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oe1(光电查) - 科学论文

15 条数据
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  • 掺杂Yb<sup>3+</sup>/Ln<sup>3+</sup>/Mn<sup>4+</sup>（Ln = Er、Ho和Tm）的Na<sub>3</sub>ZrF<sub>7</sub>荧光粉：油-水界面阳离子交换合成、双模发光与防伪应用

    摘要： 高效双模发光在高安全性防伪领域具有重要应用价值。本研究通过油-水界面阳离子交换法，以Yb3?/Ln3?:Na?ZrF?为交换基质，制备了Yb3?/Ln3?/Mn??（Ln=Er、Ho和Tm）三掺杂Na?ZrF?荧光粉。该产物在紫外光激发下呈现典型的Mn??红色下转换发光，在980 nm激光激发下则展现出Er3?红色、Ho3?黄色及Tm3?近红外多色上转换发射。Na?ZrF?基质中的Mn??掺杂离子具有高达3.63的强晶体场强度Dq值，表现出优异的热稳定性——在448 K时仍能保持初始发光强度的90%。稳态与瞬态发射光谱证实Mn??与Ln3?之间不存在有害能量转移作用，使该产物具备明亮且肉眼可见的双功能发光特性。通过特殊图案荧光标记的概念验证实验，证实该荧光粉可应用于防伪领域。

    关键词： 磷光体、上转换、防伪、阳离子交换、双模发光

    更新于2025-11-20 15:33:11

  • 用于高效制氢的超小无重金属胶体纳米片

    摘要： 金属硫属化合物半导体纳米片具有宽吸收光谱以及随厚度变化的独特光学与电学特性，因而可作为多种光电器件的构建单元。由于现有合成方法的固有局限，无重金属超小尺寸纳米片的直接合成仍具挑战性。本研究报道了一种高效的模板辅助阳离子交换法，成功制备出近红外区具有光学活性的无重金属金属硫属化合物纳米片。横向尺寸为6-10纳米的SnSe纳米片展现出20%的量子产率，将其作为光电化学（PEC）制氢系统中的光吸收材料时，在相同测试条件下实现了7.4 mA/cm2的饱和光电流密度——该数值创下了采用无重金属胶体量子点或纳米片PEC器件的最高纪录。结果表明，准零维SnSe纳米片作为高效光吸收材料，在新兴光电子技术领域具有重要应用潜力。

    关键词： 纳米片、阳离子交换、光电子技术、硒化锡、氢气生成

    更新于2025-11-19 16:51:07

  • 铜在Ag1?xCuxInS2纳米晶体光致发光中的作用：从铜掺杂的AgInS2（x约0）到CuInS2（x=1）

    摘要： 通过部分阳离子交换法合成了一系列铜含量为0≤x≤~1的Ag1?xCuxInS2纳米晶（NCs），以探究铜元素对这些纳米晶电子结构和光谱特性的影响。当向AgInS2纳米晶中掺入少量Cu+（x值较?。┦?，价带（VB）上方会出现离散的中间能隙态。密度泛函理论（DFT）计算证实这些中间能隙态与Cu+杂质原子的3d价轨道相关。随着x值增大，这些杂质d能级逐渐演变为CuInS2纳米晶的价带边缘，但在整个x值范围内最高占据轨道的描述未发生显著变化。与这种渐变过程不同，Ag1?xCuxInS2纳米晶的光致发光在初始添加少量Cu+（x值较?。┦笨焖僖贫?，但当x>~0.20后直至完全转变为CuInS2（x=1.00）时均不再随x值变化。数据分析表明CuInS2纳米晶发光激发态中存在微弱但可检测的空穴离域现象，蒙特卡洛模拟估算最多涉及约四个铜离子。这些结果为理解该材料的发光激发态提供了独特见解，并强化了将CuInS2纳米晶描述为"高浓度铜掺杂纳米晶"的观点——其中光生空穴会迅速局域化在铜原子3d轨道上。

    关键词： 硫化银铟，纳米晶体，阳离子交换，硫化铜铟，铜掺杂，光致发光

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 硫化锌（ZnS）在中孔TiO2薄膜上的吸附与阳离子交换行为及其在太阳能电池中的应用

