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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 分子束外延生长的β-MoO3纳米带的带隙、局域功函数及场发射特性

    摘要： 单斜相三氧化钼（β-MoO3）纳米结构（呈纳米带状：NRs）通过分子束外延（MBE）技术在超高真空（UHV）条件下生长于Si(100)、Si(5512)和掺氟氧化锡（FTO）衬底上。研究报道了衬底条件及MoO3薄膜有效厚度对纳米结构形貌及其结构特征的影响。电子显微镜测量显示：当有效厚度从5 nm增至30 nm时，纳米结构长度与长径比增加260%，而宽度无明显变化。所有有效厚度下NRs均沿<011>晶向生长。类似地，当薄膜厚度从5 nm增至30 nm时，光学带隙从3.38±0.01 eV降至3.17±0.01 eV，局部功函数从5.397±0.025 eV升至5.757±0.030 eV。对于5-30 nm有效厚度的β-MoO3结构，场发射开启电场从10 μA/cm2对应的3.58 V/μm降至2.5 V/μm，场增强因子从1.1×104增至5.9×104。由于具有更低功函数、更小开启电场和更高场增强因子，β-MoO3纳米结构性能显著优于α-MoO3纳米结构，预期具有重要应用价值。

    关键词： β-MoO3纳米结构、场发射与开尔文探针力显微镜(KPFM)、光学带隙、分子束外延(MBE)、电子显微镜

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 超高真空分子束外延条件下β-MoO3向Mo纳米结构相变的显微与光谱研究

    摘要： 我们报道了通过分子束外延（MBE）技术在重构硅(100)衬底上生长氧化钼（β-MoO3），并在超高真空（UHV）环境下进行热退火实现其简易还原的过程。研究发现：通过提高沉积时的衬底温度或生长后的退火温度，初始沉积结构的形貌会从β-MoO3纳米带（NRs）转变为钼（Mo）纳米颗粒（NPs）。这种形貌变化与400°C时β-MoO3向MoO2的结构转变、以及750°C时MoO2向Mo的转变相关联。原位X射线光电子能谱（XPS）测量显示Mo 3d峰向低结合能方向移动，表明钼的氧化态持续降低，直至750°C时观察到纯Mo 3d峰。非原位开尔文探针力显微镜（KPFM）测量表明，随着衬底温度升高，局部功函数（Φ）从≈5.27±0.05 eV逐渐降至≈4.83±0.05 eV。在退火至750°C的过程中，还观察到带隙从β-MoO3纳米带的≈3.32 eV逐渐减小至钼纳米颗粒的零带隙。

    关键词： 原位X射线光电子能谱（XPS）、开尔文探针力显微镜（KPFM）、分子束外延（MBE）、钼纳米颗粒、β-三氧化钼纳米带、相变

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 地球丰产元素Cu-Zn-Sn-S太阳能电池中替代电子传输层的a-TiO?/Cu-Zn-Sn-S界面能级排列与纳米尺度研究

    摘要： 多年来，以丰富地球元素和纯硫化物为原料的铜锌锡硫（CZTS）太阳能电池效率一直停滞在9.4%左右，而其同类产品铜铟镓硒（CIGS）的效率已超过22%?？返缪梗╒OC）偏低是导致效率低下的主要挑战因素，这是由严重的非辐射界面复合引起的。传统CZTS-CdS界面因能量级排列不当和晶格失配存在较高缺陷态，加剧了陷阱辅助复合效应，从而导致低开路电压。本研究提出采用非晶态二氧化钛（带隙Eg=3.8 eV）作为传统低带隙硫化镉（Eg=2.4 eV）层的理想替代材料。通过X射线光电子能谱（XPS）和紫外光电子能谱（UPS）对CZTS-TiO2层表面及界面进行了研究，结果显示CZTS-TiO2界面呈现有利的"尖峰"状构型，其导带偏移值为0.17 eV。利用开尔文探针力显微镜对CZTS-TiO2层界面进行纳米尺度探测表明，与传统CZTS-CdS界面相比，CZTS-TiO2界面的复合势垒更高?；贑ZTS-TiO2异质结的光电探测器中光生载流子的快速衰减响应和较低持续光电导现象进一步验证了研究结果。能级排列与纳米尺度界面研究表明，二氧化钛可作为丰富地球元素CZTS太阳能电池极具前景的缓冲层替代材料。

    关键词： XPS、TiO2、CZTS、CdS、能级排列、KPFM、UPS、太阳能电池、界面复合

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 在有机太阳能电池上实施数据立方泵浦-探测开尔文探针力显微镜技术

    摘要： 报道了一种泵浦-探测开尔文探针力显微镜（pp-KPFM）的实现方法，该方法支持单点模式或二维网格模式下的时间分辨表面电势记录。光谱数据在开放z环路配置下获取，简化了pp-KPFM操作流程。通过电学泵浦测量验证了该方法的可行性。随后采用阴极光学功率依赖的点光谱曲线测量，以及裸露有机活性层表面光电压的二维时间分辨图像映射技术，研究了基于PTB7与PC71BM的体异质结太阳能电池的动态光响应特性。

    关键词： 开尔文探针力显微镜（KPFM）、时间分辨测量、体异质结、有机光伏、泵浦-探测配置、光生载流子动力学

    更新于2025-09-16 10:30:52