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oe1(光电查) - 科学论文

108 条数据
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  • Al2O3/SrTiO3界面处的高导电二维电子气

    摘要： 我们采用脉冲激光沉积法在Al2O3/SrTiO3/LaAlO3异质结构中制备出二维电子气，其面电阻随Al2O3薄膜生长温度升高而降低。通过截面透射电镜确认了薄膜的结构表征。与在原始SrTiO3和TiO2终止面SrTiO3衬底上沉积Al2O3薄膜的异质结构相比，Al2O3/SrTiO3/LaAlO3异质结构具有更强的导电性。X射线光电子能谱显示界面SrTiO3侧形成了氧空位，这是由还原SrTiO3薄膜的氧化还原反应所致。此外，通过蓝光发射验证了SrTiO3侧存在氧空位。

    关键词： Al2O3/SrTiO3/LaAlO3异质结构、脉冲激光沉积、氧空位、二维电子气、电导率

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 采用原子层沉积法制备的含氧空位SnO2-x薄膜的磁性与光学行为

    摘要： 通过原子层沉积（ALD）法制备了不同氧空位浓度的SnO2-x薄膜。具体而言，通过调节ALD过程中的氧化脉冲时间控制氧空位浓度。采用XRD测定所制备薄膜的晶体结构，利用VSM测量其磁学性能，并通过光学透射光谱分析光学特性。结果表明：氧化脉冲时间可调控SnO2-x的氧空位浓度，且晶体结构、磁学性能与光学特性均受氧空位浓度显著影响。

    关键词： 微观结构、薄膜、磁性、衍射、纳米晶体、氧空位

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 采用溅射金助催化剂的介孔黑色二氧化钛阵列，具有高效电荷分离和高析氢活性

    摘要： 光生载流子的分离与转移是高性能TiO?光催化剂设计中的关键问题。为克服动力学限制并实现快速电荷转移，TiO?基多元催化剂已被广泛研究。在所有TiO?载体中，具有宽可见光吸收谱和氧空位的黑色TiO?（BT）表现突出，但仍存在量子效率低的问题。同时，传统负载方法对助催化剂分布的精准控制不足也严重制约了光催化效率。本研究采用快速简便的金属磁控溅射法，在通过原位电化学阳极氧化技术在钛膜上制备的介孔TiO?-BT纳米管阵列顶部均匀沉积金纳米颗粒助催化剂。这种具有高度均匀分布金助催化剂的限域等离子体光催化剂展现出显著增强的电荷分离与转移行为，其光催化产氢活性较常规TiO?纳米管提升达10倍。我们提出TiO?-BT-Au电子转移级联结构：黑色TiO?作为TiO?导带电子的缓冲层，使高效光生电子能定向转移至金纳米颗粒，继而进入适合产氢的TiO?孔道。由于纳米管壁本身向上弯曲，短扩散路径使电子易于转移至助催化剂区域，从而有效抑制光生电子对的复合。这种贵金属助催化剂固定的磁控溅射技术及独特的TiO?-BT-Au电子转移体系具有广阔应用前景，可推广至其他负载型催化剂的设计。

    关键词： 金属磁控溅射、二氧化钛纳米管阵列、氧空位、析氢反应、金纳米颗粒、黑色二氧化钛

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 室温下沉积的SnO2薄膜中电阻开关效应与铁磁性的电场调控

    摘要： 在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上室温沉积的SnO2薄膜呈纳米晶结构，因SnO2薄膜中的氧空位而表现出室温铁磁性（FM）。在以室温沉积SnO2薄膜制备的Ta/SnO2/Pt器件中可观察到双极性多级阻变（RS）现象。该器件具有高达27000的开关比和多级阻变特性，对高密度数据存储应用具有重要意义。Ta/SnO2/Pt/Ti/SiO2/Si（即Ta/SnO2/Pt器件）的饱和磁化强度与SnO2/Pt/Ti/SiO2/Si几乎相同，表明顶部Ta电极对饱和磁化强度的影响极小。该器件在低阻态（LRS）与高阻态（HRS）间呈现非易失性且可逆的饱和磁化调制，这源于氧空位细丝的形成/断裂过程——LRS状态的饱和磁化强度高于HRS状态。此外，随着正向直流扫描电压增大，饱和磁化强度也相应增强。在无直流环路电流条件下，施加正电场会使Ta/SnO2/Pt的饱和磁化强度升高，而施加特定负电场后则再次下降。仅通过电压（无需直流环路电流）即可实现Ta/SnO2/Pt饱和磁化的非易失性可逆调控。这种无环路电流的纯电场调控机制与SnO2薄膜特定区域内Vo+浓度变化相关。

