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oe1(光电查) - 科学论文

30 条数据
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  • [2019年德国慕尼黑激光与电光学欧洲会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC)（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年激光与电光学欧洲会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 具有超低检测限的损耗模共振光纤生物传感技术

    摘要： 得益于光纤的典型特性，光纤生物传感器相比其他光学技术平台具有显著优势。此外，能够在光纤上高精度、高重复性且可再现地沉积纳米级薄膜，使得该技术的应用领域得以拓展。近年来，导模共振概念被应用于薄膜包覆光纤传感器中，称为损耗模共振（LMR）。当薄膜介电常数的实部为正且其绝对值大于自身虚部及周围材料介电常数时，就会产生LMR。因此可采用金属氧化物和聚合物（而非SPR器件常用的贵金属）来产生LMR。通过采用D型单模光纤（而非多模光纤）激发LMR，可在近红外波段追踪最敏感的首阶LMR光谱位移——该波段的灵敏度较可见光区域有所提升。研究人员在光纤D型区涂覆纳米级氧化锡（SnO2）薄膜，并集成定制微流控系统，开发出超低检测限（LOD）的生物传感装置。其传感原理简明：当目标分析物与光纤功能化表面相互作用时，会引起薄膜光学特性（即有效折射率和厚度）变化，进而导致LMR光谱位置改变，该变化可通过常规波长检测系统精确测量。采用直流溅射机（ND-SCS200，Nadetech S.L.）沉积的氧化锡薄膜（约160-180纳米）通过场发射扫描电镜（FESEM，卡尔蔡司UltraPlus）进行表征。图中圆形插图详细展示了敏感区域的功能化过程——通过沉积提供IgG抗体固定所需自由官能团的纳米级聚甲基丙烯酸甲酯聚合物层（Eudragit L100）。实验在无CRP的人类血清真实样本中添加递增浓度抗-IgG抗原（1皮克/毫升至10微克/毫升）完成检测。通过实时追踪LMR位移，可监测检测过程中的所有生化步骤，最终获得该生物传感器的校准曲线（n=4）及采用Hill函数进行的S型拟合（该数学模型被广泛用于量化配体结合位点相互作用程度）。检测限达150飞克/毫升，证实该技术在真实样本中可实现飞摩尔级分析物浓度检测，相比其他光纤构型将LOD提升三个数量级，达到与顶尖光学技术平台相当的水平。

    关键词： 光纤生物传感器、损耗模共振、微流控系统、超低检测限、氧化锡

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 水相合成氧化锡量子点的荧光特性及其对污染水中重金属离子的检测

    摘要： 通过简单的水解和氧化过程，在水溶液中合成了氧化锡量子点。形貌观测显示量子点平均粒径为2.23纳米。结构与成分表征证实其为金红石相SnO?。利用量子点的荧光光谱检测Cd2?、Fe3?、Ni2?和Pb2?等重金属离子时，引发了光致发光猝灭效应。该量子点对100 ppm Ni2?表现出2.48的响应值。所制备的SnO?量子点在检测污染水体（包括去离子水、含Fe3?的去离子水、再生水和海水）中的重金属离子方面展现出应用前景，其中Ni2?检测的最低检出限低至0.01 ppm?；诿芏确汉砺鄣牡谝恍栽砑扑惚砻?，荧光响应与重金属离子的吸附能及离子半径相关。通过分析Sn空位与Ni2?离子的相互作用探讨了荧光响应机制，在对数坐标中获得荧光发射强度与Ni2?浓度的线性相关性?；钚許n空位的密度是决定SnO?量子点对重金属离子荧光响应的关键因素。

    关键词： 重金属离子、氧化锡、荧光、量子点、传感机制、水污染

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 富勒烯对钙钛矿太阳能电池中SnO?电子传输层钝化的研究洞察

    摘要： 光活性层与电荷传输层之间的界面对于钙钛矿太阳能电池的性能至关重要。已知通过富勒烯衍生物对电子传输层（ETL）SnO2进行表面钝化可提升n-i-p型器件性能，但有机钝化层在钙钛矿沉积过程中易被移除。理解钝化本质对进一步优化SnO2 ETL具有重要意义。X射线光电子能谱深度剖析是监测SnO2界面钝化层中富勒烯浓度的便捷工具。通过对比研究[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯（PCBM）和[6,6]-苯基-C61-丁酸（PCBA）钝化层，建立了界面化学键形成与SnO2界面富勒烯钝化分子保留之间的直接关联——这种保留能有效减少缺陷数量并增强电子迁移率。仅采用PCBA单层钝化的SnO2 ETL器件展现出显著提升的性能和重现性，实现了18.8%的效率。对厚层且耐溶剂的C60和PCBM二聚体层的研究表明，ETL中的电荷传输仅通过富勒烯在SnO2表面的化学吸附得到改善。

