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oe1(光电查) - 科学论文

14 条数据
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  • 构建具有优化光电化学和光催化性能的Ag@AgCl修饰TiO2纳米棒阵列薄膜

    摘要： 通过简便的多步法成功制备了一种新型的Ag@AgCl/TNR薄膜光催化剂。以结构规整的二氧化钛纳米棒阵列（TNR）薄膜为起始材料，通过光化学还原法在TNR薄膜上均匀沉积银纳米颗粒，再经FeCl3溶液原位氧化银形成Ag@AgCl/TNR薄膜。系统研究了所得薄膜的结构、形貌、成分、光学、光催化及光电化学性能。结果表明：核壳结构的Ag@AgCl能有效促进光生电子-空穴对转移、抑制其复合并增强可见光吸收。氧化时间为60分钟的Ag@AgCl/TNR薄膜（S60）在电化学阻抗谱（EIS）奈奎斯特图中显示出最高光电流和最佳界面电子转移性能。对于甲基橙（MO）的光降解，在可见光照射下S60表现出最高光催化效率（90.8%）和良好稳定性，其性能可比甚至优于既往报道。基于表面等离子体共振（SPR）效应的银纳米颗?？杀豢杉饧しⅲ腋枚捞亟峁雇ü┨澹–l?）向银纳米颗粒转移补偿电子，有效实现光生电子从银向二氧化钛导带的转移，据此提出了详细的光催化机理。

    关键词： 纳米棒阵列、光催化活性、光电流、二氧化钛、银包覆氯化银

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 分级金红石/锐钛矿TiO2纳米棒/纳米花薄膜：合成与表征

    摘要： 通过水热法和水溶液化学法，在掺氟氧化锡玻璃上合成了具有层级结构的二氧化钛纳米棒/纳米花薄膜。场发射扫描电子显微镜结果表明，该薄膜无裂纹且分布均匀。初级纳米棒平均直径为95纳米，长度为2微米。由于二氧化钛预成核作用，这些纳米棒垂直于基底生长。纳米棒表面生长的纳米花结构可同时增加比表面积和表面粗糙度。X射线衍射与拉曼光谱显示纳米棒为金红石相，而纳米花为锐钛矿相，因此可实现锐钛矿向金红石的高效电子转移。漫透射光谱检测表明，该结构提升了光捕获效率并将带隙能降低至2.83电子伏特，这归因于合成过程中对样品的氟掺杂处理。光电化学活性的增强使得该二氧化钛纳米棒/纳米花薄膜可替代传统太阳能电池、传感器及光催化系统中常用的二氧化钛纳米棒材料。

    关键词： 水溶液化学、纳米棒阵列、金红石/锐钛矿二氧化钛、水热法、纳米花

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 有机-无机杂化钙钛矿-TiO2纳米棒阵列用于高效稳定的碘分解光电化学制氢

    摘要： 太阳能驱动的光电化学（PEC）制氢为同时解决全球能源危机和环境污染问题提供了极具前景的方案。本研究报道了一种有机-无机杂化钙钛矿（碘化甲铵铅，MAPbI3）-二氧化钛纳米棒阵列（TNAs）的PEC电池，在碘化氢（HI）水溶液中实现高效稳定的析氢反应。MAPbI3与TiO2结区形成的内建电场能有效分离光生电子-空穴对，使电子快速从MAPbI3注入TiO2，并沿一维TiO2纳米棒通道传输至对电极还原质子产生氢气。优化后的MAPbI3-TNA PEC电池在AM 1.5G光照下0.14 V（vs. Ag/AgCl）偏压时表现出1.75 mA cm-2的高光电流密度，能稳定以33.3 mmol cm-2 h-1的速率产氢超过8小时。

