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oe1(光电查) - 科学论文

40 条数据
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  • 石墨烯在Cu(111)表面优先成核于CuO缺陷而非Cu2O：密度泛函理论计算与实验的结合

    摘要： 众所周知，降低成核密度是提升石墨烯生长质量的有效途径。本研究采用密度泛函理论（DFT）结合弹性能带法（NEB），探究了Cu(111)基底上CuO缺陷周围石墨烯的成核与生长机制，并分析了初始成核阶段的缺陷形成机理。通过计算碳原子吸附能及碳-碳二聚体形成的反应能垒表明：人工引入CuO缺陷可促进石墨烯在Cu(111)表面的初始成核，从而抑制洁净Cu(111)基底上的成核过程。该结论已通过化学气相沉积（CVD）法制备石墨烯的实验得到验证。进一步研究发现，在CuO"晶种"周围生长的石墨烯能保持结构完整性且不会显著产生缺陷碳环。本研究为通过人工引入CuO晶种可控制备大尺寸高质量石墨烯提供了理论基础与指导依据。

    关键词： 氧化铜、氧化亚铜、石墨烯、密度泛函理论、成核

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 用于增强阳光诱导光催化降解有机污染物的CuO修饰富缺陷ZnO纳米片的可控合成

    摘要： 我们报道了一种由铜纳米颗粒（CNPs）与富含缺陷的氧化锌纳米片构成的独特异质结纳米复合材料的合成及其在水修复中的应用研究。通过系统调控CNPs的功能化程度，可改变该异质结的光学、结构及光催化性能，这些变化与透射电镜（TEM）、紫外漫反射光谱（UV-DRS）和电子顺磁共振（EPR）的检测结果高度吻合。以太阳能（850W/cm2）作为可再生能源激发源，通过降解罗丹明6G（R6G）、亚甲基蓝（MB）和甲基橙（MO）三种有机染料污染物，评估了该异质结的光催化修复能力。研究发现：CNPs负载密度与光学吸收率及带隙窄化程度呈直接线性关系；初始阶段光解效率的提升源于CNPs附着改善了可见光响应并减小了带隙，而后续活性下降则与CuO功能化过程中产生的自复合中心有关。经优化的CNP改性氧化锌纳米片分别在80分钟、40分钟和60分钟内完全分解了10μM浓度的R6G、MB和MO染料溶液。

    关键词： 半导体、氧化铜、光催化、氧化锌、染料降解

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [IEEE 2019国际能源与可持续发展会议(IESC) - 美国纽约州法明代尔(2019.10.17-2019.10.18)] 2019国际能源与可持续发展会议(IESC) - 用于太阳能电池应用的金属氧化物基异质结薄膜

    摘要： 过去几年，人们对实现可持续技术和环境保护的完全绿色未来的兴趣与发展呈指数级增长。清洁能源的采用正在推进，其中太阳能光伏（PV）技术处于领先地位。为使光伏行业与当前常规发电方式保持竞争力，需要一种使用廉价材料并通过低成本沉积方法制造的替代性经济型光伏组件。在众多候选材料中，金属氧化物（MO）半导体因其储量丰富、无毒、化学性质稳定，且能在常温条件下通过低成本技术进行沉积，成为实现这一目标的极具潜力的材料。 本报告采用逐层沉积n型和p型金属氧化物半导体的方法制备了p-n结太阳能电池。以Co?O?和CuO作为吸收层，ZnO作为窗口层，通过简单的旋涂沉积法使它们相互接触。通过研究光电流密度（JSC）、光电压（VOC）以及材料的结晶度来表征其光电特性。观测发现，Co?O?的晶粒尺寸（26.66纳米）大于CuO（24.86纳米）。由Co?O?和CuO构成的p-n结太阳能电池样品在350至750纳米的可见光谱区域表现出高吸光度。FTO/ZnO/Co?O?/In异质结薄膜的J-V测试显示，在AM1.5太阳模拟光（100毫瓦/平方厘米）照射下，其短路电流密度为0.391毫安/平方厘米，开路电压为0.476伏。同时，FTO/ZnO/CuO/In的短路电流密度为0.429毫安/平方厘米，开路电压为0.048伏。由此可见，这些绿色环保材料在太阳能电池应用方面具有巨大潜力，且不存在任何环境问题。

    关键词： 氧化铜、四氧化三钴、溶胶-凝胶法、太阳能电池、旋涂法、异质结

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [材料视野：从自然到纳米材料] 聚合物科学与技术进展（选自2017年美国聚合物学会年会论文） || 具有优异电学性能的新型CuO@海藻酸钠纳米复合材料的结构与形貌分析

