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oe1(光电查) - 科学论文

14 条数据
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  • 通过热氧化法制备的氧化锌微纳结构：微观结构、形貌生成机制及光学与光致发光特性

    摘要： 通过高温空气环境下对锌粉进行热氧化处理，获得了氧化锌微纳结构。本文详细研究了热氧化不同阶段产物的微观结构、形貌特征以及光学与光致发光性能。研究发现，暴露时间对最终形貌具有显著影响。基于实验结果，探讨了不同氧化锌结构的形核生长机制，并提出了通过热氧化法制备四足状、中空型、核壳结构、棒状或球形氧化锌的工艺参数。值得注意的是，虽然延长热处理会增加载流子缺陷密度，但氧化锌结构的晶格残余应力极??；由此导致其在紫外激发下的可见光发光强度增强。

    关键词： 生长机制、氧化锌结构、热氧化、物理性质

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 热氧化温度对锌废料上制备的ZnO纳米结构微观结构及光电化学性能的影响

    摘要： 本文采用热氧化法，在空气氛围下以400°C至900°C的不同温度对锌废料进行热处理制备氧化锌（ZnO）纳米线。研究了不同温度对ZnO纳米线的物相结构、表面形貌及光电化学（PEC）性能的影响。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDX）进行表征。结果表明退火温度对表面形貌和物相结构具有显著影响。ZnO纳米线的带隙能量在3.12至3.194 eV之间变化。在0.1 M Na2SO4水溶液中进行的PEC研究表明：600°C退火的ZnO纳米线在1.25 V（vs. VRHE）电位下表现出252.2 mA/cm2的净光电流密度，其效率最佳且至少是最低值（1.25 V时）的10倍。Mott-Schottky分析显示ZnO纳米线呈n型半导体特性，其中600°C退火样品具有最高载流子浓度值（Nd = 9.03 × 10^23）。此外，通过电化学阻抗谱（EIS）测定了ZnO纳米线的电荷转移行为。研究证实ZnO纳米线可作为PEC应用的优良候选材料，同时热氧化法是制备ZnO纳米线的有效方法。

    关键词： 热氧化、锌废料、电化学阻抗谱（EIS）、氧化锌纳米线、光电化学（PEC）

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 光催化剂同轴铁磁核与半导体壳微线架构的新颖设计

    摘要： 我们报道了一种新型同轴核壳结构磁-半导体微米线设计，可作为日光照射下的催化剂。这种类纳米/微米层级结构的器件由同轴核壳微米线构成，其中铁磁性Fe金属为核层，半导体赤铁矿层形成壳层。该无基底器件的制备工艺基于可控热氧化过程，展现出简单且低成本的方法。赤铁矿外层微结构具有介孔特性并修饰有纳米线。铁磁金属核层对机械稳定性至关重要，可收集产生的光电子，并能通过磁场梯度或简易磁体从染料溶液中移除。该纳米/微米器件在模拟日光照射下表现出降解亚甲基蓝染料的光催化活性。此外，这种同轴磁/半导体结构还可设计为光阳极以驱动水氧化反应。模拟日光辐射下，同轴磁/半导体光阳极响应显示出良好的化学稳定性和长效活性。事实上，这种创新结构为开发无基底光催化剂提供了新思路。

    关键词： 光电化学性能，赤铁矿光阳极，光降解，微/纳结构，核壳微结构，热氧化

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 热氧化温度对钨掺杂TiO?薄膜相演变及光催化性能的影响

    摘要： 通过热氧化掺钨钛膜在空气中溅射，在玻璃基底上成功制备了钨掺杂二氧化钛（W-TiO2）薄膜。采用直流与射频磁控共溅射系统沉积掺钨钛膜，研究了退火处理和钨含量对W-TiO2薄膜微观结构的影响。利用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）和紫外分光光度法系统分析了退火后W-TiO2薄膜的晶体结构、形貌特征及光催化活性。结果表明：550°C退火明显促使5.5 at.% W-TiO2薄膜形成锐钛矿与金红石相混合结构，这直接影响其光催化活性。该W-TiO2薄膜在紫外光照射下表现出良好光催化活性，其亚甲基蓝染料降解速率高于未掺杂TiO2。

