- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
4H-SiC衬底小倾角对AlGaN/GaN异质结构外延生长及微观结构的影响
摘要： 采用金属有机气相外延（MOVPE）技术在晶向"轴向"和2°偏轴的(0001)面4H-SiC衬底上生长了AlGaN/GaN异质结构。通过透射电子显微镜进行结构表征发现：轴向生长时位错密度较高，但在GaN层中逐渐降低并在下层形成位错环；偏轴情况下沿[11?00]方向排列的台阶会导致缺陷同步形成。轴向生长时几乎观察不到台阶存在，缺陷主要源自未完全融合的小尺寸AlN晶粒间晶界取向失配。AlN成核层中出现V形缺陷结构，偏轴情况下更为频繁（可能受台阶影响加剧）。这些V形结构在后续GaN沉积过程中被完全覆盖，在缺陷壁面呈现AlGaN区域表明层间发生了互扩散。轴向生长异质结构表面观察到V形缺陷，其中松弛GaN上的AlN间隔层与AlGaN（21%铝组分）厚度超过了临界松弛厚度；而偏轴情况未出现V形松弛（可能因AlGaN厚度较小<21%铝组分）。异质结构间生长的AlN间隔层具有均匀厚度和清晰界面。
关键词： 透射电子显微镜（TEM）、高电子迁移率晶体管（HEMT）、碳化硅衬底（SiC substrate）、异质结构（Heterostructure）、氮化铝镓/氮化镓（AlGaN/GaN）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）
更新于2025-09-23 15:21:21
-
控制拓扑/普通绝缘体异质结构中的拓扑态
摘要： 我们对拓扑绝缘体/普通绝缘体（TI/NI）异质结构中非平庸界面态的本质进行了系统研究?；诘谝恍栽砗徒诜⒄沟拇用芏确汉砺奂扑愎菇ù油匪阌行Ч芏倬卣蟮姆桨?，我们以高精度研究了实际尺寸体系，并精确控制了相关参数（如TI与NI能带排列、NI带隙及自旋-轨道耦合强度）。针对IV-VI族化合物的研究结果表明：通过适当调控NI层厚度可实现界面带隙的可调性，这一特性可用于器件设计。同时，我们验证了带隙拓扑界面态中面内自旋纹理的保持特性。
关键词： 密度泛函理论、异质结构、自旋-轨道耦合、拓扑绝缘体、普通绝缘体
更新于2025-09-23 15:21:21
-
具有增强CO2光催化还原性能的分级FeCoS2-CoS2双壳层纳米管形成
摘要： 分层式FeCoS?-CoS?双壳层纳米管被合理设计并构建，用于实现可见光下高效的光催化二氧化碳还原。该合成策略通过两步阳离子交换反应，将两种金属硫化物精确整合为具有双壳层管状异质结构，且两壳层均由超薄二维（2D）纳米片组装而成。得益于独特的结构和组成，FeCoS?-CoS?杂化材料能缩短光激发载流子的体相-表面扩散距离以促进其分离。此外，这种混合结构可暴露丰富的活性位点以增强二氧化碳吸附和表面依赖的氧化还原反应，并通过复杂内部的散射效应更高效地捕获入射太阳辐射。结果表明，这些分层式FeCoS?-CoS?双壳层纳米管在光敏化脱氧二氧化碳还原中展现出优异的活性与高稳定性，在每0.5毫克催化剂上实现了28.1微摩尔/小时的高产CO速率。
关键词： 金属硫化物、中空结构、二氧化碳还原、异质结构、光催化
更新于2025-09-23 15:21:01
-
基于铁掺杂氧化锌/钒酸铋异质结构的大面积、柔性、高性能宽带光电探测器，具有超高量子产率
