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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 反应性高功率脉冲磁控溅射沉积的氧化铜光阴极的光电化学稳定性

    摘要： 氧化铜薄膜通过反应式高功率脉冲磁控溅射（r-HIPIMS）沉积在带有SnO2:F（FTO）涂层的玻璃基板上。采用射频（RF）索博列夫斯基探针分析脉冲磁控放电过程，用于测量基底上离子通量密度的时间分辨特性。研究分析了脉冲放电的电流和电压波形，发现脉冲磁控放电在稳定后以自溅射模式运行，且放电电流保持稳定或略有增长。X射线衍射（XRD）表明，沉积态氧化铜薄膜具有一定结晶度，经550°C空气退火后结晶性进一步提高。退火后薄膜中通常存在CuO与Cu2O晶?；旌舷?，少数情况下检测到CuO0.96相。退火处理后的薄膜呈现p型导电性，在阴极区表现出较高的光电流。其中1200 nm厚度的薄膜在-500 mV（vs. Ag/AgCl）电位下测得最高光电流密度ip≈1.1 mA·cm?2。

    关键词： 磁控管放电、光电流、高功率脉冲磁控溅射、反应溅射、氧化铜、光阴极

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 通过顶部沉积CuO纳米团簇增强的WO3溅射沉积薄膜的氢气传感性能

    摘要： 采用磁控管气体聚集团簇源（GAS）在溅射沉积的三氧化钨（WO3）薄膜表面制备了高纯度氧化铜（CuO）纳米团簇。将该材料组装为电阻式氢气传感器并测试评估其响应性能。研究表明：添加CuO团簇能显著提升纯WO3薄膜的灵敏度，且随着CuO团簇含量增加，CuO/WO3体系的灵敏度持续升高。当CuO团簇形成足够厚且致密的层状结构时，电阻响应特性会发生反转?；诖行形卣?、常规及近常压X射线光电子能谱分析以及电阻率测量结果，我们提出该传感机制源于p型CuO与n型WO3之间形成的纳米级p-n结。研究同时强调了GAS技术在制备传感及/或催化活性材料方面的优势。

    关键词： 氢气传感器、气体聚集团簇源、磁控溅射、氧化钨、纳米复合材料、氧化铜

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 摩尔浓度对采用经济型射流雾化器喷雾热解技术制备的氧化铜薄膜结构、光学、形貌及电学性能的影响

    摘要： 采用简单且成本效益高的射流雾化器喷雾热解法，分别以0.1、0.2和0.3 M的不同摩尔浓度（命名为J1、J2和J3）制备了氧化铜（CuO）薄膜。研究了摩尔浓度对CuO薄膜结构、光学、形貌及电学性能的影响。结构研究表明，所制备的CuO薄膜为单斜晶系结构，与标准JCPDS卡片No. 89-5899相符。通过表面轮廓仪测定的CuO薄膜厚度随摩尔浓度增加而增大。采用Kubelka-Munk（K-M）法测得的光学带隙分别为：J1为2.1 eV，J2为1.9 eV，J3为1.8 eV。通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）和X射线能谱分析（EDAX）研究了CuO薄膜的形貌特性和化学成分。FESEM显示所有制备的CuO薄膜均良好覆盖并附着于基底，具有优异的均匀性，EDAX光谱证实存在铜（Cu）和氧（O）。根据D3330测试方法采用透明胶带测试确定了附着力强度。对CuO薄膜的电导率进行了研究，测得最大电导率为2.75×10?? S/cm。

    关键词： 薄膜，摩尔浓度，氧化铜，形貌特性，喷射雾化器热解法，结构特性，光学特性，电学特性

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 在莱顿弗罗斯特液滴中合成的透反介观纳米粒子作为黑色吸收体

