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oe1(光电查) - 科学论文

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  • GaP金刚烷和纳米晶体的电子、结构及振动特性：一项密度泛函理论研究

    摘要： 采用包含极化函数的PBE/6-31(d)级别密度泛函理论，研究了磷化镓金刚石烷与纳米晶体的电子、结构及振动特性。其能隙呈现随形状波动变化的量子限域尺寸效应，在2.26电子伏特处收敛于体相极限值。较大金刚石烷的Ga-P键长分布在2.36埃的体相实验值附近，四面体角趋近体相闪锌矿理想值109.47度，二面角则分布于±60度和±180度的体相理想值区间。这些发现表明金刚石烷能良好代表体相结构。随后通过约化质量、力常数和红外强度对振动模式进行了分析，将磷化镓金刚石烷特定振动频率的尺寸相关变化与实验体相进行对比：径向呼吸模频率从最小分子GaPH6的187 cm?1起始波动下降，趋向0 cm?1的体相极限；纵向光学模频率从最小分子的187 cm?1起始波动上升，趋向376.9 cm?1（11.3 THz）的体相极限。与氢相关的振动相对恒定，因其具有高强度的红外与拉曼峰，可作为识别磷化镓金刚石烷的特征依据。

    关键词： DFT（密度泛函理论），金刚烷类化合物，纳米晶体

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 硅和铒共掺杂HfO2基薄膜的结构与光学特性研究

    摘要： 研究了沉积条件和后续退火处理对(Si,Er)共掺杂HfO?薄膜微观结构和光学性能的影响。通过射频磁控共溅射技术在硅衬底上制备薄膜，采用硅靶与氧化铒靶材及硅颗粒复合溅射。利用光谱椭偏仪、傅里叶变换红外光谱和光致发光方法对原位沉积样品及退火样品进行表征。结果表明：调节射频功率密度可有效监控掺杂浓度；在氮气氛围中800-1100°C退火10-60分钟会导致相分离并形成HfO?、SiO?及纯硅相。900-950°C退火的薄膜呈现源自硅纳米晶载流子复合的红色发光，更高温度退火则通过非共振激发增强了稀土发光，为硅纳米团簇的形成提供了佐证。研究发现Er离子激发机制与富硅SiO?稀土掺杂薄膜类似——可见光激发下硅纳米晶是主要敏化中心，而紫外至深蓝光照射时则以基质缺陷的能量传递为主导。

    关键词： ??、氧化铪、硅、纳米晶体、光致发光

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 电子结构与缺陷形成的协同效应提升了锡酸镓纳米晶体的光催化效率

    摘要： 设计具有更高效率的光催化剂对可持续环境修复和可再生能源技术至关重要。同时优化影响光催化剂性能的多个因素（包括活性表面位点密度、载流子分离以及价带与导带氧化还原电位）仍具挑战性。本研究报道了可变组分的三元镓锡氧化物（GTO）纳米晶体的合成，并通过稳态与时域光致发光光谱研究了Ga3?掺杂剂对金红石型SnO?纳米晶体晶格电子结构的调控作用。Ga3?的替代掺入增大了SnO?纳米晶体的带隙，赋予导带电子还原能力，同时形成受主能级——这些能级与供体（氧空位）的电子捕获效应协同作用，实现了光生载流子的稳定化。电荷复合速率的降低与导带还原电位向更负值的调整共同促进了GTO纳米晶体的光催化效率。经最优制备的GTO纳米晶体对罗丹明590染料的光催化降解表观速率常数为0.39 min?1，较基准Aeroxide TiO? P25光催化剂提升两倍以上。本研究表明：通过合理选择金属氧化物纳米晶体晶格进行异价掺杂，可同步调控多个光催化参数，从而设计出多功能高效光催化剂。

    关键词： 光催化剂、光催化效率、纳米晶体、电子结构、氧化镓锡、缺陷形成

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 无裂纹Cu(In,Ga)Se2纳米晶薄膜的均匀硒化处理

    摘要： 采用基于墨水的自动化超声喷涂工艺，在镀钼玻璃基板上沉积了厚度均匀（>1微米）且无裂纹的Cu(In,Ga)Se2（CIGS）纳米晶薄膜，随后进行硒化处理并集成至光伏器件（PVs）。器件性能强烈依赖于硒化膜的均匀性——喷涂沉积膜中的裂纹会通过形成快速、不可控的硒（Se）蒸汽渗透通道，导致硒化速率不均及烧结异常。要获得无裂纹薄膜，必须确保纳米晶在墨水中完全包覆封端配体。此时无裂纹薄膜的硒化速率取决于纳米晶层厚度、温度及硒蒸汽暴露时长。硒暴露不足或过度均会导致器件性能不佳，分别产生部分烧结或显著硒累积的薄膜。均匀纳米晶薄膜的沉积技术对多种电子与光电器件应用具有重要意义。

    关键词： 纳米晶体，硒化，铜铟镓硒，CIGS，光伏技术

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 通过反应诱导相分离制备的具有互连分级孔隙结构的整体式碳化硅

    摘要： 基于聚碳硅烷（PCS）、二乙烯基苯（DVB）和十氢化萘，通过无催化剂硅氢加成反应诱导相分离、常压干燥、煅烧及氢氟酸刻蚀等系列工艺，制备出具有分级多孔结构的碳化硅（SiC）整体材料。系统研究了各组分比例对相分离过程的影响，发现添加非反应性添加剂等规聚丙烯可有效调控微观结构并提升SiC整体材料的力学性能。所得SiC整体材料主要由β-SiC纳米晶构成，具有低体积密度（0.7 g/cm3）、高孔隙率（78%）、大比表面积（100.6 m2/g）、高抗压强度（13.5±1.6 MPa）及分级孔结构（约350 nm大孔、4 nm与20 nm介孔）。这些特性使其成为催化剂/载体、气体分离膜及高温复合材料增强体的理想材料。

