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富锑GaBixSb1?x合金(0?≤?x?≤?0.26)带隙能量的组分依赖性——基于改进型能带反交叉模型描述
摘要: 富锑GaBixSb1?x合金中存在杂质-基质相互作用和杂质-杂质相互作用。研究发现,杂质-杂质相互作用对带隙能的影响可忽略不计。杂质-基质相互作用不仅取决于Bi含量,还与基质材料含量相关。为描述富锑GaBixSb1?x的带隙能,采用导带底(CBM)的虚拟晶体近似法和价带顶(VBM)的改进价带反交叉模型。当Bi含量约为0.259时,GaBixSb1?x的带隙能降为0 eV。此外发现,CBM的U值随Bi含量的变化显著强于VBM的U值,这与两个因素有关:一是GaSb与GaBi之间的导带偏移量远大于价带偏移量;二是Bi能级与GaSb的UVBM之间存在较大能量差,这种大能量差通常导致Bi能级与GaSb的UVBM之间耦合相互作用较弱,从而使得富锑范围内UVBM的组分依赖性较弱。
关键词: 双能级、带隙能量、富锑、GaBixSb1?x
更新于2025-09-23 15:23:52
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[IEEE 2018年国际半导体会议(CAS) - 罗马尼亚锡纳亚(2018.10.10-2018.10.12)] 2018年国际半导体会议(CAS) - 微波辅助水热法生长的ZnO纳米棒层形貌与光学特性的衬底效应
摘要: 通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)以及紫外-可见-近红外光学吸收与反射光谱,研究了衬底效应对微波辅助水热法合成的氧化锌纳米棒形貌及光学特性的影响。根据(200-1100)纳米波长范围内的吸光度光谱计算了所研究样品的带隙能量。
关键词: 光学性能、氧化锌纳米棒、带隙能量、微波辅助水热合成、形貌
更新于2025-09-23 15:19:57
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金属掺杂剂对碘化亚铜(I)纳米棒状结构性能的影响
摘要: 向任何材料中添加作为掺杂剂的杂质会影响该材料的性质,其中掺杂剂会调节材料的光学和结构特性。通过连续离子层吸附与反应(SILAR)技术成功合成了掺杂铝(Al)、铅(Pb)和锌(Zn)(作为金属掺杂剂)的碘化亚铜(CuI)薄膜,并分别采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计和恒电位仪研究了其形貌、结构、光学和电化学性能。SEM图像显示沉积的CuI薄膜呈纳米棒状结构,XRD结果证实薄膜具有面心立方结构的晶态特性。光学结果表明,在波长增加时吸光度值逐渐降低,而未掺杂CuI薄膜的光学带隙能从2.47eV分别降至掺铝、掺铅和掺锌CuI薄膜的1.90eV、1.75eV和1.8eV。未掺杂CuI薄膜的消光系数值也高于金属掺杂CuI薄膜。在2 mV/s扫描速率下,掺锌薄膜表现出最大的比电容116 F g?1。
关键词: 带隙能量、金属掺杂剂、碘化亚铜、连续离子层吸附反应法、比电容
更新于2025-09-24 03:51:53
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 铜铟镓硒太阳能电池中Zn(O,S)缓冲层的电反射研究:带隙能量与二次相
摘要: 通过角分辨电反射谱(ER)研究了铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池中溶液生长的Zn(O,S)缓冲层。我们证明ER能直接测量器件中极薄Zn(O,S)缓冲层的带隙能量。此外,对不同镓浓度的CIGS太阳能电池在热退火(TA)前后的ER测量表明,镓浓度和TA对缓冲层带隙能量无显著影响(测定值范围为2.8-2.9 eV)。部分ER光谱在2.3 eV处还显示出额外贡献,该现象可归因于CIGS吸收层与Zn(O,S)缓冲层界面处的次生相。
