研究目的
通过操控界面偶极层来控制等离激元金属与半导体之间的扩散电势，从而无需外部刺激或改变基础材料即可实现对等离激元电势的任意调控。
研究成果
插入一个1微库仑的界面偶极层显著调控了等离激元纳米粒子与周围介质之间形成的扩散电势，为无需外部刺激或改变基础材料即可控制等离激元电势提供了新方法。该方案对等离激元器件具有实用价值，能实现开路电压数百毫伏量级的双向调控（既可降低亦可提升）。
研究不足
该研究聚焦于利用界面偶极层控制扩散电势，但未探究通过优化界面偶极来加速载流子传输（而非阻碍传输）的方案。此外，观察到界面偶极对光电流的影响减弱，表明需进一步研究以提升光电转换效率。
1：实验设计与方法选择
在钛酸锶(SrTiO3)与氧化镍(NiO)之间制备含金纳米粒子(Au-NPs)的固态光电转换器件，以铝酸镧(LaAlO3)作为界面偶极层，通过光电测量研究其效应。
2：样品选择与数据来源
采用(100)取向的SrTiO3单晶作为衬底。Au-NPs通过脉冲激光沉积(PLD)和退火法负载，NiO(0.01 at%锂掺杂)薄膜采用PLD沉积。
3：实验设备与材料清单
脉冲激光沉积系统(PLD, PAC-LMBE, PASCAL公司),KrF准分子激光器(λ=248nm),X射线衍射仪(Cu Kα辐射, D8 Discover, 布鲁克公司),场发射扫描电子显微镜(FE-SEM, JSM-6700FT, 日本电子公司),原子力显微镜(AFM, MFP-3D-BIO-J, 牛津仪器公司),高分辨透射电镜(JEOL ARM 200F 200kV FEG-STEM/TEM),电化学分析仪(ALS-760d, ALS公司),太阳光模拟器(WXS-156S-L2, AM1.5GMM, 和光电气公司)
4：实验流程与操作步骤
对SrTiO3衬底进行预处理以暴露TiO2终止面，依次通过PLD沉积SrO、LaAlO3、Au-NPs和NiO薄膜，通过结构分析与光伏测量对器件进行表征。
5：数据分析方法
通过分析电流密度-电压(J-V)特性、Mott-Schottky曲线及入射光子-电流效率(IPCE)作用光谱，评估界面偶极层对等离激元器件的影响。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
X-ray diffraction
D8 Discover
Bruker
Structural analysis
-
Field-emission scanning electron microscopy
JSM-6700FT
JEOL
Surface morphology observation
-
High-resolution transmission electron microscopy
JEOL ARM (200 F) 200 kV FEG-STEM/TEM
JEOL
Cross-sectional analysis
-
Pulsed laser deposition
PAC-LMBE
PASCAL Co.
Deposition of thin films
-
Atomic force microscopy
MFP-3D-BIO-J
Asylum Research
Surface morphology observation
-
Electrochemical analyzer
ALS-760d
ALS
Measurement of photovoltaic properties
-
Solar simulator
WXS-156S-L2, AM1.5GMM
WACOM ELECTRIC
Simulation of solar irradiation
-
登录查看剩余5件设备及参数对照表
查看全部