    摘要： 通过简单、低成本且高效的溶胶-凝胶法合成了CuO@海藻酸盐（CuO@Alg）纳米复合材料。作为温度函数，分析了所合成纳米复合材料（CuO@Alg）与纯CuO纳米颗粒的形貌和结构特性。采用透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDX）和X射线衍射仪研究了其形貌与结构特征。X射线衍射（XRD）图谱显示了CuO纳米复合材料的晶体特性，测得平均晶粒尺寸约为18.09纳米。同时观察到尺寸量子化对形貌的影响。通过LCR测试仪研究了CuO和CuO@Alg的介电行为随频率升高的变化规律：随着频率增加，介电常数降低而交流（AC）电导率升高。本研究为建立CuO纳米复合材料的结构-性能关系提供了重要依据。

    关键词： 纳米复合材料，氧化铜，电导率

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过脉冲激光烧蚀技术制备银和氧化铜纳米颗粒修饰的氧化石墨烯：制备方法、表征及光活化抗菌活性

    摘要： 氧化石墨烯、银和氧化铜纳米颗粒因其在光照下产生载流子的能力而表现出光激活抗菌行为。本工作采用激光烧蚀技术将银纳米颗粒（AgNPs）和氧化铜纳米颗粒（CuONPs）嵌入氧化石墨烯（GO）中。通过XRD和TEM研究了合成组合物的微观结构行为，利用紫外-可见光谱（UV-Vis）分析了光学特性，并测试了抗菌性能及对正常细胞系（HFB4）的体外细胞活性。添加纳米颗粒后GO的抗菌活性显著增强：具体而言，在CuONPs协同作用下，对大肠杆菌的抑菌圈从纯GO的5.4毫米扩大至约11.2毫米。这种增强趋势表明GO可作为多种光激活抗菌材料的优异载体，适用于广泛的生物医学应用。

    关键词： 氧化铜、银、脉冲激光烧蚀、氧化石墨烯、抗菌活性、细菌耐药性

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于溶液法制备的镍掺杂氧化亚铜薄膜的高响应度与外量子效率光电探测器

    摘要： 基于p型金属氧化物的光电探测器在光电器件应用中仍面临挑战。为提升性能并扩展探测范围，研究者们已付出诸多努力。本研究采用溶液法制备了高质量Cu1-xNixO（x=0、0.2和0.4）薄膜光电探测器。通过镍掺杂可调控Cu1-xNixO薄膜的晶体质量、形貌及晶粒尺寸。其中Cu0.8Ni0.2O光电探测器在635 nm激光照射下展现出最大光电流值（6×10-7 A），并实现了高响应度（26.46 A/W）与外量子效率（5176%）。这是因为20%镍掺杂后，Cu0.8Ni0.2O光敏层具有高光电导率、低表面态及优异结晶性。相较于其他探测器，由于高吸收系数，Cu0.8Ni0.2O在近红外区域表现出最优响应特性。这些发现为制备高性能宽探测范围p型金属氧化物光电探测器提供了新途径。

    关键词： 氧化铜，镍掺杂，光电探测器，响应度，外量子效率

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 新型硼掺杂p型Cu2O薄膜作为c-Si太阳能电池的空穴选择性接触

    摘要： 首次证明掺杂三价阳离子硼的P型Cu2O薄膜可作为c-Si异质结太阳能电池的高效空穴选择性层。通过射频磁控溅射法制备了Cu2O和Cu2O:B薄膜，并研究了掺杂与未掺杂薄膜的光电特性。硼掺杂提高了Cu2O薄膜的载流子浓度和电导率。采用XPS和UPS测量分析了Cu2O:B/Si异质结的能带排列，该界面具有0.08 eV的价带偏移（利于空穴传输）和1.35 eV的导带偏移（阻挡电子）。同时探索了薄SiOx隧穿氧化层作为钝化层。初步试验将该Cu2O:B层作为空穴传输层应用于结构为ITO/Cu2O:B/n-Si/Ag（面积1 cm2）的单异质结太阳能电池，获得开路电压370 mV、短路电流密度36.5 mA/cm2及5.4%的转换效率。这种P型材料在有机太阳能电池、TFT和LED等光电器件中具有潜在应用价值。

    关键词： 硅异质结、光伏、载流子选择性太阳能电池、溅射、氧化铜、空穴选择性层

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 分解CuO光学泵浦-X射线探针瞬态内壳层吸收光谱中的电子与晶格贡献

