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oe1(光电查) - 科学论文

9 条数据
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  • 基于第一性原理计算的高低对称相钙钛矿氧化物LaMO<sub>3</sub>（M = Mn, Ni）的结构、电子及力学性质

    摘要： 长期以来，钙钛矿氧化物因其体相结构及异质结构组分的物理特性受到广泛研究。镧系过渡金属氧化物LaMO3（M为过渡金属）作为这类材料的代表，因其在超导、磁阻、离子电导及多种介电性质等先进技术领域具有潜在应用价值而备受关注。尽管对其物理性质的探索已相当深入，但我们对LaMO3化合物力学性能的研究仍存在显著不足。通过密度泛函理论（DFT）研究，我们阐明了实验验证的LaMnO3和LaNiO3相的结构、电子特性尤其是力学特性。我们首先计算其结构与电子性质，继而推导单晶弹性常数及 nulla 材料力学参数——包括体积模量、剪切模量、杨氏模量和各向异性指数，以填补关于LaMnO3与LaNiO3化合物力学行为理论认知的空白。

    关键词： 密度泛函理论、力学性能、钙钛矿氧化物、电子性能

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 氧含量对脉冲激光沉积法制备的LaFeO3钙钛矿薄膜光电化学性能的影响

    摘要： 钙钛矿氧化物的物理性质受其化学计量比影响显著，这类材料的关键特性之一是通过调控成分与结构特性之间的相互作用来实现功能可调性。本研究报道了不同氧分压条件下生长的铁电性LaFeO3薄膜对光电化学（PEC）水分解性能的影响，并结合其形貌、光学及结构特征进行分析。这些LaFeO3薄膜采用脉冲激光沉积法在Nb:SrTiO3衬底上制备。光电化学测量揭示了光电流值Jphoto与生长条件存在强相关性。X射线衍射（XRD）分析显示LaFeO3/Nb:SrTiO3的横向相干长度L‖随氧分压值呈现显著变化。所有薄膜均呈异质外延生长，晶体结构中检测到微小拉应变，但仅在较窄的氧分压区间内，LFO/STON薄膜才表现出具有大横向相干长度L‖的高质量晶体结构及优异的光电化学电流性能。

    关键词： 氧分压，钙钛矿氧化物，光电化学，脉冲激光沉积，水分解

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 2016年欧洲显微镜学大会论文集 || 纳米结构钙钛矿中锂诱导八面体倾斜有序排列及其相关应变的直接表征

    摘要： 自组装纳米结构有望构建具有卓越功能的二维和三维超晶格。要理解驱动超晶格形成的机制，需要获取其底层结构信息。然而这些超晶格固有的纳米尺度结构调制难以通过常规衍射结构测定法表征。必须采用实空间直接成像方法来探测局部结构特征，从而为理论理解和后续的结构-性能关联设计提供关键依据。 我们利用像差校正扫描透射电子显微镜（STEM），开发了优化的原子级明?。˙F）成像条件来观测钙钛矿氧化物中的氧八面体。通过多切片计算确定了探测器收集角度，使得氧八面体能在大样品厚度范围内被灵敏且稳定地成像。这些计算还提供了校准依据，可通过单个八面体图像定量测量其八面体倾斜角。 将该实空间八面体倾斜映射技术应用于锂离子电池潜在固体电解质Li0.5–3xNd0.5+xTiO3时，我们直接揭示了具有二维调制八面体倾斜的非传统超晶格。基于定量倾斜图推导出八面体倾斜调制的数学描述，明确识别出该调制的高阶谐波特性。通过同步环形暗?。ˋDF）成像，我们还实现了逐晶胞的晶格参数测绘，发现了与倾斜调制相关的高度局域化应变。 进一步研究表明，通过改变锂化学计量比可调控倾斜调制。值得注意的是，我们观察到与脱锂/锂化过程相关的倾斜调制可逆湮灭/重构现象，这暗示了该潜在锂离子导体中与锂离子传导相关的结构转变。上述观测结果大多无法通过常规衍射分析获得，并由此建立了前所未有的机械耦合倾斜竞争模型来解释超晶格形成机制。 我们这种量化局部八面体结构并将其与应变相关联的实空间方法，可推广应用于其他先进氧化物体系。

