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oe1(光电查) - 科学论文

108 条数据
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  • ZnO单晶的表面铁磁性

    摘要： 我们报道了未掺杂ZnO块体单晶在室温下的表面铁磁性。磁化回线清晰地显示出典型的铁磁饱和行为，且饱和磁化强度可通过氩气氛围退火进行调控。通过拉曼光谱、光致发光、电子顺磁共振和原子力显微镜等手段，我们建立了饱和磁化强度与ZnO单晶表面单占据氧空位浓度之间的强相关性。研究表明，ZnO单晶中观察到的室温铁磁性应归因于表面氧空位缺陷的效应。这一发现有助于深入理解其他未掺杂氧化物半导体材料中铁磁性的起源。

    关键词： D. 退火，A. 氧化锌单晶，C. 氧空位，B. 表面铁磁性

    更新于2025-09-23 10:19:41

  • 源自金属有机框架、富含氧空位的ZnO纳米片用于ppb级气体传感

    摘要： 克服气体传感器的不均匀性问题并实现其可重复的ppb级气体检测，对于在工业安全和室内外空气质量监测等应用中广泛部署传感器构建网络至关重要。本文提出一种策略：通过原位生长的ZIF-L（沸石咪唑酯骨架材料）薄膜的芯片级热解，将其转化为多孔、具有层级结构的氧化锌（ZnO）纳米片，从而显著提升传感材料的表面均匀性及气体传感性能。研究展示了一种生成可调氧空位的新方法，借此可精细调控传感材料的电子结构，并通过多种技术手段充分验证了氧空位的存在。传感结果表明，富氧空位的ZnO纳米片对ppb级一氧化碳（CO）及包含1,3-丁二烯、甲苯和四氯乙烯的挥发性有机化合物展现出显著增强的灵敏度和缩短的响应时间，这归因于未配对电子、随之产生的带隙变窄、比表面积增加以及层级微-介孔结构等因素。这种简便方法为通过缺陷工程合理设计传感材料提供了思路，有助于实现具有可控形貌和优异传感性能的传感器的大规模生产、商业化及超痕量气体检测的大规模部署。

    关键词： 金属有机框架、氧空位、ppb级气体传感、缺陷工程、氧化锌纳米片

    更新于2025-09-23 22:27:35

  • 氧空位辅助增强Eu3?和La3?共掺杂BiOCl超薄纳米片的光致发光性能

    摘要： 通过简易溶剂热法制备了Eu3?和La3?共掺杂BiOCl超薄纳米片。采用多种技术对样品进行表征以研究其结构、形貌和发光性能。溶剂热法所得样品呈现超薄纳米片形貌。Eu3?掺杂BiOCl样品的光致发光光谱在380-480 nm波长范围内显示出宽发射带，这源于样品中存在的氧空位。该光谱还显示Eu3?离子的尖锐特征发射峰。由于氧空位增加，随着La3?离子的引入，该宽发射带的强度增强。所有样品的XPS光谱证实了这些结果。研究发现，BiOCl:Eu3?,La3?超薄纳米片的整体发光强度比BiOCl:Eu3?超薄纳米片强约300%。随着La3?离子浓度增加，CIE值从蓝白色区域向白色区域移动。

    关键词： 氧空位，溶剂热法，光致发光，BiOCl，超薄纳米片

    更新于2025-09-24 01:33:12

  • SrTiO3-δ缺陷体系中磁性与光学性质关系的实验与理论研究

    摘要： 为探究SrTiO3中光学性质、氧空位与磁性的关联，我们采用固相反应法制备了系列SrTiO3-δ（δ=0.00、0.125和0.250）样品并引入相应氧空位。通过X射线光电子能谱（XPS）分析了合成化合物的表面成分与化学价态；傅里叶变换红外光谱（FT-IR）显示透射特性随氧空位引入而变化；紫外-可见吸收表明光学性质高度依赖氧空位浓度。施加磁场时，非化学计量比SrTiO3-δ体系在室温下呈现弱铁磁性，而完美晶体SrTiO3则表现为抗磁性。高浓度氧空位（δ=0.250）会降低铁磁性与光吸收，暗示磁性与光学性质可能存在关联。理论计算显示磁性存在两类电子贡献：一类源自导带底以下的局域态，另一类来自远离氧空位的Ti原子巡游电子。采用广义梯度近似（GGA）下的全势线性缀加平面波（FP-LAPW）方法，以完全自洽方式计算含氧空位原子弛豫的电子结构与磁性能。该研究揭示了SrTiO3-δ材料潜在的磁光特性。

