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oe1(光电查) - 科学论文

152 条数据
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  • 光和重空穴在电场与磁场作用下的自旋相关隧穿

    摘要： 在一个施加了外电场和磁场对称异质结构中，分析了轻空穴与重空穴的自旋相关隧穿效应。针对轻空穴与重空穴的极化效率，讨论了偏置电压、磁场及反向偏压的影响。随着偏置电压升高，自旋向上与向下的轻空穴电流密度持续增大并趋于饱和，而自旋向上的重空穴电流密度几乎可忽略不计。相较于轻空穴，所施加的偏置电压和磁场对重空穴的共振极化能、极化效率及电流密度具有更显著的影响。

    关键词： 异质结构，反向偏压，电流密度

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 单晶α-MoO3层在层状材料生长模板上的范德华外延生长

    摘要： 通过简单地在环境条件下蒸发非晶氧化钼薄膜，单层和多层α-MoO3纳米片成功生长于二维衬底上。尽管存在较大晶格失配，单晶α-MoO3纳米片（无晶界）仍能外延生长于多种二维衬底。生长过程中，准稳态单层α-MoO3首先覆盖二维衬底，随后额外层持续堆叠生长于首层之上。随着厚度减小，α-MoO3带隙从2.9 eV增大至3.2 eV。此外，由于氧空位和表面吸附物作用，合成的α-MoO3呈现高度n型掺杂且功函数较小。因此α-MoO3场效应晶体管(FET)展现出典型n型导电特性。该工作揭示了超薄α-MoO3在二维材料电子器件中的巨大潜力。

    关键词： 功函数、范德华外延、能带结构、空位、过渡金属氧化物、稳定性、二维材料、晶格失配、晶体管、异质结构

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • VO?中的等结构金属-绝缘体转变

    摘要： 强关联材料中的金属-绝缘体转变通常与对称性破缺的结构相变耦合。这种耦合不仅增加了理解该现象基本机制的难度，也限制了未来电子器件的速度和耐久性。我们在范德瓦尔斯氧化物这一典型强关联材料的外延异质结构中，展示了一种同构、纯电子驱动的金属-绝缘体转变。通过薄膜合成、结构与电学表征以及理论建模的综合研究揭示：界面相互作用在不改变晶体结构的前提下抑制了该关联绝缘体中的电子关联效应。这种相互作用稳定了非平衡金属相，从而实现了同构金属-绝缘体转变。该发现将为强关联材料的相变研究提供新见解，并有助于器件功能的设计。

    关键词： 电子相变、二氧化钒、金属-绝缘体转变、关联材料、异质结构

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 二维垂直异质结构的拆解

    摘要： 作为讨论最广泛的领域之一，纳米材料的组装一直备受研究关注。然而其逆过程——解组装，目前仍局限于生物分子范畴。特别是在新兴的二维研究领域，解组装问题尚未得到探索。受DNA分子通过破坏分子间氢键实现解组装的启发，本研究首次通过削弱层间范德华力实现了二维垂直异质结构（2DVHs）的解组装。以ReS2/WS2垂直异质结构为例，成功将其解离为独立组分。通过密度泛函理论计算研究了2DVHs的解组装过程，模拟显示解组装促进剂首先激活异质结构，随后层间范德华力减弱导致结构解体。该解组装过程证明其具有拓展为通用策略的巨大潜力，可应用于其他二维超结构的解组装。

    关键词： 异质结构、解离、二维材料、范德华相互作用、解离促进剂

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 利用电解法调控Se/n-Si异质结构的电子特性

    摘要： 不同晶体材料的异质结构是光电器件发展的关键。此类结构依赖晶格常数匹配以实现高效传输。然而非晶材料——非晶硒在高能光电子学中正变得日益重要。因此有必要理解它与传统晶体材料形成的异质结构。由于这类异质结构的传输性能会受到晶格失配限制，改进传输的方法不可或缺。我们研究了电解对沉积在n型硅上的硒基多层薄膜（Se/n-Si）电子特性的影响，表明通过电解处理可改变导电性和光电响应。将Se/n-Si样品的硒表面作为阳极进行氯化钠溶液电解后，在黑暗和光照条件下通过电流-电压及电容-电压变化对样品进行测量。与未电解处理的样品相比，电解处理后的样品显示出更高的传导电流和光电流。这是由于氯元素进入硒中影响了载流子寿命：延长了空穴寿命并缩短了电子寿命。因此我们认为电解可用于调控Se/n-Si异质结构的电子特性。

    关键词： 硫属化物半导体、非晶硒、异质结构、电化学

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 磷化硼/蓝磷烯与F4TCNQ/蓝磷烯异质结构的新型电子结构及增强光学性质：一项DFT+NEGF研究

    摘要： 蓝磷烯（Blue-p）作为黑磷烯的同素异形体，因其具有磷原子平面排列的六方晶体结构而备受关注。然而，其间接带隙特性严重限制了在光电子学领域的应用。通过将磷化硼（BP）和有机分子2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷（F4TCNQ）分别与蓝磷烯堆叠，我们构建了BP/Blue-p和F4TCNQ/Blue-p异质结构。研究发现：BP/Blue-p异质结构具有0.605 eV的直接带隙，且可通过面内应变和外加电场进行调控；该结构在紫外区展现出优异的光吸收性能并具有增强的输运特性。此外，掺杂F4TCNQ形成的F4TCNQ/Blue-p异质结呈现II型半导体特性，在费米能级处具有平伏价带和范霍夫奇点，可实现极低的带内隧穿效应，从而在晶体管导通状态下产生低静态功耗与大驱动电流。基于这些卓越的电学、光学及输运特性，蓝磷烯基异质结构有望成为电子与光电器件的理想候选材料。

