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具有二价有机基团的准二维杂化有机-无机铜卤材料的光伏效应及增强稳定性展示
摘要: 基于光活性铅卤钙钛矿的太阳能电池商业化部分受限于其毒性和不稳定性。本研究展示了一种新型铜卤杂化有机-无机材料(含二价阳离子1,6-己二铵(+H3N-C6H12-NH3+)),与使用两倍化学计量单丙铵(C3H7-NH3+)的类似材料相比,该材料展现出更优异的耐热耐湿稳定性。其电子吸收光谱显示间接光学带隙约1.8 eV,非常适合作为硅基叠层太阳能电池顶电池的光活性层。以该二价阳离子材料为光活性层的最佳单结太阳能电池开路光电压超过400 mV,短路光电流密度约30 μA/cm2。这些数值与采用有机单价阳离子的先进铜卤杂化有机-无机材料相当,为该类材料的进一步研究提供了动力。
关键词: 光伏,二维材料,双阳离子,太阳能电池,卤化铜,混合材料,稳定性,钙钛矿
更新于2025-11-19 16:56:42
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基于无机钙钛矿量子点与有机半导体的简易溶液法制备光刺激突触晶体管
摘要: 采用光刺激突触模拟器实现的人工智能系统,可通过提供高带宽、低功耗计算需求及低串扰特性的器件来提升运算速度。其中一项关键挑战在于开发能以类神经元/突触方式响应光信号的光刺激器件。本研究报道了一种基于无机卤化物钙钛矿量子点(IHP QDs)与有机半导体(OSCs)制备光刺激突触晶体管(LSSTs)的简易高效溶液法工艺。IHP QDs与OSCs的复合不仅提高了光生电荷的分离效率,还诱导了IHP QDs/OSCs混合薄膜中光电流的延迟衰减。增强的电荷分离效率带来高光电响应度,而光电流延迟衰减特性对实现具有记忆效应的光刺激器件至关重要——这是获得高性能突触功能的关键。这些LSSTs能以高度类神经元/突触的方式响应光信号,既实现了短期突触行为也实现了长期突触行为,可为未来光信号驱动的人工智能系统应用奠定基础。更重要的是,该LSSTs通过简易溶液法制备,可轻松实现大规模样品应用。
关键词: 光刺激突触晶体管、溶液加工工艺、有机半导体、混合材料、无机卤化物钙钛矿量子点
更新于2025-11-19 16:56:42
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基于碳纳米管/银纳米线三明治结构的可拉伸互连用导电薄膜
摘要: 由两种导电纳米材料混合制成的多种导电薄膜已被用作可拉伸电极或互连材料,适用于可拉伸电子设备。其固有的导电性拉伸特性可在各种形变下承受一定程度的机械应变。然而,目前鲜有研究致力于增强混合体系中两种导电组分间的相互作用。本文报道了一种基于碳纳米管(CNTs)和银纳米线(AgNWs)的三层夹心结构新型导电薄膜,该薄膜封装于硅橡胶中,展现出高拉伸性且压阻效应微弱,适合作为可拉伸互连材料。我们采用连续真空过滤法逐层堆叠导电组分,研究了堆叠顺序及层间相互作用对机械形变下拉伸性能与电学稳定性影响。当三层导电薄膜由两个CNT外层和一个AgNW中间层构成并具有增强界面相互作用时,该结构展现出承受重复形变的卓越耐久性。
关键词: 混合材料、银纳米线、三明治结构、碳纳米管、可拉伸电子器件
更新于2025-11-14 15:15:56
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金属卤化物化合物[C7H16N2][ZnCl4]的晶体结构、光学及电学性质
