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oe1(光电查) - 科学论文

15 条数据
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  • 通过电学测量研究金属硫化物原子开关中金属原子细丝的形成过程

    摘要： 我们通过电学测量研究了金属硫化物原子开关中金属原子细丝的形成过程。该原子开关的导通（ON）与关断（OFF）状态切换由偏置电压控制。针对夹在铂（Pt）与银（Ag）或铜（Cu）电极之间的硫化银（Ag?S）或硫化铜（Cu?S）层结构，我们探究了其SET（OFF→ON）和RESET（ON→OFF）电压。其中Ag/Cu?S/Pt和Cu/Ag?S/Pt结构的SET与RESET电压与Ag/Ag?S/Pt原子开关相近，但不同于Cu/Cu?S/Pt结构。这些结果表明：构成金属细丝形成与断裂部分的主要化学物种为银（Ag），且金属细丝的来源同时包含硫化物层和金属电极。

    关键词： 原子开关，I-V测量，离子迁移

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • PCBM在抑制钙钛矿太阳能电池迟滞现象中的作用

    摘要： 无机-有机杂化铅卤钙钛矿太阳能电池（PSCs）的功率转换效率已接近单晶硅电池，但仍存在滞后效应及光/电场诱导退化等问题。大量证据表明离子迁移是这些负面行为的关键因素，但直接原位研究仍缺乏对相关动力学的阐明。本研究制备了三种含苯基-C61-丁酸甲酯（PCBM）及其聚合形式（PPCBM）的PSCs以探究富勒烯对钙钛矿中离子迁移的作用：1）单层钙钛矿；2）钙钛矿/PCBM双层；3）钙钛矿/PPCBM双层（其中富勒烯分子通过共价键连接聚合物主链以抑制其相互扩散）。通过宽场光致发光成像显微镜研究了外电场下碘离子/空位的迁移行为。结果显示聚合态PPCBM层几乎无法抑制离子迁移，而PCBM则能有效抑制。温度依赖的计时电流法测量表明PCBM可降低活化能，X射线光电子能谱（XPS）显示PCBM分子能扩散至钙钛矿层并钝化碘相关缺陷。这种钝化作用显著减少碘离子/空位，从而降低内建电场调制和界面势垒。

    关键词： 钙钛矿，离子迁移，J-V曲线滞后，PCBM

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 碳纳米管/二维钙钛矿异质结构中揭示的二维钙钛矿单晶光增强离子迁移及其光存储应用

    摘要： 夹在两层长链有机分子之间的二维（2D）杂化钙钛矿是一类新兴的低成本半导体材料，具有独特的光学特性和增强的耐湿性。与传统半导体不同，钙钛矿中的离子迁移是一种独特现象，可能导致载流子寿命延长、电流-电压迟滞效应以及低频巨介电响应。虽然关于体相杂化钙钛矿中离子迁移的研究众多，但对其二维对应物的了解甚少，尤其是光激发诱导的离子迁移机制。本研究构建了剥离型二维钙钛矿/碳纳米管（CNT）异质结构场效应晶体管（FET），不仅展示了其在光存储应用中的潜力，还探究了光诱导离子迁移机理。结果表明：该FET的I-V特性曲线可通过光照调控，在不同CNT氧掺杂条件下呈现两种相反的变化趋势。温度依赖性研究表明，I-V曲线的改变可能源于二维杂化钙钛矿中的离子重分布。第一性原理计算显示光照会降低碘空位的迁移势垒。器件模拟表明（由离子迁移增强导致的）二维杂化钙钛矿介电常数提升，可再现实验观测到的I-V曲线变化趋势。最终合成的FET器件展现出多级光存储功能。本研究不仅阐明了二维杂化钙钛矿中独特的离子迁移行为，更为传统半导体无法实现的多类新型存储应用提供了可能。

    关键词： 光忆效应，碳纳米管，离子迁移，二维钙钛矿，异质结构

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • La/K组分比对飞秒激光诱导元素重分布法制备磷酸盐玻璃波导性能的影响

