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oe1(光电查) - 科学论文

9 条数据
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  • 通过量子限制卤化物钙钛矿纳米线阵列的纳米光子学设计提高光致发光量子产率

    摘要： 太阳能电池、激光器和发光二极管（LED）要实现最佳性能，需要高光致发光量子产率（PLQY）。通?？赏ü嵘牧掀分世唇档头欠涓春纤俾室蕴岣逷LQY。从原理上说，通过纳米结构化材料改进光学设计同样有效——既能提高光耦合输出效率，又能引入量子限域效应，这两种方式均可提升辐射复合速率。然而表面复合速率的增加往往会抵消纳米结构对PLQY的提升效果。本研究展示了一种模板引导的气相生长法，可制备出直径从体材料尺度（250纳米）到量子限域区（5.7纳米）具有空前精确控制的CH3NH3PbI3（MAPbI3）纳米线阵列，同时实现18厘米/秒的超低表面复合速度。仅通过纳米光子学设计，就使内部PLQY提升了56倍（从0.81%增至45.1%），并将光耦合输出效率提高2.3倍，从而使外部PLQY激增130倍（从0.33%跃升至42.6%）。

    关键词： 光耦合输出、光致发光量子产率、量子限域、钙钛矿、光电探测器

    更新于2025-11-14 15:28:36

  • 低维混合钙钛矿半导体中的量子限制与介电限制效应

    摘要： 混合卤化物钙钛矿如今已成为引领低成本薄膜光伏技术领域的明星材料。继高效稳定三维块体合金需求激增后，多层卤化物钙钛矿和胶体钙钛矿纳米结构于2016年作为该挑战的可行替代方案出现，其性能大幅超越了2009年和2014年分别提出的原始概念验证。这重新激发了对低维混合卤化物钙钛矿的研究兴趣，同时催生了日益增多且差异化的应用场景。本文综述了胶体纳米结构与多层化合物的既往及现有文献，强调精确结构信息的获取对合理理解量子限域效应和介电限域效应具有决定性意义。 层状卤化物钙钛矿在钙钛矿发展史上占据特殊地位，1980至1990年代涌现了大量奠基性研究。近年来，通过专门研究其电子结构和光电特性的新理论方法，以及基于现代实验技术的日益增多研究成果，结构-性能关系的理性认知获得显著提升。这是提供深度解析工具的必要步骤，以揭示其超越三维块体材料的广泛化学工程可能性。文中也着重对比了经典半导体纳米结构与二维范德华异质结构。 自2015年以来，胶体纳米结构在发光应用领域快速发展。尽管近两年通过多种光谱技术进行了深入研究，但关于量子限域和介电限域效应对其光电特性影响的描述仍处于初级阶段。

    关键词： 量子限域、多层钙钛矿、结构工程、胶体纳米结构、混合卤化物钙钛矿、光电性能、二维材料、介电限域

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 原子级精确金属纳米团簇的电化学

    摘要： 含几个至几百个金属原子的硫醇盐保护金属纳米粒子是具有独特理化性质的有趣材料。它们处于体相到分子态的过渡区域，在此区域离散电子态出现，电子能带结构让位于量子限域效应。超小金纳米粒子合成与表征技术的最新进展，为分离原子级精度的极高单分散纳米粒子开辟了新途径。这类纳米粒子也被称为纳米团簇，以区别于核直径>2 nm的常规金属纳米粒子。这些纳米团簇通常通过实际分子式进行鉴定，其中著名的有Au25(SR)18、Au38(SR)24和Au102(SR)44（SR为有机硫醇盐）。目前已公开了多个此类纳米团簇的单晶结构。研究人员有效运用密度泛函理论(DFT)计算预测其原子/电子结构及理化性质。原子级精确的金属纳米团簇因其新颖的尺寸特异性电化学、光学及催化特性成为近期研究焦点。本文重点介绍原子级精确金属纳米团簇的电化学研究进展及其在电催化和电化学传感中的应用。相较于金纳米团簇，其他金属纳米团簇的电化学研究进展较少，因此我们主要聚焦金基纳米团簇的电化学特性与应用。伏安法在研究金属纳米团簇电子结构（尤其是HOMO和LUMO能级附近）方面极具优势。观测到Au25(SR)18存在显著的HOMO-LUMO能隙，该能隙随纳米团簇尺寸增大逐渐减小，这与光学能隙变化趋势一致。杂原子掺杂是从原子层面调控金属纳米团簇光学和电化学性能的有效策略。虽然超原子理论预测[Au25(SR)18]?及其许多掺杂纳米团簇具有8电子构型，但Pt和Pd掺杂的[PtAu24(SR)18]0与[PdAu24(SR)18]0纳米团簇展现出显著不同的电子结构（其光谱和伏安曲线证实存在Jahn-Teller畸变）。此外，金属掺杂可能改变其表面结合特性和氧化还原电位。金属纳米团簇在实现高活性和高选择性电催化应用方面潜力巨大。金属纳米团簇明确的核壳结构具有特殊优势——可独立调控核壳层以获得适宜的结合特性和氧化还原电位。我们讨论了针对水分解、CO2转化和电化学传感定制的金属纳米团簇在电催化领域的最新进展。明确的模型纳米催化剂对揭示电催化详细机理从而开发新型高效电催化剂至关重要。我们预计原子级可控的金属纳米团簇将助力系统优化适合电催化的电化学和表面特性，从而为发现精准调控的纳米催化剂提供强大平台。

