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oe1(光电查) - 科学论文

16 条数据
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  • 氮嵌入小分子半导体材料：氯原子对其电化学、自组装及载流子传输性能的影响

    摘要： 我们报道了三种新型含氮小分子4a、4b和4c，它们分别由苯并[1,2-b:4,5-b']二呋喃-2,6(3H,7H)-二酮与1-(2-乙基己基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-2,3-二酮、6-氯-1-(2-乙基己基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-2,3-二酮或4,6-二氯-1-(2-乙基己基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-2,3-二酮通过缩合反应合成。通过一系列实验和理论方法研究了它们的光学、电化学性质、自组装行为和载流子传输性能，并详细讨论了氯原子的影响。这些分子材料的最高占据分子轨道和最低未占据分子轨道能级分别位于-5.92～-6.02 eV和-4.25～-4.37 eV?；?a、4b和4c的底栅/底接触场效应晶体管表现出n沟道传输特性，其中最高电子迁移率达到7.57×10?3 cm2 V?1 s?1。薄膜微观结构研究表明，4a和4c在OTS处理的SiO?基底上呈现随机取向的层状分子堆积，而4b则形成高度结晶的边缘取向层状堆积，尽管其薄膜中存在较大晶界。

    关键词： 异靛蓝衍生物、氯原子、小分子半导体、电子迁移率、有机场效应晶体管

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 通过混合沉积法制备均匀Cs2SnI6薄膜实现无铅稳定的钙钛矿光电子器件

    摘要： 在此，我们通过两种混合沉积方法合成了均匀的Cs2SnI6薄膜，同时考虑了相变过程中的体积膨胀问题。首先采用倾斜热蒸发法沉积CsI后旋涂SnI4，制得无杂质相的均匀Cs2SnI6薄膜。从CsI到Cs2SnI6的快速体积膨胀（旋涂10秒内完成，ΔV=106%）被多孔CsI薄膜所缓冲，从而抑制了裂纹产生。旋涂后残留的过量SnI4通过甲苯清洗有效去除且不损伤Cs2SnI6薄膜，并基于载流子迁移率提出了最佳沉积参数。其次，在250°C下对CsI进行SnI4蒸汽退火处理，再经300°C的SnI4与I2混合蒸汽后处理，获得了全覆盖的Cs2SnI6薄膜。缓慢的反应过程（完全转化需70分钟）为SnI4充分扩散至CsI内部提供了充足时间，即使使用致密CsI基底也不会产生裂纹。通过SnI4和I2氛围的后处理抑制了Cs2SnI6中的非辐射复合路径，其光致发光增强效应证实了这一效果。

    关键词： 无铅钙钛矿，Cs2SnI6，电子迁移率，斜向热沉积

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 通过射频磁控溅射制备的高透明氮化锌薄膜及其增强的光电性能

    摘要： 透明半导体氮化物是许多现代技术的重要材料。本研究通过不同氮气(N2)含量的反应射频磁控溅射法制备了光学透明的半导体氮化锌(Zn3N2)薄膜。沉积薄膜呈立方晶相并具有(3 2 1)晶面择优取向。当氮气含量为45%时，薄膜在500纳米波长处表现出高达约96%的光学透过率和1.32的折射率，以及3.1电子伏特的光学带隙。对消光系数和介电常数等光学常数随波长变化的研究显示其具有优异的光学性能。Zn3N2薄膜呈现n型导电性，载流子浓度约为1020-1021 cm?3，迁移率范围为4至56 cm2/Vs（比透明导电氧化物高1-2倍），电阻率随氮气含量变化维持在约10?4 Ωcm量级。这些结果表明Zn3N2薄膜有望成为薄膜太阳能电池的潜在透明半导体材料。

    关键词： 电子迁移率、氮化锌、光学常数、透明半导体、反应射频溅射

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 具有高电子迁移率的1,4,5,8,9,11-六氮杂三亚苯基六腈（HAT-CN）传输层，用于厚有机发光二极管