    关键词： 太阳能电池，富勒烯，金属卤化物钙钛矿，氧化锡，钝化

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 磷酸钝化SnO2电子传输层用于高性能钙钛矿太阳能电池

    摘要： 氧化锡（SnO?）作为电子传输层（ETL）材料被广泛应用于钙钛矿太阳能电池（PSCs）中。然而，其高表面陷阱密度已成为限制PSC发展的关键因素。本研究采用磷酸消除SnO?表面悬挂键以提高电子收集效率。磷主要以链状磷酸基团形式存在于晶界处，通过键合消除了超过47.9%的Sn悬挂键。表面陷阱态的减少降低了电子传输势垒，在SnO?前驱体中磷酸浓度优化至7.4 at%时，电子迁移率提升约3倍。此外，随着磷酸浓度增加，沉积在磷酸钝化SnO?（P-SnO?）ETL上的钙钛矿层稳定性逐步提高。由于电子收集效率提升，P-SnO? ETLs能显著提高PSC的功率转换效率（PCE），最优器件PCE达21.02%。该简单方法可有效提升高性能PSCs用ETL的质量。

    关键词： 电子传输层、磷酸钝化、氧化锡、钙钛矿太阳能电池、电子收集效率

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 在环境空气中热蒸发SnO<sub>2</sub>粉末与石墨混合物合成的SnO<sub>2</sub>晶体形貌变化

    摘要： 通过热蒸发SnO2/石墨粉混合物形成的氧化锡(SnO2)晶体形貌会随原料中石墨与SnO2粉体比例的变化而改变。该合成过程在大气压空气中进行，无需使用催化剂和基底，因而工艺极为简单且成本低廉。当原料中石墨与SnO2粉体比例较低时，SnO2晶体呈纳米级球状；随着石墨比例增加，晶体形貌由颗粒转变为带状。带状SnO2晶体的宽度为1.2-3.1微米，长度达数十微米。X射线衍射分析表明所有SnO2晶体均具有金红石四方晶结构。在SnO2晶体的阴极发光光谱中观察到波长范围400-600纳米的可见光发射带。

    关键词： 石墨，混合比例，空气，氧化锡，热蒸发，形貌变化

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 不同铈掺杂比例的Ag/SnO?触头材料性能仿真与实验研究

    摘要： 在Ag/SnO2触头材料中，SnO2是一种高硬度且几乎绝缘的宽禁带半导体材料。使用过程中接触电阻较大、温升较高，降低了触头的可靠性并缩短了电寿命。为改善Ag/SnO2触头材料的性能，本文基于密度泛函理论第一性原理，提出通过掺杂SnO2并计算不同比例稀土Ce的电学与力学性能的方法。能带、态密度及弹性常数结果表明：当Ce掺杂比例为0.125时电子迁移率最高、导电性最佳；硬度降低且通用弹性各向异性指数最小。实验最终采用溶胶-凝胶法制备不同掺杂比例的SnO2粉末，通过粉末冶金法制备对应比例的Ag/SnO2触头，测量了电弧能量、接触电阻和硬度，并利用扫描电镜观察分析表面形貌。最终模拟与实验结果良好吻合。

    关键词： 掺杂、接触材料、稀土铈、导电性、硬度、银/氧化锡

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 不同退火参数下SnO?/p-Si异质结表面化学、微观结构、形貌及电学特性的演变

    摘要： 系统研究了退火温度和气氛对氧化锡(SnO2)/硅异质结表面化学、微观结构、形貌及电学特性的影响。在氮气环境中以600℃退火温度处理时，金属态和缺氧的SnO2-x键能持续转变为化学计量比的SnO2。观察到进一步提高退火温度会导致硅酸盐层形成。在合成气环境中氢气的存在会促使缺氧SnO2-x形成，而氧气退火环境中的氧元素则有助于化学计量比SnO2层的生成。寄生相会显著影响薄膜的晶体结构。样品表面粗糙度可降至1.02纳米，这与薄膜所受应力密切相关。另一方面，悬挂键氧化和/或氢扩散会引起总偶极矩变化，从而显著改变电容值。根据退火参数不同，有效电荷密度和界面陷阱密度可降至10^11 cm^-2，同时理想因子和势垒电位分别改善至1.43和0.59电子伏特。由于SnO2层的结晶作用，低温退火时漏电流会增加。但在较高温度下，悬挂键钝化对漏电特性的改善效果优于相结晶作用。本研究表明表面化学的任何变化都会直接影响器件性能。