    关键词： 钙钛矿、纳米棒阵列、析氢反应、异质结、光电化学

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 基于共形金属纳米棒阵列的高效宽带光捕获用于热电子应用

    摘要： 金属纳米结构中表面等离子体（SPs）以热电子形式发生的无辐射衰减，在光伏、光催化、光电探测和表面成像等领域具有巨大应用潜力。然而，金属纳米结构通常仅支持窄带等离子体共振；此外，热电子向肖特基界面传输过程中的热化损耗，以及热电子注入半导体时受限的动量空间，共同导致内部量子效率低下。本研究提出并实验验证了一种基于金属纳米棒阵列（NRs）的宽带超吸收器。光学上，整个可见光波段的平均吸收率高达0.8，较平面参照样品提升16倍以上。电学上，通过控制热电子优先在肖特基界面附近的平均自由程内产生，显著降低了热电子热化损耗。同时，三维肖特基结为垂直表面的热电子注入提供了大幅增加的动量空间。这些光学与电学优势使入射光子-电子转换效率（IPCE）较参照样品提升30倍以上。当光子能量Eph=3.1 eV时，IPCE可达10.9%，接近厚膜单势垒热电子器件的极限值。这种共形纳米棒系统为同步提升热电子产生、传输和收集效率提供了有效策略，有望成为高效热电子光电器件和光催化系统的卓越候选方案。

    关键词： 热电子、表面等离子体、纳米棒阵列、宽带吸收器

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 等离子体纳米孔阵列与纳米棒阵列的耦合：一种新型超常光学传输模式及近零介电常数特性的涌现

    摘要： 通过有限时域差分计算研究了在银纳米孔中央嵌入银纳米棒的复合银纳米孔结构。该结构展现出强烈的偏振依赖光学特性：当偏振方向与纳米棒长轴对齐时，可观测到一种新型超常光学透射（EOT）模式，其共振波长随纳米棒长度呈指数红移。在此共振波长附近，有效介电常数的实部同时趋零，呈现出等离激元近零（ENZ）特性。研究表明，这种新型EOT模式源于纳米棒局域辐射的增强效应及其与纳米孔的电磁耦合所共同产生的透射增强。该结构具有可调谐共振波长、EOT效应、强近场增强及ENZ特性等优势，在超薄光学滤波器、偏振片、表面增强光谱等领域具有重要应用潜力。

    关键词： 可调谐传输、近零介电常数、纳米孔阵列、非凡光学透射、纳米棒阵列

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于TiO2纳米颗粒修饰ZnO纳米棒阵列的染料敏化太阳能电池，用于提升光伏性能

    摘要： 本文报道了一种通过水热法在掺氟氧化锡（FTO）基底上成功制备垂直排列氧化锌纳米棒阵列（ZNAs）的方法。采用浸渍涂覆法在ZNAs表面生长二氧化钛纳米颗粒。以ZNAs及TiO?纳米颗粒修饰的ZNAs（TNPs@ZNAs）作为光阳极构建染料敏化太阳能电池，系统研究了浴温对TiO?纳米颗粒在ZnO纳米棒阵列上均匀修饰的影响，以及所组装电池的光伏性能。在120°C浴温下制备的TNPs@ZNAs阵列器件功率转换效率（PCE）可达4.47%，较ZNAs光阳极（3.15%）有显著提升。

    关键词： 纳米棒阵列、浴温、染料敏化太阳能电池、TiO2修饰的ZnO

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 氮化钛纳米棒阵列中的可调谐等离子体共振

    摘要： 本工作采用磁控溅射系统的斜角沉积法制备了氮化钛(TiN)纳米棒阵列。通过改变基底偏压和氮气流量等沉积参数，制备了多种TiN纳米棒阵列。在进行斜角沉积前，先沉积了均匀的TiN薄膜并获取了不同沉积参数下的介电常数谱。本文分析了沉积参数对纳米棒形貌的影响。测量并比较了TiN纳米棒阵列的偏振相关消光光谱。通过调节沉积过程中的氮气流量和基底偏压，可显著改变与局域表面等离子体共振纵向模式相对应的消光特性。

