSA（人血清白蛋白），Hemoglobin（血红蛋白）在各种体系中的分配系数，探讨了各种因素对生物大分子分配的影响。四、HPCPC在双水相体系对生物大分子分离的研究由于荧光光谱法证实了Ge-132对牛血清白蛋白Maillard反应的抑制作用。但对于如何能够分离出糖化产物，达到进行定量表征的目的是我们研究的一个重要内容。九十年代初，由日本研制出一种色谱中新技术HPCPC。HPCPC与传统的液相色谱(LC)和高效液相色谱(HPLC)不同，不需要固体作为支持体。流动相和固定相分别为两种不相混溶的液体，通过离心力的作用使其中一相作为固定相保持在类似多级萃取器的微小分配槽中，另一相作为流动相流经固定相。HPCPC在双水相体系的应用是一种利用多级连续萃取从双水相中分离生物物质的方法它具有运行时间快、高效高选择性，流动相与固定相之间比例可以任意改变，并在任何pH值均可进行正向和反向操作并且实验室规模可一步直接放大到生产规模。它不仅可以作为一种分离的工具，而且也是一种研究生物萃取反应动力学机理，反映热力学与动力学之间相关性的重要方法。本论文中研究了常用的两种双水相体系，利用PEG6000／Dex20000／H_20对BSA和Maillard反应产生的糖化BSA进行了初步分离，取得了一些阶段性结论。另外，通过对各种条件的筛选，选择了具有代表性的lysozyme和BSA，BSA和血红蛋白(Hb)进行HPCPC色谱仪上的分离，研究了色谱分离条件如：转数、流速、pH等对分离效率及理论塔板数的影响，取得了一系列重要的结论。为工业上大规模的生物样品分离提供了重要的参数。

免疫球蛋白的制备及其质谱研究

用狂犬病毒免疫产蛋鸡，获得的免疫卵黄经水稀释脱脂－两步盐析－凝胶过滤法分离，得到的IgY经SDS－PAGE分析其纯度在98％以上。纯化的 IgY 经二硫苏糖醇（DTT）还原，得到重链 (HC) 和轻链 (LC)。另外，IgY 经胃蛋白酶（pH4.0, 37℃）酶解后，得到片断抗体Fab。采用 MALDI-MS手段较准确地测定了 IgY及HC, LC, Fab的平均分子量，分别为 167250Da, 65105Da, 18660Da 和 45359Da，测量误差在 0.2%以下。研究表明，和哺乳动物的 IgGs相比，鸡卵黄 IgY的结构有两个特点：1．它的重链较长而轻链较短；2．胃蛋白酶敏解后产生 Fab而不是 F(ab')_2。对抗幽门螺杆菌 IgY 的研究表明，鸡卵黄免疫球蛋白具有良好的稳定性。在热、酸、胃蛋白酶和胰蛋白酶处理的条件下，IgY能够保留大部分抗体活性。免疫亲和捕获和 MALDI-MS手段相结合产生了免疫和质谱技术。我们在研究中发展了这一技术，提出了一个简单而有效的免疫分析方法。以干扰素－抗干扰素单抗为模型，确定了混合物中抗原蛋白质的存在，确定了抗原蛋白质上与抗体结合的大致位点。在MALDI-MS测定蛋白质分子量的实验中，采用了在线纯化蛋白质样品的新技术，简单、快速，能够提高蛋白质分子量测定的灵敏度，各种离子的信噪比和丰度得到改善。笼内金属富勒烯的有效提取对于进一步深入研究它的各种性质至关重要。采用高温高压法有效地提取了烟炱中的笼内金属富勒烯 M@C_(82) (M=Y, La, Gd, Tb)，选择的提取溶剂为 1,2,4-三氯苯，金属富勒烯的产率较高，为烟炱的0.5%。

传输型电致发光聚合物的合成与表征

高分子发光材料除应具有优良发光性能外，还需具有优良电子传输性能和空穴传输性能。本论文以此为出发点，将具有优良空穴传输性能的芳胺类化合物和具有优良电子传输性能的噁二唑类化合物，通过无规共聚合调控发光基元和两类传输基元的含量，合成了系列的传输与发光一体化的即V类高分子发光材料，并探讨了聚合物本身的基本特性。同时，设计和制备了相应的单层结构器件和掺杂器件，考察了器件的器件性能。本论文主要工作内容及结果如下：1、成功的利用三类王芳胺类双醛：4，4'-二醛基-（4-辛氧基-苯基）-二苯胺（TPA双醛）、N，N'-二（4-辛氧基一苯基）-N，N'-二（4-甲醛基-苯基）-1，4-苯二胺（PDA双醛）和N，N，-二（4-辛氧基-苯基）-N，N，-二（4-甲醛基-苯基）-4，4' 联苯二胺（TPD双醛）和wittig麟盐无规共聚，得到三个系列双极传输高分子发光材料。2、聚合物主链中同时引入三芳胺类空穴传输基团和噁二唑电子传输基团，提高了器件性能。在TPA系列中，同时含有三芳胺和噁二唑全基团的聚合物比仅含有三芳胺基团聚合物的单层器件亮度及效率分别提高29和22倍，同时使器件的启动电压从9.3V下降到2．7V。在同样比较的情况下，在PDA系列中，聚合物的器件亮度及效率要提高近8倍，同时使器件的启动电压从5.3V下降到4.5V。在TPD系列中，聚合物的器件亮度及效率要提高44和38倍，同时使器件的启动电压从7.5V下降到5.7V。3、含有噁二唑基团聚合物分子的这种D-A体系所具有的分子内电荷转移性质，导致其荧光光谱和电致发光光谱红移。其中，TPA系列和TPD系列的电致发光光谱从绿光红移到了黄绿光，而PDA系列聚合物的电致发光光谱从黄绿光红移到了橙光。4、刚性的噁二唑基团的引入提高了聚合物的热稳定性，T以系列聚合物、PDA系列聚合物和TPD系列聚合物中含有噁二唑基团的聚合物的玻璃化转变温度在112-229℃之间，其热分解温度超过420℃。5、此三个系列聚合物中同时含有空穴和电子传输基元的双极分子溶液的紫外一可见吸收光谱和荧光光谱都有明显的溶剂化效应，表现出较强的分子内电荷转移特性。6、利用TPA系列聚合物中性能最好的聚合物TPA-OXD-PV1的良好电子和空穴传输性质，构造的单层掺杂器件，实现了橙色和红色发光。