    摘要： 通过对比使用355纳米和532纳米激发波长记录的瞬态X射线吸收谱（trXAS）与稳态温度依赖性XAS测量数据，分析了CuO在氧K边处皮秒时间分辨X射线吸收谱中电子与晶格的贡献。泵浦-探测时间延迟≥150皮秒的trXAS谱主要受晶格加热效应主导。研究报道了激光激发后数百纳秒时间尺度内晶格温度分布演化的绝对温标数据，其时间灵敏度和空间选择性分别达到数十皮秒和数十纳米量级，有效建立了"超快温度计"。特别地，在约5毫焦/平方厘米光强的532纳米实验中，一维热能沉积与扩散模型能准确描述样品初始温度及其动态演化过程。该模型推导的热导率k=(1.3±0.4)瓦·米?1·开?1与文献报道的CuO粉末值k粉末=1.013瓦·米?1·开?1高度吻合。对于355纳米激发，由于紫外光小穿透深度导致探测样品体积内存在大温度梯度，实验的定量分析受到阻碍。研究讨论了这些发现对未来X射线自由电子激光（XFEL）实验中缓解或利用光诱导晶格温度变化的影响。

    关键词： X射线吸收光谱，超快X射线光谱，氧化铜，晶格加热，热导率

    更新于2025-09-23 09:47:23

  • Mg(OH)2/CuO/Cu2O在紫外-可见光下对CO2的吸附与光催化还原制备太阳能燃料

    摘要： 通过微波水热法有效耦合了Mg(OH)2、CuO和Cu2O粉末，旨在制备能在紫外-可见光照射下同时实现CO2捕获与光催化转化的双功能材料。该方法利用了Mg(OH)2的高CO2吸附能力，以及CuO/Cu2O将CO2还原为液态太阳能燃料（CH3OH和HCOH）及气态燃料（CH4和CO）的优良光催化性能。为建立物理性质与光催化活性之间的关联，采用XRD、XPS、UV-Vis DRS、SEM、HRTEM、N2物理吸附和光电化学技术对复合材料进行表征。表征结果表明，该合成方法使Mg(OH)2与CuO、Cu2O之间形成适度相互作用，且未抑制Mg(OH)2的气体吸附能力。当复合材料中CuO含量为10%时，获得液态燃料（如CH3OH 6 μmol g-1 h-1和HCOH 9 μmol g-1 h-1）的最佳产率。液相光催化活性的提升归因于高CO2吸附量及更负的导带电位。研究发现Cu2O的存在有利于提高CH3OH生成的选择性，且Cu+浓度越高选择性越好。基于材料的CO2吸附与光催化协同作用，探讨了反应机理。此外还研究了气相光催化活性，检测到低浓度（<0.4 μmol g-1 h-1）的CO和CH4产物。

    关键词： 氧化铜、太阳能燃料、二氧化碳利用、二氧化碳捕获、氧化亚铜、铜氧化物、氢氧化镁

    更新于2025-09-24 04:00:56

  • 具有共形氧化铜和?；げ愕拇栉⒅罅泄庖跫ㄍü龀寮す獬粱票福?

    摘要： 本研究表明，通过脉冲激光沉积(PLD)制备的高质量?；げ愣許i-Cu2O微柱阵列的影响，旨在克服光降解问题并实现光电化学(PEC)水分解的长期稳定运行。我们系统评估了具有不同设计参数的平面与微柱器件结构及其对PEC析氢反应的影响。在平面器件基底上，发现600 nm厚度的Cu2O薄膜与厚度比为5:1的Cu2O/CuO异质结层具有最优性能。相较于平面Si/Cu2O器件，平面Si/Cu2O/CuO异质结构展现出更高的光伏性能(Jsc=20 mA/cm2)，但微柱器件未呈现此提升。通过PLD在Si/Cu2O平面与微柱阵列上制备ZnO(25 nm)和TiO2(100 nm)多功能覆盖层，形成可抑制光腐蚀的空穴选择性钝化层。对比微柱Si/ITO-Au/Cu2O/ZnO/TiO2/Pt堆叠结构与平面器件，在优化条件下，以Pt作为析氢反应催化剂的Si/Cu2O光阴极在0 V vs RHE电位下实现7.5 mA cm?2的光电流，起始电位为0.85 V vs RHE，并保持75小时稳定运行。

    关键词： 串联光阴极、氧化铜、硅微柱阵列、析氢反应、脉冲激光沉积

    更新于2025-09-19 17:13:59