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oe1(光电查) - 科学论文

108 条数据
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  • 与氧空位相关的SrTiO3陶瓷的巨介电常数和乙醇传感响应

    摘要： 通过介电测量分析了SrTiO3-δ（δ=0.075和0.125）陶瓷的乙醇传感特性。这些陶瓷采用固相反应法制备，并通过热激活过程形成氧空位-δ。利用FullProf软件根据X射线衍射（XRD）数据推导出晶体对称性、空间群和晶胞尺寸，而晶粒尺寸分布则通过扫描电子显微镜（SEM）评估。制备的样品在100 Hz至1 MHz频率范围和240至340 K温度范围内进行了阻抗谱分析。SrTiO3-δ陶瓷的介电性能显示出巨大的介电常数稳定性（>10^4）以及低介电损耗，为电子设备过压保护等多种应用开辟了途径。研究发现存在低频介电弛豫行为，电导载流子源自氧空位的第一级电离。研究了基于SrTiO3-δ传感器的导电性和气体敏感性。结果表明引入乙醇气体会导致导电性下降，并获得了p型半导体气体传感材料。这两种特性在较低的最佳工作温度下均表现出更高的响应。

    关键词： 氧空位，钛酸锶，气体传感器，巨介电常数

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 非晶-晶态二维氧化物异质结构实现的忆阻行为

    摘要： 研究表明，在原子层沉积（ALD）技术制备的非晶-晶体二维氧化物异质结构中出现了忆阻行为——该结构通过在原子级薄的ZnO单晶纳米片上沉积数纳米厚的非晶Al2O3层合成?；诰溲蹩瘴坏嫉缤ǖ阑迫范似涞嫉缁恚篫nO纳米片为氧空位提供二维载体，而非晶Al2O3则促进氧空位的生成与稳定。高阻态导电机理符合泊松-弗伦克尔发射规律，低阻态则符合莫特-格尼定律。通过拟合曲线斜率估算低阻态迁移率约为2400 cm2 V?1 s?1，这是半导体氧化物中报道的最高值。当高温退火消除氧空位后，Al会掺杂进入ZnO纳米片且忆阻行为消失，进一步证实氧空位是产生忆阻效应的根源。这种二维异质界面为高性能忆阻器件的新设计提供了机遇。

    关键词： 氧化锌、二维异质结构、忆阻器、原子层沉积、氧空位

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 在溶液法制备的钙钛矿薄膜中嵌入富氧空位WO3纳米晶体以提升光伏性能

    摘要： 寻求促进光活性层电荷分离与传输的策略，对开发高性能光电器件始终具有重要意义。本研究展示了一种通过在钙钛矿薄膜中修饰WO?纳米晶来提升光生载流子传输的有效方法。这些WO?纳米晶采用液相脉冲激光辐照这一简易技术制备，随后基于反溶剂法引入钙钛矿薄膜。研究发现该修饰能提高器件的短路电流密度(Jsc)，使光电转换效率(PCE)从17.72%提升至19.29%。性能提升主要源于钙钛矿晶界处的WO?修饰促进了相邻晶粒间的电荷传输，这通过薄膜光致发光猝灭、载流子寿命缩短及迁移率提高得到证实。我们认为本研究为在钙钛矿薄膜中嵌入普通金属氧化物以增强光电性能提供了有效途径。

    关键词： 混合钙钛矿太阳能电池，液相脉冲激光辐照，三氧化钨纳米晶体，电荷传输，氧空位

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 利用等离子体金-钯纳米颗粒修饰的分级蛋黄@壳TiO2-xHx实现可见光驱动的CO2还原为CH4