    摘要： 本文展示了一类新型透反氧化物超粒子，其能基于尺寸和形貌以选择性方式捕获太阳辐射。这些超粒子具有电子极化响应"极化子光学效应"，并在可见光频率下呈现镜面反射色。特别值得注意的是，研究设计了一种共振型超薄反射-透明复合超材料（即透反涂层）。此外，通过选择性干涉原理，结合透反涂层的功能补充，开发出一种形貌可控的完美太阳能吸收器。这种跨学科方法实现了定制功能材料的制备，架起了可持续纳米化学与纳米工程之间的桥梁，为解决能源与太阳能采集领域的挑战提供了新途径。

    关键词： 完美吸收体、自组织、莱顿弗罗斯特化学、半透反射涂层、氧化铜

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • CuO<sub>x</sub>-TiO<sub>2</sub> 复合材料：用于太阳能制氢的电子集成纳米复合材料

    摘要： 通过不同方法（浸渍法、微波法和光沉积法）制备了CuOx-TiO2（CT）复合材料，并采用含水甲醇体系评估其太阳能水分解（SWS）性能。采用相关表征手段研究了三种制备方法与活性之间的关联及水分解机理。对比CT复合材料的催化活性发现：在标准太阳光条件下，光沉积法制备的光催化剂对含水甲醇产氢及纯水全分解均表现出显著提升的活性。该方法制得的CT中铜以Cu?/Cu2?形式存在，其通过形成体相p-n（Cu?O-TiO?）异质结，更有利于太阳光吸收和载流子分离。而其他制备方法中生成的CuO则会降低催化活性。

    关键词： 二氧化钛、太阳能制氢、光催化、氧化铜、异质结

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 功能化金纳米颗粒的氧化铜薄膜用于电导式二氧化碳气体传感

    摘要： 金属氧化物（MOx）是气体传感领域成熟应用的经典材料?；贛Ox的气体传感器对多种气体均具有灵敏响应特性，且这些材料适用于大规模生产低成本、低功耗的器件。目前二氧化碳（CO2）气体传感器市场主要由红外（IR）技术主导，仅有少数MOx材料表现出对CO2的敏感性，且迄今尚未有适配大规模生产的CMOS平台集成方案。本研究报道了一种金（Au）纳米颗粒功能化的氧化铜（CuO）薄膜气体传感器，其对CO2展现出卓越的灵敏度。该传感器通过电子束光刻、热蒸镀及剥离工艺制备图案化铜（Cu）结构，经热氧化形成连续CuO薄膜后，采用滴涂法负载Au纳米颗粒以增强CO2响应性能。虽然该方法制备的CuO薄膜本身已具备CO2敏感性，但Au功能化处理显著提升了基材的灵敏度——在相同工作温度（300℃）下，功能化CuO薄膜对等量气体（如2000ppm CO2）的响应灵敏度较原始CuO薄膜提升达13倍。该Au功能化CuO气体传感器的制备工艺流程可通过特定后道工序集成于CMOS平台。

    关键词： 金属氧化物、CMOS集成、二氧化碳、气体传感器、氧化铜

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 不同形貌Cu2O颗粒的简易合成方法

    摘要： 采用简单的室温化学还原法合成了具有立方体、八面体、截角八面体和截角立方体形貌的Cu2O颗粒。通过改变作为还原剂的NaBH4溶液中添加的CuCl2前驱体盐摩尔浓度，直接在水溶液中制备了这些纳米晶体。利用紫外-可见光谱(UV-vis)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对所得固体进行了表征。UV-vis吸收光谱显示出具有Cu2O特征波长的吸收峰。SEM和TEM显示：当CuCl2浓度为15 mM时生成立方体形颗粒，平均粒径为100 nm；当CuCl2浓度为16 mM时形成八面体形Cu2O颗粒，平均粒径为150 nm；最终在17-20 mM浓度范围内产生了平均粒径100 nm的截角八面体和截角立方体形颗粒。