    摘要： 通过典型的连续离子层吸附与反应（SILAR）工艺，将硫化锌（ZnS）沉积在介孔二氧化钛薄膜表面。当ZnS与溶解于化学浴中的目标阳离子（Pb2?、Cu2?、Ag?或Bi3?）接触时，诱导其自发发生阳离子交换，成功地将基底上白色半透明的ZnS转变为棕色新型金属硫属化合物，并通过颜色变化程度定性比较了不同沉积条件下原始ZnS的沉积量。利用这一简单而有效的工艺，可通过观察诱导特定阳离子交换后TiO?/ZnS电极的颜色变化程度，直观追踪量子点（QD）敏化太阳能电池中不同化学浴制备的ZnS钝化层的演变过程。应用于典型CdS QD敏化太阳能电池时，清晰揭示了ZnS沉积程度和速率如何影响整体功率转换效率，同时确定了TiO?/CdS电极上的最佳钝化层。观察到醋酸根耦合的Zn2?源比硝酸根耦合的Zn2?源能更快沉积ZnS钝化层，因其更高pH值更有利于Zn2?在TiO?表面的吸附。作为基于ZnS的阳离子交换的另一实用应用，沉积的ZnS被用作在介孔TiO?薄膜上制备更复杂金属硫属化合物的模板。ZnS衍生的Sb?S?敏化电极显示出极具前景的初步结果——在TiO?与Sb?S?之间仅使用极薄的ZrO?钝化层时，整体功率转换效率超过1.0%。

    关键词： 钝化、量子点敏化剂、SILAR沉积法、硫化锌、太阳能电池、阳离子交换

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 表面钝化驱动的I-III-VI<sub>2</sub>纳米晶光催化剂结构工程

    摘要： 阳离子交换已成为合成常规方法难以获得的半导体纳米晶（NCs）的有力策略。本研究探究了十二面体形Cu7S4 NCs中的In3+置换Cu+过程，发现通过过量客体阳离子或配体分子引发的表面钝化效应可调控纳米晶的结构特性。通过系统监测不同条件下的平行反应并结合正电子湮没光谱分析，我们证实表面铜空位是导致该钝化现象的关键因素。降低In3+/Cu+比例及引入强结合配体能增加表面铜空位密度并促进阳离子交换反应，从而改变In3+内扩散与Cu+外扩散的竞争关系。这种对阳离子交换过程中离子互扩散平衡（及伴随的柯肯达尔效应）的调控能力，使我们成功制备出具有多种特殊结构的CuInS2（及Cu7S4@CuInS2）NCs系列，这些材料在单线态氧生成中展现出差异化的光催化性能。本研究不仅通过阳离子交换法拓展了半导体纳米晶的结构复杂性与多样性，更为建立阳离子交换反应动力学统一机理认知提供了重要指导。

    关键词： 阳离子交换、柯肯达尔效应、半导体纳米晶体、光催化、表面钝化

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 阳离子交换作为调控层状钙钛矿极性的机制。

    摘要： 使用LiNO3和NaNO3对n=2型Dion-Jacobson相RbNdNb2O7和RbNdTa2O7进行阳离子交换反应，可制得相应的LiNdM2O7和NaNdM2O7（M=Nb,Ta）相。同步辐射X射线与中子粉末衍射数据结合二次谐波发生数据，并经第一性原理DFT计算验证表明：LiNdM2O7相呈现n=2型Ruddlesden-Popper结构，具有极化空间群B2cm描述的aˉaˉc+/-(aˉaˉc+)畸变；而NaNdM2O7相则形成n=2型Ruddlesden-Popper结构，具有中心对称空间群P42/mnm描述的aˉb0c0/b0aˉc0畸变。这种结构差异源于两种竞争机制：i)通过八面体倾斜优化Li/Na配位位点尺寸；ii)在(Li/Na)O2层内有序排列Na/Li阳离子以最小化阳离子间排斥——前者是Li相的主导因素，后者则是Na相的主要成因。A'NdM2O7相中倾斜畸变对A'阳离子的强依赖性表明：通过精心选择替代阳离子，可理性调控层状钙钛矿相的倾斜畸变使其呈现极性构型，从而合成新型铁电相。

    关键词： 层状钙钛矿、阳离子交换、结构畸变、铁电材料、极性工程

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 阳离子交换反应触发的硫属化物纳米颗粒形貌转变

    摘要： 由于传统合成方法的局限性，许多具有巨大功能应用潜力的硫族化合物家族仍未被探索。然而，胶体合成中的阳离子交换反应为克服这些限制提供了替代途径，并为合成纯相和难以实现的形貌提供了一条路径。在本工作中，我们展示了Sb3?与Cu???Se纳米粒子中Cu?发生阳离子交换反应的可能性，并研究了一种罕见的从Cu???Se纳米粒子到Cu?SbSe?纳米片的形貌转变。这种形貌转变由Sb阳离子掺入Cu???Se晶格并引发阴离子框架重排所触发的初级纳米粒子组装与融合生长过程所决定。通过研究阳离子交换反应中这一前所未有的现象并将Sb加入可交换元素列表，本工作揭示了阳离子交换反应未被发掘的潜力，并为合成复杂铜基硫族化合物材料开辟了可能性。

