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用于解复用应用的可调谐中红外石墨烯等离子体十字形谐振器
摘要： 本研究在中红外（MIR）波段提出、模拟并分析了一种可调谐石墨烯等离子体滤波器和双通道解复用器。我们探讨了所提出的十字形谐振器与双通道解复用器的光学传输光谱。通过改变其尺寸参数和石墨烯的费米能级，可实现该中红外谐振器传输光谱的调谐。所提结构在5-12微米波长范围内具有单模特性，其最小半高全宽（FWHM）和最大透射比分别达到220纳米和55%。采用三维时域有限差分法（3D-FDTD）进行仿真，并运用耦合模理论（CMT）开展理论研究，数值结果与理论分析高度吻合。基于串扰指标评估了解复用器性能，其最小串扰值达-48.30分贝。所提结构能实现光波的亚波长约束，适用于中红外波段应用。
关键词： 谐振器、等离子体激元学、石墨烯、费米能级、解复用器
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过埃级厚度的界面偶极层对等离子体金属与半导体之间扩散电势的任意调控
摘要： 局域表面等离子体共振（LSPRs）因其独特的远场和近场光学特性及应用而备受关注。此外，作为化学势的等离子体纳米颗粒费米能级，是控制等离子体纳米颗粒与半导体界面处热电子/空穴转移的关键特性之一。本文通过调控界面偶极层尝试控制等离子体体系的扩散电势，制备了以金纳米颗粒（Au-NPs）为中间层、钛酸锶（SrTiO3）为电子传输材料、氧化镍（NiO）为空穴传输材料的固态光电转换器件。在Au-NPs/SrTiO3/NiO三相界面原子层尺度沉积铝酸镧界面偶极层，并通过光电测量研究其效应。关键发现是：通过调控界面偶极层的平均厚度与方向，可任意控制等离子体金属与半导体间的扩散电势。仅插入一个厚度不足0.5纳米的单原子层（uc）界面偶极层，就能显著调控等离子体纳米颗粒与周围介质间形成的扩散电势。这种方法无需施加外?。ㄈ缙够蚬庹眨┗蚋谋浠〔牧霞纯傻骺氐壤胱犹宓缡疲绕涠缘壤胱犹迤骷呒壑怠媒缑媾技悴唤瞿芙档?、还能提升数百毫伏量级的开路电压。
关键词： 界面偶极子、费米能级、钛酸锶、氧化镍、空穴转移、热电子、铝酸镧、金纳米粒子、光电转换、局域表面等离子体共振
更新于2025-09-23 15:19:57
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单壁氮化硼纳米管与镍、钛、钯和金金属原子的相互作用——一项第一性原理研究
摘要： 基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了(3,3)、(4,2)、(5,2)和(6,0)型氮化硼纳米管与镍、钛、钯和金金属原子相互作用时的电子特性。这些相互作用通过吸附、插层、氮位掺杂和硼位掺杂实现。原始氮化硼纳米管固有的宽禁带在与金属原子相互作用后均得到成功调控，且与作用类型无关。然而对于大多数通过插层和氮位掺杂实现的相互作用，发现氮化硼纳米管呈现半金属性质。相互作用过程中态密度增加，其中过渡金属原子的d轨道是态密度增加的主要贡献者。
关键词： 过渡金属、费米能级、密度泛函理论、带隙、氮化硼纳米管
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于石墨烯拉曼测量确定的等离子体结构中费米能级光能转换势能偏移
摘要： 采用单层石墨烯来确定等离激元纳米结构在光电解能量转换中的电化学电位。通过对近红外光下石墨烯层的电化学拉曼测量，光照揭示了光电转换能力与等离激元结构费米能级之间的关系。该测定基于对等离激元结构上石墨烯层G和2D拉曼谱带的原位监测。G和2D谱带的相关性图谱显示出对照转换能力的依赖性。当前的电化学拉曼测量为等离激元诱导的电荷转移过程提供了详细理解，有助于进一步提升该能力。
关键词： 等离激元结构、拉曼测量、石墨烯、费米能级、光电化学能量转换
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于SnO2的电子选择性接触在Si/PEDOT:PSS异质结太阳能电池中的优化
摘要： 氧化锡（SnO?）因其令人满意的能带结构和良好的结晶性，有望成为硅基太阳能电池中优异的电子选择性接触层（ESC）。然而，SnO? ESC的电子提取能力不足以及表面钝化效果有限，会制约相应太阳能电池的性能。我们通过掺杂乙二胺四乙酸（EDTA）来提高SnO?的费米能级，使EDTA-SnO?比SnO?具有更优异的电子提取能力。此外，由EDTA-SnO?层与薄氧化硅（SiO?）薄膜组合制备的EDTA-SnO?/SiO?双层ESC，在不明显影响电荷传输能力的前提下，提供了比EDTA-SnO? ESC更佳的表面钝化效果。采用EDTA-SnO?/SiO?双层ESC的平面Si/PEDOT:PSS异质结太阳能电池（HSCs）展现出11.52%的功率转换效率（η），较采用SnO? ESC的HSCs（η=10.13%）提升了13.7%，主要源于开路电压（Voc）和填充因子（FF）分别提高了18 mV和5.4%。
