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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 螺旋桨状寡聚(苯乙烯基)苯的 photophysical 特征和半导体性质

    摘要： 对一系列螺旋桨状寡聚(苯乙烯基)苯的电子、光学及半导体特性进行了系统研究，以监测中心苯环周围苯乙烯分支数量（三、四、六支）的影响。为阐明其结构与性能关系，采用多种理论水平结合不同极性溶剂条件进行了密度泛函理论计算。吸收光谱和振动拉曼光谱显示，十字形四分支衍生物具有最有效的π共轭体系，这与计算得出的最低键长交替值和带隙相符。吸收光谱与荧光光谱间镜像对称性的偏离，与电子激发态下分子构象变化相关。此外，为探究寡聚(苯乙烯基)苯的半导体行为，计算分析了与电离过程相关的分子结构变化及不同电子特性，并通过空穴与电子重组能的计算初步评估了这些化合物的n型或p型导电特性，在某些案例中发现了与常见n型半导体相当的电子重组能。

    关键词： 光物理性质、密度泛函理论、电荷传输、拉曼光谱、寡聚(苯乙烯基)苯、半导体特性

    更新于2025-11-20 15:33:11

  • 基于吲哚啉和苯并噻唑的方酸菁染料敏化太阳能电池：含双取代磺酸基团的合成、表征及电池性能

    摘要： 两种新型对称方酸菁染料敏化剂（SQTHZ和SQIND）以苯并噻唑和吲哚啉基团作为强给电子单元向TiO?纳米颗粒注入电子，被测试用于染料敏化太阳能电池（DSSC）。理论计算与吸收结果表明，SQTHZ的LUMO轨道电子密度在整个发色团上离域分布，导致该敏化剂与TiO?导带间产生强电子耦合。此外，含双-SO??侧基的长烷基链可抑制复合反应并减少染料聚集。值得注意的是，与SQIND相比，SQTHZ在更长波长处展现出紫外-可见及近红外吸收特性。这种结构特征及光学性质使染料敏化太阳能电池效率显著提升，其综合光伏性能（η=3.31%，Jsc=7.65 mA/cm2，Voc=0.59 V，ff=0.71，674 nm处IPCE=47%）均优于SQIND。

    关键词： 光电化学性质、密度泛函理论、染料敏化太阳能电池、对称方酸菁染料

    更新于2025-11-19 16:46:39

  • 密度泛函理论研究锌-醌型配合物作为半导体材料的光学与光谱性质

    摘要： 通过多种技术（包括傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱、核磁共振氢谱、X射线衍射和扫描电子显微镜）制备并表征了新型有机化合物[(E)-4-甲基-N1-((E)-4-甲基-6-(对甲苯基亚胺)环己-3-烯-1-亚基)-N2-(对甲苯基)苯-1,2-二胺](HMBD)的三种锌(II)配合物。数据显示HMBD配体具有ONS三齿配位结构，而其与锌金属形成的配合物呈扭曲八面体构型，呈现sp3d2杂化类型。利用Materials Studio软件包中的密度泛函理论(DFT)评估了几何结构、最高占据分子轨道(HOMO)、最低未占分子轨道(LUMO)、极化率及其他能量参数。通过DFT理论计算了光学带隙(Eg)及[Zn(MBD)(Cl)(H2O)2]·2H2O(1)、[Zn(MBD)(NO3)2(H2O)]·2H2O(2)和[Zn(MBD)(CH3COO)(H2O)]·3H2O(3)薄膜的光学性质，发现[Zn(MBD)(CH3COO)(H2O)]·3H2O(3)薄膜具有最小能隙，可视为高效光伏材料。两种方法测得的带隙能量值相近。采用旋涂法成功制备了配体及锌配合物薄膜，测定了薄膜在光谱范围内的光学常数、折射率(n)和吸收系数(k)。

