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oe1(光电查) - 科学论文

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  • K-Na-Nb-O体系中的四方钨青铜相薄膜：脉冲激光沉积及结构与介电特性表征

    摘要： 已确定脉冲激光沉积参数，用于在(K,Na)-Nb-O体系（KNN）中合成纯四方钨青铜（TTB）相薄膜。鉴于碱金属元素的高挥发性，研究发现靶材成分及靶-基距至关重要。通过X射线和电子衍射确认了TTB相的存在，其表面主要由纳米棒构成的微观结构证实了该相的典型特征。在C面蓝宝石和(111)Pt/TiO2/SiO2/(001)Si基底上均获得了多取向纳米棒，而在(100)和(110)SrTiO3基底上则生长出沿(hk0)晶面取向的水平纳米棒。所有纳米棒在(110)SrTiO3上平行排列，在(100)SrTiO3上则呈现两个互成90°的平面内取向。分别在镀铂硅片和蓝宝石基底沉积的薄膜上，测量了低频（1kHz-1MHz）和高频（1GHz-40GHz）的介电特性（介电常数εr和损耗角正切tanδ）。平行板电容器构型测得1kHz时εr=200（tanδ=0.015），而印刷在C面蓝宝石生长KNN TTB薄膜上的传输线显示10GHz时εr=130（tanδ=0.20）。在77-873K温度范围内对TTB薄膜进行拉曼研究，证实了TTB相形成且无结构转变。压电力显微镜检测到压电信号但未实现极化反转。由于直流电压下高漏电流的干扰，介电测量未能提供未掺杂KNN TTB薄膜铁电性的证据；而其他铌酸盐（A,A'）0.6Nb10O30（A=K,Na；A'=Sr,Ba,Ca）的研究则显示出156°C至560°C的居里温度，分隔了顺电相（空间群P4/mbm No.127）与铁电相（空间群P4bm No.100）。

    关键词： 四方钨青铜，纳米棒，介电特性表征，K-Na-Nb-O体系，脉冲激光沉积

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 温度控制下的断裂与熟化：从超薄硒化锌纳米线出发合成具有可变尺寸和晶体结构的硒化锌纳米棒

    摘要： 无重金属半导体纳米材料因其基础研究和商业应用的重要性而备受关注。特别是一维（1D）半导体中的偏振荧光发射特性，使其成为极具吸引力的显示材料。本研究开发了一种新型胶体合成方法，通过"温度控制断裂与熟化"工艺制备尺寸和晶体结构可控的1D ZnSe纳米结构。首先合成了长度50-200纳米、直径约1.1纳米的超薄ZnSe纳米线（NWs），随后通过控制断裂步骤保持相同直径获得ZnSe纳米棒（NRs），并通过调节加热程序将最终ZnSe NRs的长度控制在10-20纳米范围。采用更高温度断裂可使ZnSe NWs分解为更短的ZnSe NRs，而在后续熟化阶段控制ZnSe NRs的最终生长温度（220°C获得立方闪锌矿ZB结构，240°C获得六方纤锌矿WZ结构），实现了晶体结构的选择性调控。这种从自下而上到自上而下生长模式的转换机制，可精确控制ZnSe NRs的长度并选择最终晶体结构（六方WZ或立方ZB），为合成一维半导体纳米结构提供了新型生长机理。

    关键词： 纳米棒、熟化、纳米线、温度控制破碎、硒化锌、晶体结构

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 单个等离子体纳米棒的基底调制定向远场散射行为

    摘要： 利用等离子体纳米结构将入射光能量定向引导至特定方向，对未来微纳光子集成与光学成像系统至关重要，但介电基底对金属纳米结构全空间远场散射图像的影响仍缺乏直观认知。本文系统研究了介电基底对表面等离激元共振模式远场散射行为的影响。通过简单模型发现：介电基底能抑制等离激元模式的背向散射能量；随着基底折射率增大，其前向散射能量将趋于集中。我们还通过结合介电基底与介质/金属结构，实现了等离激元模式能量的定向前向散射。本研究为介电基底中入射光能量的定向调控提供了新策略。

