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oe1(光电查) - 科学论文

29 条数据
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  • 通过原位物理气相沉积法单片生长的二维WS?/MoS?异质结构中的层间相互作用

    摘要： 理解二维（2D）过渡金属硫族化合物（TMDCs）垂直异质结构中的层间相互作用，对于开发其在下一代光电子学和电子学中的先进功能至关重要。我们通过原位物理气相沉积展示了由二维MoS?和WS?层构成的TMDC异质结构的整体堆叠。研究发现，动力学溅射的原子能够克服垂直层间的范德华力，从而形成大量具有不同扭转角的随机取向堆叠。X射线光电子能谱结果表明，二维WS?/MoS?构成II型异质结，其能带排列显示导带偏移为0.41 eV，价带偏移为0.25 eV。特别值得注意的是，由于非取向堆叠，我们在异质界面处观察到显著的层间耦合及相关的激子弛豫现象。通过第一性原理计算分析垂直堆叠的能带结构和电荷密度，我们揭示层间耦合是层间距的函数，且对扭转角相对不敏感。

    关键词： 能带排列、二维材料、物理气相沉积、层间耦合、异质结构

    更新于2025-09-22 13:36:09

  • 单层MoS?与SiO?和Al?O?绝缘体的能带排列——基于内光电发射研究

    摘要： 通过大面积单层2H-MoS?薄膜（沉积于非晶态(a-)SiO?或Al?O?表面）的内部光电发射(IPE)技术，可测定半导体价带(VB)相对于绝缘体导带(CB)参考能级的能量位置。该方法能比较MoS?价带顶能量与同种绝缘体界面处(100)硅衬底晶体的相应能级。尽管测得a-Al?O?的导带比SiO?低约1 eV（以Si价带顶为基准），但研究者发现从MoS?价带产生IPE时，其光谱阈值几乎未发生偏移。这一现象表明MoS?/a-Al?O?界面存在电中性破坏，导致势垒升高约1 eV。该结论得到以下证据支持：相较于MoS?/a-SiO?界面，MoS?/a-Al?O?界面的IPE阈值对电场依赖性显著更弱，暗示存在负电荷和/或界面偶极子。因此，通用的电子亲和能规则(EAR)并不适用于描述二维材料/绝缘体界面的能带排列。

    关键词： 内光电发射光谱、二硫化钼、电子亲和能、电子势垒、能带排列

    更新于2025-09-22 14:10:51

  • 利用激光分子束外延技术实现NixMg1-xO/MgO界面的外延生长及能带排列测定

    摘要： 通过激光分子束外延技术，成功在MgO(100)衬底上合成了单晶NixMg1-xO薄膜。原位反射高能电子衍射图谱表明，至少1.0×10?3 Pa的诱导O2背景气体对NixMg1-xO薄膜的外延生长是必要的。X射线衍射图谱显示薄膜沿(200)方向呈单相生长。采用原位X射线光电子能谱研究了界面处的能带排列，测得随着镍含量降低（0.39/0.35），价带偏移量为1.47-1.50 eV。此外，通过原位紫外光电子能谱评估功函数，其数值介于4.33-4.64 eV之间。本研究为日盲器件设计与制备提供了重要指导。

    关键词： 功函数、X射线光电子能谱、能带排列、紫外光电子发射光谱、激光分子束外延

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • II-VI族量子点异质结构的内部原子尺度结构测定与能带排列

    摘要： 本研究表明，通过标准文献方法合成的ZnTe/CdSe核壳量子点实际上具有合金化的CdxZn1?xTe核。我们利用四种K壳层电离边（Zn、Te、Cd和Se）的X射线吸收光谱（XAS）进行全局拟合分析，提取第一配位层键长数据。结合XAS结果与透射电子显微镜（TEM）粒径测量及元素分析，我们提出了粒子内部结构模型。这种多模态表征方法证实了：(1) Cd?Te键的存在；(2) 粒子核内的阳离子合金化（且不存在阴离子合金化）；(3) 斑块状纯相CdSe壳层。我们合成了不同壳层厚度的粒子并通过合成对照实验，排除了ZnTe/CdTe/CdSe核壳壳结构，确认了合金化核壳结构。通过电子能带结构计算和紫外-可见吸收光谱进一步扩展结构分析，证明合金化的CdxZn1?xTe/CdSe核壳量子点呈现直接带隙特性，这与预期ZnTe/CdSe核壳量子点的II型能带排列预测结果不同。本研究揭示了II?VI族量子点异质结构合成的挑战性，并凸显了XAS技术在解析异质纳米粒子内部结构方面的强大能力。

    关键词： X射线吸收光谱、合金核、核/壳结构、能带排列、量子点

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 钠掺杂对CZTS/CdS薄膜太阳能电池性能及能带排列的影响

    摘要： 碱金属掺杂可抑制黄铜矿结构Cu2ZnSnS4（CZTS）中的有害反位缺陷并提升开路电压。本研究探究了微量钠掺杂对CZTS/CdS薄膜太阳能电池性能及能带排列的影响。通过旋涂法在CZTS表面制备了10%钠掺杂的CZTS:Na薄膜。钠掺杂使半高宽变窄且晶粒尺寸增大，NaZn浅受主缺陷提升了空穴浓度与电导率。此外，钠掺杂通过Na钝化效应抑制SnZn缺陷，改善了吸收层/缓冲层界面能带排列并抑制SRH复合。典型陡峭导带偏移（CBO）从CZTS:Na/CdS异质结的0.25 eV降至CZTS/CdS的0.1 eV。CZTS:Na器件开路电压达653 mV，较CZTS/CdS器件更高，最大转换效率提升44%至7.46%。这些结果阐明了钠掺杂对CZTS电池异质结能带结构的影响，证实表面掺杂CZTS:Na吸收层制备方法具有重要的研究前景。