关键词： 氧化锡，电子选择性接触，表面钝化，硅异质结太阳能电池，费米能级
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于石墨烯-介质多层结构的微波、亚太赫兹及太赫兹波段电控滤波器数学建模
摘要： 本报告致力于研究用于亚太赫兹和太赫兹波段等离子体激元辐射传输的石墨烯超表面，其单元结构由基于石墨烯环和石墨烯纳米带的复合结构组成。该结构能形成由电偶极共振诱导的辐射传输窗口——透明窗口。通过施加外电?。趴兀┑骺厥┗疲ǚ衙啄芗叮?，可在亚太赫兹至太赫兹宽频带范围内动态调节透明窗口的谐振频率，无需重新制备结构。论文探讨了基于不同石墨烯超表面构型构建亚太赫兹/太赫兹波段电控滤波器的可能性，研究了其特性与频率依赖关系，并对"石墨烯-介质"型多层结构滤波器的特性进行了数学建模与电动力学计算。数学模拟结果表明：周期性层状"石墨烯-介质"微结构可用于构建平面型宽带亚太赫兹/太赫兹滤波器，该滤波器可通过电场调控实现快速调谐，且仅需微小改变石墨烯费米能级即可生效。
关键词： 多层结构、滤波器、亚太赫兹、等离子体激元、化学势、电场、石墨烯、超表面、电偶极共振、太赫兹、费米能级
更新于2025-09-16 10:30:52
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用于电化学光伏电池应用的Cd(Zn, S)Se四元薄膜
摘要： 本研究通过低成本简便的化学浴沉积法制备了Cd1?xZnxSySe1?y（0 ≤ x = y ≤ 0.35）光电极。分析了Zn和S掺杂对薄膜成分、微观结构、电学及光学性能的影响。组装了Cd1?xZnxSySe1?y/0.25M硫化物/多硫化物/C构型的电化学光伏电池，以检测其在光照和黑暗条件下的不同性能参数。采用Cd1?xZnxSySe1?y（0 ≤ x = y ≤ 0.075）光电极制备的EPV电池表现出最高3.18%的光电转换效率。该性能主要归因于材料粗糙微观结构增强的光吸收能力，以及光注入电子与电解质的低复合率。Zn和S掺杂CdSe后光伏性能显著提升。
关键词： EPV电池、霍尔效应、多元材料、能带隙、静电力显微镜、薄膜电极、硫属化物半导体、费米能级
更新于2025-09-16 10:30:52
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钾碘共掺杂显著增强g-C3N4的光电化学性能并改变其p/n型特性
摘要： 石墨相氮化碳（g-C3N4）在中性溶液中通常呈现两性特性。本工作通过简单煅烧双氰胺、碘化钾和碘的混合物制备了K&I共掺杂g-C3N4。K&I共掺杂通过将费米能级拉向导带底调控了g-C3N4的能带结构。所得K&I共掺杂g-C3N4（K&I-C3N4）在整个测试电位范围内均产生正光电流，表现出典型的n型半导体特性。因此，K&I共掺杂使g-C3N4从两性转变为n型半导体。此外，制备的K&I-C3N4具有更宽的光吸收范围和增强的光生载流子分离效率，从而显著提升了光电化学性能。
关键词： 光电化学性能，K和I共掺杂，费米能级，p/n型，石墨相氮化碳
更新于2025-09-10 09:29:36
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通过铜插层调控ZrSe?的带隙宽度
摘要： 已合成并研究了铜浓度范围为x=0–0.3的CuxZrSe2插层单晶，在此范围内观测到半导体-金属转变。通过XPS和XAS方法实验研究了CuxZrSe2电子结构随铜含量的演变规律。结果表明费米能级随铜含量增加逐渐移动，该金属-绝缘体转变不能归因于电荷向导带的转移，而是与铜原子与最近邻硒原子形成共价键、以及在Zr 4d/Se 4p带隙内形成p-d杂化态有关。为获得费米能级附近态密度的理论描述并验证该结论，进行了第一性原理计算。
关键词： 第一性原理计算、共价键、费米能级、CuxZrSe2、半导体-金属转变、X射线光电子能谱（XPS）、X射线吸收光谱（XAS）、p-d杂化态、插层、电子结构
更新于2025-09-04 15:30:14
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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