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oe1(光电查) - 科学论文

44 条数据
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  • 锂对CoLixFe1-xO4纳米铁氧体光学和电学性质的影响

    摘要： 当前关于纳米铁氧体作为锂离子电池（LIBs）电极材料应用的研究已达到极高水准。多项研究对用于LIBs的纳米铁氧体材料的结构、电学和光学特性进行了表征。本研究旨在引入新型铁氧体材料以改善锂电池的循环性能与效率，并通过溶胶-凝胶燃烧法合成的CoLixFe1-xO4纳米铁氧体，进一步表征其光学与电学特性。此外，通过分析合成样品的结构、电学及光学性质对CoLixFe1-xO4铁氧体进行了表征。紫外分析显示带隙能量值随锂浓度增加而降低，傅里叶变换红外光谱证实了尖晶石铁氧体结构。所合成CoLixFe1-xO4纳米铁氧体的电化学性能表现为初始库仑效率80%，初始放电容量达1258 mAh g^{-1}。

    关键词： 光学性质、电子性质、纳米结构材料

    更新于2025-09-24 04:03:11

  • 调控由黑磷和石墨化碳化硅组成的范德华异质结构的电子特性

    摘要： 本研究提出了一种由单层黑磷（BP）和单层石墨化碳化硅（g-SiC）组成的新型范德华（vdW）异质结构。通过第一性原理计算，研究了BP/SiC异质结构的结构和电子特性。研究发现，将BP与SiC堆叠可形成弱I型能带排列，带隙为0.705 eV，其中直接带隙及线性二色性特征得以良好保留。计算得出该异质结的静电势降为4.044 eV。施加垂直电场后，能带排列可转变为I型或II型，且带隙可通过电场强度有效调控，从而使该异质结构适用于多种应用场景。

    关键词： 第一性原理计算、范德瓦尔斯异质结构、石墨化碳化硅、电子性质、黑磷

    更新于2025-09-24 07:29:17

  • 用于硫属化合物/p-Si异质结太阳能电池的电子传输层In<sub>3–x</sub>Se<sub>4</sub>的电子结构

    摘要： 本文采用剑桥系列全能量包（CASTEP）进行密度泛函理论计算，研究了新报道的In3?xSe4化合物的电子和光学性质。计算获得的结构参数与现有实验数据吻合良好，表明其结构稳定性。在In3?xSe4（x=0、0.11和0.22）的能带结构中，费米能级（EF）穿过导带中的多个能带，表明该化合物具有n型类金属特性。而In3?xSe4（x=1/3）的能带结构则呈现带隙约0.2 eV的半导体特性。In3Se4中观察到Se 4s、Se 4p与In 5s、In 5p轨道的强杂化，β-In2Se3化合物中则存在Se 4p与In 5p轨道的杂化。DOS计算证实，In 5s、In 5p和Se 4s、Se 4p轨道的色散是In3Se4导电性的成因。此外，基于电子电荷密度图分析了In3?xSe4材料的键合本质，In3Se4中的类电子费米面证实了该化合物的单能带特性。通过Solar Cell Capacitance Simulator（SCAPS）-1D软件结合In3?xSe4薄膜实验数据，计算了In3?xSe4/p-Si异质结太阳能电池的效率。研究不同物理参数对光伏性能的影响以获得最高电池效率，优化后电池功率转换效率达22.63%，对应开路电压0.703 V、短路电流密度38.53 mA/cm2、填充因子83.48%。这些理论预测表明In3?xSe4二维化合物在不久的将来具有利用太阳能的广阔应用前景。

