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oe1(光电查) - 科学论文

147 条数据
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  • 通过原子层沉积二氧化钛并随后进行聚乙烯基倍半硅氧烷改性实现防紫外线丝绸织物的简易制备

    摘要： 为开发具有紫外光防护功能的丝绸织物，采用原子层沉积法在丝绸表面均匀沉积了纳米级二氧化钛涂层，并进一步涂覆聚乙烯基倍半硅氧烷以增强其疏水性和抗紫外性能。扫描电子显微镜与原子力显微镜观测显示，二氧化钛涂层具有层级微纳结构，这主要导致原子层沉积处理后织物水接触角从约0°提升至120°。高达76.325纳米的均方根表面粗糙度也是改善润湿性的关键因素。此外，经低表面能聚乙烯基倍半硅氧烷修饰的二氧化钛涂层丝绸展现出更优异的疏水特性。更重要的是，该处理在基本不改变丝绸光泽度的前提下，显著提升了织物的抗紫外能力和抗黄变性能。这种制备工艺简便易行，适用于开发兼具良好拒水性和抗紫外功能的多功能纺织品。

    关键词： 聚乙烯基倍半硅氧烷、紫外线防护、二氧化钛、丝绸织物、原子层沉积

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 通过五步可扩展工艺制备的透明p-Cu0.66Cr1.33O2/n-ZnO异质结

    摘要： 采用透明且具有导电性的p型非化学计量铜铬氧化物薄膜构建了p-Cu0.66Cr1.33O2/n-ZnO异质结。该结通过包含金属有机化学气相沉积、原子层沉积、化学湿法蚀刻和光学光刻的新型五步简易工艺制备而成。最后增加650和700°C不同温度的热退火步骤，以调控黄铁矿型氧化物的电学特性，从而优化p-n结的电学性能。本研究旨在解决透明且可工业化放大的整流p-n结短缺问题，这类结能为透明电子器件开辟多种应用路径。实验获得了6.6的优异理想因子η和50%的可见光透过率。本文不仅阐明了结的电子响应机制，还通过能带排列与费米能级调控，深化了对材料物理特性的理解。

    关键词： 原子层沉积、光学光刻、热退火、黄铁矿结构氧化物、金属有机化学气相沉积、p-Cu0.66Cr1.33O2/n-ZnO异质结、透明电子学、化学湿法蚀刻、费米能级调控

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 通过原子层沉积促进MoS?纳米层在SiO?表面独立形成的策略：一项DFT研究

    摘要： 在本研究中，我们采用密度泛函理论计算来探究MoS?原子层沉积过程中在SiO?(001)表面缓冲层的最初形成阶段。先前研究已阐明：以Mo(NMe?)?(NtBu)?为前驱体、H?S为共反应物的自限制原子层沉积(ALD)反应，最终会在SiO?(001)表面形成所谓"结构单元"。该结构单元底部通过钼原子与SiO?(001)表面氧键合，顶部则连接末端硫原子。电子能带结构计算表明，由这些结构单元构成的后续沉积缓冲层具有远非理想的（光）电学特性?；谘芯糠⑾?，我们提出替代性ALD化学方案，可形成所谓"支撑型结构单元"。在此团簇中，钼原子由硫原子支撑，从而抑制缓冲层形成。这最终有利于界面处独立共形二维MoS?纳米层的生成。通过所提出的化学方案，沉积层的（光）电学特性将得以保持。

    关键词： 光电特性，二硫化钼，二氧化硅，密度泛函理论，原子层沉积

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 通过原子层沉积技术在超低温下制备的高性能透明柔性薄膜晶体管

    摘要： 采用原子层沉积（ALD）技术，分别以氧化锌（ZnO）和氧化铝（Al2O3）作为沟道层与介电层，在80、90和100°C的极低温度下成功制备出具有多晶沟道的底栅结构高性能透明柔性薄膜晶体管（TFT）。相较于必须经历高温制备及生长后退火工艺的硅基TFT，该器件性能更优。其中100°C生长的TFT展现出最佳性能，这归因于其最低的晶界陷阱密度。此外，这些TFT成功转移至塑料衬底后未出现性能衰减，呈现出37.1 cm2 V?1 s?1的高迁移率、VDS=0.1V时10?的高开关电流比、0.38 V/dec的小亚阈值摆幅、1.34V的适中阈值电压以及优异的偏压稳定性。