    关键词： 电子显微镜、化学还原合成法、硼氢化钠、不同形貌、氧化铜

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 电弧放电法合成的氧化铜复合材料的结构与形貌

    摘要： 氧化铜是一种具有窄带隙的半导体化合物，可用于光导和光热应用。目前大多数氧化铜复合材料的制备方法要么不适合大规模生产，要么不可避免地会引入杂质。本工作采用纯铜棒为阳极、石墨为阴极的电弧放电法合成氧化铜复合材料。通过离子束分析技术（包括粒子激发X射线发射法和卢瑟福背散射谱法）检测复合材料中的杂质。离子束分析结果表明其组成元素仅为铜和氧且无杂质。X射线衍射分析发现复合材料中存在CuO、Cu2O和Cu相。扫描电子显微镜研究了合成氧化铜的形貌：当电弧电流分别为60A、80A和95A时，所得球形颗粒平均直径分别为14微米（范围2-85微米）、35微米（范围20-100微米）和50微米（范围30-120微米）。研究表明通过调节电弧放电参数（如降低电流可获得更小粒径）可控制形貌，这是因为电弧电流会影响球形结构的成核与生长。该方法工艺简单，有望成为制备光学和电学用氧化铜复合材料的有前景的技术。

    关键词： 氧化铜，电弧放电

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 辐照下具有高输出功率的旋涂多层CuO/ZnO薄膜

    摘要： 采用旋涂技术制备了纯CuO、纯ZnO及CuO/ZnO多层薄膜。其中CuO和ZnO层分别在2000和1500转/分钟的转速下旋涂30秒。所有样品随后在空气中500℃退火一小时。X射线衍射图谱显示薄膜具有单相CuO和ZnO的结晶结构。紫外-可见光谱测定的样品光学带隙处于CuO与ZnO带隙范围内。制备多层CuO/ZnO的主要目的是通过结合宽带隙与窄带隙材料来提升输出功率——利用具有较高光电流的CuO和较高光电压的ZnO实现该目标。通过测量光电流、光电压及阻抗来研究这些样品的电学特性，采用碘化钾(KI)电解质的液结光电池测定光伏性能。以ZnO为顶层的多层结构比以CuO为顶层的结构（1.1微瓦/平方厘米）实现了3.6微瓦/平方厘米的更高输出功率，这是KI电解质中无染料涂层的CuO/ZnO多层膜报道的最高输出功率值。本多层样品的最高输出功率是无染料涂层纯CuO和纯ZnO薄膜样品先前报道最高值的两倍以上。傅里叶变换红外光谱证实了样品的化学特性，晶粒尺寸范围为23至28纳米。测量了样品在黑暗和光照条件下的阻抗曲线，在两种多层样品的奈奎斯特图中均可观察到两个半圆。

    关键词： 光伏特性、旋涂法、X射线衍射、氧化铜、多层结构、氧化锌

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 湿度在气溶胶辅助化学气相沉积法制备氧化亚铜薄膜的织构与电学性能调控中的作用

    摘要： 一项研究报告了载气（CG）湿度对低温（<365°C）下采用气溶胶辅助化学气相沉积（AA-CVD）法制备的Cu?O薄膜织构及其电子性能的影响。通过提高载气湿度，可将薄膜的择优取向从[110]调控至[111]。通过对薄膜沉积初始阶段的研究，发现干燥与湿润条件下存在不同的生长模式，进而主导了薄膜的最终织构?；舳вΦ缪阅芊治霰砻鳎何蘼鄹稍锘蚴筇跫?，载流子浓度均维持在101? cm?3量级；而采用湿润载气沉积的Cu?O样品通常具有更高迁移率（最高达17 cm2 V?1 s?1）。利用高迁移率的[111]织构Cu?O薄膜，通过在表面采用常压空间原子层沉积（AP-SALD）法沉积ZnO层制成了二极管，在-1至+1V区间展现出优异整流特性，其不对称比接近10?。

    关键词： 纹理薄膜、氧化铜、气溶胶辅助化学气相沉积、载流子迁移率、常压处理

    更新于2025-09-04 15:30:14