    关键词： 光催化活性、钨掺杂二氧化钛、热氧化、亚甲基蓝降解、薄膜

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 利用不同合成工艺实现氧化镓薄膜的优化生长

    摘要： 本文研究了在保持特定表面积内强均匀性的同时，制备高质量氧化镓(Ga?O?)薄膜的优化溅射条件。研究还分析了氧化镓(Ga?O?)薄膜的晶体结构和形貌。我们全面考察了两种不同的Ga?O?合成工艺：(1)采用射频(RF)磁控溅射技术的直接沉积法；(2)氮化镓(GaN)样品的热氧化法。针对每种合成工艺，从材料表征、表面分析和电学性能等方面进行了详细对比。运用X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、原子力显微镜和X射线衍射(XRD)等技术研究了各样品上的氧化镓(Ga?O?)外延层。分析发现所有样品均存在结合能在21-21.38 eV范围内的Ga?O?化合物。根据合成工艺不同，RF溅射法制备的薄膜厚度为20-100 nm，热氧化法最大可达400 nm。此外观测显示，热氧化后Ga?O?不仅在表面形成，也存在于氮化镓(GaN)薄膜内部。退火处理后各样品表面均呈现晶体特征，XRD分析表明退火样品中存在β相变体。经全面表征后，射频溅射技术因其更高的纯度水平及通过沉积时升温形成多晶结构的能力而表现更优。

    关键词： 超高压射频磁控溅射、氧化镓、热氧化、表征

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过热氧化法合成的ZnO材料制备CO气体传感器

    摘要： 一氧化碳（CO）因能与血液中的血红蛋白结合且结合力强于氧气，具有毒性，会导致中毒甚至死亡，因此需要能早期检测CO气体存在的传感器。氧化锌（ZnO）是广泛用作传感器材料的半导体材料之一，但作为CO气体传感材料的研究报道较少。本研究通过锌粉在不同氧化温度（800、850和900℃）下热氧化合成了ZnO传感器材料，将合成产物粉碎压片制成传感器芯片，再经500℃烧结。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和比表面积分析仪（BET）对材料结构进行表征。通过改变检测工作温度（30、50、100℃）和CO输入浓度（10、50、100、250、500 ppm）测试其灵敏度。结果表明：随着氧化温度升高，ZnO对CO的灵敏度降低；而检测工作温度和CO浓度增加时，灵敏度随之提高。其中800℃合成的ZnO材料因具有最大活性表面积69.4 m2/g，在CO浓度500 ppm和检测温度100℃时获得最高灵敏度值。

    关键词： 热氧化、氧化锌、灵敏度、一氧化碳气体

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 氧化石墨烯/多壁碳纳米管—Therminol?66混合纳米流体用于中低温体积式太阳能集热器

    摘要： 通过简单物理方法制备了氧化石墨烯(GO)与多壁碳纳米管(MWCNT)的纳米复合材料，并将其均匀分散于Therminol? 66中，形成质量分数为10至150 ppm的混合纳米流体。测试评估了GO/MWCNT纳米流体的悬浮稳定性、光学吸收特性及光热转换性能。GO纳米片能有效抑制MWCNTs的自缠绕团聚，确保长期悬浮稳定性。太阳能吸收能力随复合浓度增加而提升，大部分入射辐射可在1.5 cm流体层内被吸收。室内实验存在100 ppm的最佳浓度，温度可升至94°C，相应效率从Therminol? 66的52%提升至100 ppm时的70%?；馓艟酃馐笛椴捎孟呔劢狗颇妇担旌夏擅琢魈宓墓馊茸恍阅芩娓春现柿糠质?30-100 ppm)增加而增强，在100 ppm浓度下获得153°C最高温度。经室内外实验后Therminol? 66未发生热氧化降解，且太阳辐射致热效应使其光学吸收略有增强。GO-MWCNT/Therminol? 66纳米流体在中低温体积式太阳能热系统中展现出良好应用前景。