    关键词： 密度泛函理论、光学性质、电子性质、输运性质、蓝磷烯、异质结构、磷化硼、F4TCNQ、非平衡格林函数

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 用于光伏应用的甲基铵铅碘钙钛矿直接硅异质结构

    摘要： 我们首次研究了采用直接n-Si/MAPI（甲基铵铅三碘化物）双面异质结的光伏器件形成机制（作为双端串联器件的潜在替代方案），该结构中电荷可能同时从硅和MAPI层产生并收集。通过测试结构证实n-Si/MAPI结具有光活性，且螺-OMeTAD在n-Si/MAPI器件中起到"针孔阻挡"层作用。我们制备了Al/n-Si/MAPI/螺-OMeTAD/Au结构的双端"衬底"几何器件，并研究了半透明金电极厚度与硅电阻率变化的影响。外量子效率和电容-电压测量表明该结在硅侧呈单边特性——大部分光电流产生于硅层，且在MAPI带隙以上出现光响应的急剧截止。能带图构建显示n-Si/MAPI界面存在高达0.5 eV的上弯价带尖峰，可能阻碍载流子流动。开尔文探针瞬态测试及电流-电压、电容-电压测量中的异常特征均证实该界面存在空穴积累现象。器件实现了无迟滞的最佳功率转换效率2.08%（开路电压0.46 V，短路电流密度11.77 mA/cm2，填充因子38.4%），首次证明可直接在MAPI与n-Si之间构建异质结光伏器件。同时探讨了双面n-Si/MAPI异质结的进一步发展前景。

    关键词： 异质结构，MAPI/硅 甲基铵铅碘，甲基铵铅三碘化物（MAPI），异质结，硅

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 碳纳米管/二维钙钛矿异质结构中揭示的二维钙钛矿单晶光增强离子迁移及其光存储应用

    摘要： 夹在两层长链有机分子之间的二维（2D）杂化钙钛矿是一类新兴的低成本半导体材料，具有独特的光学特性和增强的耐湿性。与传统半导体不同，钙钛矿中的离子迁移是一种独特现象，可能导致载流子寿命延长、电流-电压迟滞效应以及低频巨介电响应。虽然关于体相杂化钙钛矿中离子迁移的研究众多，但对其二维对应物的了解甚少，尤其是光激发诱导的离子迁移机制。本研究构建了剥离型二维钙钛矿/碳纳米管（CNT）异质结构场效应晶体管（FET），不仅展示了其在光存储应用中的潜力，还探究了光诱导离子迁移机理。结果表明：该FET的I-V特性曲线可通过光照调控，在不同CNT氧掺杂条件下呈现两种相反的变化趋势。温度依赖性研究表明，I-V曲线的改变可能源于二维杂化钙钛矿中的离子重分布。第一性原理计算显示光照会降低碘空位的迁移势垒。器件模拟表明（由离子迁移增强导致的）二维杂化钙钛矿介电常数提升，可再现实验观测到的I-V曲线变化趋势。最终合成的FET器件展现出多级光存储功能。本研究不仅阐明了二维杂化钙钛矿中独特的离子迁移行为，更为传统半导体无法实现的多类新型存储应用提供了可能。

    关键词： 光忆效应，碳纳米管，离子迁移，二维钙钛矿，异质结构

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 由一维和二维多形体组成的有机异质结构在光子学中的应用

    摘要： 有机异质结构体（OHSs）由有机微/纳米晶构成，对未来集成光电子学的发展至关重要。然而，材料稀缺与相分离问题仍阻碍着OHSs的精细合成。本研究基于3,3′-((1E,1′E)-蒽-9,10-二基双(乙烷-2,1-二基))二苯甲腈（m-B2BCB）这一有机化合物的α相一维（1D）微棒和β相二维微片，成功简易合成了由这两种多晶型相组成的OHSs。其生长机制可归因于α相（主干）(001)晶面与β相（分支)(010)晶面之间仅5.8%的低晶格失配率。值得注意的是，该OHSs可实现多端口输入/输出通道，展现出不同输出通道的结构依赖性光学信号。因此，本实验证明了OHSs中多晶型的巨大潜力，为多功能有机集成光子电路提供了更广阔的应用前景。

    关键词： 异质结构、集成光电子学、精细合成、晶格失配、多晶型

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 用于光电子应用的大规模MoS?/WS?、WS?/MoS?、WS?/石墨烯和MoS?/石墨烯二维-二维异质结构的金属有机气相外延生长

    摘要： 大多数关于二维材料（光）电子器件的研究都依赖于嵌入传统三维半导体、电介质和金属中的单原子层。然而，通过不同二维材料的异质结构，可以降低缺陷密度、优化载流子或激子传输过程并提高稳定性，从而定制二维组件的性能。这为新型器件设计提供了额外且独特的自由度。二维层近乎无限的潜在组合方式催生了许多引人入胜的应用。与机械堆叠不同，金属有机气相外延（MOVPE）技术有望实现具有洁净锐利界面、大面积高度均匀的二维层堆叠。本文展示了在2英寸蓝宝石（0001）衬底上直接连续生长MoS?/WS?和WS?/MoS?异质结构的MOVPE工艺，首次报道了仅采用MOVPE技术制备大面积MoS?/石墨烯和WS?/石墨烯异质结构，并分析了生长时间对WS?在石墨烯上成核的影响。

    关键词： 金属有机气相外延、二硫化钨、二硫化钼、异质结构、二维材料、石墨烯、光电子应用

    更新于2025-09-23 15:19:57