    关键词： 氧空位、电场调控、室温铁磁性、电阻开关效应、二氧化锡薄膜

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 氧空位对磁控溅射沉积制备的二氧化铈薄膜结构、光学及光催化性能的影响

    摘要： 氧化铈对固有氧化还原反应至关重要，这归因于邻近氧空位的活性位点。然而，氧空位（Ov）对二氧化铈薄膜各种性能的影响仍有待阐明。本文采用磁控溅射法沉积二氧化铈薄膜，并系统研究了电流强度对氧空位生成的影响。X射线光电子能谱（XPS）结果表明，随着电流强度的增加，Ce??浓度降低，这表明通过控制电流强度可以在薄膜沉积过程中产生并调控氧空位。采用6A电流强度制备的薄膜含有42%的Ce??，接近菱面体相Ce?O??（一种稳定的块体相二氧化铈）的含量。X射线衍射图谱显示，6A电流制备的薄膜呈现混合晶相，且大部分衍射峰与菱面体相Ce?O??非常接近；而1A、2A和4A电流制备的二氧化铈薄膜则呈现单一晶相。拉曼分析表明，二氧物种大量吸附在6A电流薄膜表面，且不同晶面存在更多活性位点，这一结论通过亚甲基蓝的光催化降解实验得到验证。密度泛函理论（DFT）+U计算得到的带隙值与Tauc曲线法获得的结果一致。本研究表明氧空位对二氧化铈薄膜的性能具有重要影响。

    关键词： XPS（X射线光电子能谱）、拉曼光谱、氧空位、磁控溅射、氧化铈

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 氧空位增强的CeO2:Gd纳米颗粒用于磁共振成像检测肿瘤血管微环境

    摘要： 肿瘤血管微环境的特定特征（如微血管通透性和水扩散）已被证实对评估肿瘤浸润具有重要作用。然而目前，磁共振成像（MRI）中能增强获取这一关键信息灵敏度的造影剂（CAs）仍很匮乏。本研究开发了钆掺杂（CeO2:Gd）纳米颗粒作为高灵敏度检测肿瘤血管微环境的造影剂。CeO2:Gd纳米颗粒表面的晶格氧空位可结合大量水分子以提高r1值，从而实现测量微血管通透性的优异动态对比增强灌注加权成像（DCE-PWI）性能。CeO2:Gd纳米颗粒氧空位对水分子扩散的限制进一步增强了体内外扩散加权磁共振成像（DWI）信号。值得注意的是，该策略不仅对获取肿瘤血管微环境信息至关重要，还为设计磁共振造影剂提供了新思路。

    关键词： CeO2:Gd纳米颗粒、氧空位、微血管、肿瘤微环境、DWI/DCE-PWI

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 掺杂与未掺杂氮的二氧化钛金红石单晶晶片添加三氧化钨后的铁磁性

    摘要： 本工作通过直流磁控溅射法制备了未掺杂、氮掺杂、负载三氧化钨的未掺杂以及负载三氧化钨的氮掺杂二氧化钛金红石单晶晶片。通过氮掺杂二氧化钛和在三氧化钨表面负载来分别增加和减少氧空位。采用多种测试手段分析了样品的结构与磁学性能。X射线衍射结果表明氮掺杂和三氧化钨负载未改变所有样品的物相；X射线光电子能谱显示负载于金红石单晶晶片上的钨元素以三氧化钨形式存在；紫外-可见光谱表明负载三氧化钨的未掺杂及氮掺杂二氧化钛金红石单晶晶片的吸收边发生红移，对应带隙略有减??；光致发光光谱显示由于后退火气氛，所有样品中均存在氧空位，且氧空位密度随氮掺杂增加而升高，随三氧化钨在二氧化钛表面负载而降低。通过磁学性能测试发现，饱和磁化强度大小顺序为：氮掺杂＞负载三氧化钨的氮掺杂＞未掺杂＞负载三氧化钨的未掺杂金红石单晶晶片，该顺序与样品氧空位密度排序一致。氮掺杂提升了饱和磁化强度值，而三氧化钨负载则降低了该数值。本文揭示负载三氧化钨的氮掺杂金红石单晶晶片的磁学性能源自氧空位。

