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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 用于增强阳光诱导光催化降解有机污染物的CuO修饰富缺陷ZnO纳米片的可控合成

    摘要： 我们报道了一种由铜纳米颗粒（CNPs）与富含缺陷的氧化锌纳米片构成的独特异质结纳米复合材料的合成及其在水修复中的应用研究。通过系统调控CNPs的功能化程度，可改变该异质结的光学、结构及光催化性能，这些变化与透射电镜（TEM）、紫外漫反射光谱（UV-DRS）和电子顺磁共振（EPR）的检测结果高度吻合。以太阳能（850W/cm2）作为可再生能源激发源，通过降解罗丹明6G（R6G）、亚甲基蓝（MB）和甲基橙（MO）三种有机染料污染物，评估了该异质结的光催化修复能力。研究发现：CNPs负载密度与光学吸收率及带隙窄化程度呈直接线性关系；初始阶段光解效率的提升源于CNPs附着改善了可见光响应并减小了带隙，而后续活性下降则与CuO功能化过程中产生的自复合中心有关。经优化的CNP改性氧化锌纳米片分别在80分钟、40分钟和60分钟内完全分解了10μM浓度的R6G、MB和MO染料溶液。

    关键词： 半导体、氧化铜、光催化、氧化锌、染料降解

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过微调褶皱硫化镉单层界面间的物理特性，以实现超高压电性、激子太阳能电池效率及热电性能

    摘要： 异质结构界面在不同应用中常被研究。有趣的是，同种材料单层以非常规方式堆叠可产生新奇特性。例如研究发现，特定顺序堆叠的CdS单层在将纳米机械能、太阳能和废热转化为电能方面展现出前所未有的潜力，本研究采用基于密度泛函理论的方法对此进行了系统探究。此外，兼具稳定性和强大多能转换能力的超薄结构十分稀缺。弯曲结构中对称性破缺诱导产生的超高面外压电性（|d33|~56 pm/V）超越了先前报道的纤锌矿型GaN、AlN及Mo/W基双硫族化合物Janus多层结构。压电系数主要取决于两层间的相对堆叠方式。 CdS双层是带边跨越水氧化还原电位的直接带隙半导体，因而具有光催化应用的热力学优势。应变工程使其在覆盖于磷化硼单层的CdS双层中从I型转变为II型半导体，理论计算显示该二维激子太阳能电池在填充因子0.8时的功率转换效率（PCE）超过27%，远高于ZnO/CdS/CuInGaSe太阳能电池（20%效率）。通过结合形变势理论的恒定弛豫时间近似下电子/声子半经典玻尔兹曼输运方程研究发现：由于重元素Cd的存在、强非谐性（长波声子高格林艾森参数、声子寿命<5皮秒）、低声子群速度（4 km/s）及低德拜温度（260 K），室温热导率极低（~0.78 Wm-1K-1），低于哑铃硅烯（2.86）、SnS2（6.41）、SnSe2（3.82）和SnP3（4.97 Wm-1K-1）。CdS双层在p型和n型掺杂下分别呈现~0.8和~0.7的室温热电优值（ZT），其超高载流子迁移率（μe~2270 cm2V-1s-1）高于单层MoS2并与InSe相当。第一性原理分子动力学模拟、声子色散及Born-Huang稳定性准则验证的全方位稳定性，连同这些优异特性，凸显了CdS双层在下一代纳米电子器件和能量收集领域应用的卓越潜力。

    关键词： 功率转换效率、激子太阳能电池、压电性、光催化、太阳能、半导体、热电性、载流子迁移率

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 半导体和激光单晶在极小尺度下的变形与去除

    摘要： 半导体和激光单晶通常具有脆硬特性，在应用前需经过研磨以达到令人满意的表面完整性和尺寸精度。提升研磨后晶体的表面完整性可缩短后续抛光工序时间，从而降低制造成本。为这些晶体开发经济高效的研磨技术，需要深入理解其变形与去除机理。因此，过去二三十年间大量研究工作聚焦于该课题。本综述旨在根据机械载荷尺度（尤其是极小尺度）总结代表性半导体和激光单晶的变形与去除特征，基于高分辨透射电镜分析获得的证据对其去除机理进行批判性检验，并探讨加工条件与去除行为的关系，为进一步推进这些晶体的研磨技术提供指导。