    关键词： 底栅/顶接触、薄膜晶体管、氧化物、原子层沉积、氧化锌、铝

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 原子层沉积的SiO?在(010)取向(Al?.??Ga?.??)?O?上的能带排列

    摘要： (AlxGa1?x)2O3/Ga2O3体系因异质结构场效应晶体管而备受关注。器件设计的重要参数包括(AlxGa1?x)2O3栅介质的选择及其异质界面能带排列。本研究采用X射线光电子能谱测量了SiO2/(Al0.14Ga0.86)2O3异质界面的价带偏移量。其中SiO2通过原子层沉积(ALD)法覆盖在分子束外延生长的单晶β-(Al0.14Ga0.86)2O3上。反射电子能量损失谱测定SiO2带隙为8.7 eV，结合O 1s峰高分辨XPS数据及弹性损失起始点确定(Al0.14Ga0.86)2O3带隙为5.0 eV。测得ALD SiO2/β-(Al0.14Ga0.86)2O3体系的价带偏移量为1.60±0.40 eV（跨立型能带，I类排列），导带偏移量为2.1±0.08 eV，能有效限制电子输运。

    关键词： X射线光电子能谱，(Al0.14Ga0.86)2O3，SiO2，原子层沉积，导带偏移，能带排列，价带偏移

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 原子层沉积法合成的TiO?保护铝掺杂氧化锌透明导电氧化物具有增强的电化学稳定性

    摘要： 多孔三维材料上的透明导电涂层常被用作光化学应用中光电极设计的集流体。这类结构能在化学合成的光活性覆盖层中实现更好的光捕获与吸收，同时最小化集流体层的寄生吸收。原子层沉积（ALD）特别适用于为结构化材料制备如锡掺杂氧化铟（ITO）和铝掺杂氧化锌（AZO）等透明导电氧化物（TCO），因为该工艺仅针对暴露表面进行沉积。与视线沉积法（蒸发、喷雾热解、溅射）不同，ALD能触及整个复杂界面形成共形透明导电层。虽然ITO和AZO可通过ALD制备，但它们本质上易溶于水分解等电化学应用常见的酸碱环境。要发挥ALD在这些应用中的独特优势，关键在于开发具有增强化学稳定性的TCO层制备策略。采用稳定材料的超薄涂层可在保持所需功能的同时?；げ晃榷ǖ牡缁Ы缑妗? 本文通过实验表征了经10纳米TiO??；げ惚；さ腁LD沉积AZO TCO薄膜的化学与电化学稳定性。研究表明，与未保护的同批次AZO薄膜相比，TiO??；げ闶笰ZO的化学稳定性提升数个数量级。在酸性和碱性环境中，其电化学稳定性均相应增强。实验证明：当添加适当电催化剂时，TiO??；さ腁ZO可作为阴极析氢（HER）和阳极水氧化（OER）半反应的TCO用于碱性水分解，以及在酸性条件下实现HER。由此表明，ALD可用于合成化学稳定的TCO异质结构，从而拓展构建复杂光电极架构时可用的材料范围及电化学环境。

    关键词： 水分解、透明导电氧化物、原子层沉积、电化学稳定性、铝掺杂氧化锌、二氧化钛?；げ?

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 具有超低贵金属负载量的纳米多孔SnO?/Fe?O?/IrO?薄膜复合电极的增强型析氧反应活性

    摘要： 在中性pH条件下，导电SnO?层与少量IrO?表面助催化剂可提升纳米多孔Fe?O?电极的析氧反应催化效率。因此采用原子层沉积技术在阳极氧化铝模板上依次制备SnO?、Fe?O?和IrO?薄层。首先通过导电SnO?层修饰Fe?O?电极并进行不同退火处理以优化催化性能，稳态电解、电化学阻抗谱、X射线晶体学及X射线光电子能谱联合分析表明：当两层均呈非晶态时，催化转化与电子提取效率最高。随后在电极表面沉积极低铱负载量（7.5 μg cm?2）的微量IrO?，该电极在黑暗条件下展现出优异的长期稳定性（至少15小时），并在η=0.38 V/pH 7时达到最大稳态电流密度0.57±0.05 mA cm?2（η=0.48 V时为1.36±0.10 mA cm?2）。相比同几何结构的纯Fe?O?电极，该结构实现了载流子分离，并使光电解水氧化起始电位降低300 mV。