摘要: 通过水热法合成了一种新型有机-无机杂化化合物[C7H16N2][ZnCl4],并采用单晶X射线衍射、红外与拉曼光谱、光学吸收、差示扫描量热法及介电测量进行表征。单晶衍射结果表明该化合物在室温下属于单斜晶系,空间群为P21/c。分子排列中,四氯合锌酸根阴离子通过N-H...Cl氢键与有机阳离子连接。拉曼与红外分析证实了有机基团与阴离子实体的存在。紫外-可见吸收光谱揭示了光学带隙能量。差示扫描量热测量显示[C7H16N2][ZnCl4]在287K、338K和356K依次发生三个相变。介电研究表明该化合物在338K以下具有铁电性质,并表明其具有经典铁电特性。奈奎斯特图分析揭示了体相机制与晶界贡献。
关键词: 相变、混合材料、晶体结构、光吸收、铁电性能、导电机制
更新于2025-09-23 15:23:52
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胆甾相液晶薄膜中角依赖的自发发射
摘要: 由于选择性反射带的存在,胆甾相液晶(CLCs)会显著改变荧光客体分子的发射特性。虽然沿螺旋轴方向的发射已得到充分理解,但迄今为止,与胆甾螺旋呈斜角方向的发射特性尚未得到详细研究。我们系统研究了染料掺杂胆甾薄膜的角向自发发射特性,包括对发射光进行完整的斯托克斯分析。通过改变胆甾螺距,我们得以在宽角度范围内探究光子能带结构对自发发射的影响。研究发现发射光具有显著的角向强度和偏振变化,并通过实验证明了零阶反射带的分裂现象及其在大检测角度下与第二阶反射带的重叠。
关键词: 混合材料、光学、胆甾相液晶、斯托克斯分析、角度依赖性、等离子体激元学、自发辐射、磁性
更新于2025-09-23 15:23:52
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高压下甲醇-乙醇混合物折射率与密度的等离子体传感
摘要: 分散于甲醇-乙醇(4:1)混合溶剂中的金纳米球体局域表面等离子体共振(LSPR)随压力变化特性被测量至60 GPa。在0-10 GPa压力范围内LSPR呈现显著红移,更高压力下则转为缓慢蓝移。这是由于溶剂折射率随压力升高导致LSPR峰值波长红移,而金纳米球体电子密度增加引发蓝移共同作用的结果。10 GPa时溶剂固化及其伴随的非静水压效应对该纳米球体的LSPR位移影响可忽略。研究表明:基于Gans模型既能解释LSPR位移现象,也能阐明纳米球体吸收系数的变化规律,从而可在0-60 GPa静水压范围内测定溶剂折射率与密度。值得注意的是,等离激元传感技术未检测到该压力范围内甲醇-乙醇(4:1)溶剂存在结晶化或玻璃态相变迹象。
关键词: 高压、光学、混合材料、甲醇-乙醇混合物、密度、等离子体学、磁性、折射率
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过使用氧化石墨烯掺杂的空穴注入层,全溶液法制备的全彩倒置量子点发光二极管性能大幅提升
摘要: 通过简单地将氧化石墨烯(GO)掺入聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)中,开发出用于全彩倒置量子点发光二极管(QLEDs)的溶液加工空穴注入层(HILs)。GO掺杂的PEDOT:PSS混合物具有优异的润湿性,有助于HIL在有机底层上的有效沉积。紫外光电子能谱和拉曼光谱表征表明,GO掺杂的PEDOT:PSS HIL具有功函数增加和导电性提高的优势。因此,GO掺杂的PEDOT:PSS HIL能够通过降低空穴注入势垒和面电阻,促进空穴从顶部阳极注入器件。结果显示,使用GO掺杂的PEDOT:PSS HIL,我们成功制备了高亮度的全溶液加工全彩倒置QLEDs,绿色、红色和蓝色器件的亮度分别显著提升至142165、63318和3019 cd/m2。据我们所知,绿色器件的亮度是全溶液加工倒置绿色QLEDs中最高的。这些结果表明,GO掺杂的PEDOT:PSS是倒置结构全溶液加工QLEDs中高质量HIL的有前途候选材料。