    摘要： 通过高重复频率飞秒激光照射对玻璃成分进行局部改性是制造光子器件的一种有效方法。近期研究表明，在含La?O?和K?O助熔剂的磷酸盐玻璃中，飞秒激光直写技术已成功制备出折射率对比度(?n)超过10?2的波导。这种显著的折射率差异源于导光区镧元素的局部富集及钾元素的相应耗竭。本研究探讨了初始玻璃成分对不同La/K浓度磷酸盐样品中飞秒激光诱导元素重分布(FLIER)所制波导性能的影响。基于未处理样品的折射率测量，我们分析了各玻璃组分对电子极化率的贡献，并据此估算实验测得激光写入导光结构局部成分变化所产生的预期折射率对比度。这些理论值与近场导模图像获得的实测数据高度吻合。由此，我们建立了针对特定玻璃成分，通过FLIER工艺预先估算飞秒激光写入波导预期折射率对比度的方法。研究结果强调：在计算FLIER过程导致的预期折射率变化时，必须考虑所有迁移组分对极化率的综合贡献。

    关键词： 光子器件、波导、元件重分布、离子迁移、飞秒激光写入、折射率对比度、玻璃

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 富勒烯衍生物对常规和倒置钙钛矿太阳能电池滞后行为的多样化钝化效应

    摘要： [6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯（PCBM）通常用于钝化陷阱态和离子缺陷，以抑制常规和倒置钙钛矿太阳能电池中的迟滞效应。我们发现，在PCBM薄膜上制备的常规钙钛矿电池表现出明显的迟滞，而PCBM薄膜覆盖的倒置钙钛矿电池几乎无迟滞，且PCBM-钙钛矿界面极大影响迟滞现象。PCBM表面润湿性差导致界面载流子提取效率低，以及PCBM薄膜上钙钛矿膜的光致发光发射红移——这是由于钙钛矿结晶性差导致其内部存在大量陷阱态和离子缺陷。因此，捕获/释放过程与缓慢的离子迁移最终引发迟滞。对于PCBM薄膜覆盖的钙钛矿膜，由于钙钛矿膜润湿性良好，PCBM分子易渗透进钙钛矿膜钝化陷阱态和离子缺陷，从而提升载流子提取效率，消除了倒置电池的迟滞效应。

    关键词： 滞后行为、陷阱态、钙钛矿太阳能电池、离子迁移、载流子提取、PCBM

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 用于阻变随机存取存储器的卤化物钙钛矿

    摘要： 基于卤化物钙钛矿的阻变随机存取存储器（ReRAM）器件正成为一类革命性的新型数据存储设备，因为其开关材料——卤化物钙钛矿近年来受到了广泛关注。该材料的电学特性中，可能由缺陷形成和迁移导致的电流-电压（I-V）迟滞效应，意味着ReRAM可采用卤化物钙钛矿作为阻变材料。虽然关于阻变材料已开展诸多研究，但卤化物钙钛矿在ReRAM器件中的应用仍处于早期研究阶段，因此其在ReRAM器件中的应用是值得深入研究的课题。本文介绍了卤化物钙钛矿及其在ReRAM器件中的工作机理，并综述了近期重要进展及未来挑战。

    关键词： 卤化物钙钛矿、离子迁移、迟滞效应、阻变随机存取存储器、开关材料、忆阻器（ReRAM）

    更新于2025-09-23 21:14:35

  • 用于金属卤化物钙钛矿材料及太阳能电池的新兴导电原子力显微镜技术

    摘要： 金属卤化物钙钛矿材料凭借优异的光电性能与低成本溶液制备工艺的结合，在光电子学和光伏领域展现出巨大潜力。然而该材料电子特性的纳米级不均匀性会导致复合、稳定性及迟滞效应等诸多难题，严重制约器件性能。扫描探针显微镜作为高分辨成像技术，已被广泛用于建立局部特性、微观形貌与整体器件性能的关联。导电原子力显微镜（C-AFM）能在微观尺度实现形貌与光电特性的实空间可视化，因而特别适合探究钙钛矿材料及器件的局部效应。本文全面综述了C-AFM的基本原理、替代操作模式及其发展历程，并探讨了其在钙钛矿太阳能电池（PSCs）中关于电子传输行为、离子迁移与迟滞效应、铁电极化及晶面取向研究的应用。对PSCs中最新应用的系统认知与总结，有助于充分挖掘这一新兴技术的潜力，从而为钙钛矿材料分析提供新颖有效的途径。

