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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 基于溶胶-凝胶合成的狭缝涂布TiO?薄膜形貌相图

    摘要： 通过狭缝涂布印刷技术制备了具有定制纳米结构的中孔二氧化钛薄膜，该技术是一种简单、经济高效的薄膜沉积工艺，具备大规模制造潜力。基于这一工业友好型技术，二氧化钛薄膜具有与聚合物半导体器件相似的优势，例如易于规?；?。通过所谓的嵌段共聚物辅助溶胶-凝胶合成法，实现了包括泡沫状纳米结构、纳米线聚集体、塌陷囊泡和纳米颗粒在内的多种二氧化钛形貌。通过调节反应物的重量分数，在去除模板后探究了印刷二氧化钛薄膜的三元形貌相图。分别采用扫描电子显微镜和掠入射小角X射线散射技术研究了表面及内部形貌演变。特别关注泡沫状二氧化钛纳米结构，因其对太阳能电池应用等具有特殊价值。当二氧化钛前驱体异丙醇钛（TTIP）的重量分数较低时，可获得具有高均匀性且大孔径的泡沫状二氧化钛薄膜。通过X射线衍射和透射电子显微镜验证了高结晶度二氧化钛薄膜的锐钛矿相。

    关键词： 二氧化钛薄膜、结晶度、形貌相图、印刷、掠入射小角X射线散射（GISAXS）

    更新于2025-11-21 11:20:42

  • 溶剂对量子点发光二极管溶液法制备ZnO电子传输层界面及薄膜完整性的影响

    摘要： 溶液法制备的ZnO纳米粒子薄膜被广泛用作量子点发光二极管（QLEDs）中的电子传输层（ETLs）。虽然ZnO纳米粒子（NPs）的合成工艺已得到充分优化，但关于分散纳米粒子的溶剂如何影响成膜过程的研究却很少，而成膜过程对薄膜质量及其作为ETLs的功能性有着深远影响。本文全面研究了分散剂对旋涂法制备的ZnO纳米粒子薄膜材料和载流子传输性能的影响。研究选用了粘度和挥发性差异显著的四种低碳醇。以不同醇类分散的ZnO纳米粒子薄膜作为QLED结构的电子传输层，对比了器件的光电性能。研究发现高粘度醇会导致纳米粒子团聚，使薄膜表面粗糙并产生显著漏电流；而使用高挥发性溶剂时，溶剂蒸发过程中剧烈的蒸汽爆发会造成ZnO纳米粒子薄膜出现纳米裂纹。结果表明，合适的溶剂能改善溶液法制备的ZnO薄膜表面粗糙度和致密性，使QLED的电流效率产生30%的差异。这些发现清晰揭示了分散剂在制备高质量纳米粒子薄膜过程中的重要作用，可为提升QLED及各类溶液法器件的性能提供重要指导。

    关键词： 界面、溶剂、量子点发光二极管、电子传输层、氧化锌

    更新于2025-11-21 11:01:37

  • 双层Sillén-Aurivillius钙钛矿氧氯化物用于可见光驱动水分解的能带工程

    摘要： 近期，Bi4MO8X（M = Nb, Ta；X = Cl, Br）这类Sillen-Aurivillius型单层钙钛矿氧卤化物因其独特的价带结构被证实是具有前景的可见光响应光催化剂。本研究报道了一系列双层类似物A4A’M2O11Cl（A, A' = Bi, Pb, Ba, Sr；M = Ta, Nb, Ti）的合成、结构及光催化性能。通过两步法，采用不同组合的预制备多金属氧化物和氧卤化物前驱体，成功合成了包括十种新化合物在内的十四种材料。与价带顶（VBM）和导带底（CBM）几乎不变的Bi4MO8X形成鲜明对比的是，A4A’M2O11X的VBM和CBM会随组分变化产生一定程度的改变。例如在Sr2Bi3M2O11Cl中，用Pb和Ba取代Sr位点会导致价带和导带边缘移动从而缩小带隙。结构表征与DFT/马德隆势计算表明，观测到的能带边缘主要源于Bi/Pb 6s2孤对电子与O-2p轨道的相互作用以及Bi3+阳离子的马德隆位点势。此外，萤石层中Bi3+占据率较高的化合物表现出更优的光生电子传导性，从而在可见光下展现出更好的水氧化光电化学性能。