关键词: 光学、量子点发光二极管、空穴注入层、等离子体学、磁性、混合材料、氧化石墨烯、PEDOT:PSS
更新于2025-09-23 15:21:01
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二维WS?单层/钙钛矿界面的超快激子解离
摘要: 为使激子光伏器件高效运行,光生激子需在电荷给体中产生后迅速通过电荷转移(CT)至受体实现解离,并保持较长时间分离以利电荷收集。为提升这些步骤的效率,研究者已测试多种材料组合。凭借优异光学特性,二维过渡金属硫化物(2D-TMDs)近期成为研究热点。另一类极具潜力的高效光伏材料平台是有机-无机钙钛矿。本研究报道了电子从二维二硫化钨(WS2)单层向碘化铅甲铵(CH3NH3PbI3)钙钛矿薄膜的超快激子解离过程。光致发光(PL)测量显示,当2D-WS2单层被钙钛矿覆盖时其发射完全猝灭,表明电荷转移过程高度高效。尽管泵浦-探测光谱测量的时间分辨率达~45飞秒,仍未捕捉到电荷转移动力学过程。通过对比电荷给体(2D-WS2)两个带边激子的超快动力学特征,证实电子转移是电荷转移的主导途径。此外,这些泵浦-探测测量表明少量转移电子在钙钛矿中保留近2纳秒。该发现为理解二维TMD通过与其他纳米材料杂化实现光生激子解离开辟了新视野。
关键词: 超快激子解离、钙钛矿界面、混合材料、磁性、等离子体学、二维WS2单层、光学
更新于2025-09-23 15:21:01
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探索有机共晶中间分子相互作用与固态光物理性质的关系
摘要: 通过分子自组装,在等摩尔比例条件下,由富π电子分子(如菲(PHEN)、苯并[c]邻二氮杂菲(BCC)和吩嗪(PHNZ))与缺π电子分子(如四氟-1,4-苯醌(TFQ)、四氯-1,4-苯醌(TCQ)和1,2,4,5-四氰基苯(TCNB))制备了五种新型二元共晶。晶体结构分析表明:其中三种二元共晶中组分分子通过π···π相互作用以共面交替夹心方式排列;而另外两种二元共晶中组分分子则通过孤对电子···π(lp···π)相互作用呈独特的边对面排列。具有π堆积结构的共晶呈现荧光特性,而分子呈边对面排列的共晶则观察到发光几乎完全猝灭。通过分子间相互作用拓扑的能量量化研究,这些共晶的光物理现象得以阐明,从而从分子层面揭示了调控其固态吸收与发光行为的关键因素。
关键词: 磁性、有机共晶、等离子体学、固态光物理性质、分子间相互作用、光学、混合材料
更新于2025-09-23 15:19:57
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高发射性层级均匀二烷基芴基二聚体微晶用于紫外有机激光器
摘要: 发光共轭分子的分层均匀凝聚结构是获得具有极少物理缺陷的优异电子构型并进一步提升光物理性能的有效平台。本研究构建了基于二烷基芴的高效发光二聚体晶体结构,实现了紫外有机微激光器的晶态增强发光。通过刚性晶体框架稳定了芴二聚体不稳定的平面构象——这是构建分层均匀结构(包括平面构象分子及晶体中的周期性分子堆积)的关键基础。因此,纯旋涂薄膜和单晶分别获得了50%和75%的高光致发光量子效率(PLQE),这归因于该分层取向结构中极少的物理缺陷。这种稳健的晶态增强发光使微晶能构建紫外有机激光器(395 nm),其阈值低至7.65×10?3 nJ cm?2脉冲?1,比对照三聚体(TDMeF)低4倍。这些发现合理证实了共轭材料的分层有序结构在光电子应用中极具前景。
关键词: 等离子体学、二聚体微晶体、二烷基芴、混合材料、磁性、光学、紫外有机激光器
更新于2025-09-23 15:19:57