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oe1(光电查) - 科学论文

9 条数据
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  • 通过掠入射X射线衍射和X射线反射率技术表征沉积在不同基底上的钛及二氧化钛(IV)纳米层的形貌

    摘要： 采用X射线衍射（XRD）、掠入射X射线衍射（GIXRD）和X射线反射率（XRR）技术，分析了沉积在硅、石英和BK7玻璃基底上厚度为25纳米、50纳米和75纳米的钛（Ti）及二氧化钛（TiO2）纳米层。研究旨在探究纳米层的晶体结构与形貌随基底类型的变化规律。通过XRD和GIXRD测量确定了纳米层与基底的化学相态。基于理论计算与模拟，探讨了低角度GIXRD和XRR分析技术在基底与纳米薄膜检测中的优势，并阐述了XRR技术对纳米层及基底形貌分析的额外解析能力。针对不同基底类型以及基底/纳米层粗糙度，讨论了钛（Ti）和二氧化钛（TiO2）纳米层的模拟XRR曲线，同时展示了所有沉积在不同基底上的钛及二氧化钛纳米层的实验反射率曲线。通过XRR分析估算了纳米层厚度、粗糙度及基底粗糙度，并给出了所有研究样品中Ti和TiO2层厚度与粗糙度的平均值。BK7玻璃材料呈现出纳米层与基底的最大粗糙度。文中详细呈现了样品特性、实验装置及测量条件。

    关键词： 钛纳米层，二氧化钛（IV）纳米层，层离子改性，X射线反射率测量，掠入射X射线衍射，硅/石英基底

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 利用光谱椭偏仪观测金薄膜的光学特性

    摘要： 在这项研究工作中，我们尝试采用三种沉积技术（直流磁控溅射、脉冲直流磁控溅射和脉冲激光沉积）在二氧化硅（SiO2）包覆的硅（Si）基底上合成纳米结构金薄膜。通过光谱椭偏仪进行的光学测量显示，不同合成方法制备的薄膜介电常数存在差异。这是预期之中的结果，因为不同合成方法会产生不同的微观结构。微观结构的差异导致电子结构不同，进而造成光学响应的差异。

    关键词： 椭圆偏振光谱法、掠入射X射线衍射、金薄膜、赝介电函数

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于上海光源掠入射X射线衍射技术揭示钙钛矿薄膜界面工程与成膜机制助力高效太阳能电池

    摘要： 有机-无机杂化钙钛矿作为极具前景的光捕获材料，近期已成为光伏领域科研与开发的热点。特别是金属卤化物钙钛矿，凭借超过25%的认证效率记录，目前已成为制备太阳能电池最具竞争力的候选材料之一。尽管效率优异，但许多基础问题仍未阐明，需从材料和器件层面解决——如稳定性较弱、重现性较差、易受水氧及热因素影响而降解等。最新研究表明，界面工程对调控载流子行为和生长高质量无缺陷钙钛矿晶体至关重要，从而有助于提升器件性能与运行稳定性。然而，载流子传输层与钙钛矿活性层间的界面相互作用机制尚未得到足够重视。深入探究钙钛矿界面并明确其界面结构与器件效率及迟滞效应的关联已迫在眉睫。 依托上海同步辐射光源（SSRF），我们建立了先进的钙钛矿光伏器件制备与原位测试系统，基于离线/在线掠入射X射线衍射（GIXRD）技术发展了一系列特色表面衍射分析方法，并报道了大量关于钙钛矿光伏薄膜结晶行为的同步辐射新成果。我们的核心研究旨在通过同步辐射GIXRD技术，结合定制微型在线手套箱（水氧含量<c(H2O,O2)<1 ppm）及温湿度控制设备，深度原位解析钙钛矿薄膜生长动力学，为高性能钙钛矿太阳能电池的设计制备提供坚实理论基础与方向指引。此外，未来研究必须将原位GIXRD与同步辐射束线站常规表征方法联用的多功能联合表征技术提上日程，这将极大促进对钙钛矿异质结薄膜成核、微晶化及降解机制更全面直观的理解，进而从分子层面优化功能材料的化学合成策略。