    摘要： 用于将二氧化碳转化为太阳能燃料的先进半导体光催化剂工程化是解决温室效应和能源?；募咔熬暗牟呗?。本文通过多步工艺制备了具有核壳结构金钯等离子体纳米颗粒修饰的分级海胆状蛋黄@壳层缺氢二氧化钛（HUY@S-TOH/AuPd），并将其作为先进的可见光活性光催化剂应用于二氧化碳甲烷化反应，产率达到47微摩尔/克催化剂·小时（7小时后最高达126微摩尔/克催化剂）。该结构中不同功能位点对气体高效吸附、强可见光激活及剧烈电子传输的协同作用，是实现高效光催化二氧化碳转化的关键。这种智能设计不仅揭示了建筑结构工程提升光电转换效率的机理，更为可持续能源生产提供了一种可行且高效的光催化工艺方案。

    关键词： 纳米结构、等离子体纳米粒子、光催化、二氧化碳转化、氧空位

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过调控NiOOH电催化剂上的氧空位实现高性能硅光阳极用于水氧化

    摘要： 硅（Si）是光电化学（PEC）水分解中极具吸引力的光阳极材料。然而，由于硅光阳极稳定性差且对析氧反应（OER）催化活性低，其应用面临重大挑战。将高活性电催化剂与硅光阳极集成，通过加速反应动力学和抑制硅光腐蚀，被视为提升OER性能的有效策略。本研究通过在n-Si/Ni/NiOOH表面沉积超小NiFe纳米颗粒，通过设计电催化剂与硅的界面来提高硅光阳极的活性和稳定性。超小NiFe可通过调控NiOOH电催化剂中Ni主体的局域电子结构引入氧空位，从而实现快速电荷分离与转移。此外，NiFe纳米颗?；鼓茏魑泊呋帘┞陡嗷钚晕坏悖⒆魑；げ惴乐构韫飧础Ｋ票傅膎-Si/Ni/NiOOH/NiFe光阳极展现出优异的OER活性，在可逆氢电极（RHE）为1.0 V时具有起始电位，在1.23 V（vs RHE）下光电流密度达到约25.2 mA cm?2。该工作为通过表面电催化剂工程构建高性能硅光阳极提供了可行方案。

    关键词： 光电化学水分解、氧空位、析氧反应活性、镍铁纳米颗粒、硅光阳极

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 氧空位调控的多孔SnO?薄膜用于室温下三甲胺的高灵敏检测

    摘要： 在室温（RT）下检测挥发性有机化合物（VOCs）目前仍是金属氧化物半导体（MOS）气体传感器面临的挑战。本文首次报道了通过氧空位缺陷工程利用多孔SnO?薄膜实现室温VOCs检测。采用胶体模板法制备的三维有序SnO?薄膜中的氧空位可通过不同温度的热退火轻松调控。研究发现氧空位对室温传感性能起关键作用，成功使传感器以超高响应度（如对10 ppm三乙胺（TEA）的响应达150.5）高选择性地检测TEA。此外，基于富氧空位SnO?薄膜的传感器具有快速响应/恢复特性（53秒和120秒），工作温度升至120°C时可进一步缩短至10秒和36秒。值得注意的是，在室温下获得了110 ppb的低检测限，综合性能超越多数现有室温TEA检测报道。优异的传感性能归因于富含氧空位的多孔结构能增强分子吸附。这种氧空位工程策略与多孔MOS薄膜传感层的芯片集成制备技术，为开发高性能室温传感器展现了巨大潜力。

    关键词： 氧空位、多孔薄膜、气体传感器、二氧化锡、室温

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 氧空位 - Ti??态诱导的钙钛矿太阳能电池两阶段紫外降解

    摘要： 钙钛矿太阳能电池（PSCs）在紫外（UV）辐照下的失效是商业化应用的重大障碍。本研究在惰性气氛中连续紫外辐照条件下，发现了基于二氧化钛的PSCs存在两阶段降解过程。第一衰减阶段中，氧空位-三价钛（Ti3+-VO）在紫外激发下转变为活性四价钛-氧空位（Ti4+-VO）陷阱态并导致光生载流子损失。此外，Ti4+-VO态可通过氧化碘离子（I?）逆转为Ti3+-VO态，进而引发I3?累积。随后，I3?浓度升高加速的钙钛矿快速分解取代了光生载流子损失，成为第二衰减阶段的主导机制。研究提出通过阻断Ti3+-VO态转变来提升紫外稳定性的通用方法，该方案可通过乙氧基化聚乙烯亚胺（PEIE）修饰层实现。优化后的器件在72天紫外辐照后仍保持初始效率（20.51%）的约75%，而普通器件则完全失效。