    关键词： 量子限域、电催化、原子级精确金属纳米团簇、电化学、电化学传感

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 水溶性全无机核壳硅量子点可见光驱动光催化产氢

    摘要： 研究了处于量子限域尺寸范围内的硼(B)和磷(P)共掺杂硅量子点(Si QDs)的光催化产氢(H2)性能。该共掺杂Si QDs具有由B、Si和P构成的非晶壳层，该壳层使表面带负电并赋予材料水溶性。亲水性壳层不仅提升了光催化产氢的稳定性和效率，还为研究产氢速率的尺寸依赖性提供了条件。实验观察到随着量子点尺寸减小，产氢速率显著提升。基于马库斯理论的分析表明，量子限域效应导致Si QDs最低未占分子轨道能级上移是光催化活性增强的原因。

    关键词： 硅量子点、量子限域、马库斯理论、光催化产氢

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 蓝色发光且自组装的超薄钙钛矿CsPbBr?纳米片：合成与形成机制

    摘要： 低维半导体纳米材料因其尺寸依赖性和优异的光电性能，在多种应用中展现出巨大潜力。本研究通过引入额外金属溴化物，开发了一种合成均匀超薄CsPbBr3钙钛矿纳米片（NPls）的策略。这些自组装为面对面堆叠状态的CsPbBr3纳米片厚度仅为4.4纳米（相当于2个单分子层，2ML），在437纳米处呈现最大发射峰，且半高宽窄至14纳米。添加FeBr3形成CsPbBr3纳米片的机理可归因于：副产物OLA-HBr中的质子化油胺取代Cs+离子表面时，对CsPbBr3纳米立方体的生长产生了约束作用。

    关键词： 蓝光发射、量子限域、自组装、CsPbBr3、钙钛矿纳米片

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 厚度可控的卤化物钙钛矿纳米片之间的非辐射能量转移

    摘要： 尽管卤化物钙钛矿纳米结构器件在光电子学领域展现出巨大潜力，但其商业化进程受到电激发效率低下和强激子结合能的制约。虽然通过福斯特共振能量转移（FRET）在能量定制系统中实现激子传输可能是一种高效替代方案，但卤素离子迁移使得级联结构的实现变得困难。本研究展示了如何利用二维CsPbBr3纳米片（NPls）显著的量子限域效应来获得该效果。在两种预设厚度的NPls薄膜中，我们观察到受体光致发光（PL）增强而供体PL寿命缩短，这表明存在受益于NPls结构参数的FRET介导过程。我们测得最高kFRET = 0.99 ns?1的转移速率和近ηFRET = 70%的效率，并证实FRET也能在其他厚度钙钛矿NPls间发生。该策略有望构建定制化能量级联纳米结构以提升光电器件性能。

    关键词： 纳米片、量子限域、荧光共振能量转移、卤化物钙钛矿、光电子学

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 激光烧蚀法制备的Zn1-xCdxS纳米颗粒

    摘要： 通过激光烧蚀块体材料于多种液体中，已成功制备出II-VI族半导体材料Zn1-xCdxS的近球形纳米颗粒。采用吸收光谱和透射电子显微镜(TEM)对非稳定悬浮液中的颗粒进行表征。该制备方法无明显尺寸选择性，透射电镜观测显示Zn1-xCdxS颗粒半径为7±3纳米。乙腈可使颗粒稳定数天至数周。延长辐照时间能有效减小颗粒尺寸，其中颗粒团聚可能起重要作用。在脱气液体中进行烧蚀对悬浮颗粒的吸收特性无显著影响。

    关键词： Zn1–xCdxS纳米粒子、激光烧蚀、吸收光谱、透射电子显微镜、量子限域

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 用于发光器件的钙钛矿量子点

    摘要： 钙钛矿量子点（QDs）因其量子限域效应和缺陷容忍特性，在近几十年来备受关注。其独特的光学性质——包括接近1的高光致发光量子产率（PLQY）、窄发射带宽、可调谐波长覆盖整个可见光谱范围以及与柔性/可拉伸电子器件的兼容性，使钙钛矿量子点成为下一代固态光源和信息显示技术的有力候选者。本文综述了钙钛矿量子点的研究进展及其在LED中的应用，重点探讨了高效钙钛矿量子点的制备策略与器件结构设计，包括材料组分优化、合成方法、表面工程及器件性能提升方案。同时指出了钙钛矿量子点存在的不稳定性和毒性（铅基材料）等主要挑战，并展示了通过组分工程、器件封装及无铅量子点替代等解决方案。最后对钙钛矿量子点及相关LED技术的未来发展前景进行了展望。

    关键词： 器件封装、量子限域、钙钛矿量子点、发光二极管、不稳定性、组分工程、柔性电子、光致发光、铅替代、可拉伸电子、毒性、发光器件

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • CTS/天然染料核壳量子点的量子限制效应探索

    摘要： 在这项工作中，我们展示了一种利用天然染料作为壳层材料来改变硫化铜锡（CTS）量子点限域能量的简便方法。通过绿色胶体合成技术制备了尺寸范围为1.7纳米至2.2纳米、带隙分别为2.48电子伏特和5.0电子伏特的四方相CTS量子点。这些量子点经天然染料（如洋葱和甜菜根皮染料）处理后，甜菜碱（甜菜根皮染料中的色素）和花青素（洋葱皮染料中的色素）与封端剂形成氢键，从而在CTS量子点周围形成壳层。通过吸收光谱、光致发光光谱和红外光谱技术研究了染料作为壳层所产生的限域变化，并采用理论方法分析了发生的跃迁过程。CTS量子点因其具有宽波长范围的高透射率，在太阳能电池缓冲层方面展现出良好应用前景。

    关键词： 甜菜苷、硫化铜锡、量子点、天竺葵素、胶体合成、量子限域

    更新于2025-09-12 10:27:22