    关键词： 纳米粒子，硫族化合物，形貌转变，阳离子交换，Cu3SbSe3纳米片

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 从核壳到蛋黄壳：保持等离子体金属@半导体纳米棒紧密接触的界面以实现增强的近红外光电化学性能

    摘要： 我们在此报道了一种通过调控硫化反应动力学并随后进行阳离子交换，从而可控构建蛋黄-壳与核-壳型等离激元金属@半导体杂化纳米晶的合成策略。所得蛋黄-壳结构产物具有卓越的结晶性，更重要的是，等离激元金属与半导体之间紧密相邻且界面锐利，这促进了二者间高效的载流子传输。以金纳米棒与p型硫化铅体系为例，我们证明金@硫化铅蛋黄-壳纳米棒在可见光及近红外光吸收方面较金@硫化铅核-壳纳米棒及空心硫化铅纳米棒均呈现显著提升。此外，由金@硫化铅蛋黄-壳纳米棒构成的光阴极在模拟太阳光及λ>700 nm光照下均展现出最高的光电化学活性。这种优异性能源于蛋黄-壳结构的有利结构优势与表面等离激元共振增强效应的协同作用。我们认为该合成策略可为创制具有理想结构与功能的杂化纳米晶提供重要手段，从而有效利用包括等离激元热空穴在内的光生载流子，推动宽光谱太阳能燃料转化。

    关键词： 太阳能-燃料转化、阳离子交换、表面等离子体共振、核壳结构、蛋黄壳结构

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 阳离子交换法制备的InGaP合金量子点实现蓝光发射

    摘要： 与不含重金属的绿色和红色发光磷化铟（InP）量子点（QDs）取得的重大进展相比，非镉蓝色量子点的开发几乎尚未探索。合成具有明亮深蓝发射率的蓝色InP量子点不太可行，这主要与其固有的尺寸限制有关。为了克服这一挑战，本文首次通过In3?到Ga3?的阳离子交换策略合成了发射蓝色的三元InGaP量子点。预生长的InP量子点在碘化镓（GaI?）存在下于相对较低的280°C温度下被高效地镓合金化，且镓合金化的程度也发现可以通过改变GaI?的量进行系统调节。这种阳离子交换后的InGaP核依次用ZnSeS内壳和ZnS外壳进行表面钝化。随着用于阳离子交换的GaI?量增加，所得的双壳层InGaP/ZnSeS/ZnS量子点在光致发光（PL）中产生一致的蓝移，从475 nm到465 nm，同时保持高PL量子产率在80?82%范围内。在上述一系列量子点样品中，发射波长超过465 nm的InGaP/ZnSeS/ZnS量子点进一步被用作全溶液加工电致发光器件的发光层。这种前所未有的基于InGaP量子点的蓝色器件产生了1038 cd/m2的最大亮度和2.5%的外量子效率。

    关键词： InGaP合金量子点、电致发光器件、蓝光发射率、阳离子交换

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 采用含氟酮基离子液体的染料敏化太阳能电池，其电池效率得到提升

    摘要： 采用氟酮基离子液体提升染料敏化太阳能电池效率。我们合成了六种以三己基十四烷基膦酸氯（P6,6,6,14Cl）为阳离子、二价氟酮衍生物为阴离子的离子液体（IL），实现了二价染料中氯离子的完全置换：包括荧光素（a）、孟加拉玫瑰红（b）、焰红B（c）、伊红B（d）、伊红Y（e）和赤藓红B（f）。这些粘稠盐类的光谱表征显示存在1-2个预期的强吸收带。共计12种化合物（钠盐形式a-f及三己基十四烷基膦酸二价阴离子盐形式a0-f0）被用于纳米晶TiO2的敏化。在100 mW cm?2光照强度下，我们通过电流-电位曲线、开路电压、填充因子及整体太阳能转换效率等指标，报道了这些无金属染料的敏化活性。研究发现通过简单的阳离子交换策略可提升传统染料的光捕获能力，使电池光伏转换效率至少提高30%。对于伊红B，其与TiO2的结合能使吸电子基团-NO2还原为-NO2?，这种还原硝基与TiO2表面形成的新相互作用使电池整体性能提升，在光照浸泡后达到最高0.65%的效率。通过简单阳离子交换还实现了抑制染料聚集、提高电极准费米能级以及测试阴离子染料吸收光谱轻微红移等提升DSSC性能的因素。

    关键词： 二氧化钛敏化、阳离子交换、光伏转换效率、基于荧烷的离子液体、染料敏化太阳能电池

    更新于2025-09-16 10:30:52