    关键词： 光学性质、半导体材料、密度泛函理论、薄膜、锌醌类配合物

    更新于2025-11-14 15:19:41

  • 通过光度测量获取钯的光学、电荷传输及磁性能：接近量子力学背景

    摘要： 采用参数化德鲁德-洛伦兹（DL）模型描述块体钯样品在低温和室温下介电函数的光谱变化。该模型不仅考虑了传导电子的贡献，还明确计入了空穴的贡献。通过模拟退火法获得模型中各参数的最优值：传导电子的体积等离子体频率、高频介电常数、空穴的碰撞频率及相应弛豫时间，以及用于推导空穴有效质量和传导电子碰撞频率的两个附加参数。同时优化了洛伦兹项中介电函数的振子强度、共振频率和线宽。振子强度的重整化需要在DL模型框架中引入新参数——传导电子数密度与金属原子数密度的比值，其最优值与能带结构计算结果及独立测量值高度吻合。该参数的引入使得我们能够进一步评估与载流子输运相关的物理量：平均有效质量、费米能级、对应费米能级的电子态密度、本征电阻率、本征平均自由程、热容、迁移率，以及电子和空穴的顺磁/抗磁磁化率。将优化得到的共振频率与合理带间跃迁的能量差进行对比，结果与文献报道的能带结构图谱及基于密度泛函理论计算获得的能带结构相符。

    关键词： 德鲁德-洛伦兹模型、钯、密度泛函理论、模拟退火、金属薄膜

    更新于2025-11-14 15:19:41

  • 通过表面工程制备全色碳点以构建白光发光二极管

    摘要： 白光发光二极管（WLED）器件正在取代白炽灯，能够提供接近自然阳光的光线，因而近年来备受关注?？⒉捎没繁?、易加工且成本效益高的荧光粉的WLED仍是一项科学挑战。本研究通过简便的溶剂热法合成了具有高水溶性和有机溶剂分散性的蓝、绿、红三色碳点（分别标记为B-、G-和R-CDs），其中R-CDs的量子产率高达24.7%。这些碳点可轻松溶解于聚乙烯吡咯烷酮（PVP）胶体中，从而制备出紫外光激发的LED器件以避免蓝光激发导致的视网膜损伤。该WLED的荧光发射谱带较宽，覆盖整个可见光区域。重要的是，通过结合X射线光电子能谱（XPS）与计算方法阐明了掺杂导致发射颜色变化的机理，为碳点功能化的系统可控调控提供了依据。由此制得的WLED在CIE色度图上呈现色坐标(0.33, 0.33)、色温5612K，具有良好的抗光漂白性能及89的显色指数（CRI）。

    关键词： 聚乙烯吡咯烷酮，白光发光二极管，溶剂热法，紫外线激发LED器件，密度泛函理论，量子产率，X射线光电子能谱，碳点

    更新于2025-11-14 15:18:02

  • 通过Sb2S3界面修饰抑制碘离子迁移以实现稳定的无机钙钛矿太阳能电池

    摘要： 在混合卤化物钙钛矿中，由于卤素离子迁移常出现卤素相偏析现象，这会导致钙钛矿器件稳定性严重下降。本研究通过CsPbIBr2钙钛矿的恒电位处理直接揭示了碘离子迁移过程。采用Sb2S3界面修饰后，碘离子缺失情况显著减少。我们进一步运用DFT计算优化钙钛矿界面的几何位置，并通过径向分布函数(RDF)分析原子扰动。模拟显示Sb2S3-CsPbIBr2界面处钙钛矿晶格产生轻微畸变，且因卤素空位减少使碘离子波动减弱。此外，通过热刺激电流计算评估改性钙钛矿器件的缺陷密度。由于Sb2S3与钙钛矿的相互作用，器件获得了抗湿稳定性并在400小时内保持光活性。改性CsPbIBr2钙钛矿太阳能电池实现了9.31%的最佳效率，较原始器件提升26.31%。

    关键词： 稳定性，混合卤化物钙钛矿，硫化锑，密度泛函理论，碘离子迁移

    更新于2025-11-14 15:15:56

  • 脉冲激光沉积法制备的Cu2SnS3光吸收薄膜的结构、电学及光学特性：一项实验与计算相结合的研究

    摘要： 采用X射线衍射、拉曼光谱、紫外-可见-近红外光谱、扫描电子显微镜技术及密度泛函理论，对脉冲激光沉积的Cu2SnS3（CTS）薄膜的结构、电学和光学特性进行了表征。研究发现，低温退火的薄膜样品呈现亚稳态四方结构，而450°C退火的薄膜则以稳定的单斜相为主。根据透射光谱测得其直接带隙为1.1 eV，与密度泛函理论计算获得的0.89 eV理论带隙值高度吻合。光学特性表明CTS在1.5 eV处具有约0.5×104 cm?1的大吸收系数，与CuInS2和Cu2ZnSnS4等其他铜硫基材料相当。该直接带隙与大吸收系数的特性使CTS成为薄膜太阳能电池应用中极具潜力的替代吸收材料之一。