    关键词： 半导体、激光晶体、变形与去除、透射电子显微镜（TEM）、研磨

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 量子点在1-烷基-1-甲基吡咯烷鎓离子液体中的溶剂化：迈向稳定的发光复合材料

    摘要： 带正电硫醇配体包覆的CdTe纳米粒子可稳定分散于离子液体（含正丙基、丁基和辛基链的1-烷基-1-甲基吡咯烷双(三氟甲磺酰)亚胺盐）及离子塑性晶体（1-乙基-1-甲基吡咯烷双(三氟甲磺酰)亚胺盐）中。研究评估了CdTe纳米粒子在这些离子介质中的分散行为，重点关注离子组分对纳米粒子的溶剂化作用。热分析表明，离子介质呈现烷基链长度依赖性的溶剂化特性：引入纳米粒子后，较长烷基链会导致离子介质熔融焓更显著降低。与短烷基链离子液体相比，被认为能形成更厚溶剂化层的辛基链离子液体使CdTe纳米粒子具有更好的发光耐久性。

    关键词： 离子液体、光致发光、半导体、纳米粒子、溶剂化

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 减少卤化铅钙钛矿太阳能电池材料中的缺陷态

    摘要： 为了达到基于铅的金属卤化物钙钛矿太阳能电池的理论效率极限，必须提升电压，因为其受非辐射复合影响较大。钙钛矿材料中存在本征缺陷，这些缺陷可作为肖克利-里德-霍尔复合中心。多项实验与计算研究已对带隙内的此类缺陷态进行了表征。我们通过区分不同降缺陷机制，系统概述了组分工程策略。掺杂效应可分为对以下两方面的影响：(1) 结晶过程；(2) 晶格特性。掺杂离子的引入通过以下途径影响晶格特性：(a) 晶格应变弛豫；(b) 化学键增强；(c) 带隙调控。研究表明未掺杂钙钛矿的本征晶格应变会诱发空位形成，而Cl、F和Cd等较小离子的掺入会提高空位形成能。Zn掺杂被报道既能引发应变弛豫，又可增强化学键作用。结合采用密度泛函理论(DFT)计算定量定性分析不同掺杂剂降缺陷倾向的计算研究与实验研究，对于深入理解（如碘空位动力学与碘间隙原子光化学等机理）并最终建立更合理的最优光伏材料筛选方法至关重要。

    关键词： 半导体、太阳能、光伏技术、掺杂、薄膜材料、电压损耗、稳定化、优化、电荷产生、光捕获

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 具有耦合半导体缺陷的超导一维光子晶体

    摘要： 我们研究了在由超导材料交替层构成的一维光子晶体中插入半导体缺陷对透射光谱的影响。研究发现，半导体缺陷的插入会在光子带隙中产生一个向长波方向移动的缺陷模。出乎意料的是，在较高温度下，该缺陷模不仅会减弱其局域性，而且对光子晶体的光学响应影响更显著（相比压力因素）。我们还扩展分析了两个耦合GaAs缺陷的情况，研究了这两个缺陷间相对距离的影响。数值结果表明：当缺陷间距较近时，缺陷模的品质因数会显著降低，且透射光谱呈现不对称性。

    关键词： 传输矩阵法，缺陷模，半导体，透射光谱，一维光子晶体，超导体

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 浸渍法制备的In2O3-CeO2和SnO2-CeO2复合材料的基体性质对结构特性的影响