关键词: S) 缓冲层,Zn(O,Cu(In,Ga)Se2太阳能电池,二次相,电反射光谱,带隙能量
更新于2025-09-19 17:13:59
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掺铒锂铋硼碲酸盐玻璃的浓度依赖性结构与光谱研究及其光纤应用
摘要: 高增益和更优的光学特性是光纤及放大器满足当前技术需求的关键要求。本研究采用熔融淬冷法制备了掺铒锂铋硼碲酸盐玻璃,通过XRD、DSC、紫外-可见-近红外光谱以及发光与衰减技术系统表征了其浓度依赖的结构、光学及发光特性。制备的玻璃呈非晶态,且随铒浓度增加对应带隙能量降低,表明玻璃金属特性增强。FTIR研究显示主要存在硼酸盐基团的不同振动模式。此外,运用Judd-Ofelt理论推导了强度参数、振子强度、分支比、受激发射截面和时间衰减等光学参数,验证了制备玻璃用于光纤应用的实验结果。与其他基质玻璃相比,其受激发射、有效带宽及增益带宽的估算值更高。结果表明:在1.53μm宽带近红外发光光谱中,对应4I13/2→4I15/2最强跃迁峰获得100%分支比。在980nm功率依赖激发下,上转换光谱显示541nm(绿光,4S3/2→4I15/2)和655nm(红光,4F9/2→4I15/2)两个跃迁峰。根据McCumber理论,1mol%铒掺杂玻璃的吸收与发射截面具有更佳匹配值。在C波段(1500-1550nm)实现了约40%的粒子数反转。研究表明该制备玻璃是光纤应用的潜在优选材料。
关键词: 带隙能量、Judd-Ofelt理论、近红外发射、光纤、硼碲酸盐玻璃
更新于2025-09-19 17:13:59
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硝酸钾在氧化锌纳米粒子合成中对染料敏化太阳能电池性能影响的研究
摘要: 本文展示了氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)的X射线衍射、拉曼研究、带隙能量,以及组装的染料敏化太阳能电池(DSSC)的电流-电压特性曲线。首先通过沉淀法,以醋酸锌和氢氧化钠为前驱体溶液,分别添加与不添加硝酸钾(KNO3)盐合成了ZnO NPs。随后,利用由冰乙酸和Triton X-100在乙醇中制成的浆料,通过刮涂法将其薄膜沉积在FTO基底上。未经KNO3处理并在500°C退火的ZnO NPs的X射线衍射(XRD)图谱显示出六方纤锌矿结构,沿(101)晶面具有优选取向,晶粒尺寸为25 nm。添加KNO3制备的ZnO NPs显示出非常相似的XRD图谱,但其晶粒尺寸减小至17 nm。ZnO NPs的拉曼光谱在437 cm-1处显示出E2高或E2(2)峰。由添加与不添加KNO3的ZnO NPs制备的ZnO薄膜的光学带隙分别测量为3.16 eV和3.26 eV。用Artocarpus lakoocha染料提取物敏化上述制备的ZnO薄膜后,制备了染料敏化太阳能电池,并通过在1000 W/m2功率密度的光照下测量I-V曲线测试其性能。测量显示最高短路电流(Isc)和开路电压(Voc)分别为44 μA和326 mV。
关键词: 染料敏化太阳能电池,带隙能量,氧化锌纳米颗粒,X射线衍射,拉曼光谱
更新于2025-09-16 10:30:52
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退火处理对自制旋涂法制备的氧化锌薄膜光学性能的影响
摘要: 氧化锌(ZnO)薄膜通过旋涂法沉积于普通玻璃基底上。前驱体溶液由醋酸锌二水合物与乙醇、二乙醇胺(DEA)按适当比例混合配制而成。所得薄膜在热风烘箱中于200°C干燥15分钟。经过300°C、400°C和500°C退火处理2小时后获得晶态ZnO薄膜。采用X射线衍射和紫外-可见光谱对原位制备的薄膜进行研究。该薄膜在近紫外至红外区域具有透明性。300°C时测得ZnO光学带隙能量为3.22 eV,经400°C和500°C退火后带隙能量分别偏移至3.14 eV和3.05 eV。