摘要： 原始ZnO材料虽被广泛研究用于紫外光电探测器，但由于其仅吸收紫外光且量子效率与响应度较低（这归因于光生载流子的高复合率），在宽带光电探测器中的应用仍存在障碍。为解决这一问题，我们报道了一种基于ITO包覆PET衬底的宽带光电探测器(PD)，该器件通过能带工程掺杂铁金属的二维ZnO薄膜与一维静电纺丝混合无机单斜相BiVO4纳米纤维异质结构制备而成，在超高响应度和外量子效率(EQE)方面较昂贵洁净室工艺制备的PD具有显著优势。BiVO4同时具备捕获可见光与近红外光子的功能，并能在Fe掺杂ZnO(FZO)-BiVO4异质结构界面产生局域电场以促进电子-空穴对分离。柔性PD的耐久性经500次弯曲循环测试后仍保持稳定响应。该器件在紫外、可见和近红外光下的响应度分别达到7.35 A/W、3.8 A/W和0.18 A/W，对应极高的EQE值分别为2501.7%、851.2%和28.3%。这种高性能器件的简易低成本制备方法为开发柔性电子器件及高性能光电器件提供了新思路。
关键词： 异质结构，宽带光电探测器，铁掺杂氧化锌，钒酸铋，超高量子产率
更新于2025-09-23 15:21:01
-
层状MoS?缺陷驱动的原位合成等离激元金纳米晶体可视化平面尺寸与界面多样性
摘要： 当前缺陷理论对宽带研究进展具有重要指导意义，但缺陷状态的识别仍具挑战性。本研究采用HAuCl4试剂指示剂，实现了MoS2缺陷类型、密度及暴露状态的可视化鉴别。钼终端缺陷会自发还原[AuCl4]-阴离子并解离氧化钼物种，促使MoS2边缘引导金纳米晶体(NCs)的外延分支生长，随后在其平面缺陷处发生连续生长。LaMer生长过程中的尺寸演化与Au/MoS2纳米种子的平面聚集生长共同导致异质结构上金原子层的占据，最终形成具有局域表面等离子体共振特性的核壳杂化体。通过系统分析金纳米结构在半导体MoS2基底上的等离子体特性差异，我们深入揭示了该作用机制?；诘壤胱犹迨侗鸺际酰琈oS2的缺陷相关尺寸特征与界面多样性获得了丰富的可视化信息。这种等离子体半导体异质结构可调的形貌特征与协同光学特性，通过层状MoS2固有的边缘和平面缺陷展现出广阔应用前景。
关键词： 异质结构、金纳米晶体、缺陷、二硫化钼、等离子体
更新于2025-09-23 15:21:01
-
通过尺寸匹配的异质微/纳结构实现的高密度柔性光电探测器阵列印刷
摘要： 半导体/金属二元体系是电子/光子器件的核心组件。异质结构的域尺寸需与电荷扩散长度相当才能实现优异的光电响应。然而制备尺寸匹配的异质结构（尤其是印刷器件）仍是挑战。本研究通过模板辅助顺序印刷策略，实现了具有横向半导体/金属异质结构的高密度光电探测器阵列?；贏g/PBDB-T:ITIC/Ag的横向异质结其尺寸与电荷转移过程中的电荷扩散长度相匹配，展现出高光响应灵敏度（D* = 3.41 × 1012琼斯，R = 12.9 A W?1）。此外，印刷像素间距可缩小至10微米（10?像素/平方厘米；分辨率：2.5 × 103 dpi）。由于该印刷策略适用于柔性基底，使探测器阵列具备柔韧性。这项工作展示了芯片级制备柔性高性能光电探测器的简便有效方法，验证了印刷异质微/纳结构在集成有源电子与光子器件中的应用潜力。
关键词： 柔性光电探测器阵列、光成像、顺序打印、异质结构
更新于2025-09-23 15:21:01
-
三维空间中的二维晶体：胶体纳米颗粒中单层薄片的电子解耦
摘要： 二维晶体（即层状材料的单原子层）通常展现出光电子学应用所需的独特性质，例如更大的直接带隙以及谷自旋轨道效应。但由于其原子级厚度，材料用量过少成为光物理和光化学应用的瓶颈。本研究提出通过小分子表面活性剂插层形成二维晶体堆叠结构。第一性原理计算表明，极短链的甲胺表面活性剂可实现层间电子解耦。实验上通过观察乙氧基插层的WSe?和MoSe?多层纳米粒子（横向尺寸约10纳米及以上）出现强光致发光信号，证实了第6族过渡金属硫族化合物特有的间接-直接带隙转变现象。这种混合材料在保持单层典型电子特性的同时，实现了二维晶体的最高可能堆积密度。通过调节表面活性剂的化学势，可精细调控电子特性并有望消除缺陷产生的陷阱态。