    关键词： 光热转换性能、太阳能热能、体积式太阳能集热器、纳米流体、热氧化

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 溅射镍纳米薄膜作为高性能钙钛矿太阳能电池空穴传输层的热氧化处理

    摘要： 研究了快速氧化温度对溅射镍（Ni）薄膜作为钙钛矿太阳能电池（PSCs）空穴传输层（HTL）的影响。将厚度约100纳米的纳米溅射镍薄膜在350至650°C的不同氧化温度范围内氧化，用作倒置p-i-n结构中的HTL。采用范德堡构型的直流霍尔测量和光致发光光谱法测量氧化镍（NiO）薄膜的电荷迁移率和提取效率。不同氧化温度下NiO层的载流子浓度测量结果表明，450°C氧化的镍层在所有样品中具有最高的载流子浓度。制备的PSCs性能测试显示，在最佳氧化温度450°C下氧化的氧化镍空穴传输层实现了12.05%的最高光电转换效率（PCE）。此外，该最优电池的开路电压（VOC）、短路电流密度（JSC）和填充因子（FF）等特性参数分别为0.92 V、19.80 mA/cm2和0.331。

    关键词： 溅射、热氧化、空穴传输层、钙钛矿太阳能电池、镍纳米薄膜

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 使用感应耦合等离子体的TiO2纳米棒非水合成法

    摘要： 二氧化钛（TiO?）纳米棒因其优异的物理、化学和光学性能，被广泛应用于自清洁表面、光催化光刻及污染物控制等领域。传统TiO?纳米棒合成方法大多工艺繁琐、成本高昂且能耗巨大。本研究利用具有强化学反应活性与高温特性的感应耦合等离子体（ICP），在钛合金（TC4）上快速合成了兼具优良光学、电化学及亲水性能的TiO?纳米棒。XRD图谱与SEM图像证实：仅需单次800W功率ICP辐照，TC4即可转化为金红石相TiO?纳米棒，延长处理时间会促使纳米棒纵向生长。TEM测试进一步确认了TiO?纳米棒发育良好的单晶特性。为揭示生长机制，采用三种基底（电化学抛光TC4、电化学抛光TA2及阳极氧化TC4）进行纳米棒制备实验，但仅在含β相Ti的电化学抛光TC4基底上形成了形貌良好的纳米棒——该相能有效抑制晶粒间热传导。此外，经UV-Vis吸收光谱、电化学测试及静态水接触角测定表明，ICP法合成的TiO?纳米棒具有卓越的光学、电化学及亲水性能。

    关键词： 电感耦合等离子体、亲水性、光学性能、二氧化钛纳米棒、热氧化

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 银催化剂促进下Ga2O3薄膜与纳米线生长机制的动力学贡献

    摘要： 过去几年，氧化镓（Ga2O3）作为高功率/高温器件和紫外纳米传感器半导体材料的应用研究日益受到关注。Ga2O3具有4.8电子伏特的超大带隙，使其非常适合在恶劣环境中应用。本研究探讨了银薄膜作为催化剂生长氧化镓的效果。通过在微量氧气环境下将纯镓加热至高温（约1000°C）氧化，可实现氧化镓薄膜和纳米线的生长。我们展示了β-Ga2O3薄膜和纳米线的结构、形貌及元素表征结果，并对比研究了β-Ga2O3薄膜与纳米线在紫外探测中的传感性能。该工艺可优化实现Ga2O3纳米晶薄膜和纳米线的大规模生产。通过使用银薄膜催化剂，我们能够调控生长参数以获得纳米晶薄膜或纳米线。

    关键词： 氧化镓，热氧化，纳米线，薄膜，银催化剂，石英

    更新于2025-09-11 14:15:04