    关键词： 金红石型TiO2单晶晶片，负载WO3，氧空位，铁磁性

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 冷却过程中氧空位行为对半导体气体传感器的影响：数值分析

    摘要： 基于梯度分布氧空位模型，采用数值分析方法研究了半导体气体传感器冷却过程中氧空位行为的影响。通过建立扩散方程描述氧空位在冷却过程中的扩散与排斥效应行为，运用数值分析求解该扩散方程的精确解。结果表明：氧空位分布特征取决于冷却速率及冷却过程的温度区间。计算了电阻降低和响应特性等气体传感性能参数，这些参数与氧空位分布共同显示出晶粒尺寸效应和再退火效应。研究发现通过设计冷却过程可调控气体传感器性能，所提模型为传感器特性模拟提供了可能，有助于气体传感器设计，并对半导体气体传感机理作出了定量阐释。

    关键词： 数值分析、氧空位、气体传感器、半导体、扩散方程

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 原位氟掺杂ZrO2?x纳米管用于高效可见光光催化活性

    摘要： 通过含氟电解质阳极氧化及后续低温退火工艺合成了氟掺杂ZrO2?x纳米管。该材料展现出显著增强的可见光吸收能力及高效可见光光催化活性——这些特性是常规ZrO2所不具备的。阳极氧化ZrO2纳米管中的氟元素在退火过程中对形成丰富阴离子空位起着关键作用。结合残余氟元素的掺杂效应，F掺杂ZrO2?x纳米管的带隙从5.13 eV降至2.35 eV。此外，瞬态光电流响应曲线和光催化实验表明：F掺杂ZrO2?x纳米管具有高效的电子-空穴分离能力，并能增强对罗丹明B（RhB）的可见光催化降解。在2小时低功率LED光照下，使用该催化剂时RhB的降解率高达83%。通过研究能带结构，本研究还提出了F掺杂ZrO2?x纳米管可能的光催化机理。相信这种材料将在可持续能源与环境净化领域展现广阔应用前景。

    关键词： 氧空位、氟掺杂ZrO2?x纳米管、阳极氧化、可见光光催化活性、带隙窄化

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 可控合成过渡金属离子掺杂CeO2微/纳米结构以提升光催化性能

    摘要： 通过掺杂一系列过渡金属离子（无需使用任何表面活性剂或模板），成功合成了具有不同尺寸和形貌的二氧化铈（CeO?）微/纳米结构。研究对CeO?及Co、Zr、Cu掺杂CeO?的晶体结构、形貌特征和光催化性能进行了表征。通过引入过渡金属元素，改变了反映晶格畸变和Ce??价态变化的晶格参数。过渡金属离子掺杂能将光吸收范围从紫外区拓展至可见光区，并提高氧空位浓度，使材料表现出比纯CeO?显著更低的光学带隙。光催化研究表明：富含氧空位的CeO?在降解有机污染物罗丹明B（RhB）时展现出比纯CeO?更高的光催化活性。此外，分别采用氯化硝基四氮唑蓝（NBT）还原法和邻苯二甲酸（TA）荧光探针法证实了光催化过程中生成的O??和?OH自由基，发现这些自由基对RhB降解起关键作用。H?-TPR测试表明微量过渡金属离子会显著影响表面阳离子价态和氧空位状态。本研究清晰揭示了不同过渡金属离子掺杂对CeO?微/纳米结构形貌及光催化性能的影响机制。

    关键词： 氧空位，二氧化铈，金属离子掺杂，形貌，光催化活性

    更新于2025-09-23 15:19:57