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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 纯化处理对单壁碳纳米管制备的透明导电薄膜电学性能的影响

    摘要： 由单壁碳纳米管（SWCNTs）制成的透明导电薄膜（TCFs）通常采用高纯度SWCNTs制备。获取高纯度SWCNTs是发挥其优异电学性能的关键步骤。本研究探讨了热处理与酸处理纯化工艺对TCFs电学性能的影响，这些纯化过程同时改变了SWCNT束的长度和直径。通过紫外-可见-近红外光谱测定SWCNT纯度，采用热重分析确定金属含量。将不同纯度的SWCNT水分散液喷涂于聚对苯二甲酸乙二醇酯基底制得TCFs，并比较薄膜直流电导率与光学电导率的比值。热纯化（TP）SWCNT TCFs的该比值高于热酸联合纯化（TAP）样品，尽管TP-SWCNTs的纯度低于TAP-SWCNTs。由于纳米级石墨颗粒和金属催化剂填充在碳纳米管束或网络间隙而不阻碍网络连接，TP-SWCNT TCFs中SWCNT束网络的导电通路排列更为有序。虽然SWCNT纯度影响TCFs导电性，但较小束径带来的低结点电阻网络特性对薄膜导电性的影响更为显著。

    关键词： 透明导电薄膜、薄膜网络形貌、纯化、单壁碳纳米管、纯度评估

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 光诱导下单壁碳纳米管内的硫传输

    摘要： 单壁碳纳米管（SWCNTs）的填充及对管腔内包覆物种的提取是调控基于SWCNTs材料功能特性的重要手段。本研究采用安瓿法合成了硫修饰的SWCNTs，通过透射电子显微镜、拉曼散射、热重分析、X射线光电子能谱和近边X射线吸收精细结构光谱等技术，分析了碳与硫的形貌及化学状态，证实了硫在SWCNTs管腔内的成功包覆。我们详细解析了SWCNTs与包覆态及外源硫物种相互作用的特性，特别是实验验证了包覆硫与主体SWCNTs之间的供体-受体相互作用。在高强度多色光子束持续原位辐照下，对比处理前后样品的X射线谱发现：硫从SWCNTs束内部迁移至表面，尤其存在从管腔中提取硫的现象。这些结果表明，适度加热填充纳米管可实现客体物种的脱包覆，从而调控局部组成及SWCNTs基材料的功能特性。

    关键词： X射线光谱学、封装、照明、单壁碳纳米管、硫、去封装

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 撤回：基于化学掺杂单壁碳纳米管的二极管

    摘要： 碳纳米管p-n结二极管有望成为下一代集成电路的构建?？?。研究人员制备了一种由单壁碳纳米管构成的p-i-n结二极管：一端为p型掺杂，另一端为n型掺杂，中间段保持未掺杂状态。其中p型掺杂采用六氯锑酸三乙基氧鎓形成空气稳定的电荷转移复合物（SWCNT+ -SbCl6-），而n型掺杂则使用聚乙烯亚胺作为电子给体。该器件展现出优异性能，具有高达10^3的整流比和仅23皮安的低反向饱和电流。

    关键词： p-i-n结二极管，整流特性，局部化学掺杂，单壁碳纳米管

    更新于2025-09-23 01:34:10

  • 基于单壁碳纳米管的高效柔性透明p型复合电极的理性设计

    摘要： 透明电极在电子和能源技术领域具有重要意义。目前市场上占主导地位的透明导电氧化物主要为n型导体，这限制了技术进步。单壁碳纳米管（SWCNTs）因其优异的空穴迁移率、导电性、透明度、柔韧性及功函数可调特性，近年来成为极具前景的p型透明导体。我们基于SWCNTs与聚(3,4-乙撑二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）、氧化钼及SWCNT纤维的组合，开发出一种新型p型柔性透明导电薄膜（TCF）的合理设计方案。通过SWCNTs-MoO3-PEDOT:PSS/SWCNT纤维结构配置，实现了550nm波长下90%透光率与17Ω/□的创纪录等效方阻，并具备高度柔韧性?；诟玫缂肭饣蔷Ч瑁╝-Si:H）研制的太阳能电池展现出卓越性能：短路电流密度达Jsc=15.03mA/cm2，SWCNTs/a-Si:H混合太阳能电池的功率转换效率创下PCE=8.8%的纪录。我们预期这种新型合理设计的p型TCF将为能源技术广泛应用开辟新途径——这些技术成功实施的前提正是材料需兼具高空穴导电性与透明度。

    关键词： 透明p型电极、柔性、复合、单壁碳纳米管、混合薄膜太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 软着陆尺寸选择金属纳米颗粒修饰悬浮单壁碳纳米管

    摘要： 我们描述了一种制备技术：将纯净、未缠结的单壁碳纳米管束与纯尺寸筛选的金属纳米颗粒结合。具体方法是将聚合物包裹的纳米管滴涂在纳米多孔透射电子显微镜膜网格上，将其安装在纳米颗粒沉积装置内，原位烘烤以去除聚合物涂层，随后暴露于纯尺寸筛选的金属纳米颗粒束中。后续电子显微镜成像显示，这些纳米颗粒负载于纯净悬浮的单壁纳米管上。该方法有望高效制备原型化学与物理器件——这些器件需要洁净且明确定义的纳米颗粒-纳米管杂化结构进行表征、成像及应用。

