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oe1(光电查) - 科学论文

9 条数据
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  • 揭示[Ru(η6-C16H16)(NH3)3]2+配合物的电子结构：计算视角洞察

    摘要： 钌芳烃因其电化学、结构和光谱特性，被视为导电聚合物设计的潜在候选材料。理解和合理解释金属-配体相互作用对未来开发新型导电材料至关重要。本研究以[Ru(η6-C16H16)(NH3)3]2+为模型，通过电子细节揭示钌芳烃中阳离子-π相互作用：零阶对称性匹配微扰理论(SAPT0)显示Ru(II)与[2.2]对环芳烷的相互作用以共价性为主。但[2.2]对环芳烷的配位分析表明，仅存在两个主要共价性Ru-C键——分子中的原子量子理论(QTAIM)方法获得的键临界点(BCP)总能量密度H(r)，以及自然键轨道(NBO)方法中πC-C→dσ或dπRu过程相关的二阶稳定化能E(2)均证实这一点。其余两个Ru-C键则呈现显著静电特性，电子局域化函数(ELF)方法的离域指数DI可直观体现电子盆间的相互作用。值得注意的是，相互作用量子原子(IQA)方法测得Ru与这些C原子间的总相互作用能EABint基本一致，从而验证了配体[2.2]对环芳烷的四齿配位特性。源函数分布则揭示了[Ru(η6-C16H16)(NH3)3]2+中不同基团间的电子相互作用关联。

    关键词： 钌-碳化学键、阳离子-π相互作用、电子局域化函数、相互作用量子原子、对称性适应微扰理论、配位性

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 有机半导体微腔中的带电极化激元发光

    摘要： 在有机半导体微腔中，强耦合光与极化子光学跃迁会产生一类具有净电荷的特殊极化子。这类物质可能具备多种技术上有用的光电特性，但迄今为止仅通过被动反射测量被观测到。本研究报道了p掺杂的4,4'-环己基亚基双[N,N-双(4-甲基苯基)苯胺](TAPC)微腔中，源自空穴激发的上支与下支极化子极化态在室温下的光致发光现象。非共振激发条件下的观测结果与经典偶极辐射模型高度吻合，表明该体系中的极化子态是通过极化子激发态库的荧光辐射过程实现布居的。这些成果是首次在有机半导体薄膜中观测到极化子发光的重要例证，也是实现带电极化子凝聚态的关键前提。

    关键词： 强耦合，极化子，荧光，阳离子

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 调节剂对钙钛矿晶体生长的电子协调效应及其高性能太阳能电池

    摘要： 钙钛矿晶体的快速生长会导致晶界和表面缺陷过多，从而对太阳能电池（PSCs）的性能产生负面影响。通过控制晶体生长速率钝化缺陷成为制备高结晶度钙钛矿薄膜的关键研究热点。本工作将苯乙腈（PA）和2-萘乙腈（2-NA）作为晶体生长调节剂引入钙钛矿前驱体中，系统研究了调节剂分子中孤对电子（n电子）和π电子与Pb2?的配位作用对FA?.??MA?.??Cs?.??Pb(I?.??Br?.??)?钙钛矿晶体的成核与生长、表面缺陷及晶界钝化的影响。N原子的n电子与Pb2?形成配位键，芳香环中的π电子与Pb2?产生阳离子-π相互作用。这种协同效应有效延缓了钙钛矿晶体的结晶速率，进而促进晶粒生长并减少晶界，有利于更多激子解离为载流子。PA优化的PSCs将光电转换效率（PCE）从18.01%提升至21.09%，未封装器件在40±5%相对湿度黑暗条件下存放60天后仍保持初始效率的91.2%。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池、配位效应、晶体生长调节剂、钝化缺陷、形貌、阳离子-π相互作用

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 红外振动纳米显微技术揭示三元阳离子钙钛矿中的异质阳离子-晶格相互作用与动力学

    摘要： 混合有机-无机钙钛矿展现出卓越的光伏性能。这被认为源于晶格离子与载流子之间近乎液态的低能相互作用。虽然近期研究发现光电响应存在多尺度空间差异，但异质性与软阳离子-晶格相互作用的关系仍不明确。本研究采用多元红外振动纳米成像技术对甲脒（FA）-甲基铵（MA）-铯三阳离子钙钛矿进行分析。通过将FA振动共振作为其局部化学环境的探针，结合组分空间变化、阳离子-晶格耦合强度及其相关的皮秒级振动动力学之间的关联性，我们揭示了局部反应场变化与阳离子-晶格耦合的关联机制。研究将这种晶格异质性收缩归因于铯阳离子的非均匀分布。所观察到的晶格弹性差异导致无序电荷-声子耦合和极化子形成，而控制这一过程对提升钙钛矿光伏性能至关重要。

    关键词： 电荷-声子耦合、红外振动纳米成像、杂化有机-无机钙钛矿、晶格收缩、光伏性能、阳离子-晶格耦合、极化子形成、振动动力学

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 六芳基丁二烯：一种具有可调氧化还原特性的多功能骨架，用于有机近红外电致变色材料