    关键词： 无损耗介质基板，表面等离子体共振，远场图样，定向辐射，纳米棒

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • P-9.11：不同形貌CdSe<sub>x</sub>S<sub>1-x</sub>纳米材料的合成与光学性能

    摘要： 胶体纳米量子点的光学特性，包括荧光峰位置、荧光峰宽度、荧光量子产率、荧光衰减通道、荧光闪烁以及单量子点的亮度，均由激子态的性质决定，而激子态的性质与其结构密切相关。在合成CdSexS1-x纳米材料的过程中，通过控制反应溶剂、反应温度、反应时间、反应配体的类型与浓度以及前驱体CdSeXS1-x纳米材料的类型，可获得一系列不同形貌的产物。

    关键词： 硒化镉、纳米片、纳米棒、量子点

    更新于2025-09-22 19:38:35

  • 复合表面活性剂辅助水热法合成一维氧化锌纳米棒用于高性能乙醇气体传感器

    摘要： 采用十二烷基硫酸钠（SDS）与聚乙二醇400（PEG400）按1:1摩尔比复配作为复合表面活性剂的简易高效水热法，合成了一维（1D）氧化锌纳米棒（ZNRs）。通过X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线光电子能谱对微观结构和形貌进行了表征。结果表明：与仅使用SDS或PEG400制得的氧化锌产物相比，该ZNRs具有单晶六方纤锌矿结构，其长径比更大且表面形貌更规则?；诟春媳砻婊钚约恋慕榈挤从μ岢隽丝赡艿纳せ?。气体传感测试显示，在300°C最佳工作温度下，该复合表面活性剂辅助制备的ZNRs展现出优异的乙醇传感性能，这归因于其大长径比的一维结构及丰富的氧空位表面缺陷。

    关键词： 氧化锌、气体传感器、乙醇、纳米棒、复合表面活性剂

    更新于2025-09-23 10:09:29

  • 表面等离子体银修饰的单晶TiO2?x(B)纳米棒/富缺陷g-C3N4纳米片三元超结构三维异质结作为增强型可见光驱动光催化剂

    摘要： 通过水热-煅烧、光沉积工艺及原位固相化学还原步骤制备了Ag-TiO2-x(B)/g-C3N4三元异质结光催化剂。所得光催化剂由二维g-C3N4片层与一维TiO2(B)单晶纳米棒构成异质结结构。得益于等离子体银和表面工程调控，该三元异质结光催化剂的带隙降至~2.23 eV。在可见光照射下，其对Cr6+还原（95%）和NH4+降解（93%）表现出最佳光催化性能。该三元异质结光催化剂对NH4+和Cr6+的表观反应速率常数(k)分别是原始TiO2(B)的25倍和12倍。此外，Ag-TiO2-x(B)/g-C3N4还具有优异的产氢效率（高达410 mmol h-1 g-1）。这种增强效应可归因于一维单晶TiO2(B)纳米棒与二维g-C3N4片层形成的独特异质结结构、等离子体银纳米颗粒的表面等离子体共振效应以及表面工程调控。通过分析XPS价带谱和Mott-Schottky曲线，还提出了可能的光催化机理。

    关键词： 表面工程、g-C3N4片层、可见光驱动光催化、单晶TiO2(B)纳米棒、异质结

    更新于2025-09-23 21:29:35

  • 钙钛矿纳米棒太阳能电池不同结构之间的比较

    摘要： 钙钛矿被认为是太阳能收集领域极具前景的材料。结合钙钛矿材料与纳米棒结构的优势，钙钛矿纳米棒太阳能电池（PNSC）被认为能以低成本和简易制备工艺实现高转换效率。随着已制备PNSC效率的快速提升，对能模拟电池参数性能并估算重要输出结果的高效精确建模需求日益增长。本研究模拟了四种钙钛矿纳米棒太阳能电池结构：圆柱棒、圆锥棒、倒圆锥棒和调制棒，基于有限元方法进行仿真。所建电池模型材料为TiO2/CH3NH3PbI3，通过优化所有结构的棒长、半径及棒间距以实现最大转换效率。当圆柱棒结构的棒长、棒半径和棒间距分别为400纳米、5纳米和65纳米时，获得最佳效率18.6%。