关键词: 退火、吸收光谱、溶胶-凝胶法、氧化锌、带隙能量
更新于2025-09-11 14:15:04
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通过热处理调控Eu3+:CeO2-SiO2纳米粉体的结构与光学参数
摘要: 采用溶胶-凝胶法制备了纳米晶Eu3+:CeO2-SiO2粉末样品。该工艺适合大规模生产且具有成本效益。通过多种互补技术对不同温度退火的样品进行表征。X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)证实形成了具有均匀分布的立方萤石结构CeO2纳米晶。利用德拜-谢乐公式计算得出不同退火样品的平均纳米晶尺寸分别为3、7和15 nm。将计算所得纳米晶尺寸与W-H图谱及TEM柱状图进行对比,发现衍射峰半高宽随温度升高而减小导致纳米晶尺寸增大。傅里叶变换红外光谱(FTIR)提供了样品中不同化学基团/键合的重要信息。研究表明:当固定掺杂浓度时,通过调控退火条件可定制纳米粉体的粒径、形貌和带隙能。通过对比吸收光谱及相应带隙能发现,热处理后吸收光谱出现红移现象。制备的纳米粉体光学吸收边向低能方向移动,增强了其在可见光区(特别是光催化活性)的应用潜力。
关键词: 热退火、吸收光谱、结构特性、纳米粉末、带隙能量
更新于2025-09-10 09:29:36
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材料科学与工程参考???|| 纳米结构稀磁半导体
摘要: 近年来,稀磁半导体(DMS)材料因其同时具备半导体和磁性特性而备受关注。这类材料潜在的应用领域包括自旋电子学——该技术能同时利用电子电荷及其本征自旋特性。稀磁半导体是通过掺杂磁性杂质制成的半导体。其带隙能量、磁性等物理性质不仅取决于颗粒尺寸,还与掺杂浓度相关。因此,纳米级磁性半导体的有序阵列有望成为磁电子学或自旋电子学新型器件的关键组件。
关键词: 稀释磁性半导体、带隙能量、自旋电子学、纳米级磁性半导体、磁性杂质
更新于2025-09-09 09:28:46
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Cu?ZnSnS?、Cu?ZnGeS?及Cu?Zn(Ge,Sn)S?与Cu?Zn(Ge,Sn)Se?固溶体的光学性质与电子结构
摘要: 采用机械化学法与梯度加热工艺合成了Cu2Zn(GexSn1-x%)S4(CZGTS)样品。通过X射线衍射分析了所得粉末的物相组成,利用紫外-可见-近红外漫反射光谱测定了CZGTS样品的带隙能。该体系的带隙能从Cu2ZnSnS4(x=0.0)的1.49 eV线性增至Cu2ZnGeS4(x=1.0)的2.25 eV。通过光电子产额谱(PYS)测量的电离能估算了价带顶(VBM)相对于真空能级的能量位置,导带底(CBM)能级则由带隙能与VBM能级相加确定。CZGTS固溶体的VBM能级基本恒定,而随着Ge含量增加,其CBM能级从Cu2ZnSnS4(x=0.0)的-3.96 eV线性升至Cu2ZnGeS4(x=1.0)的-3.28 eV。对于含CdS缓冲层的CZGTS太阳能电池,预计会出现不利的陡峭型导带偏移。我们还制备了Cu2ZnSnSe4、Cu2ZnGeSe4及Cu2Zn(Ge,Sn)Se4(CZGTSe)固溶体样品并测定其VBM与CBM能级。当0.3≤x≤1.0时,Cu2Zn(GexSn1-x%)Se4体系预计存在类似的陡峭型导带偏移;但对于0.0≤x≤0.2的Cu2Zn(GexSn1-x%)Se4太阳能电池配CdS缓冲层,则预期形成理想的正尖峰型导带偏移。
关键词: 光电子发射产额谱学、Cu2Zn(GexSn1-x)S4、导带底、价带顶、带隙能量、太阳能电池
更新于2025-09-09 09:28:46