    摘要： 当1,1,4,4-四苯胺基丁二烯骨架在2,3位连接两个卤代芳基单元时，它们易于发生双电子氧化生成稳定的双阳离子染料，这些染料呈现近红外(NIR)吸收，而中性丁二烯仅显示浅色。因此，实现了具有NIR区域吸收变化的显著电致变色响应，这从生物成像的角度引起了近期广泛关注。本文证明，1,1,4,4-四苯胺基丁二烯的氧化还原电位可通过苯胺单元上氨基的给电子性质以及丁二烯2,3位芳基单元上卤素原子数量精确调控。相比之下，NIR吸收带主要取决于卤素原子数量而与苯胺单元的给电子性质无关。由此证实，六芳基丁二烯骨架是开发尚未充分研究的有机电致变色材料的通用平台，其氧化还原和光谱性质可通过修饰/连接适当取代基进行精细调节。

    关键词： 氧化还原化学、吸收、阳离子、循环伏安法

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 阳离子和阴离子掺杂剂在ZnO电子传输层中对聚合物体异质结太阳能电池的作用

    摘要： 掺杂是一种广泛采用的策略，用于增强光伏器件中电荷传输层的固有电子特性。通过溶胶-凝胶法合成了简便溶液处理的氧化锌（ZnO）及多种阴阳离子掺杂ZnO层，并将其作为倒置聚合物太阳能电池（PSCs）的电子传输层（ETLs）。结果表明，所有采用掺杂ZnO ETLs的PSCs均比原始ZnO ETLs电池展现出更优异的光伏性能。通过研究不同阴离子和阳离子掺杂剂的作用（三种含相同Al3?阳离子的化合物：Al(acac)?、Al(NO?)?、AlCl?，以及三种含相同Cl?阴离子的化合物：NH?Cl、MgCl?、AlCl?），我们发现仅当涉及Cl?阴离子时功函数才会改变以利于电子提取。此外，Al3?阳离子对ZnO导电性的提升效果更为显著。因此，在倒置太阳能电池中，Al3?与Cl?共掺杂实现了最佳功率转换效率（PCE）。其中采用Al3?和Cl?共掺杂ZnO的器件获得了10.38%的最高PCE。

    关键词： 电子传输层、Al3+阳离子、聚合物太阳能电池、掺杂、Cl?阴离子、光伏性能、功率转换效率、溶胶-凝胶法、氧化锌

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 温度依赖性水合水对钙钛矿太阳能电池的影响

    摘要： 近年来，水对钙钛矿太阳能电池的影响日益受到关注。学界普遍认为，适度水分会诱导水合相形成，从而增强钙钛矿的再结晶过程。然而，影响水合相形成的潜在因素仍有待探究。本研究通过控制退火温度证实，60℃是形成水合钙钛矿的最适温度。经120℃进一步退火后，所得钙钛矿薄膜结晶度提升且形貌更均匀，使器件效率超过20%。此外，研究还考察了水对不同类型钙钛矿的影响，发现水合钙钛矿的形成主要取决于钙钛矿自身的阳离子种类。本工作阐明了水合钙钛矿的形成条件，有助于制备高效钙钛矿太阳能电池。

    关键词： 退火温度，钙钛矿太阳能电池，阳离子，水效应

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 一种新型发光的一维→二维聚轮烷Zn(II)有机框架，在水介质中对Fe3+阳离子和Cr(VI)阴离子表现出双重响应荧光传感

    摘要： 通过水热法构建了一种基于氨基/磺酸功能化配体2-氨基-5-磺基苯甲酸（H2afsba）和辅助柔性配体1,4-双(三氮唑-1-基甲基)苯（bbtz）的新型水解稳定锌(II)有机框架化合物{[Zn(afsba)(bbtz)1.5(H2O)2]·2H2O}n（1）。单晶X射线衍射分析表明1具有新颖的一维→二维聚轮烷骨架结构。对其固态漫反射紫外-可见光谱的详细分析显示，该材料可能作为潜在的宽带隙半导体材料。1表现出可逆的脱水-再水合行为，具有显著的溶剂依赖性荧光特性，在水中呈现最强荧光。该框架在多种溶剂中均保持优异的稳定性。值得注意的是，1在环境和生物体系中能对Fe3+阳离子实现高选择性、高效率检测，且对多种干扰金属阳离子具有抗性；同时也能从大量共存阴离子中特异性识别Cr(VI)（CrO4 2?/Cr2O7 2?）阴离子，展现出作为潜在高选择性传感材料的潜力。对目标分析物的水相检测限达到亚ppm级（CrO4 2?/Cr2O7 2?为0.22/0.26 ppm，Fe3+为0.07 ppm）。

    关键词： 双响应荧光传感、Fe3?阳离子、Zn(II)-有机聚轮烷框架、Cr(VI)阴离子

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 红外光谱探测芳香电荷共振相互作用

    摘要： 电荷共振是芳香二聚体自由基离子中一种强烈的分子间吸引力。对于阳离子而言，这种稳定作用源于两个具有相近π电子离域能力的相同或不同分子（A??或AB?）在π堆叠二聚体中共享正电荷。尽管这一基础相互作用至关重要，但通过孤立二聚体的光谱学尚未实现高分辨率表征。本研究采用冷态芳香吡咯二聚体阳离子的振动红外光谱，通过测量孤立NH伸缩振动模式（νNH）的频率来精确探测电荷分布。我们观察到νNH与不同环境中吡咯分子部分电荷q之间存在线性关联。对称性降低的微妙效应——例如官能团取代（此处为吡咯→N-甲基吡咯）或非对称溶剂化（此处由惰性N?配体实现）——会灵敏地将电荷分布推向具有较低电离能的组分。该方法为精确实验测定此类芳香同源/异源二聚体阳离子中的电荷分布不对称性提供了通用手段。

    关键词： 电荷共振、红外光谱、阳离子、结构解析、芳烃

    更新于2025-09-10 09:29:36