    关键词： 铁电性、钙钛矿太阳能电池、导电原子力显微镜、离子迁移、钙钛矿材料、电子传输行为

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 钙钛矿光电探测器频率与功率依赖的光响应特性研究——直至单光子水平

    摘要： 有机金属卤化物钙钛矿因其高光电响应度和太阳能电池效率而备受关注。然而，目前尚未有关于其功率和频率依赖性光电响应的系统研究。我们在甲脒铅碘钙钛矿（MAPbI3）光电探测器中发现了两种不同的功率依赖性光响应类型：第一种类型在5赫兹至800兆赫频率范围内保持恒定响应；第二种类型在2.5×104 V/cm电场作用下，单个光子吸收即可产生30 pA的持续光电导效应。当额外吸收的光子数增至8个时，持续光电导呈线性增长，超过10个光子后则趋于饱和。这与单光子雪崩探测器（SPADs）存在本质差异——只要器件保持偏置电压，单光子响应就会持续存在，这为神经形态计算模拟存储器等新型电子光子器件提供了独特机遇。我们提出碘离子的类雪崩过程机制，估算表明吸收单个0.38 aJ光子可触发108-9个离子运动，导致MAPbI3/电极界面处离子与带电空位累积，进而引发能带弯曲和材料电学性质改变。本研究首次证实：个位数光子吸收即可改变钙钛矿薄膜的宏观电学与光电特性。

    关键词： 钙钛矿、光电探测器、碰撞电离、离子迁移、单光子灵敏度

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 背接触钙钛矿太阳能电池的器件物理

    摘要： 背接触钙钛矿太阳能电池（PSCs）是进一步提升光电转换效率（PCE）的有力候选方案，已引发大量研究。但由于从器件物理角度尚未完全理解其工作机理，其全部潜力尚未实现。本研究通过将自由电荷传输的漂移-扩散模型与离子迁移电流及光子循环产生的发射载流子相结合，建立了背接触PSCs的详细光电模型。通过研究相关电学参数的影响，揭示了电荷产生、传输与复合之间的相互作用，从而进一步阐明基于背接触结构器件的设计原则。尽管背接触结构器件对电学参数较为敏感，但若能良好控制界面钝化与钙钛矿薄膜质量，预测可实现超过25%的高PCE。研究引入了不同导带/价带偏移量对高效功能材料的多种筛选机会。此外，模拟结果表明当平均离子浓度超过10^16 cm^-3时，可移动离子会降低器件性能。我们还指出光子循环能有效补偿辐射复合，从而提升开路电压。这些结果为背接触结构的载流子传输动力学、离子迁移及光子循环效应提供了新认知，可系统性地指导高效PSCs的设计改进。

    关键词： 功率转换效率、离子迁移、背接触钙钛矿太阳能电池、光电模型、光子循环

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 氯化锶钝化钙钛矿薄膜助力高效太阳能电池 实现超21%光电转换效率与卓越稳定性

    摘要： 钙钛矿太阳能电池（PSCs）的工业化进程受限于其在空气中的稳定性问题。本研究报道了氯化锶（SrCl2）对基于甲脒-甲铵（FA-MA）混合阳离子钙钛矿薄膜的有效钝化作用，可抑制非辐射复合。我们系统研究了该薄膜的复合动力学、结晶度、载流子传输、形貌及元素化学计量比。通过优化SrCl2浓度，相应器件开路电压从1.00 V提升至1.09 V，与光致发光寿命增强趋势一致。最优钝化器件实现了21.11%的冠军功率转换效率（PCE），在20%~30%湿度干燥空气中老化1000小时后仍保持初始效率的90%以上。时间分辨光致发光（TRPL）光谱进一步证实了器件具有优异的稳定性及加速的电子/空穴提取能力。

    关键词： 电荷传输、高性能、旋涂、结晶、迟滞、离子迁移

    更新于2025-09-12 10:27:22