    关键词： 生长动力学，钙钛矿太阳能电池，器件性能，掠入射X射线衍射，在线研究

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 环境老化过程中纳米结构金薄膜等离子体响应的不稳定性动力学

    摘要： 已研究了环境老化对纳米结构金（Au）薄膜等离子体响应不稳定性的影响。通过溅射技术改变薄膜厚度，在薄膜生长初期获得了不同类型的金纳米结构（岛状、渗流状和连续薄膜）。沉积态岛状金薄膜的吸收光谱显示，其局域表面等离子体共振（LSPR）峰位随老化发生系统性蓝移。采用单指数衰减函数拟合LSPR峰位的蓝移速率以分析等离子体响应动力学。沉积态渗流状金薄膜的老化过程中，展宽的等离子体响应转变为波长无关的吸收曲线。连续金薄膜的老化吸收光谱中观察到新等离子体带的显现。研究发现，纳米结构金薄膜等离子体响应的环境老化变化与表面形貌的重新组织直接相关。最终确定，老化诱导的固态去润湿和结晶是导致形貌重新组织的主要机制过程，从而引起纳米结构金薄膜等离子体响应的变化。

    关键词： X射线反射率、掠入射X射线衍射、局域表面等离子体共振、薄膜老化、透射电子显微镜

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 聚合物区域规整性对聚合物太阳能电池热稳定性影响的机理研究

    摘要： 热稳定性是聚合物太阳能电池（PSCs）实现商业化的瓶颈问题。本研究通过掠入射小角和广角X射线散射技术，探究了多尺度下PCBM聚集态对PSCs体异质结（BHJ）结构、性能及热稳定性的影响。系统研究了聚合物规整度调控的共混薄膜从初始态到热失稳态过程中层级化BHJ结构的演变规律。由于聚合物晶区与富勒烯聚集态之间存在良好相互作用，高聚合物规整度值的PSCs展现出更优的热稳定性。本研究成果为多尺度调控薄膜结构及提升P3HT基PSCs热稳定性提供了新思路。

    关键词： PCBM聚集、体异质结、纳米结构、聚合物太阳能电池、掠入射X射线衍射、热稳定性

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 表面控制萘基封端寡噻吩在石墨烯上的晶体排列：通过原位X射线衍射研究薄膜生长

    摘要： 我们报道了沉积在石墨烯上的5,5'-双(萘-2-基)-2,2'-联噻吩(NaT2)薄膜的微观结构、形貌及生长情况，通过掠入射X射线衍射(GIXRD)进行表征，并辅以原子力显微镜(AFM)测量。NaT2沉积在两种石墨烯表面：一种是自行将化学气相沉积(CVD)生长的石墨烯层转移到Si/SiO2基底上的定制样品，另一种是常见的商业转移CVD石墨烯/Si/SiO2。原始Si/SiO2基底作为参照。NaT2的晶体结构和取向强烈依赖于底层表面——分子主要平铺于石墨烯表面(面朝上取向)，而在Si/SiO2参照表面则近乎垂直站立(边朝上取向)。生长后的GIXRD和AFM测量显示，晶体结构和晶粒形貌会因石墨烯表面是否残留聚合物而不同。原位GIXRD测量表明，边朝上晶相(111)衍射峰强度随厚度的变化曲线在沉积初始阶段并不通过零点，暗示在表面-薄膜界面形成了对应1-2个分子层的初始润湿层。相比之下，面朝上晶相(111)衍射峰强度在整个沉积过程中随膜厚增加呈恒定速率增长。

    关键词： 表面控制排列、分子取向、共轭寡聚物、掠入射X射线衍射、小π共轭分子、二维材料

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 富勒烯/p-Si(100)杂化太阳能电池中高度取向富勒烯薄膜的激子扩散长度评估