    关键词： Ti4+态、氧空位、紫外降解、钙钛矿太阳能电池、二氧化钛、聚乙基咪唑碘化物（PEIE）

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 氮气烧结的(Sr, Ce, Zr)TiO3复合陶瓷的光学带隙与介电异常现象

    摘要： 研究了(1?x)SrTiO3-xCe0.95Zr0.05O2[(Sr,Ce,Zr)TiO3，x=0.0、0.3和0.4]陶瓷的晶化学结构、带隙-晶粒结构及介电性能。X射线衍射(XRD)显示x=0.3~0.4的样品呈立方相，但峰分裂结合Rietveld精修表明存在四方结构。研究了带隙能与Ce含量的关系，其与晶粒尺寸、激活能及八面体倾斜相关。x=0.4时带隙能因Ce0.95Zr0.05O2离子掺杂导致的八面体倾斜使导带拓宽而降低。TO2(175cm-1)模缺失而TO4(521.72cm-1)模存在被视为类弛豫介电行为的特征。ε'-T曲线与P-E回线分析证实所有样品均无铁电相迹象?；赬射线光电子能谱(XPS)和高温交流电导分析，介电异常源自Ti3+离子和电离氧空位产生的晶格缺陷与缺陷偶极子(Ti4+·e?·V··o)。

    关键词： 晶体带隙结构、介电性能、氧空位

    更新于2025-09-22 14:38:06

  • PbTiO3-δ陶瓷的制备、结构与功能特性

    摘要： 本研究采用固相反应法制备了缺氧型PbTiO3-d陶瓷。通过室温X射线衍射分析证实，经800°C/2h煅烧的样品形成了具有四方结构的纯钙钛矿相。能量色散X射线光谱分析表明，为电荷补偿而产生的氧空位使体系中氧原子占比约53%。复阻抗数据显示，均匀分布于样品内部的氧空位对总介电响应具有重要贡献。所有样品在室温下均呈现弱铁磁性，这可能归因于氧空位缺陷及表面效应。

    关键词： 氧空位、能谱仪（EDX）光谱、磁性能、陶瓷、介电性能

    更新于2025-09-22 20:22:01

  • CuWO<sub>4</sub>的电子结构：基于介电依赖性的自洽杂化泛函对Mott-Hubbard型绝缘体的研究

    摘要： 钨酸铜（CuWO4）是一种具有光催化应用前景的半导体氧化物。本文基于介电依赖型杂化密度泛函，系统研究了化学计量比及氧空位缺陷钨酸铜的电子特性。该材料中Cu2+离子呈现3d9电子构型，属于磁性绝缘体范畴。通过分析多种磁序构型发现，反铁磁态为最稳定结构。基于态密度的能带结构显示：由W 5d态主导的宽能带与价带顶（含部分混杂Cu 3d态的O 2p态）相距约5 eV；而Cu 3d轨道的空态则在价带顶上方3.6 eV处形成窄能带。态密度曲线与Kohn-Sham能级揭示的电子结构难以解释2.1-2.3 eV的实验带隙值。该带隙可通过磁性绝缘体的Mott-Hubbard模型合理说明——我们通过计算从O 2p能带移除一个电子并添加至Cu 3d态的总能量，得出2.1 eV的理论带隙值，与实验观测高度吻合。研究还重点分析了氧空位缺陷导致的电子重分布现象：过剩电子可能占据Cu的局域3d态或W的局域5d态，具体分布取决于氧空位浓度等关键因素。

    关键词： CuWO4、莫特-哈伯德模型、介电依赖的杂化泛函、半导体氧化物、氧空位、密度泛函理论（DFT）

    更新于2025-09-23 01:33:41