    摘要： 在我们之前的论文[T. Matsushima等，《自然》572卷502页(2019年)]中，当1,4,5,8,9,11-六氮杂三亚苯基六氰基(HAT-CN)传输层厚度从数十纳米增加到1微米时，有机发光二极管(OLED)的电流密度并未显著下降。为阐明这一机制，我们针对HAT-CN与其他有机层的电子转移及HAT-CN的电子迁移率开展了多项实验。最终发现真空蒸镀的HAT-CN层具有极高电子迁移率，因此使用HAT-CN传输层能在厚膜OLED中抑制电流密度下降。通过空间电荷限制电流模型分析测得，真空沉积HAT-CN层的电子迁移率为0.1-1 cm2 V?1 s?1。尽管HAT-CN层呈类非晶态，该迁移率仍远高于OLED常用传统有机传输层(<10?3 cm2 V?1 s?1)。我们认为这种超高迁移率的成因之一是：衬底上水平取向的HAT-CN分子使π轨道沿衬底法线方向产生更优重叠。

    关键词： 传输层、厚有机发光二极管、HAT-CN、OLED、电子迁移率

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过端基调控提升ITIC的电子迁移率：氟化与π共轭扩展的作用

    摘要： 采用ITIC衍生物作为电子受体的非富勒烯有机太阳能电池（OSCs）已实现高达14%的功率转换效率，但其最佳活性层厚度仍限制在约100纳米，这主要归因于这些受体约4 cm2/Vs的低迁移率。由于稠环核上庞大侧链的空间位阻效应，ITIC倾向于在吸电子端基（IC）之间形成局部π-π堆叠，该结构构成了体相材料中主要的电子传输通道。本研究通过多尺度理论模拟系统探究了IC苯基部分不同氟取代及π扩展（即苯环稠合）位置对电子传输性能的影响。结果表明：通过合理的氟化和π扩展（尤其是π扩展）可显著提升电子迁移率——这是由更低的重组能和更强的端基π-π相互作用所致。此外，π扩展与氟化的协同优化能使电子迁移率较ITIC提升近六倍。本工作证明通过端基工程可有效提升A-D-A型非富勒烯受体的电子迁移率，为开发高性能有机太阳能电池开辟了新途径。

    关键词： 电子迁移率、分子堆积、非富勒烯受体、端基工程

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过高通量第一性原理计算与机器学习加速二维光电八面体氧卤化物的发现

    摘要： 传统的试错法是大规模搜寻新型光电材料的障碍。本研究提出一种结合高通量第一性原理计算与机器学习的方法，用于预测具有优异光电性能的二维八面体氧卤化物。我们基于包含300种二维八面体氧卤化物几何与电子性质的密度泛函计算数据集，开发了高效机器学习模型。该模型将5000种二维八面体氧卤化物的光电材料筛选效率显著提升。模型中提出的畸变堆叠八面体因子对机器学习预测起关键作用，成功预测出多种具有适中带隙、高电子迁移率及超高吸收系数的潜在二维光电八面体氧卤化物。

    关键词： 带隙、光电子材料、二维八面体氧卤化物、吸光系数、电子迁移率、高通量第一性原理计算、机器学习

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 一种可溶液加工的多孔有机聚合物，用于调控平面钙钛矿太阳能电池的电荷传输特性

    摘要： 本文采用多孔有机聚合物（T-POP）的合成策略，以烷基修饰的苝和三聚氰胺为结构单元制备了一种可溶性、高度支化且交联的聚合物。相较于线性一维共轭聚合物，该聚合物具有更大的比表面积，使得骨架或支链中苝等光学活性单元间的分子间接触频率增加，从而产生强π-π堆积作用，促进了平面钙钛矿太阳能电池中的载流子传输。此外，其非晶特性提供了无严重团聚的平整表面——这种团聚通常会阻碍连续载流子通道的形成。但当使用氧化铟锡玻璃等高亲水性基底时，薄膜呈现粗糙表面形貌；而沉积于器件组分之一的PC70BM上时则获得平整表面。通过对比其前线轨道能级与其他器件组分的能级，证实T-POP可作为PC70BM层上的次级电子传输层。结果表明：采用T-POP后顶层疏水性增强提升了钙钛矿层的稳定性，且功能器件的功率转换效率较未使用T-POP的器件提升至13%，显著增强了电子传输效能。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池，电子迁移率，电子传输，中间层，多孔有机聚合物