    关键词： 二维调制结构，扫描透射电子显微镜，锂离子固态电解质，钙钛矿氧化物，氧八面体倾斜

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 莫特绝缘体LaVO3作为光伏吸收材料的性能研究

    摘要： 莫特绝缘体因其优异的参数特性，近期被确认为潜在的太阳能转换材料。本文通过探究莫特绝缘体LaVO3（LVO）的光伏特性，研究了电池性能表现。我们采用溶胶-凝胶法结合不同工艺条件下的烧结工艺制备LVO薄膜，并运用多种表征技术分析了工艺参数对薄膜结构、光学及电学性能的影响。通过建立材料参数与器件性能的关联，证实了LVO钙钛矿材料在光伏应用中的可行性。该分析将助力研究人员实现莫特绝缘体作为光吸收材料的实际应用。

    关键词： 光伏材料、莫特绝缘体、薄膜太阳能电池、钙钛矿氧化物

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 用于钙钛矿卤化物太阳能电池中稳健界面和稳定高光伏能量转换效率的纳米晶Nb:SrTiO?电子传输层可控合成

    摘要： 钙钛矿卤化物作为固态太阳能电池的高效光吸收材料极具吸引力，但其界面结构与光吸收层（钙钛矿卤化物）和电子传输层（ETLs）之间的缺陷仍限制着钙钛矿太阳能电池（PSCs）的稳定性和光伏能量转换效率。本文报道了钙钛矿卤化物与传统TiO?电子传输层材料界面处的紫外光诱导降解机制，并提出解决方案。研究表明该降解源于紫外光照下钙钛矿卤化物-ETL界面形成的氧空位——界面释放的氧原子通过引发化学反应加速钙钛矿卤化物分解。同时发现纳米晶SrTiO?（STO）电子传输层能在紫外光照射下实现高性能PSCs。具体而言，通过铌掺杂调控STO电子传输层电子结构，并可控去除铌掺杂STO表面析出的SrO相，可显著提升界面稳定性并维持高效光伏转换性能。此外，由于钙钛矿卤化物-STO ETL界面缺陷浓度低，基于STO的PSCs未表现出迟滞效应。

    关键词： 氧空位形成、电子传输层、钙钛矿氧化物、光稳定性、钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 高压电性与可见/近红外光响应钙钛矿氧化物的设计

    摘要： 具有铁电和光伏特性的缺陷工程钙钛矿氧化物是极具前景的多功能材料。虽然通过在钙钛矿B位掺杂过渡金属可获得低带隙（即1.1-3.8电子伏特），但带电泄漏的钙钛矿氧化物通常因氧空位而丧失压电性，因此开发高压电性铁电半导体仍具挑战。本研究受铁电体中点缺陷介导大压电效应（尤其在形变相边界区域）启发，提出在形变相边界处巧妙引入带隙态的有效策略——通过热力学耦合缺陷诱导的局域极化不均匀性与基质极化，同步实现高压电性与低带隙。具体以Ni2+调控的(1-x)Na0.5Bi0.5TiO3-xBa(Ti0.5Ni0.5)O3-δ（x=0.02-0.08）组分为例，该材料在室温下展现出卓越压电性及前所未有的可见/近红外光吸收（最低带隙≈0.9电子伏特）。其中形变相边界组分x=0.05表现出最优铁电性/压电性（d33=151皮库仑/牛顿，Pr=31.2微库仑/平方厘米），其光电流密度较经典铁电体(Pb,La)(Zr,Ti)O3提升约两个数量级。该研究为设计适用于太阳能转换、近红外探测等多功能应用的高压电性可见/近红外光响应钙钛矿氧化物提供了新范式。

    关键词： 光伏材料、陶瓷、铁电材料、钙钛矿氧化物、半导体

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • Os掺杂对YMnO3多铁性钙钛矿氧化物化合物电学性能的影响