    关键词： 电子性质、密度泛函理论、光学性质、异质结太阳能电池、In3?xSe4

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 光伏应用中异质结的结构与电子特性研究

    摘要： 对于涉及多组分有机-无机体系的异质界面，由于存在大量构型及化学可能性，其原子结构与电子特性之间的关联十分复杂。相较于平面固体间的界面，有机分子的非对称结构使得界面结构-性能关系的理解更为困难。本研究报道了钙钛矿/PCBM（[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯）界面的第一性原理分子动力学（AIMD）模拟，其中PCBM为非对称分子。AIMD计算帮助我们梳理了界面可能存在的海量原子构型。研究发现PCBM更倾向于通过酯基而非富勒烯基团与钙钛矿表面结合。界面键合及其稳定性对钙钛矿表面的化学组成敏感——PbI2终止面与PCBM的结合能（约1 eV）显著强于MAI终止面。随后我们系统研究了钙钛矿表面及界面原子缺陷的作用，并将其与界面稳定性和电子特性相关联。

    关键词： 电子性质、有机-无机体系、异质界面、钙钛矿/PCBM界面、从头算分子动力学

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 尺寸可控的激子效应对Sb?S?纳米线电子和光学性质的影响

    摘要： 本研究采用第一性原理计算方法，探究了一维(1D) Sb2S3纳米线(NWs)在不同尺寸下的电子与光学特性。通过调控纳米线尺寸及施加不同单轴应变，可有效改变Sb2S3纳米线的间接-直接带隙转变特性。量子限域效应使Sb2S3纳米线呈现更宽带隙，而显著增强的电子-空穴相互作用（预期将产生激子束缚态）则导致带隙收窄?；诘缱佑肟昭ㄓ行е柿考扑阍げ?，Sb2S3纳米线的激子结合能介于0-1 eV范围内，高于块体Sb2S3材料，表明其激子可能结合潜在缺陷以增强发光性能。Sb2S3纳米线具有尺寸可控的吸收边蓝移/红移特性，显示其在纳米级发光器件应用中的良好前景。

    关键词： 光学性质、第一性原理计算、量子限域效应、发光器件、电子性质、激子结合能、Sb2S3纳米线

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 单层和双层五边形氮化硼的电光性质：第一性原理研究

    摘要： 二维六方氮化硼（hBN）是一种具有极性共价B-N键的绝缘体。单层和双层五边形BN作为光电子材料出现，可用于光电探测器、光催化等基于光线的器件。本文采用自旋极化电子密度计算方法，提取了标记为B2N4、B3N3和B4N2的单层及双层五边形BN结构的电子/光学特性。与绝缘体hBN不同，五边形BN根据具体五边形结构呈现金属或半导体行为。其金属性源于离域的硼（B）2p电子，这一结论通过电子局域函数、电子能带结构及态密度分析得到验证。值得注意的是，不同双层五边形BN的三维网络结构均具有动态稳定性（与之形成对比的是二维结构中单层B4N2的不稳定性），这些三维材料仍保持金属/半导体特性。光学性质研究表明，五边形BN具有适用于光伏应用的可见光吸收峰。其金属性对薄膜器件和纳米材料工程具有特殊应用潜力。

    关键词： 光学性质、电子性质、金属行为、单层/双层五边形氮化硼

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • AIP会议录 [美国物理联合会出版 国际先进材料会议论文集：ICAM 2019 - 印度喀拉拉邦（2019年6月12-14日）] 国际先进材料会议论文集：ICAM 2019 - 基于DFT方法对钙钛矿太阳能电池单个器件组件及界面进行计算模拟的研究综述

    摘要： 具有与CaTiO3相同晶体结构的钙钛矿结构，自陶瓷高温超导体被发现以来，直至用于高效光伏的有机-无机半导体领域，在材料科学中都具有重要意义。由于其独特的晶体结构，钙钛矿展现出铁电性、超导性、磁阻效应、双折射、压电性等多种有趣特性。此外，钙钛矿太阳能电池的效率已从2009年的3.1%提升至2017年的22.1%。由于大量元素可组合形成钙钛矿结构，人们能够选择性设计和优化其物理、光学及电学特性。通过理论与计算建模，可以高精度获取这些材料迄今未知的原子尺度特性、光电特性及运行机制。 本文旨在借助VASP、Wien2k、Gaussian09等软件包，阐述DFT杂化泛函分析钙钛矿太阳能电池各层化合物电子、结构及光学特性的潜力。同时基于DFT方法，综述掺杂对钙钛矿太阳能电池各层电子特性（包括带隙、可见光吸收、空穴与电子弛豫时间）的影响——这些因素共同决定了最佳电荷分离效果。文中还讨论了采用G0W0+SOC方法的DFT技术引入中间带隙对钙钛矿结构的影响，并基于VASP软件包研究了钙钛矿结构中各类本征缺陷的作用。通过精选材料案例与典型界面实例，探讨了运用DFT软件包模拟钙钛矿太阳能电池各层界面的重要意义。