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 二维量子点周期晶格中的带状电子输运：实际尺寸分布的影响

    摘要： 近年来，纳米晶体薄膜中的电子迁移率一直是个颇具争议的话题。过去已有理论和实验研究表明，载流子传输既存在跳跃机制，也呈现出能带特征。分析传输结果时需重点考虑一个关键因素：随着结构有序度的逐步提升（这种有序结构更有利于能带传输），相关研究也在持续深入。本研究提出了一个高效模型，用于计算考虑实际量子点尺寸分布时二维量子点阵列中与温度相关的能带电子迁移率。通过与实验结果对比来估算这些尺寸分布，所得数据与样品实测值高度吻合。

    关键词： 量子点阵列、尺寸分布、带状输运、电子迁移率、纳米晶体薄膜

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 用于功率电子学的外延β-Ga2O3及β-(AlxGa1-x)2O3/β-Ga2O3异质结构生长

    摘要： 我们采用金属有机化学气相沉积法（MOCVD）成功生长出高质量β-Ga?O?薄膜。使用Ga(DPM)?、TEGa和TMGa作为镓源，氧气作为氧化剂。各镓源生长的薄膜均具有高生长速率，其中TMGa可达10 μm/h。为研究同质外延层质量，通过MOCVD生长了非故意掺杂（UID）和硅掺杂的β-Ga?O?层，生长速率为0.5-4.0 μm/h。实现了X射线衍射半高宽（FWHM）<50角秒、均方根粗糙度<0.5 nm的外延层。电子迁移率从载流子浓度n=8×101? cm?3时的约13 cm2/V·s提升至n=1.6×101? cm?3时的约120 cm2/V·s。尽管生长速率较高，这些数值仍与文献最佳数据相当。对于UID β-Ga?O?层，硅被确认为导致自由载流子浓度的主要杂质，并在薄膜/衬底界面处存在强积累。该反应器还用于生长含铝量高达43%的高质量应变β-(Al?Ga???)?O?/β-Ga?O?异质结和超晶格。结果表明MOCVD技术能以高速率生长器件级β-Ga?O?及相关合金，这对高压功率器件至关重要。

    关键词： 电子迁移率，β-氧化镓，金属有机化学气相沉积，β-(AlxGa1?x)2O3，生长速率

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 通过脉冲溅射在蓝宝石(0001)衬底上生长硅掺杂氮化铝

    摘要： 通过脉冲溅射沉积（PSD）技术在蓝宝石（0001）衬底上生长了掺硅氮化铝（AlN）薄膜，并研究了其结构与电学特性。结合PSD工艺与高温退火过程，成功在蓝宝石（0001）衬底上制备出具有原子级平整台阶状表面的高质量AlN（0001）外延薄膜。透射电子显微镜观测显示，AlN中大部分穿透位错属于混合型或刃型，其密度分别为2.8×10? cm?2和4.4×10? cm?2。采用PSD技术对AlN进行硅掺杂后获得了明显的n型导电性，最高电子迁移率达到44 cm2 V?1 s?1——这是蓝宝石衬底上生长AlN所报道的最高值。这些结果明确证明了PSD技术在蓝宝石衬底上制备高质量导电n型AlN的巨大潜力。

    关键词： n型导电性，硅掺杂氮化铝，脉冲溅射沉积，电子迁移率，蓝宝石

    更新于2025-09-10 09:29:36