    关键词： 钙钛矿，纳米棒，光伏

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 聚苯胺负载的g-C3N4量子点超越基准Pt/C：开发形态工程化g-C3N4催化剂实现"无金属"甲醇电氧化

    摘要： 尽管直接甲醇燃料电池是最具前景的能源转换装置之一，但其高效应用技术仍处于非最优状态，主要原因是该技术严重依赖昂贵且易受CO毒化的铂阳极。本研究首次在文献中报道了通过形态工程化无金属石墨相氮化碳（g-C3N4）催化甲醇氧化的催化效能与质量活性提升研究。我们通过热化学蚀刻工艺成功将块体材料制备成二维纳米片、一维纳米棒和零维量子点三种形态，并借助X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、场发射扫描电镜、透射电镜、发光分析等技术进行系统表征，同时采用循环伏安法研究了其在碱性条件下的甲醇氧化反应性能。研究发现：三维g-C3N4材料中，量子点因具有丰富的纳米边缘结构和最高比例的吡啶氮活性位点而展现出更优的甲醇氧化活性；当零维g-C3N4负载于导电聚苯胺（PANI）纤维时，不仅表现出优于商用Pt/C的电催化甲醇氧化活性，还展现出优异的CO耐受性，可作为直接甲醇燃料电池中适用的无金属阳极催化剂。零维g-C3N4与导电聚苯胺纤维间的静电相互作用可能提升了CNQD-PANI电催化剂的导电性与甲醇吸附能力，并通过氧化吸附态CO增强了CO耐受性。

    关键词： 纳米棒、无金属电催化、甲醇氧化反应、量子点、g-C3N4、纳米片

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于ZnO/GaN的发光二极管中的电流扩展长度与注入效率

    摘要： 我们报道了基于非故意掺杂ZnO/p-GaN异质结构发光二极管(LED)的载流子注入特性。这些LED由化学浴沉积(CBD)法在无需任何籽晶层的p-GaN模板上生长ZnO层构成。该ZnO层(约1微米厚度)由部分融合的ZnO纳米棒密集集合体组成，呈纤锌矿相并具有显著垂直取向，其密度取决于CBD过程中的溶液浓度。由于p-GaN层导电性有限，n区复合强烈依赖于来自p接触的空穴扩散长度Lh。此外，Lh评估较为困难，通常需要设计和制备多个LED测试结构。我们提出一种仅基于I-V特性简单分析即可计算Lh的有效方法，以及通过非圆形电极几何结构提升n区注入效率的方案。特别证实，叉指电极结构在实现n区向p区空穴注入方面效率更高。

    关键词： 氧化锌（ZnO）纳米棒，ZnO/GaN异质结构，基于ZnO/GaN的发光二极管（LED），接触注入，电流扩展长度，化学浴沉积（CBD）

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 双脉冲激光辅助化学气相沉积法无催化剂生长二硫化钼纳米棒及其结构、光学和电学性能

    摘要： 采用激光辅助化学气相沉积法，以块体二硫化钼（MoS2）为原料合成了二硫化钼纳米棒（NRs）。使用波长组合为1064 nm和532 nm的调Q Nd:YAG激光器对固态MoS2靶材进行烧蚀。研究发现，在1000°C的炉温下通过气-固过程可实现MoS2 NRs的生长，且无需任何金属催化剂。通过粉末X射线衍射分析（PXRD）、场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、拉曼光谱以及紫外-可见（UV-Vis）和光致发光（PL）光谱对MoS2 NRs的结构和光学特性进行了表征。PXRD揭示了合成纳米棒的结晶度和相纯度，电子显微镜显示MoS2 NRs长度为0.5-1.2 μm，宽度介于40 nm至160 nm之间。UV-Vis吸收光谱呈现宽幅吸收，PL测量显示在379 nm处存在尖锐发射峰。Tauc图计算确定MoS2 NRs具有直接跃迁特性。测得纳米棒的电导率为317.95 S/cm。与MoS2纳米颗粒相比，由于纳米棒具有更高的面内电子传输能力，MoS2 NRs展现出更高的导电性。

    关键词： 光学研究、二硫化钼、导电性、电子显微镜、纳米棒、激光辅助化学气相沉积

    更新于2025-09-12 10:27:22