    更新于2025-11-19 16:51:07

  • 含有纳米纤维素和SrF2:Ho颗粒的复合上转换发光薄膜

    摘要： 提出了一种基于含Sr1-xHoxF2+x颗粒的纳米纤维素基质的上转换发光复合薄膜的制备方法。通过硫酸水解与超声处理相结合，我们从多种原料（粉末状硫酸漂白木浆、蓝带滤纸和微晶纤维素Avicel）中合成了一系列稳定的纳米纤维素分散液。测定了水相分散液中纤维素纳米粒子的尺寸分布。采用溶液浇铸法结合环境条件下溶剂蒸发工艺，利用纤维素纳米晶体（CNC）和/或纤维素纳米纤维（CNF）分散液制备了薄膜。研究了纤维素纳米粒子的尺寸形貌、纳米纤维素表面形态、结晶度指数、聚合度及光学性能。将CNC水相分散液与上转换Sr1-xHoxF2+x颗粒混合后获得均匀悬浮液。最终采用溶液浇铸技术制备了CNC/Sr1-xHoxF2+x和CNC/CNF/Sr1-xHoxF2+x纳米复合薄膜。CNC/CNF分散液用于生产柔韧耐用、透明的复合薄膜。合成的纳米复合材料在1912 nm激光辐射激发Ho3+时展现出强烈红光发射。所得上转换发光复合薄膜可作为光子学领域（特别是近红外激光标记与辐射可视化、发光传感）的潜在材料。

    关键词： 纳米复合材料、上转换发光薄膜、纤维素纳米纤维、纤维素纳米晶体、SrF2:Ho3+

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 纳米结构Gd3–x–yYbxEryBWO9硼钨酸盐的合成与发光性能

    摘要： 采用柠檬酸和甘露醇的Pechini法合成后，经800-1000°C退火处理，我们制备了具有六方对称性（空间群P63）的纳米结构稀土硼钨酸盐：未掺杂的Gd3BWO9以及含Yb3+和Er3+活性离子的Gd3–x–yYbxEryBWO9。在974 nm红外激光激发下，测量了Gd3–x–yYbxEryBWO9中Er3+离子对应2H11/2、4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁的上转换发光光谱。光谱由红光区和绿光区的两组展宽谱带组成，其中绿光区发光更强，包含对应Er3+ 2H11/2、4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁的两个谱带。我们分析了退火温度对Gd3–x–yYbxEryBWO9上转换发光强度的影响，并测定了该硼钨酸盐的上转换发光能量效率。当Yb:Er=7:1时，荧光粉获得最高效率值Ben=0.19%。

    关键词： 纳米荧光粉、稀土硼钨酸盐、上转换荧光粉

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 通过[Zn(H2O)(O2C5H7)2]在1-丁醇中热分解制备纳米晶ZnO：合成及其作为传感材料的测试

    摘要： 研究了1-丁醇中溶液[Zn(H2O)(O2C5H7)2]的热处理条件（温度125-185°C，处理时间2、4和6小时）对所形成纳米晶且弱聚集氧化锌的分散性和微观结构的影响，该氧化锌是光电子学领域（包括作为化学气体传感器受体材料）的潜在组分。红外光谱显示前驱体分解通过配体的Cβ-Cγ键断裂形成丙酮和乙酸丁酯。确定在最低处理温度和时间（125°C，2小时）下，ZnO纳米颗粒近乎球形；而在苛刻条件下则形成棒状颗粒。在125°C（处理时间4和6小时）时，棒状颗粒组织成形状类似束状的致密团聚体，而在更高温度下ZnO纳米颗粒无聚集现象。采用125°C（处理时间2和4小时）合成的ZnO纳米粉通过丝网印刷获得的氧化涂层表现出高CO选择性和灵敏度（4-100 ppm）。

    关键词： 氧化锌、乙酰丙酮、氧化锌、气体传感器、纳米粒子、1-丁醇

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • F4-TCNQ在无机基底和纳米结构上的生长机制

    摘要： 有机半导体四氟四氰基醌二甲烷（F4-TCNQ）是掺杂有机半导体、二维材料及无机化合物（如氧化锌）的理想候选材料，同时能有效增强有机电子器件接触界面的载流子注入能力。为评估其作为功能化材料或器件中电活性组分的适用性，我们系统研究了F4-TCNQ在不同无机基底上超过首层单分子膜后的生长模式——这些基底具有广泛的物理、化学及形貌表面特性差异。所用材料包括硅、碳化硅、硅基石墨烯、蓝宝石、纳米晶金刚石，以及氮化镓（GaN）薄膜和纳米线阵列。虽然表面终止状态会影响所有被研究基底上形成的F4-TCNQ岛状结构的形貌，但未观察到生长模式与基底掺杂类型及浓度存在显著关联。研究发现GaN纳米线会作为F4-TCNQ岛的成核位点，并被数层F4-TCNQ覆盖形成闭合同轴壳层。结论表明：F4-TCNQ通过包含不同尺寸/形状单分子膜与岛状结构的Stranski-Krastanov生长模式成核。本研究成果为将F4-TCNQ作为纳米线应用的功能化材料提供了基础生长依据。

