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过渡金属离子掺杂对CdSe/ZnSe量子点中电子自旋弛豫时间的影响
摘要: 在强限制条件下,采用k·p微扰理论和包络函数近似方法,通过声子介导的弛豫过程,计算了过渡金属掺杂II-VI族半导体量子点中传导电子的自旋弛豫时间(SRT)。该计算考虑了Mn掺杂CdSe/ZnSe量子点中由磁性杂质掺杂和施加磁场引起的塞曼子能级跃迁。研究证实,在Cd1-xMnxSe/ZnSe量子点中会出现中等低磁场下的自旋极化翻转现象。结果表明:在小磁场(B<2T)和极低温(T<50K)条件下,较高掺杂浓度会使自旋弛豫时间显著延长。这些发现有助于证明此类小尺寸量子点可作为不同自旋电子纳米器件中的有效极化开关。
关键词: 量子点、电子结构、自旋弛豫、自旋电子学、半导体
更新于2025-09-23 15:21:01
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为什么以及如何在功能化半导体光电极上实现二氧化碳转化为甲醇
摘要: 用吸附的2-吡啶阴离子(2-PyH–*)对半导体电极表面进行功能化,被认为能够实现二氧化碳光致电化学选择性还原为甲醇。这一假说得到了近期关于2-PyH–*具有足够寿命且向CO2转移氢负离子(HT)能垒较低的研究估算支持。然而,将CO2完全还原为甲醇的机制仍未明确。本研究采用经验证的量子化学模拟方法对磷化镓体系建模,揭示了一条通过特定CO2还原中间体进行氢负离子转移的反应路径。预测能垒表明:向甲酸(HCOOH)转移氢负离子需要吸附态的HCOOH*与2-PyH–*发生反应——这体现了电极表面的新催化作用。虽然向HCOOH*转移氢负离子会生成CH2(OH)2,但后续向CH2(OH)2转移氢负离子形成甲醇的过程受阻;而脱水后的CH2O却能与2-PyH–*轻松反应生成甲醇。通过2-PyH–*的氢负离子转移进一步将甲醇还原为甲烷时存在高能垒,这与实验现象一致。我们发现磷化镓表面能促进向HCOOH*的氢负离子转移,这解释了为何CdTe光电极上主要的CO2还原产物是甲酸而非甲醇——因为甲酸不吸附于CdTe表面导致反应终止。2-PyH–*(相对于其质子化产物DHP*)的稳定性、CH2(OH)2相对于CH2O的主导地位,以及CH2(OH)2*必需的脱附过程,这些最可能的限制因素共同解释了实验中观察到的甲醇低产率现象。
关键词: 氢化物转移、二氧化碳还原、半导体、光电极、甲醇
更新于2025-09-23 15:21:01
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均匀掺杂多数载流子半导体样品中的产生-复合电压噪声谱
摘要: 推导了均匀掺杂多数载流子n型半导体样品中由产生-复合(G-R)速率涨落引起的电压噪声谱公式。在公式推导过程中,采用欧姆边界条件获得物理合理的结果,对先前发表的公式进行了修正和扩展。研究表明,在高电场区域G-R电压噪声谱会出现饱和现象,这是G-R噪声的特征标志。此外,基于δ函数型粒子源发展并计算了电子密度涨落,结果表明:随着电场增强,强漂移速度作用会使电子密度涨落分布呈现显著不对称性,且δ函数源位置处的电子密度涨落峰值降低,从而导致高电场下G-R噪声电压谱出现饱和。
关键词: 产生-复合噪声、电压噪声谱、半导体、电子密度涨落、电场
更新于2025-09-23 15:21:01
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单原子晶体的温度依赖性拉曼频率模型
摘要: 本研究建立了一个无需任何可调参数的拉曼频移温度依赖性理论模型。该模型建立了温度相关拉曼频率与参考温度下拉曼频率之间的关系。为验证本模型,预测了Ge、α-Sn和Si的温度相关拉曼频移,其结果与现有实验数据、Balkanski理论和Kolesov理论高度吻合。此外,该模型表明比热随温度的变化决定了拉曼频率的温度依赖性。这项工作可为单原子晶体的温度相关拉曼频移预测提供便捷方法。
关键词: 拉曼频移、半导体、温度依赖性、建模
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于单颗SnO微盘的气体传感器
摘要: 本研究对先前已证实对NOx具有卓越灵敏度的单个纳米加工SnO微盘进行深入探究,以增进对气体传感机制的理解。通过双束显微镜(SEM/FIB)辅助,我们将不同面积和厚度的SnO微盘分离并与金属电极实现电连接。研究发现:单个微盘器件虽具有响应/恢复时间短、功耗低的优点,但大型互联微盘阵列展现出更高的灵敏度与选择性?;谄滔嗷プ饔眉按浠频姆治鼋沂玖苏庑┎钜斓某梢颉穸仍诘テ骷宕泄讨衅鹬鞯甲饔谩1狙芯渴状伪ǖ懒薔O2环境下SnO微盘的德拜长度计算值。
关键词: 单元素器件、聚焦离子束纳米加工、低功耗、半导体、传感机制、德拜长度、气体传感器、氧化锡
更新于2025-09-23 15:21:01