    摘要： 采用浸渍法制备的In2O3-CeO2和SnO2-CeO2纳米复合材料中，铈离子的结构特征、价态及其在各组分间的分布情况得到了研究。通过X射线光电子能谱（XPS）和能量色散X射线光谱（EDX）分析表明：在浸渍过程中，铈离子并未进入In2O3晶格内部，仅以纳米级微晶或非晶团簇的形式存在于其表面；而当CeO2团簇与SnO2基质晶体表面接触时，铈离子会渗入这些晶体的表层。与In2O3-CeO2体系不同（该体系中添加CeO2不会影响导电活化能），当氧化铈加入SnO2后，SnO2-CeO2复合材料电阻的增加伴随着活化能的显著提升。这些数据及XPS谱图证实：由于铈离子渗入导电SnO2晶体的表层，导致其表面层发生了改性。

    关键词： 簇、电导式传感器、金属氧化物纳米复合材料、半导体、浸渍法

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 光电适配的氧化石墨烯修饰二氧化钛/聚苯胺杂化纳米复合材料及其对亚甲基蓝和罗丹明B染料的增强光催化活性

    摘要： 基于氧化钛纳米颗粒和氧化石墨烯修饰的聚苯胺，通过以过硫酸铵为引发剂、不同重量百分比的TiO2纳米颗粒采用原位化学氧化法合成了有机-无机光催化杂化纳米复合材料。采用紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱和X射线衍射等常规技术对材料进行了表征。该纳米复合材料的电导率处于半导体材料范围内。这些纳米复合材料具有广泛的应用前景，涵盖半导体器件、太阳能电池、传感器、微波吸收材料等领域。在紫外光辐射下，该纳米复合材料对亚甲基蓝（MB）和罗丹明B染料的降解也表现出良好的光催化活性。与纯PANI和TiO2纳米颗粒相比，GO/PANI/TiO2纳米复合材料在降解效率上有显著提升。在短波长紫外光下，20% TiO2纳米颗粒的体系中1小时内观察到显著的98.9%光降解率。

    关键词： 荧光发射体，光催化，光电子学，氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛纳米复合材料，二氧化钛纳米颗粒，半导体

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 层状组装法合成中空蛋黄壳结构CdS-石墨烯纳米复合材料及其优异的光催化活性与光稳定性

    摘要： 本文首次通过自下而上的模板导向逐层自组装方法，成功合成了一种直径340纳米的空心蛋黄-壳型CdS-石墨烯复合光催化剂（记作空心CdS@@GR）。该材料具有中空核结构，其2纳米厚的石墨烯(GR)壳层与空心CdS核之间保留了5~10纳米的独立空隙空间。我们提出了该空心CdS@@GR纳米复合材料的形成机理。得益于能吸收更多光、染料及催化剂分子的中空结构，以及空心CdS核与带空隙GR壳层之间的协同效应，该材料展现出增强的光催化性能。此外，GR壳层能有效?；dS免受光腐蚀，循环使用五次后仍保持优异稳定性?；谧杂苫痘袷笛楹陀馓秸爰际?，我们还提出了此类纳米结构可能的光催化机理。这种空心蛋黄-壳结构纳米复合材料的设计与制备，为开发其他稳定高效的光催化剂以实现多样化太阳能转化提供了新途径。

    关键词： 石墨烯，硫化镉，中空蛋黄-壳型结构，稳定性，纳米复合材料，半导体

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 由Ag2S耦合ZnO微球构建的II型异质结具有可见光响应抗菌活性

    摘要： 在分支状纳米棒上包覆一层低带隙的硫化银（Ag?S）纳米颗粒进行光敏化处理，从而获得具有II型核壳异质结结构（ZnO@Ag?S）的氧化锌纳米棒组装微球。这种具有独特能带结构的异质结比纯氧化锌展现出更优异的可见光响应抗菌活性，这归因于其抑制了光生载流子复合并实现了高效的电荷分离与转移。清除剂实验证实细菌的光灭活过程由羟基自由基和光生空穴主导。由于细胞壁结构差异，ZnO@Ag?S对革兰氏阴性菌生长的抑制效果优于革兰氏阳性菌和真菌。

    关键词： ZnO@Ag2S复合材料、机理、半导体、光催化活性

    更新于2025-09-23 15:21:01