    关键词： 氧化铱、水分解、纳米结构、氧化铁、原子层沉积

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 多孔硅衬底对MOCVD和ALD氧化钌纳米层结构、力学及光学性能的影响

    摘要： 近年来，氧化钌（RuO2）因其光催化特性和光电化学（PEC）性能受到广泛关注。本研究通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）和原子层沉积（ALD）技术在n型多孔硅（PSi）上生长了RuO2纳米层。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、能量色散X射线光谱（EDX）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、显微拉曼光谱、漫反射和光致发光（PL）光谱等手段研究了所得纳米结构的形貌、力学及光学性能。结果表明：MOCVD法使RuO2沿孔道分布不均匀，主要沉积在PSi近表面；而ALD法获得的钌分布在整个孔道内呈保形状态。通过TEM、XRD和拉曼光谱测定了RuO2纳米晶的平均尺寸及机械应力。研究表明ALD样品结晶性良好，而MOCVD样品的晶相随RuO2层厚度增加而改善。证实ALD和MOCVD过程中均形成了水合RuO2。MOCVD样品的电导率略高于ALD样品。MOCVD制备样品的禁带宽度（Eg）平均值与注入次数相关。RuO2纳米层淬灭了PSi基体的本征PL。讨论了MOCVD与ALD样品结构、光学及力学性能间的关联性。

    关键词： 金属有机化学气相沉积，氧化钌，原子层沉积，多孔硅

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • Al?O?/ZrO?双层高k介电材料用于减少原子层沉积过程中对MoS?沟道层的损伤

    摘要： 为将二维过渡金属硫化物（TMDCs）应用于电子器件，需采用顶栅器件结构。然而，在沉积上层介电层过程中，沟道层存在受损风险。由于二维TMDCs由数个原子级薄层构成，这种损伤可能显著降低整体电学性能。本研究探究了单层Al2O3和ZrO2介电材料原子层沉积（ALD）过程中二硫化钼（MoS2）的损伤情况，发现根据ALD工艺条件（氧化剂种类与生长温度），MoS2层会出现不同程度的损伤。为减少损伤，我们通过开发两步ALD工艺制备了双层Al2O3/ZrO2介电结构。值得注意的是，该器件的电学性能较单层介电材料有显著提升，表明这种两步法能满足未来二维TMDCs基电子器件的需求。

    关键词： 二维过渡金属硫化物，高介电常数介质，原子层沉积，二硫化钼

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 通过原子层沉积技术在Bi2WO6上构建Fe2O3异质结光电极，实现四环素的高效光电化学传感与降解

    摘要： 本文描述了通过结合Bi2WO6的湿化学合成与原子层沉积（ALD）技术制备Fe2O3层，从而构建异质结光电极的方法。通过控制沉积循环次数，将不同原子厚度的Fe2O3层叠涂覆于旋涂制备的Bi2WO6纳米片上，并研究了Fe2O3层厚度对光电催化检测与修复的影响。在Bi2WO6表面沉积15纳米Fe2O3层时，在可见光激发下获得最佳光电化学响应。在外加偏压0.6V条件下，15纳米Fe2O3-Bi2WO6（4.3 μA/cm2）的性能较原始Bi2WO6（1.2 μA/cm2）提升3.6倍，这归因于光吸收光谱范围扩大及光生载流子高效转移（通过抑制电子-空穴复合实现）。该优化光电极对水溶液中四环素抗生素的检测限达0.3 μM，并能光电解约95%的四环素。采用ALD制备的异质结光电极结构可通过推导机制，以稳定可重复的方式实现低成本、非酶促安培法检测与降解四环素。本策略可用于制备多种应用场景的光电极。

    关键词： 原子层沉积、传感、异质结光电极、光电化学、Fe2O3-Bi2WO6

    更新于2025-09-10 09:29:36