    关键词： 导带偏移、钠掺杂、Cu2ZnSnS4、能带排列、悬崖式

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 在Cu?ZnSnS?表面形成超薄SnS层以实现具有Zn(O,S)缓冲层的高效太阳能电池

    摘要： 环保要求各类太阳能电池使用无毒元素，过去Zn(O,S)薄膜作为铜铟镓硒和铜锌锡硫硒太阳能电池中CdS缓冲层的替代材料备受关注。然而尽管带隙匹配更优，采用Zn(O,S)缓冲层的Cu2ZnSnS4(CZTS)太阳能电池性能仍远逊于CdS缓冲层电池。本研究通过调控前驱体组分，优化了化学浴沉积Zn(O,S)缓冲层与CZTS的界面质量。由此制备的CZTS太阳能电池实现了7.28%的转换效率，创下Zn(O,S)基铜锌锡硫硒电池最高纪录。借助X射线光电子能谱和紫外光电子能谱分析发现，CZTS表面存在超薄SnS层，该层能有效提升吸收体表面导带边形成0.40 eV的导带偏移势垒——显著优于无SnS辅助的情况。本研究揭示了制备高效低成本无镉CZTS薄膜太阳能电池的关键路径。

    关键词： 能带排列，Zn(O,S) 缓冲层，Cu2ZnSnS4

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • CdTe薄膜太阳能电池中CdTe/SnTe异质结界面能带排列的测定

    摘要： 由于CdTe的功函数较高，实现高效CdTe薄膜太阳能电池的关键在于解决其欧姆背接触问题。虽然采用CdTe/SnTe异质结（HJs）展现出良好潜力，但该异质结的能带排列尚不明确。通过X射线光电子能谱（XPS）测量了分子束外延生长的CdTe/SnTe（111）异质结构的价带偏移量。XPS结果表明：该异质结构具有适用于CdTe太阳能电池的理想I型能带结构，其价带偏移为-1.33±0.18 eV，导带偏移为0.09±0.18 eV，这既促进了空穴从CdTe吸收层向空穴电极的传输，又改善了CdTe的欧姆接触性能。通过实验测定CdTe/SnTe异质结的能带结构，有助于提升CdTe薄膜太阳能电池的光伏性能，并为相关器件的设计与制备提供依据。此外，我们在CdTe薄膜太阳能电池中插入SnTe背接触缓冲层，并与无该缓冲层的电池结构进行对比，证实了SnTe作为太阳能电池背接触材料的可行性。

    关键词： 太阳能电池，碲化镉，异质结，能带排列，X射线光电子能谱，锡化碲

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 类三明治结构的电子传输层实现高效钙钛矿太阳能电池

    摘要： 钝化异质结界面的载流子复合并提升电荷分离效率是提高钙钛矿太阳能电池（PSCs）性能的有效手段。阳极与电子传输层（ETL）之间的界面修饰或构建双层结构ETL已被证实是实现高效电荷提取与收集的有效途径。结合这两种技术的优势有望进一步降低PSCs的能量损失并提升效率。本研究设计了一种三明治结构的SnO2-碳量子点-SnO2（S–C–S）ETL，即在超薄SnO2底层与SnO2顶层之间插入带隙可调的碳量子点（CQDs）超薄层。底层SnO2超薄层钝化了SnO2:F（FTO）的缺陷并减少了FTO/ETL界面的载流子复合。CQDs层增强了ETL的光学透过率，加速了载流子传输过程并提升了空穴阻挡能力。这种S–C–S ETL显著提高了PSCs的功率转换效率（PCE）并最大程度消除了迟滞效应。本研究为设计新型太阳能电池电子传输材料提供了新思路，为进一步提升PSCs的PCE奠定了基础。

    关键词： 功率转换效率，类三明治电子传输层，能带排列，钙钛矿太阳能电池，界面修饰

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 以CdS为缓冲层的丰土硫属化合物光伏材料的效率：能带排列的限制效应

    摘要： 地球储量丰富且环境友好的Cu2–II–IV–VI4（II = Sr, Ba；IV = Ge, Sn；VI = S, Se）材料被视为薄膜太阳能电池的吸收层材料。在不到两年时间内，通过理解和改进这些新兴吸收体光电特性的研究，已实现5.2%的转换效率。然而，缓冲层/吸收体界面的能带排列尚未被研究——这一信息对设计高性能器件至关重要。因此，本研究聚焦于这些材料与CdS缓冲层之间的能带偏移。通过第一性原理计算，测定了缓冲层/吸收体界面的能带不连续性。结果表明所有Cu2–II–IV–VI4吸收体与CdS均呈现II型能带排列，从而产生负的ΔEc。但在缓冲层/吸收体界面采用负ΔEc（类悬崖型导带偏移）会导致开路电压降低和界面相关复合增强。因此，有必要寻找能与这些吸收体形成I型能带排列的替代缓冲材料——该排列中导带底和价带顶均位于吸收体一侧。

    关键词： 缓冲层/吸收层界面、地球丰度硫属化合物、能带排列、第一性原理计算

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 通过可控界面形成实现Si-EuO异质结构中的带偏移调制

    摘要： 通过结合第一性原理计算与实验，我们研究了Si/EuO界面的原子与电子结构。通过分析不同氧化程度界面结构的热力学稳定性，确定了最可能的构型。通过将计算所得的能带排列与芯能级位移与实测值对比，验证了理论构建的界面模型。研究发现：通过界面氧化调控Si与EuO导带的相对能级位置，可改变能带偏移量，从而针对自旋电子学特定应用对该材料体系进行优化。

    关键词： XPS、能带排列、第一性原理计算、Si/EuO界面、自旋电子学

    更新于2025-09-12 10:27:22