    关键词： 氮化镓纳米线、表面功能化、生长模式、有机半导体、有机电子学、表面掺杂、F4-TCNQ

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 金属薄膜的片上快速自修复

    摘要： 自修复行为（即自主抵消损伤的能力）存在于某些无机材料中，近期已扩展至多种人工系统。金属材料的修复通常需要通过炉内热处理进行热激活以促进损伤修复。然而高温处理使得这些方法无法适用于芯片微电子元件等温度敏感系统。本研究通过设计镍/铝多层膜作为芯片内置热源，展示了一种无需外部退火的金属薄膜按需修复新概念。该工艺基于利用热源中固态反应产生的孤立自持热波来焊接不同金属薄膜中的裂纹。修复过程在室温下通过极小电流输入即可激活，原位探测显示其能在1毫秒内实现高达500纳米宽裂纹的显著电导率恢复，速度比传统炉式方法快数个数量级。这种本征热源修复为金属薄膜的快速芯片内修复提供了独特方案，将为从植入式医疗设备到太空探测器仪器等难以触及的电子系统防失效提供新的技术灵活性。

    关键词： 反应性多层膜、自修复、内热源、薄膜

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过低温合成法螯合二苯铵卤化物配体的CsPbBr3纳米晶体的形貌与光电性能研究

    摘要： 本研究采用低温法合成全无机溴化铯铅CsPbBr3纳米晶（NCs）作为发光器件的活性层。为改善CsPbBr3 NCs的成膜性和光电性能，在油胺用量基础上按比例添加了0至0.15摩尔分数的表面配体溴化二苯铵（DPABr）。实验结果表明，引入0.1摩尔分数DPABr的CsPbBr3 NCs性能最佳。SEM和AFM结果显示，通过引入DPABr形成了表面粗糙度仅4.6 nm的光滑无针孔CsPbBr3 NCs薄膜。引入的溴离子可钝化CsPbBr3 NCs表面空位，使其光致发光量子产率（PLQY）从原始的38%提升至72%。此外，短链且富π电子的苯基有助于增强载流子向纳米晶核的注入，避免长烷基链的油酸和油胺阻碍载流子传输，从而提高了CsPbBr3 NCs的电导率?；?.1摩尔分数DPABr的优化器件最大亮度和电流效率较原始器件分别提升了2.3倍和3.3倍。

    关键词： 钙钛矿纳米晶体、低温法、光致发光量子产率、表面钝化、二苯胺溴盐

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 采用原子层沉积法填充Al?O?的硅纳米粒子薄膜在光传感器、发光及光伏领域的应用

    摘要： 溶液法制备的晶体硅纳米颗粒（Si NPs）薄膜在各类电子与光电子器件中具有巨大应用潜力。然而，这类薄膜因超高比表面积和高表面能而固有不稳定性，在环境条件下易发生自发氧化降解。本研究探索采用原子层沉积（ALD）技术来稳定并潜在功能化溶液法制备的Si NPs薄膜，以应用于（光）电子器件如薄膜晶体管、光电传感器、发光器件及光伏器件。我们通过湿化学法与喷涂工艺制备了表面配体极短（Si-H封端）且随机分布的Si NPs薄膜，随后利用ALD填充Al2O3。通过显微结构与光学形貌分析，证实了ALD对Si NPs薄膜的填充可行性，并探究了这些薄膜的抗氧化稳定性。此外研究表明，ALD填充会改变Si NPs薄膜的发光特性，包括无序相关发射特征的相对猝灭以及表面介电限制效应的变化。本工作揭示了ALD技术在制造基于Si NPs乃至更广义纳米硅材料的实用化稳健功能纳米材料方面的重要价值。

    关键词： 光致发光特性、纳米粒子薄膜填充、硅纳米晶薄膜、空气稳定性、原子层沉积

    更新于2025-09-23 15:21:01