    关键词： 掠射角沉积、等离子体激元模式、介电常数、氮化钛、纳米棒阵列

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 镍掺杂氧化锌纳米棒阵列的制备及其在紫外光探测器中的应用特性研究

    摘要： 本研究探究了不同镍（Ni）掺杂量氧化锌（ZnO）纳米棒（NRs）的结构形貌、晶格及光学特性。采用射频磁控溅射技术在康宁玻璃基底上生长100 nm ZnO籽晶层，并通过化学浴沉积法制备纳米棒阵列。EDX光谱检测显示样品镍浓度为1.06 at%。所有纳米棒均呈现六方纤锌矿结构并沿c轴择优生长。基于金属-半导体-金属（MSM）结构，通过光刻工艺制备了镍掺杂氧化锌（NZO）纳米棒紫外光电探测器（PDs），经500°C退火处理后获得优异性能并降低氧空位（~560 nm）。结果表明：NZO纳米棒对紫外PD应用具有卓越的光敏性，其上升/衰减时间快于纯ZnO。当施加3V偏压并采用380nm紫外光照时，不同镍含量（0、4和8 mM）ZnO PDs的灵敏度分别为71.45、393.04和238.75。

    关键词： 纳米棒阵列、光刻工艺、化学浴沉积、紫外光电探测器、镍掺杂氧化锌

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 氮气和变压器油中Pd包覆SnO2纳米棒阵列的增强氢气传感性能

    摘要： 我们报道了Pd包覆SnO2纳米棒(NR)阵列在氮气中检测H2气体及溶解于变压器油中的增强传感性能。通过掠角沉积(GLAD)方法（采用电子束蒸发器和直流磁控溅射系统），将Pd纳米颗粒包覆在无序排列的垂直SnO2 NR阵列上。该Pd包覆SnO2 NR阵列在氮气中对1% H2表现出高响应(104)。将Pd包覆SnO2 NR阵列浸入含不同浓度溶解H2的矿物油中并测量其电学响应，发现该阵列具有优异响应度(R≈96)、低检测限(0.3 ppm)和快速响应时间(300秒)。在不同油温(20-80°C)下，Pd包覆SnO2 NR阵列的电阻温度系数(TCR)为3.69×10-3°C-1，表明其在高温下具有良好的热稳定性。通过分析H2暴露时Pd/SnO2界面肖特基势垒高度的变化，阐明了该Pd包覆SnO2 NR阵列的传感机制。

    关键词： 钯、二氧化锡、变压器油、纳米棒阵列、氢气传感

    更新于2025-09-24 03:33:24

  • 采用TiO2纳米棒阵列和介孔结构提升反式钙钛矿太阳能电池的性能

    摘要： 鉴于有机材料载流子迁移率较低，在载流子复合前其收集能力会因短传输距离而受限。为通过增强载流子收集能力来提升器件性能，在倒置钙钛矿太阳能电池（IPSCs）中通过改变二氧化钛（TiO2）纳米棒阵列周期获得了1.5微米的最优周期值，使光电转换效率从标准平面IPSCs的7.66%提升至11.96%。此外，基于高比表面积吸光特性与强光散射能力的固有优势，在TiO2电子传输层中嵌入了150纳米厚的TiO2介孔层。通过调节退火温度，在500°C退火30分钟的TiO2介孔层中获得了最优锐钛矿相结晶度与最佳多孔分布结构。采用该最优退火处理的TiO2介孔层后，IPSCs光电转换效率提升至12.73%。当电子传输层同时嵌入最优1.5微米周期TiO2纳米棒阵列与500°C退火处理的TiO2介孔层时，最终获得14.47%的光电转换效率。

    关键词： 纳米棒阵列、激光干涉光刻系统、二氧化钛材料、介孔层、倒置钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-16 10:30:52