    关键词： 密度泛函理论（DFT）、光学性质、氧空位、SrTiO3、磁性

    更新于2025-09-24 03:41:38

  • 生长在泡沫镍上的P功能化及O缺陷TiOn/VOm纳米颗粒作为超级电容器电极：外延生长的异质结与可见光驱动的光响应

    摘要： 通过一锅水热法及后续气相沉积/磷化工艺，在泡沫镍（NF）上生长了P-TiOn-VOm纳米线。研究发现P-TiOn-VOm/NF中存在低价态氧化钛与氧空位共存现象。其中(TiO1.25)3.07（记为TiOn）与VO（记为VOm）具有相似晶体结构与匹配晶面，其外延生长形成了形成能为-1.59 eV的TiOn/VOm异质结构。DFT计算与XPS光谱证实，P-TiOn-VOm/NF具有良好的电子导电性，电子可从Ti中心向V中心转移。因此在0~0.55 V（vs Hg/HgO）电位范围内，该材料在1 A g-1电流密度下比容量高达785 C g-1，显著优于VOm/NF、P-VOm/NF及P-TiO2-VOm/NF。此外，TiOn/VOm异质结构还有利于光生电子-空穴对的分离与转移，使P-TiOn-VOm/NF呈现可见光响应特性——光照下其比容量较暗态提升6.2%。构建的P-TiOn-VOm/NF//活性炭（AC）非对称超级电容器（ASC）在1 kW kg-1功率密度下能量密度达37.2 Wh kg-1，在5 A g?1电流密度下循环10000次后容量保持率93.6%，性能媲美甚至超越钛/钒氧化物基器件。本研究通过磷功能化与氧空位调控显著提升了P-TiOn-VOm的储能性能。

    关键词： 磷功能化、氧空位、TiOn-VOm、超级电容器

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 葡萄糖辅助水热法合成具有增强光催化活性的等离子体Bi沉积嵌套型Bi2O2?xCO3光催化剂

    摘要： 晶体缺陷对半导体的物理和化学性质具有重要影响。本研究采用一锅水热法，以葡萄糖作为还原剂和形貌调控剂，制备了一系列Bi/Bi2O2?xCO3光催化剂。通过多种技术手段对光催化剂的物相结构、形貌、光学及光电化学性能进行了表征。电子自旋共振谱（ESR）和X射线光电子能谱（XPS）证实并表征了这些氧空位（OVs）。Bi/Bi2O2?xCO3光催化剂对Lanasol Red 5B和环丙沙星表现出最高的去除效率。在模拟太阳光照射下，其对Lanasol Red 5B的降解速率常数约为Bi2O2CO3的2.28倍；在可见光照射下则达到10.9倍。自由基捕获实验进一步表明，空穴（h+）和羟基自由基（OH）是Lanasol Red 5B降解的主要活性物种。这种增强的光催化性能可归因于Bi等离子体与氧空位的协同效应，从而提升了Bi/Bi2O2?xCO3光催化剂的光捕获能力和电子-空穴分离效率。