    关键词： 纳米晶体、反应诱导相分离、分级孔隙、常压干燥、碳化硅整体式材料

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 表面活性剂辅助合成单分散甲基铵铅碘钙钛矿纳米晶体

    摘要： 基于碘化铅的钙钛矿是极具前景的光电材料，特别适用于太阳能电池。新近出现的钙钛矿纳米晶（NCs）具有更多优势，包括可调谐的尺寸依赖带隙、结构稳定性以及溶剂加工特性。本研究报道了一种简便的表面活性剂辅助两步合成法，先制备单分散碘化铅纳米晶，再将其转化为甲脒铅碘钙钛矿纳米晶。电子显微镜表征显示这些纳米晶具有优异的单分散性。X射线衍射图谱、光学吸收和光致发光的综合分析证实了高质量甲脒铅碘钙钛矿纳米晶的形成。更重要的是，该方法避免使用难去除的化学试剂，所得钙钛矿纳米晶可通过多样的溶液/胶体方法直接应用于器件（尤其是太阳能电池）。

    关键词： 表面活性剂、钙钛矿、纳米粒子、甲基铵碘化铅、胶束、纳米晶体

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 6H-SiC微/纳米晶体中折叠声子与等离激元的强耦合

    摘要： 碳化硅（SiC）具有多种多型体，其中3C、4H和6H-SiC最为常见。由于不同多型体具有不同的能隙和电学特性，识别和表征各类SiC多型体至关重要。本研究对6H-SiC微/纳米晶（MNC）薄膜进行拉曼散射分析，探究其全部四种折叠横光学（TO）与纵光学（LO）模式。随着薄膜厚度增加，四种折叠TO模式呈现相同频率下移，而四种折叠LO模式则表现出逐渐减弱的频率下移。相同薄膜厚度下，所有折叠模式的频率下移量均随MNC尺寸减小而增大?；贛NC表面的等离激元效应，这些折叠模式可归因于折叠声子与等离激元的强耦合——该耦合强度随薄膜厚度及MNC尺寸变化时，在不同折叠模式间呈现差异。本工作为通过拉曼散射识别SiC多型体提供了有效技术手段。

    关键词： 折叠声子、碳化硅微/纳米晶体、等离子体-声子耦合

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 通过Cs+取代稳定RbPbBr3钙钛矿纳米晶体

    摘要： ABX3型卤化物钙钛矿纳米晶（NCs）因其优异的光电特性成为近期研究热点。研究表明A位离子对光学带隙、化学稳定性等光物理和化学性质具有调控作用。探索具有多样化A位元素的卤化物钙钛矿材料将深化对钙钛矿家族结构-性能关系的理解。本研究尝试合成铷基钙钛矿NCs，发现Cs+部分取代Rb+有助于正交相RbPbBr3 NCs在低温下稳定存在（该相通常需高温制备）。Cs+掺入RbPbBr3晶格后形成高荧光效率的Rb1-xCsxPbBr3 NCs，且随着Cs+含量增加，材料带隙减小导致光致发光峰红移。其中Rb1-xCsxPbBr3 NCs（x=0.4）在环境条件下表现出良好稳定性。本工作通过A位阳离子取代策略展示了卤化物钙钛矿材料的高结构柔性与可调性，为高性能光电器件用钙钛矿材料的优化提供了新思路。

    关键词： 卤化物钙钛矿、相稳定、阳离子取代、RbPbBr3、纳米晶体

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 通过电子离域的二硫代氨基甲酸酯衍生物调控InP/ZnS纳米晶的能级

    摘要： 这些纳米晶体具有随尺寸变化而改变价带与导带间能隙的特性，且因优异的光稳定性而备受关注，被视为发光材料。由于纳米晶体的能隙由尺寸决定，要实现显示器中的红、绿、蓝三原色，精确控制纳米晶体尺寸至关重要。然而，将纳米晶体能隙精细调节至特定尺寸存在诸多困难。本研究通过用具有强配位能力和电共振结构的二齿二硫代氨基甲酸酯配体，替换InP/ZnS纳米晶体表面单齿胺配体，从而实现对发射光谱的精细调控。核磁共振分析表明，部分纳米晶体表面的胺配体被二硫代氨基甲酸酯配体取代。光致发光光谱也显示，新型纳米晶体的发射波长红移约20纳米，表明激子（电子-空穴对）的活性区域不仅延伸至纳米晶体本身，还扩展到了非定域的二硫代氨基甲酸酯配体。

    关键词： 二硫代氨基甲酸酯配体、红移、纳米晶体、InP/ZnS

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 胶体纳米晶薄膜制备过程中费米能级的原位测量与控制

    摘要： 在高性能半导体器件工程中，理解费米能级位置至关重要。我们在此证明，开路电位（OCP）测量可用于在基于溶液的纳米晶体薄膜制备过程中原位量化其费米能级。通过该方法，我们研究了（1）金属接触和（2）纳米晶体表面终止对薄膜费米能级的影响，发现通过氧化/还原纳米晶体或采用偶极表面终止可在大能量范围内调控费米能级。最后为强调该技术与器件制备的兼容性，我们展示了如何利用配体混合物设计纳米晶体薄膜中的费米能级分布。本研究证明OCP测量既能深入理解现有器件工作机理，又能指导光电器件的进一步优化。

    关键词： 费米能级、纳米晶体、量子点、电子结构、原位测量

    更新于2025-09-04 15:30:14