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材料科学与工程参考???|| 有机材料中的激子模型与带隙模型
摘要: 光学激发的结合能Eb是理解有机固体(尤其是共轭聚合物)光电性质的关键参数。它控制着单重态或三重态电子激发解离为自由电荷对的过程,以及反向过程——即电子-空穴(eh)对复合产生可辐射或非辐射衰减的激发。当Eb较大时,载流子光生是一个吸热且低效的过程。显然,在有机太阳能电池(OSC)中人们希望Eb尽可能小,而在发光二极管(LED)中则相反,因为电荷复合需要驱动力。本文将概述分子固体中激子结合能定义的问题,随后介绍实验与理论进展,并重点针对共轭聚合物对相关概念框架进行批判性评述。
关键词: 有机材料、共轭聚合物、带隙模型、光电性质、激子结合能
更新于2025-09-11 14:15:04
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通过取代基调控镍二硫纶的光电性质:一项理论研究
摘要: 基于二硫纶的配合物在有机光电器件材料应用方面展现出巨大潜力。本研究通过理论设计了一系列镍二硫纶及其取代衍生物配合物,并采用密度泛函理论(DFT)/含时密度泛函理论(TD-DFT)对其光电性能进行了对比研究。结果表明:引入吸电子基团可显著改善镍二硫纶配合物的电荷注入性能;其电荷传输性能取决于体系的共轭程度;最高占据分子轨道(HOMO)与最低未占分子轨道(LUMO)之间的能隙由取代基决定,这使得最大吸收波长从可见光区红移至近红外(NIR)区域。电子密度差分图显示,基态到第一激发态的电子跃迁主要归属于HOMO到LUMO的π-π*跃迁。本研究揭示的取代基效应规律将为镍二硫纶作为潜在光电器件材料的应用提供重要指导。
关键词: 取代基、密度泛函理论、镍二硫纶、光电性质
更新于2025-09-10 09:29:36
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基于第一性原理计算,通过机器学习加速Pmn21-BAlNP性能预测
摘要: 本文采用CASTEP程序和机器学习算法研究Pmn21-BxAl1-xNyP1-y材料。通过CASTEP程序评估了该材料几种典型结构的机械稳定性、热力学稳定性和分子动力学稳定性,结果表明所有结构均具有稳定性。利用Pmn21-BxAl1-xNyP1-y的晶格常数和弹性性能等数据作为机器学习训练集,采用7折交叉验证计算各模型的平均绝对百分比误差(MAPE),分别筛选出晶格常数预测模型和剪切模量预测模型:晶格常数采用线性回归算法建模,剪切模量采用Xgboost算法建模。在测试集上,通过对比模型预测数据与真实数据发现误差处于可接受范围,证明晶格常数和剪切模量G的机器学习预测模型具有良好的泛化能力。采用混合PBE0泛函计算Pmn21-BxAl1-xNyP1-y的电学性质,发现AlN、BP、AlP、B0.25Al0.75N、B0.75Al0.25P、B0.5Al0.5P、B0.25Al0.75P、AlN0.75P0.25、AlN0.5P0.5和AlN0.25P0.75材料具有直接带隙。
关键词: Pmn21-BxAl1-xNyP1-y,第一性原理,光电性质,机器学习,力学性质
更新于2025-09-10 09:29:36
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PbSe纳米结构中形状调控的多激子生成与光电性能
摘要: 半导体纳米结构中的多激子生成(MEG)对于提升光电器件相关性能以及光子转化为电子-空穴对的转换效率的形貌依赖性具有重要意义。然而,从原子层面理解尺寸和形貌梯度对MEG及相关光电性质的耦合效应的理论认知仍不明确。本研究基于键弛豫关联机制、细致平衡原理和费米统计理论,探究了不同形貌(纳米晶、纳米线和纳米锥)PbSe纳米结构中的MEG及光电性质。研究发现,减小纳米结构尺寸可增大带隙、降低阈值能量并提高MEG效率。此外,通过调控几何参数可实现PbSe纳米结构的最优转换效率。
关键词: 键弛豫关联机制、PbSe纳米结构、费米统计理论、多激子生成、光电性质
更新于2025-09-10 09:29:36
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缺氧对射频磁控溅射沉积的CuFeO2?x薄膜光学和电学性能的影响
摘要: 采用射频溅射沉积法,在室温下以9%至0%的低氧流量比于石英衬底上制备了Delafossite结构CuFeO2?x薄膜。沉积态薄膜呈非晶相,经900℃氮气氛围中退火2小时后结晶为三方3R(R3m)型Delafossite结构。SEM图像显示薄膜由纳米级晶粒组成,溅射气体中氧含量较高时可获得表面更光滑、氧含量更高的薄膜。通过研究200-1500 nm波长范围的光学透射谱发现:随着沉积过程中氧流量比降低,直接带隙呈现从3.09 eV至2.98 eV的收窄趋势。所有退火后CuFeO2?x薄膜均呈现p型导电性并与铜电极形成线性欧姆接触。当氧流量比从9%降至0%时,薄膜载流子浓度从2.8×1017 cm?3增至9.2×1019 cm?3,而迁移率则从9.74 cm2·V?1·s?1降至0.035 cm2·V?1·s?1。通过调控化合物组分可实现CuFeO2?x载流子浓度与迁移率的调节,为光电器件工程化提供了关键技术基础。
关键词: CuFeO2?x,p型导电性,光电性质
更新于2025-09-09 09:28:46
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Cs2AgBiBr6双钙钛矿的结构与光学性质。
摘要: 我们对具有光伏应用前景的双钙钛矿Cs2AgBiBr6的晶体结构与光电性质关系进行了全面研究?;诘ゾ?粉末X射线衍射和中子粉末衍射,我们揭示了在Ts~122K存在室温立方相(空间群F mˉ3m)与新低温四方相(I4/m)之间的结构相变。通过反射率测量发现,接近直接带隙的激子峰能量Eex≈2.85eV随四方应变成比例移动,这与Eex主要受晶体结构旋转自由度(即Bi-Br-Ag键角)控制一致。通过时间分辨光致发光动力学观测发现,在弛豫通道中快速过程主要存在于四方相,表明其可能源于四方孪晶畴的形成。
关键词: 光电性质、结构相变、双钙钛矿、光伏、Cs2AgBiBr6
更新于2025-09-04 15:30:14