    关键词： 氧空位、Bi2O2CO3、铋等离子体、嵌套结构、协同效应

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 通过固相反应简易合成ZnO微米棒光电探测器

    摘要： 本研究采用锌粉与石墨混合粉末，在空气氛围下通过一步固相反应直接合成氧化锌微米棒，无需催化剂、真空系统及流动气体。通过调控生长条件，系统研究了微米棒的结构、生长机制及电学光学特性。高分辨透射电镜图像证实形成了单晶氧化锌微米棒。其光致发光光谱显示绿色发射峰，表明烧结过程中氧空位导致形成了非化学计量比氧化锌微米棒。通过控制石墨含量、烧结温度和保温时间可调控微米棒的长径比。研究制备了二氧化硅包覆硅基底上单晶氧化锌微米棒构成的简易光电探测器，在可见光下呈现线性电流-电压特性曲线；紫外照射时曲线斜率增大但保持线性，撤除紫外光后曲线可逆恢复初始状态。经氧气氛围退火补偿氧空位后，器件关态电流降低使紫外开关比显著提升。由此提出了一种制备单晶氧化锌微米棒的简便高效方法，适用于低成本光电探测器应用。

    关键词： 氧空位、固相反应、单晶、ZnO微米棒、光电探测器

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 具有可控表面氧空位的金字塔状BiVO4/CdSe复合材料的制备，可有效促进载流子分离以实现高效的光阴极?；?

    摘要： 为解决BiVO4光催化剂中载流子分离与转移效率低的瓶颈问题，通过低温溶剂热法成功合成了具有充足氧空位的新型金字塔状BiVO4。通过调节溶液pH值并添加SDBS表面活性剂，制备的样品可呈现多种可控形貌及暴露的{001}晶面（经SEM、XRD和BET方法测定）。XPS O1s峰和ESR信号表明金字塔状BiVO4比其他样品具有更高的氧空位浓度。此外，引入CdSe量子点(QDs)构建BiVO4/CdSe异质结复合光阳极以进一步提升太阳能捕获和载流子分离效率。光电化学实验结果显示：与8V-BC光阳极耦合的304不锈钢(304SS)表现出增强的光电流密度(608 μA?cm-2)和最大电位降(708 mV)，分别达到原始BiVO4的5.06倍和2.10倍?；硌芯勘砻?V-BC光阳极的超高性能源于富集氧空位、暴露{001}晶面、增强可见光吸收及更大比表面积的协同效应。

    关键词： 氧空位、光阴极保护、CdSe、BiVO4、形貌可控

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 采用CdSe/CdS核壳量子点作为电极修饰层的非易失性阻变存储器件

    摘要： 忆阻器在性能的各个领域都展现出巨大优势，在下一代主流存储设备中具有巨大潜力。然而，其电阻切换电压的随机分布一直是应用中的问题之一。本工作提出了一种非易失性阻变存储器件，该器件采用组装为电极修饰层的CdSe/CdS核壳量子点（QDs），器件结构为Pt/CdSe-CdS QDs/TaOx/Ta。该器件具有多种优异的电阻切换特性，如更低且更一致的置位/复位阈值电压以及更好的耐久性，这被认为是基于CdSe/CdS核壳QDs的电极修饰层的效果。提出了一个具有不均匀QDs/Pt电极界面的模型来解释不同的电阻切换行为，这可能有助于现有基于金属氧化物和量子点的忆阻器研究的发展。

    关键词： 迁移、氧空位、肖特基界面、CdSe/CdS核壳量子点、电阻开关

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 通过激光辐照调控全金属氧化物突触晶体管的可塑性

    摘要： 模仿人脑的人工智能设备是构建未来人工神经网络的基础。模拟生物神经系统的关键步骤在于突触权重的调控，这主要通过材料设计或器件结构改性的各类工程方法实现。本研究通过激光辐照实现了基于Ta2O5/ITO全金属氧化物突触晶体管的突触权重调控。在活性层和电极沉积前，采用飞秒激光对绝缘层表面进行辐照处理。在不同激光强度和扫描速率下，成功模拟出兴奋性突触后电流(EPSC)、配对脉冲易化(PPF)和长时程增强(LTP)等典型突触特性。特别地，我们首次证明激光辐照可控制Ta2O5薄膜中氧空位含量，从而实现对突触权重的精准调控。该研究提供了一种瞬时(<1秒)、便捷且低温的突触行为优化方法，在神经形态计算硬件设计领域具有重要应用前景。

    关键词： 突触晶体管、激光辐照、氧空位、五氧化二钽

    更新于2025-09-19 17:13:59