    摘要： 在本研究中，通过传统固相反应法合成了YMnO3（YMO）及掺杂锇（Os）的YMO（YMn1-xOsxO3）（x=0.01、0.05、0.10）化合物，并采用宽频介电/阻抗谱仪研究了其频率和温度依赖的电学特性。利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）对YMO及掺杂Os的YMO粉末进行了结构和化学分析。阻抗测量结果表明：YMO和1 mol% Os掺杂样品仅观察到晶界弛豫峰，而5 mol%和10 mol% Os掺杂样品则同时出现晶界与晶粒弛豫峰。研究发现Os掺杂可降低YMO的电阻率，其中10 mol% Os掺杂样品的电阻率最低。计算了YMO及Os掺杂化合物的激活能，结果显示随着Os掺杂比例增加，各化合物的激活能值逐渐降低。此外还证实晶界的激活能高于晶粒。

    关键词： 多铁性材料、YMnO3、钙钛矿氧化物、电学性能、Os掺杂

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • BaTi0.67?xMn0.33 + xO3（x = -0.02、-0.01、0、0.01和0.02）中的自旋二聚体形成

    摘要： 将6H-Ba3Ti2MnO9中Mn的浓度略微调整至偏离化学计量比。结构分析表明，当Mn浓度略高于化学计量比时可能形成自旋二聚体。通过结合直流磁化率和X波段（9.4 GHz）电子自旋共振（ESR）研究了磁性：直流磁化率显示出受挫自旋与短程自旋共存的特征；ESR显示BaTi0.65Mn0.35O3中可形成自旋二聚体，而在BaTi0.69Mn0.31O3和Ba3Ti2MnO9中未发现自旋二聚体的特征信号。

    关键词： 低维磁体、自旋二聚体、磁性材料、陶瓷复合材料、钙钛矿氧化物

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 通过单色化芯损电子能量损失谱（EELS）映射检测A位缺陷钙钛矿中的氧亚晶格有序排列

    摘要： 钙钛矿氧化物因其在热电材料到燃料电池等多种应用领域的潜力而备受关注。其吸引力部分源于钙钛矿陶瓷可在宽泛组分范围内进行化学掺杂，从而形成不同程度的结构有序性，这使得这类材料的性能与功能易于调控。例如在热电应用体系中，超晶格或畴界空位的存在会通过增强声子散射来抑制热导率。因此，理解陶瓷体系中此类有序结构形成机制对其工程化应用至关重要。 本研究报道了一种基于Nd2/3xTiO3双钙钛矿的A位缺陷体系。该热电候选材料因具有独特的超结构（部分源自A位阳离子空位有序排列）而备受瞩目。通过球差校正扫描透射电子显微镜，我们研究了系列经设计具有不同A位阳离子空位有序程度（从而导致热电性能显著差异）的Nd2/3xTiO3陶瓷。[110]取向的环状明场像（采用Nion UltraSTEM 100TM获?。┙沂玖薚iO6亚晶格中依赖A位占据状态的倾斜畴结构。进一步通过电子显微图像的高级分析技术测量了TiO6晶格的局部畸变。 利用能量分辨率优于0.100eV的Nion UltraSTEM 100MC TM仪器，通过原子级分辨的单色化芯能损失电子能量损失谱（EELS）对这些八面体畸变进行了深入研究。该方法不仅能绘制Ti L2,3近边精细结构的各组分分布，还能检测ELNES的微小局部变化——包括常规EELS难以分辨的Ti L2,3前峰强度微妙改变，以及Ti L3 eg/t2g和t2g L3/L2强度比的变化，这些均表征着局部TiO6畸变特征。

    关键词： 环形明场成像、校正像差的扫描透射电子显微镜、Nd2/3xTiO3、结构有序性、电子能量损失测量、热电材料、燃料电池、A位缺陷钙钛矿、声子散射、钙钛矿氧化物

    更新于2025-09-09 09:28:46