    关键词： 光学性质、密度泛函理论、计算建模、电子性质、界面、钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 边缘结构对Si?BN量子点光电性质的影响

    摘要： 在近期研究中，我们采用第一性原理计算方法探究了原始态与官能化Si2BN量子点的电子和光学特性。由于边缘官能化作用，Si2BN量子点对单个和双氢原子吸附的结合能分别为每个氢原子?0.96 eV和?2.08 eV。这些结果揭示了氢原子在Si2BN量子点边缘的稳定性和键合本质，特别是氢与其他原子间的电荷转移显著增强。原始Si2BN量子点的电子能带结构呈现金属特性，在费米能级处具有有限数量的电子态密度。我们计算了电场极化平行与垂直分量的频率相关光学特性，包括折射率、消光系数、吸收系数、电子能量损失谱和反射率，发现其在红外波段具有较高吸收率。研究表明双氢原子官能化的Si2BN量子点具有能量稳定性，这为该材料在光电探测器、生物医学成像等光学纳米器件中的应用提供了广阔前景。

    关键词： 光学性质、Si2BN量子点、第一性原理计算、金属性行为、电子性质、氢功能化、红外吸收、光学纳米器件

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 有限温度下限制势形状对GaAs量子点电子、热力学、磁性和输运性质的影响

    摘要： 采用具有陡度参数p的幂指数势模型，研究了限制势形状对GaAs量子点电子、热力学、磁学及输运性质的影响。通过正则系综方法计算了低温条件下的平均能量、热容、磁化率和持续电流。结果表明：对于软限制势，平均能量强烈依赖于p值；而对于硬限制势，其几乎与p无关。研究发现，在所考虑磁场条件下，低温时热容与限制势的形状和深度均无关联。当磁场超过临界值时，体系会发生顺磁-抗磁转变。此外，若势阱深度较低，当磁场强度超过特定阈值时，无论势阱形状如何，体系始终呈现抗磁性。在特定磁场范围内，存在p值的窗口区间可使体系重新进入抗磁相。最后研究表明，本量子点的持续电流本质为抗磁性，其强度随势阱深度增加而增强，但在所考虑参数范围内与p值无关。

    关键词： 输运性质、热力学性质、正则系综方法、电子性质、量子点、砷化镓、顺磁-抗磁转变、持续电流、磁性质、幂指数势模型、约束势

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 噻吩-硒吩共聚物中微观结构精确控制的影响

    摘要： 控制合成聚合物中重复单元的序列一直是化学领域长期关注的研究课题。随着序列调控方法日益精密，必须考虑沿聚合物主链调控重复单元排列方式对材料性能的影响。本研究通过比较噻吩-硒吩共聚物（无规与周期结构）来阐明周期性对共轭大分子电子特性和结构有序性的影响。采用催化剂转移缩聚法（CTP）合成的聚合物具有可控的分子量与分散度。研究发现：无论链上单体排列顺序如何，周期性与无规共聚物的光学带隙和氧化还原电位均随组成呈可预测变化。虽然两类共聚物的带隙无明显差异，但X射线散射显示其固态堆积存在差别——两种共聚物都呈现明确形貌，但无规体系中π-π堆积距离更大且取向无序性更显著。这表明周期性是合成半导体材料时需要考量的重要属性。

    关键词： 固态堆积、周期性、电子性质、噻吩-硒吩共聚物、催化剂转移缩聚

    更新于2025-09-10 09:29:36