    摘要： 在p型硅(100)衬底上制备了高度取向的富勒烯(C60)薄膜，以评估其结晶度依赖的激子扩散长度(LC60)。采用掠入射X射线衍射(GIXD)分析了C60薄膜的晶体结构。面内摇摆扫描和极图分析结果表明，生长出的晶体具有十二重对称性，其C60(111)晶面与Si(100)衬底界面结合。测试了取向C60/p-Si(100)杂化太阳能电池的光伏特性，在入射光子-电流转换效率(IPCE)光谱中清晰观察到掩蔽效应。通过实验IPCE光谱与一维光学模拟结果共同评估LC60值，得出高度取向C60的LC60为60纳米，显著长于无序C60薄膜。

    关键词： 晶体生长、混合太阳能电池、富勒烯（C60）、激子扩散长度、掠入射X射线衍射（GIXD）、掩蔽效应

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 表面处理方法对PWO闪烁晶体光收集行为的影响

    摘要： 在闪烁体领域，高闪烁性能和光产额要求使用高品质晶体。虽然晶体的成分与结构是基础要素，但其最终光学性能很大程度上取决于表面精加工处理。本文通过比较两种表面精加工方法在表面最终结构状态及相对光产额性能方面的表现展开研究：第一种是传统的"机械金刚石抛光"(MDP)技术；第二种是借鉴电子工业的表面处理方法，该方法拟用于闪烁体晶体的表面精加工，称为"化学机械抛光"(CMP)。CMP技术在成本控制和材料去除效率方面具有优势，且有望形成受扰动程度更低的表面层，从而可能提升内部反射率并改善光收集效率。本研究选用在高能物理（欧洲核子研究中心PANDA项目）和医学诊断领域广泛应用钨酸铅(PbWO4/PWO)单晶作为实验对象，在欧洲核子研究中心实验室测量了MDP与CMP处理晶体的光产额(LY)值，并通过扫描电子显微镜(SEM)和掠入射X射线衍射(GID)分析其表面结构。本文展示了相应的光学测试结果及其与加工工艺条件和亚表面结构的关系。

    关键词： 光产额、闪烁体晶体、抛光技术、扫描电子显微镜、掠入射X射线衍射

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • [IEEE 2018年第33届微电子技术与器件研讨会（SBMicro）- 巴西本图贡萨尔维斯（2018年8月27日-8月31日）] 2018年第33届微电子技术与器件研讨会（SBMicro）——导体、半导体及绝缘衬底对原子层沉积二氧化钛薄膜结构的影响

    摘要： 采用原子层沉积（ALD）技术在导电基底（钛和氟掺杂氧化锡玻璃）、绝缘基底（云母、盖玻片及硅上的热氧化二氧化硅薄膜）以及半导体基底（硅(100)和4H-SiC）上制备了二氧化钛（TiO?）薄膜。金属前驱体为四氯化钛，配体前驱体为水。通过掠入射X射线衍射（GIXRD）分析了150-450oC工艺温度范围内沉积薄膜晶相与不同基底的依赖关系。结果表明：ALD法制备的TiO?晶相受基底性质影响，其发生非晶态→锐钛矿→金红石相变的所需温度因基底而异。例如导电基底上金红石相形成温度约350oC，而半导体基底仅在400oC以上才出现该相。对于非晶结构基底则无统一规律——云母和硅上热氧化二氧化硅薄膜在全部测试温度范围内仅形成锐钛矿相；盖玻片则呈现TiO?相变全阶段特征，其中300-350°C区间特别观察到板钛矿相形成。此外研究表明，纯相金红石仅在超过400oC时获得，且仅限玻璃和钛基底。这些结果提示：在硅基底上采用TiCl?和H?O前驱体的ALD工艺中，较廉价的钛薄膜可作为优质金红石TiO?相生长的良好籽晶层。

    关键词： 基底类型，二氧化钛，掠入射X射线衍射，原子层沉积

    更新于2025-09-09 09:28:46