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oe1(光电查) - 科学论文

31 条数据
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  • 有机光伏：化学结构、局部形貌与电子性能的关联

    摘要： 体异质结（BHJ）有机太阳能电池（OSC）效率的大幅提升主要源于对活性层形貌基于试错法的优化。然而，要实现进一步改进，就需要深入理解化学结构、形貌、电子特性与器件性能之间的关系。在实验方面，局部（即纳米尺度）形貌的表征仍具挑战性，这促使人们开发出能够可靠处理这些问题的稳健计算方法。在本综述中，我们阐述了全原子分子动力学（AA - MD）模拟与密度泛函理论（DFT）计算相结合的方法如何用于建立化学结构 - 局部形貌 - 电子特性之间的关系。我们还简要概述了粗?；椒?，以搭建从局部到整体（即介观尺度到微观尺度）形貌的桥梁。最后，我们列举了一些机器学习（ML）应用的实例，这些应用有助于发现上述关系。

    关键词： 机器学习、密度泛函理论、有机光伏、有机太阳能电池、体异质结、电子特性、粗?；椒?、局部形貌、化学结构、全原子分子动力学

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 二维羟基功能化且碳缺位的碳化钪ScC<sub>x</sub>OH，一种直接带隙半导体

    摘要： 二维（2D）材料因其卓越性能在纳米科学与技术领域备受关注。其中新兴的二维过渡金属碳化物、碳氮化物及氮化物家族（统称MXenes）因具有广阔的化学空间可调性（可调控材料化学组成与表面终止态），为性能定制提供了独特机遇。特别需要指出的是，半导体特性是实现光电子应用的关键，但这类二维碳化物实验上难以获得直接带隙。本研究通过选择性刻蚀层状母体ScAl3C3化合物，成功制备出羟基功能化且碳缺陷的二维碳化钪材料ScCxOH。该二维结构被证实为直接带隙半导体，实验测得带隙值约为2.5电子伏特?；诖薙cCxOH材料制备的器件在紫外-可见光区域展现出优异光电响应（360纳米波长/10伏偏压下响应度达0.125安培/瓦，量子效率43%）。因此，这种二维ScCxOH直接带隙半导体有望应用于可见光探测器、光催化化学及光电器件领域。

    关键词： DFT计算、光电探测器、电子特性、二维材料、选择性刻蚀、MXene

    更新于2025-09-23 12:34:32

  • InAs<sub>1-x-y</sub>Sb<sub>x</sub>P<sub>y</sub>梯度组分量子点在InAs(100)衬底上的成核时序与电子特性

    摘要： 我们对在InAs(100)衬底上以Stranski-Krastanov生长模式生长的In-As-Sb-P组分液相梯度成分量子点(GC-QDs)的成核过程、形貌特征及电子光学性质进行了系统研究。这些GCQDs直径为10-120纳米，高度为2-20纳米，其组分分布呈现顶部Sb含量最高约20%、底部P含量最高约15%的分离特征，因而预期空穴将在量子点上部区域形成局域态。通过采用考虑应变和内建静电势的八带k·p模型，我们计算了与实验观测体系高度吻合的多种InAs1?x?ySbxPy GCQDs的空穴基态能级与电荷密度。最终结合实验与理论数据，获得了GCQDs集合体的吸收光谱。实测与模拟吸收谱的高度一致性表明，这类GCQDs可通过理论指导设计实现特定器件的定向制备。

    关键词： 吸收光谱，成核过程，电子特性，半导体量子点，液相外延，自组装

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 铟<sub>2</sub>碲<sub>5</sub>液态、非晶态及过冷液态相的结构与电子性质——基于第一性原理研究

    摘要： In?Te?是In-Te体系中具有化学计量比的化合物，在相变电子存储器和热电材料领域具有重要应用价值。本研究通过密度泛函分子动力学模拟，对该化合物液态、过冷液态及非晶态的结构、动力学及电子特性进行了计算研究。过冷液态与非晶态模型通过熔体淬火生成。液态结构特征表现为In原子存在缺陷八面体与四面体局域环境的混合，而非晶态中In原子主要呈现四面体局域几何构型，其角共享与边共享四面体结构与In?Te?、InTe及In?Te?晶体相中的结构相似。研究还对比了先前关于液态与非晶态In?Te?的成果，并讨论了液态In?Te?的结构特性数据。电子特性分析表明：在液相线温度以下约150K处，In?Te?会出现迁移率间隙。

    关键词： 电子特性、In2Te5、结构特性、迁移率间隙、密度泛函分子动力学、相变材料

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 共掺杂金属氧化物纳米管：超线性光响应与多分析物传感

    摘要： 金属氧化物纳米管及独立膜材料已被广泛研究，其潜在应用涵盖电子器件、光电子学、光催化、过滤技术及气体传感等领域。尽管这些纳米管的宽带隙特性给光化学转化和电荷传输带来挑战，但掺杂金属氧化物纳米管能通过降低带隙并提供导电与光化学反应所需的载流子。虽然单一掺杂剂已成功应用，但共掺杂可通过调控电子态密度、光物理及光化学性质，获得新颖甚至完全不同于单一掺杂剂的功能特性。本文阐述了共掺杂二氧化钛（TiO2）纳米管膜材料——其共掺杂剂的组合特性与单一掺杂情形存在显著差异。研究建立了详细机理模型来解释这些共掺杂金属氧化物膜材料的新光物理/光化学特性，以及由此产生的超线性光响应、增强型气体传感响应等新功能，并展示了这些功能在便携式光检测和多分析物传感等领域的应用潜力。