    关键词： 氧化锡，X射线光电子能谱，氧化物薄膜，异质结，表面化学，退火

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 高度多孔SnO?和SnO?-Pd薄膜的定制化制备

    摘要： 氧化锡是一种因多种技术应用而备受关注的材料。影响其性能的主要参数包括形貌、晶体结构和化学计量比。为调控这些参数，研究人员致力于开发符合技术应用需求的纳米结构薄膜。本文报道了高孔隙率SnO?及钯掺杂SnO?薄膜的制备与表征。这些薄膜以几何形态可控的纳米棒形式沉积，通过磁控溅射辅助掠角沉积（GLAD）技术实现了该形貌——该工艺可制备倾斜柱状体、锯齿结构、垂直立柱、螺旋柱及"灌木丛"状结构。经计算，所列薄膜中倾斜柱状体具有最大比表面积。随后我们系统沉积并深入研究了多组倾斜柱状体，重点探讨了薄膜沉积过程中基底退火处理与钯掺杂对其形貌、晶体结构和化学计量比的影响。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）和同步辐射光电子能谱（SRPES）对氧化锡薄膜进行表征。磁控溅射辅助掠角沉积技术使我们能制备多种SnO?纳米结构，而沉积过程中的基底退火会影响薄膜结晶度。此外发现钯掺杂SnO?薄膜会形成合金相。这些研究成果可应用于气体传感、催化、光学及电子器件等多个领域。

    关键词： XPS（X射线光电子能谱）、SRPES（同步辐射光电子能谱）、SnO?（二氧化锡）、tin oxide（氧化锡）、glancing angle deposition（掠射角沉积）、TEM（透射电子显微镜）、HRTEM（高分辨透射电子显微镜）、GLAD（掠射角沉积技术）、highly porous（高度多孔的）

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 石墨烯滤膜搭载的氧化锡纳米线晶体管化学传感器

    摘要： 使用半导体传感器测量水中化学物质浓度时，若半导体沟道直接接触含化学物质的水体，会出现异常电流变化。为精确测定水中化学物质浓度，需用选择性滤膜覆盖半导体沟道区域——该滤膜允许化学蒸气通过但阻隔化学溶液和液态水。本研究采用掺杂十七氟-1,1,2,2-四氢癸基三氯硅烷（HDF-S）的三维石墨烯选择性滤膜与氧化锡（SnO2）纳米线晶体管相结合的方法检测水中化学物质。该HDF-S改性的三维石墨烯滤膜能选择性透过化学蒸气而阻隔液态化学品和水体。当水中硝酸、甲苯、苯等化学蒸气穿透该滤膜接触SnO2纳米线沟道时，晶体管电导率会随化学物质浓度变化。因此将这种SnO2纳米线晶体管化学传感器浸入含化学物质的水体中，即可实现精确浓度测定。

    关键词： 石墨烯、晶体管、氧化锡、选择性过滤器、化学传感器

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 《AIP会议论文集》[作者 2018年第六届生产、能源与可靠性国际会议：世界工程科技大会（ESTCON）-马来西亚吉隆坡（2018年8月13-14日）] - 热氧化法制备的二氧化锡（SnO2）纳米结构表征

    摘要： 通过热氧化法在不同氧化温度（450℃、500℃和550℃）下于Si(100)衬底上成功合成了氧化锡(SnO?)纳米晶体与纳米线。采用场发射扫描电镜(FESEM)、紫外-可见光谱(Uv-Vis)及光致发光光谱对合成纳米结构进行表征，FESEM确认了样品形貌，紫外-可见光谱与光致发光(PL)光谱获取了光学特性。在500℃氧化温度下获得带隙为1.21 eV的氧化锡纳米线，其PL发射光谱显示：首峰位于450 nm激发波长(2.76 eV)，次峰位于500 nm激发波长(2.48 eV)，第三主峰位于650 nm激发波长(1.91 eV)。本研究探究了合成氧化锡纳米线的最佳氧化温度，通过调控氧化温度可改善所制备氧化锡薄膜的结构与光学性能。

    关键词： 光致发光、场发射扫描电子显微镜、纳米线、氧化锡、热氧化、紫外-可见光谱、二氧化锡、纳米晶体

    更新于2025-09-09 09:28:46