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oe1(光电查) - 科学论文

5 条数据
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  • 在CALPHAD模型中运用第一性原理计算确定二元PbSe半导体的载流子浓度

    摘要： PbSe是一种极具潜力的热电材料，通过纳米结构化、能带工程和载流子浓度调控可进一步提升其性能，因此深入理解PbSe中的缺陷至关重要。我们采用稀溶液近似下的第一性原理计算方法，系统研究了PbSe中点缺陷的形成能。研究发现：在富铅条件下，PbSe表现为以双电荷态硒空位为主导的n型半导体；而在富硒条件下，则呈现以双电荷态铅空位为主导的p型半导体特性——这两项结论均与既有实验结果相符。通过强制系统内所有带电原子态与电子态满足电中性条件，我们获得了温度及化学势相关的费米能级与载流子浓度分布。虽然第一性原理预测的载流子浓度与实验定性一致，但在数量级上存在微小偏差。为更精准描述实验数据，我们对PbSe开展了CALPHAD评估：将第一性原理参数作为输入值，专门针对二元半导体开发的五亚晶格CALPHAD模型（区别于既往将PbSe视为化学计量化合物的处理方式），该模型能准确描述实验观测的载流子浓度。此外还建立了适用于多元数据库的双亚晶格模型。两个模型均与实验数据高度吻合，且与第一性原理计算结果紧密匹配。这些CALPHAD模型可用于确定能实现最佳载流子浓度及峰值zT值的工艺参数。

    关键词： CALPHAD，第一性原理，DFT，缺陷化学，热电材料

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 赤铁矿纳米结构的缺陷化学、电学及光电化学性质的理论与实验调控

    摘要： 赤铁矿（α-Fe2O3）被视为光化学电应用中最具成本效益且稳定的阳极材料之一，其性能与其他过渡金属氧化物一样，强烈依赖于其电学和缺陷特性。本工作在受控温度（T = 250至400°C）和气氛（pO2 = 10^-4至1 atm O2）条件下，原位表征了未掺杂和锡掺杂α-Fe2O3纳米级粉末的电学与热力学性能，以研究其传输和缺陷特性。频率相关的复阻抗谱表明，颗粒间电阻与颗粒电阻相比可忽略不计。推导出预测未掺杂和掺杂α-Fe2O3中电子、空穴、铁空位和氧空位浓度随温度及氧分压变化的详细缺陷模型。利用这些缺陷平衡模型，确定了起作用的缺陷机制，并通过分析电导率对温度和pO2的依赖性，获得了未掺杂α-Fe2O3的带隙能量和锡掺杂α-Fe2O3的氧化焓?；谡庑┙峁?，我们能够解释施主掺杂对α-Fe2O3电导率影响出人意料地微弱的原因。此外，根据本研究结果，提供了实验方法，成功调控赤铁矿以增强其对水氧化反应的光催化活性。

    关键词： 热膨胀测量法、α - 氧化铁、缺陷化学、光电化学、电导率

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过共掺杂La3+缓冲剂调节Nd3+:CaNb2O6中的Nd3+团簇以改善基频和自受激拉曼散射激光性能：从缺陷化学视角出发的研究案例

    摘要： 掺钕晶体中即使低浓度Nd3?也会因Nd3?团簇导致荧光猝灭，从而限制了Nd3?激光器性能。本研究采用提拉法生长了Nd3?:CaNb?O?和Nd3?:La3?:CaNb?O?单晶，通过原子尺度模拟方法验证了RE3?（RE3?=Nd3?, La3?）离子掺杂机制、Nd3?团簇形成过程，并评估了La3?离子作为缓冲剂的可行性。测试表明：Nd3?:CaNb?O?中形成了间距接近临界相互作用距离的Nd3?二聚体；而Nd3?:La3?:CaNb?O?中La3?缓冲剂如预期有效减弱了Nd3?相互作用。得益于La3?缓冲剂的引入，该晶体实现了2.6W基频激光（斜率效率36.5%）及310mW自受激拉曼散射激光（转换效率8.3%、斜率效率9.5%），两项指标均优于Nd3?:CaNb?O?晶体。

    关键词： 激光、缓冲离子、团簇调节、缺陷化学

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 淬火和退化状态下掺铁钛酸锶的电导率

    摘要： 通过阻抗谱研究了在900°C平衡并在400°C以下不同氧分压（ ）下淬火的铁掺杂钛酸锶（Fe:SrTiO3）单晶的电学行为，并与缺陷化学模型进行了对比。在 和 帕之间退火和淬火的Fe:SrTiO3表现出约0.6 eV的传导活化能（EA），与氧空位的离子传导一致。然而，在此范围两侧发现EA的突然变化；在更氧化的条件下，从0.6 eV转变为1 eV，而在还原条件下则突然转变为1.1 eV，然后是0.23 eV。这些转变未被广泛使用的经典模型描述，但与基于第一性原理点缺陷化学模拟预测的从离子到电子传导的转变一致。这些模型表明，混合导体中的活化能可能不与特定传导机制相关，而是由所有有效传导过程的综合响应决定，并且对杂质非常敏感。与电学性能退化的Fe:SrTiO3进行比较，为观察到的这些样品中传导活化能的来源提供了见解。

    关键词： 缺陷化学、钛酸锶、电导率、电阻退化

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 施主掺杂钛酸铋陶瓷的点缺陷化学

    摘要： 本通信报道了室温下掺钡钛酸铋(Bi4Ti3O12)的缺陷化学特性，重点研究了点缺陷对其电学性能的影响。采用传统固相反应法制备了纯相和掺钡Bi4Ti3O12样品。通过X射线衍射结合Rietveld精修分析监测了钡离子在Bi4Ti3O12晶体结构中的掺入情况，确定钡占据铋(Bi)晶格位点并伴随氧空位(V??O)的形成。利用阻抗谱和电子自旋共振光谱对点缺陷进行表征，结果表明其补偿机制主要由带正电的空穴(h?)和氧空位(V??O)主导。

    关键词： 缺陷化学、X射线衍射、Rietveld精修、阻抗谱、固相反应、掺钡钛酸铋、电子自旋共振谱、电学性能、氧空位

    更新于2025-09-04 15:30:14