关键词： 插层化合物、光致发光、光电子学、二维材料、异质结构
更新于2025-09-23 15:21:01
-
半导体单壁碳纳米管/铁酸铋异质结构中通过宽范围光吸收与高效电荷分离实现的增强型铁电光伏效应
摘要： 光伏异质结构器件的界面电子能带结构会显著影响其光吸收和电荷传输特性，进而决定光伏性能。本工作报道了半导体单壁碳纳米管（S-SWCNTs）/铁电BiFeO3（BFO）异质结构中增强的铁电光伏效应。由于S-SWCNTs（0.2-2.1 eV）和BFO（2.2-2.7 eV）的窄带隙，该结构可实现宽范围光吸收。通过p-f-n结（p型S-SWCNTs/铁电体(f)BFO/n型Nb:SrTiO3）形成的协同效应及铁电BFO层中极化介导内场的引入，该异质结构还能实现高效电荷分离。相比单层器件（Pt/BFO/Nb:SrTiO3），经过铁电层厚度优化和适当界面能带对齐后，异质结构器件（Pt/S-SWCNTs/BFO/Nb:SrTiO3）展现出显著提升的光伏性能：在标准太阳光照射下，开路光电压和短路光电流密度分别达到0.23 V和-7.52 mA cm-2（对应光电转换效率4.40%）。此外，通过施加可切换的电场极化，该异质结构可实现调控，为开发可控光伏器件提供了可能。研究表明，不同功能材料的协同集成是设计性能可调光伏器件的有效途径。
关键词： BiFeO3（铁酸铋）、光吸收、单壁碳纳米管、异质结构、电荷分离、铁电光伏效应
更新于2025-09-23 15:21:01
-
具有增强析氢光电流催化活性的二硫化钼/银/p型硅纳米线异质结构
摘要： 合适的半导体及其与催化剂的高效耦合对析氢反应（HER）至关重要。本文通过简单的两步法构建了三元异质结构MoS2/Ag/p型硅纳米线（SiNWs）阵列光阴极：先通过电偶置换法使Ag在SiNWs上自还原，再通过直接热分解负载MoS2。在Si与MoS2之间引入Ag界面层以促进电荷转移并抑制光生电子-空穴对的复合。MoS2/Ag/SiNWs在-1.0 VRHE下表现出62 mV的起始电位和50 mA cm?2的光电流密度，且具有良好的稳定性。此外，该材料每分钟可产生325.9 mL氢气。MoS2/Ag/SiNWs优异的HER催化活性源于Ag层改善了固-固界面的电荷传输，使更多电子从SiNWs流向MoS2，从而有效分离光电子和空穴。这项工作展示了新型异质结构在稳健高效光电化学析氢中的潜力。
关键词： 异质结构、二硫化钼、析氢反应、银层、P型硅线阵列
更新于2025-09-23 15:21:01
-
金-二氧化钛光催化还原碳酸氢盐为甲酸对金形貌及其等离子体振动模式的依赖性
摘要： 评估了金纳米结构的形貌及其等离激元振动模式对Au-TiO2光活性的影响。本研究成功制备了三种不同形貌（八面体、立方体和纳米棒）的金纳米颗粒并整合至二氧化钛纳米颗粒中。这些纳米催化剂用于碳酸氢盐光催化转化生成甲酸以生产太阳能燃料。结果表明，由于金的表面等离激元共振效应，Au与TiO2的复合对甲酸生成产生了协同增效作用。研究还证实金纳米颗粒的形貌对提升Au-TiO2活性具有关键作用。光催化实验显示，金纳米棒-TiO2（Au NR-TiO2）是活性最高的纳米催化剂，其甲酸产率达5.14 mmol/g催化剂。通过光谱技术和近场增强模拟分析，认为光催化增强效应源于非辐射机制（热电子转移与存储）和辐射机制（近场增强与远场散射）。但形貌依赖的活性差异更可能源自辐射效应而非非辐射机制。
关键词： 异质结构、碳酸氢盐、等离子体、二氧化钛、光还原、金纳米颗粒
更新于2025-09-23 15:21:01