    关键词： 软着陆、沉积、单壁碳纳米管、尺寸筛选的纳米颗粒

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 声化学反应用于调控单壁碳纳米管的近红外光致发光特性

    摘要： 研究了超声辐照对单壁碳纳米管（SWNTs）光学性质的影响。在空气环境下，将(6,4)和(6,5)型SWNTs水悬浮液用十二烷基苯磺酸钠（SDBS）作为分散剂在D2O中进行超声处理时，观察到约1043和1118 nm处的红移光致发光（PL）峰，同时本征PL峰强度降低。在氩气氛围下使用SDBS超声时，光谱变化速率随超声时间增加而加快，并在1043、1118和1221 nm处出现新PL峰。当加入1-丁醇时，仅1043和1118 nm处出现PL峰，而1221 nm处的峰被抑制。另一方面，在胆酸钠存在下超声可获得高度分散的SWNTs悬浮液，且不改变SWNTs的本征光学性质。这些实验结果表明，通过控制超声条件（如表面活性剂类型、SWNTs浓度、反应环境及1-丁醇等抑制剂的存在），可以调控SWNTs的PL特性。

    关键词： 单壁碳纳米管、表面活性剂、声化学反应、光致发光、超声辐照

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 单壁碳纳米管薄膜在透明导电应用中的结构依赖性性能

    摘要： 我们研究了单壁碳纳米管的结构参数（即平均长度、直径和缺陷程度）与由这些纳米管组成的薄膜光电性能（等效方阻）之间的复杂关系。我们获得了一套系统描述二氧化碳浓度和生长温度影响的数据集?；谑笛榻峁颐侵っ鞲呃迩慷缺龋↖G/ID）、较长的长度和较大的直径能降低碳纳米管基薄膜的等效方阻。所采用的方法突出了在与α-Fe和γ-Fe催化剂相变温度一致时纳米管生长机制的变化。我们认为这项工作不仅对研究基于纳米碳的透明导电薄膜的研究人员具有重要价值，对揭示纳米管生长机制基础的研究者同样具有重要意义。

    关键词： 气溶胶化学气相沉积、纳米管生长机制、光电性能、透明导电薄膜、单壁碳纳米管

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 单壁碳纳米管包裹聚苯胺纳米纤维的痕量有毒氨气传感

    摘要： 本文对室温下单壁碳纳米管（SWCNTs）包覆聚苯胺纳米纤维（NPANI）氨气（NH3）气体传感器进行了两步增强处理与全面分析。研究采用高效且经济高效的快速原位化学聚合方法，成功合成了SWCNT-PANI复合材料。通过场发射扫描电子显微镜和HRTEM对样品的结构形貌及改性情况进行了表征，并利用FTIR和拉曼光谱研究了所制备纳米复合材料的化学环境相互作用，证实了纳米复合材料的成功形成。实验观测到10 ppm氨气浓度下，SWCNT、f-SWCNT（功能化SWCNT）和SWCNT-PANI复合传感器的响应度分别为5%-6%、18%-20%和24%-25%。与f-SWCNT和原始SWCNT传感器相比，SWCNT-PANI复合传感器展现出更高的重复性、选择性、长期稳定性及快速响应-恢复特性。研究还分析了浓度与温度依赖性的气体传感性能，传感器响应与氨气浓度呈线性关系，与温度升高呈反比关系。

    关键词： 拉曼光谱、快速原位化学聚合、氨气传感器、聚苯胺纳米纤维、场发射扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、高分辨透射电子显微镜、室温、单壁碳纳米管

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于单壁碳纳米管的光学传感器非共价工程方法

    摘要： 基于单壁碳纳米管（SWCNTs）的光学传感器存在权衡问题，限制了其在体内和体外环境中的应用。传感器的特性主要由用于将疏水性SWCNTs悬浮在水溶液中的非共价包裹方式决定，本文综述了几种不同包裹方式的优缺点。基于表面活性剂包裹的传感器可表现出更高的量子效率、稳定性、可扩展性，但选择性较差；而基于合成聚合物和生物聚合物包裹的传感器则往往量子效率、稳定性和可扩展性较低，但选择性更好。主要研究工作集中在优化基于DNA包裹的传感器上，这类传感器具有可通过合成修饰改善的中等特性。尽管迄今为止SWCNT传感器主要通过经验方法设计，本文重点介绍了基于迭代筛选的替代技术，为调节传感器特性提供了更具指导性的方法。这些更合理的技术能产生新的组合方案，融合各类纳米管包裹方式的优势，从而制造出高性能光学传感器。

    关键词： 光学生物传感、非共价增溶、选择性、分子识别、近红外传感器、单壁碳纳米管（SWCNTs或SWNTs）、荧光亮度

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 利用二硫化钼提高单壁碳纳米管-n型硅太阳能电池的效率

    摘要： 本研究聚焦于利用二硫化钼（MoS2）提升单壁碳纳米管与n型硅（SWCNTs-n型-Si）基太阳能电池的效率。研究团队首先制备并优化了不同复合结构的MoS2/SWCNTs-n型-Si薄膜以获得性能最佳的电池。通过扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和拉曼光谱分别检测薄膜的表面形貌、拓扑结构和元素特性。观测到单壁碳纳米管呈长圆柱状、二硫化钼呈晶体片层状，且碳纳米管随机分布于二硫化钼薄片间。拉曼光谱显示出单壁碳纳米管、硅和二硫化钼的特征峰。优化薄膜中添加二硫化钼使SWCNTs-n型-Si太阳能电池效率提升了约49%。

    关键词： 能级图，二硫化钼，太阳能电池，硅，形貌，单壁碳纳米管

    更新于2025-09-19 17:13:59