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采用纳米压印技术制造的阵列化电解质-绝缘体-半导体pH传感器
摘要: 本研究聚焦于采用纳米压印技术(NIL)与CMOS工艺集成制造的阵列化电解质-绝缘体-半导体(EIS) pH传感器的传感特性。通过NIL制备了线状与方形状的阵列图案(尺寸约200-400纳米,宽间距比约1/1-1/2),继而完成EIS传感器制作。利用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)对图案进行了表征。结果表明:相较于单一结构传感器,具有阵列化图案的传感器均展现出更高的灵敏度、更低的迟滞效应及漂移特性。研究还探讨了阵列图案(方形或线状)及图案密度对传感区域的影响。该方法可为未来高性能生化传感应用提供器件制造方案。
关键词: 灵敏度、漂移、阵列化图案、纳米压印技术、pH传感器、电解质-绝缘体-半导体、迟滞效应
更新于2025-09-23 15:21:01
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冷却过程中氧空位行为对半导体气体传感器的影响:数值分析
摘要: 基于梯度分布氧空位模型,采用数值分析方法研究了半导体气体传感器冷却过程中氧空位行为的影响。通过建立扩散方程描述氧空位在冷却过程中的扩散与排斥效应行为,运用数值分析求解该扩散方程的精确解。结果表明:氧空位分布特征取决于冷却速率及冷却过程的温度区间。计算了电阻降低和响应特性等气体传感性能参数,这些参数与氧空位分布共同显示出晶粒尺寸效应和再退火效应。研究发现通过设计冷却过程可调控气体传感器性能,所提模型为传感器特性模拟提供了可能,有助于气体传感器设计,并对半导体气体传感机理作出了定量阐释。
关键词: 数值分析、氧空位、气体传感器、半导体、扩散方程
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用非离子表面活性剂通过凝胶亲和色谱法生产半导体型碳纳米管
摘要: 单壁碳纳米管(SWCNTs)因其电子特性(即金属性或半导体性类型)而具有卓越性能,但原始生长的SWCNTs包含两种类型的混合物。本文提出一种改进的详细方法,通过基于琼脂糖凝胶柱的亲和色谱法,从原始生长SWCNTs的胶体悬浮液中制备高纯度富集半导体性SWCNTs。将2 wt%十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液分散的SWCNTs通过凝胶柱后,金属型SWCNTs优先使用1.5 wt% SDS溶液洗脱。随后采用2 wt%普朗尼克F77表面活性剂溶液作为洗脱液,从柱中回收半导体型SWCNTs。根据对颗粒悬浮液的紫外-可见-近红外吸收和共振拉曼光谱详细表征,半导体富集组分的纯度达到90-95%。通过蒸发悬浮液流体并将干燥样品在空气中加热至略高于普朗尼克分解温度,可获得固体形式的半导体型SWCNTs。使用普朗尼克和其他非离子型表面活性剂有助于实现半导体性SWCNT样品色谱生产的规?;?。
关键词: 碳纳米管,单壁碳纳米管,半导体,分离,亲和色谱法
更新于2025-09-23 15:21:01
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分层核壳结构氧化钨/二氧化钛纳米线作为高效光催化剂
摘要: 在这封信中,通过脉冲激光沉积法在WO3纳米线表面沉积一层TiO2纳米颗粒,制备了氧化钨(WO3)/二氧化钛(TiO2)核壳纳米线。这些TiO2纳米颗粒在WO3纳米线表面呈准排列的线状结构。沉积过程中的激光脉冲数量可调节TiO2厚度。作为光催化剂时,这些核壳纳米线对罗丹明B(RhB)的降解具有光催化活性。WO3与TiO2之间的光诱导电子-空穴分离效应有助于提高光催化活性。这使得这些纳米线阵列在废水处理方面具有良好的应用潜力。
关键词: 脉冲激光沉积,纳米复合材料,半导体
更新于2025-09-23 15:21:01
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银改性氧化镉——一种用于增强孔雀石绿光降解的新型材料
摘要: 通过水热法在低温短时间内对氧化镉(CdO)基催化剂进行银(Ag)修饰后,观察到其活性得到增强。采用XRD、红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对产物进行表征。XRD证实形成了CdO,在晶面(111)处于32.73°呈现强烈衍射峰。红外光谱显示607、1387 cm-1的特征峰对应Cd-O键。CdO与银修饰CdO(Ag-CdO)的带隙分别为2.76 eV和2.56 eV,均延伸至太阳光谱的红光区域。紫外光照射下,Ag-CdO在175分钟内对有害染料孔雀石绿草酸盐(MG)的降解率达78.02%,优于原CdO(175分钟降解率75.85%)。光致发光(PL)研究表明,Ag-CdO具有更优的发射强度猝灭效果,这对光催化应用极具前景。
关键词: 催化活性、半导体、发光、纳米结构
更新于2025-09-23 15:21:01