    关键词： 电子特性、多分析物传感器、金属氧化物纳米管、共掺杂、光物理

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 通过简易一步水热法合成纳米片组装多孔NiO/ZnO微花

    摘要： 最初通过一步水热法成功制备出具有多孔纳米片结构的独特花状NiO/ZnO复合材料。基于形貌观察和乙醇气体测试，认为界面处P-N结的构建以及片状多孔微花结构极大提升了材料的优异气敏性能，使其展现出卓越的气体响应值和出色的重复性。此外，还提出了一种可能的形成机制，阐明了定向附着、自组装以及孔隙形成的过程。

    关键词： 半导体，NiO/ZnO，多孔微花结构，电子特性，功能材料

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于DFT与NEGF方法对二维SbSiTe?电子特性及弹道输运性能的研究

    摘要： 识别具有优异电子特性和输运性能的新型二维半导体材料，对推动电子与光电器件应用发展至关重要。本研究基于密度泛函理论（DFT）和非平衡格林函数方法，系统分析了新型二维半导体SbSiTe3的电子特性与弹道量子输运性能。研究表明：单层SbSiTe3具有1.61 eV的间接带隙，其电子有效质量较轻（0.13 m0），空穴有效质量呈现各向异性（0.49 m0与1.34 m0）。弹道输运模拟显示，10纳米单层SbSiTe3的n型和p型MOSFET器件展现出约80 mV/dec的陡峭亚阈值摆幅及高达106的开/关比，表明其具备优异的栅极调控能力。当沟道长度缩短至5纳米时，其p型MOSFET仍能有效抑制带内隧穿效应。因此，二维SbSiTe3是极具潜力的未来纳米电子器件半导体材料。

    关键词： 电子特性、MOSFET、SbSiTe3、二维半导体、弹道输运

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 石墨烯光子学 || 电子特性

    摘要： 在半导体中，受电场作用的自由载流子（即导带中的电子或价带中的空穴）在电场作用下加速，但会受到散射事件的阻碍。半导体中的自由载流子在电场存在时会加速。随机分布的散射中心（如杂质和缺陷）作为反作用力，使载流子减速并偏转。当在恒定电场下最终达到稳态时，载流子流达到恒定值。相比之下，在石墨烯中，狄拉克锥上的载流子具有恒定速度，不会因电场或散射中心而加速或减速；相反，电场的作用是将载流子的运动方向与电场方向对齐，而散射中心则作为干扰这一对齐过程的来源。这一过程可以通过玻尔兹曼输运方程很好地描述，该方程已成功描述了金属和半导体中载流子的许多统计行为。本章的目的是从玻尔兹曼输运方程出发，描述石墨烯的电子特性。

    关键词： 玻尔兹曼输运方程、载流子、电场、电子特性、导电性、散射事件、石墨烯、二维材料

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 铋-钙钛矿包覆硫化铅量子点的光物理与电子特性

    摘要： 金属卤化物钙钛矿包覆量子点固体作为一类新兴的溶液可加工材料，兼具量子点与钙钛矿的优异电子特性。最新研究表明，采用钙钛矿配体壳层包覆的硫化铅量子点（PbS QDs）已成功应用于太阳能电池、光电导体和场效应晶体管（FETs）等光电器件，这得益于PbS与特定金属卤化物钙钛矿之间晶格参数的匹配性，使得钙钛矿壳层能在PbS QDs表面生长。在多种PbS QDs适用的钙钛矿组合中，铋基变体展现出最低的晶格失配度，并在光电导体中表现卓越。然而这类材料也表现出对表面缺陷高度敏感的光致发光（PL）特性。本研究系统考察了两种铋基钙钛矿（MA3BiI6和MA3Bi2I9）包覆PbS QDs的输运与光学性质。通过5-290K温区变温PL光谱的光物理研究表明：油酸（OA）配体封端的参照样品PL效率显著高于存在表面陷阱态的铋包覆样品（这些陷阱很可能形成于相转移配体交换过程）。但FET电学测试结果显示原生OA配体成功脱除，器件呈现电子主导输运特性，迁移率约10?3 cm2[V s]?1——与外延生长铅基包覆样品的报道值相当。这些发现深化了对钙钛矿包覆量子点固体的认知，并表明铋基变体有望成为光伏及其他光电器件的候选材料。

    关键词： 场效应晶体管、铋基钙钛矿、电子特性、光致发光、光物理特性、硫化铅量子点

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 填充电子供体碘化铷的单壁碳纳米管电子特性表征：多频拉曼与X射线光电子能谱研究

    摘要： 平均直径为1.4纳米的单壁碳纳米管（SWCNTs）被填充了碘化铷。通过高分辨扫描透射电子显微镜证实了纳米管的填充情况，X射线光电子能谱（XPS）验证了填充物的化学成分。采用XPS和拉曼光谱研究了填充后SWCNTs的电子特性，发现封装盐类会导致纳米管n型掺杂。研究团队对填充后SWCNTs拉曼模态变化进行了详细的多频拉曼光谱分析，揭示了径向呼吸模和G带在掺杂诱导下的变化规律，并发现金属型和半导体型SWCNTs的这些变化存在差异。所获数据及揭示的趋势将有助于后续研究解读金属型与半导体型填充SWCNTs拉曼光谱的变化现象。

    关键词： 拉曼光谱、电子特性、X射线光电子能谱、碘化铷、填充、单壁碳纳米管

    更新于2025-09-11 14:15:04