    关键词： 退火、拉曼光谱、薄膜、密度泛函理论、脉冲激光沉积、光学性质

    更新于2025-10-22 19:40:53

  • 一种基于反应的开启型荧光传感器，用于高灵敏度、高选择性检测Cu(II)：合成、DFT计算、动力学研究及实际水样中的应用

    摘要： 基于反应的荧光开启型化学传感器RhB-Cu（以罗丹明B为起始原料）通过两步法轻松合成，可选择性检测Cu2?。在常见金属离子中，该传感器对Cu2?表现出100倍的荧光增强效应，检测限极低至4.7 nM。据我们所知，这是有机荧光传感器检测Cu2?的最佳记录。RhB-Cu与Cu2?的结合化学计量比为1:1，结合常数为6.42×10? M?1。值得注意的是，它能区分Cu2?与Cu?——这在先前研究中难以实现。此外，基于质谱分析和密度泛函理论（DFT）计算提出了检测机制。通过动力学研究获取活化能、焓变和熵变，从而阐明溶剂效应。有趣的是，本研究发现了动力学补偿效应（KCE）。最终证实RhB-Cu可在实际水样中发挥作用，这将极大助力未来Cu2?荧光传感器的优化设计。

    关键词： 荧光传感器、溶剂效应、动力学补偿效应（KCE）、铜、密度泛函理论（DFT）、PET机理

    更新于2025-10-22 19:38:57

  • 通过氨基酸调控二维单层MoS2的电子性质

    摘要： 二维二硫化钼（MoS2）在生物分子检测方面具有巨大潜力，然而单个氨基酸与MoS2表面间的特异性相互作用机制尚不明确。本研究基于密度泛函理论，系统考察了20种标准氨基酸与MoS2体系的吸附特性及电子结构。氨基酸在MoS2单层上的吸附强度排序为：色氨酸(TRP) > 精氨酸(ARG) > 苯丙氨酸(PHE) > 酪氨酸(TYR) > 赖氨酸(LYS) > 组氨酸(HIS) > 脯氨酸(PRO) > 天冬酰胺(ASN) > 甲硫氨酸(MET) > 亮氨酸(LEU) > 异亮氨酸(ILE) > 缬氨酸(VAL) > 谷氨酸(GLU) > 谷氨酰胺(GLN) > 苏氨酸(THR) > 天冬氨酸(ASP) > 半胱氨酸(CYS) > 丝氨酸(SER) > 丙氨酸(ALA) > 甘氨酸(GLY)。氨基酸/MoS2体系的带隙由吸附氨基酸的最高占据分子轨道（HOMO）能级决定，HOMO能级越高则带隙越小。作为概念验证，我们研究了含/不含色氨酸(TRP)和半胱氨酸(CYS)分子的MoS2基晶体管的光学与电学检测性能。氨基酸在MoS2表面的吸附能将其化学信息转化为独特的分析光学与电信号，这为开发高选择性MoS2基生物传感器开辟了新途径。

    关键词： 氨基酸、二硫化钼、密度泛函理论、场效应晶体管

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • Cu<sub>m</sub>Co<sub>n</sub>O<sub>2</sub>（m+n=2–7）团簇的结构与电子性质

    摘要： 采用密度泛函方法对CumConO2（2 ≤ m + n ≤ 7）团簇进行了理论研究。O2分子吸附在顶位，吸附后发生活化。其中CuCo3O2团簇的Δ2E值明显最小，表明其热力学稳定性最差；而Cu6CoO2则显示出更强的化学稳定性。电荷从Cu–Co向O2的反键轨道转移，导致O–O键长增加。研究还讨论了Mulliken电荷布居和PDOS分析。

    关键词： 电子性质、O2吸附、密度泛函理论、结构与稳定性

    更新于2025-09-23 15:23:52