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溶胶-凝胶法制备的Pr0.75Bi0.05Sr0.1Ba0.1Mn0.98Ti0.02O3化合物的结构、电学、介电性能及导电机制
摘要: 采用溶胶-凝胶法制备的Pr0.75Bi0.05Sr0.1Ba0.1Mn0.98Ti0.02O3锰氧化物进行了结构、电学和介电性能的详细研究。X射线衍射图谱的Rietveld精修表明该化合物为正交晶系Pbnm空间群。通过扫描电子显微镜和室温能量色散X射线光谱分析了结构特性。直流电导率(σDC)数据显示在TSM=360K处存在半导体-金属转变。高温下σDC符合小极化子跳跃模型,低温下符合变程跳跃模型。交流电导率结果在较低温度遵循通用的Jonscher幂律,在较高温度符合Drude模型。阻抗图谱显示了晶粒内和晶粒间贡献的共同作用。介电测量显示出对电子设备极具价值的高介电常数。介电损耗由直流传导机制主导,并可用Giuntini理论描述。
关键词: 电学性质、介电性质、金属-半导体转变、阻抗谱
更新于2025-09-23 15:21:01
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Fe3?和La3?共掺杂(Pb,Sr)TiO?薄膜的电输运特性与复阻抗研究
摘要: 本研究探讨了Fe3?和La3?共掺杂对PST薄膜结构、电输运及介电弛豫特性的影响。XRD和拉曼光谱数据显示,Fe3?与La3?掺杂引发了伪立方相向四方相的结构转变。通过温度-电流电压曲线计算得出,PST、PSTF和PSLTF薄膜的肖特基势垒高度分别降至1.20、0.59和0.36 eV,该现象直接归因于氧空位浓度的增加。样品阻抗的频率依赖性表明所有薄膜均存在典型电弛豫现象。由阻抗虚部计算得到的激活能分别为1.73 eV和0.57 eV:较高值(1.73 eV,PST薄膜)表明存在长程氧空位扩散,而较低值(0.57 eV,PSLTF薄膜)则与短程氧空位扩散相关。
关键词: 介电弛豫、薄膜、电输运、阻抗谱
更新于2025-09-23 15:21:01
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CuZnSnSSe薄膜太阳能电池中光致亚稳态的电流-电压及电容研究
摘要: 通过温度依赖的电流-电压测量、驱动级电容剖析、阻抗及热导纳光谱技术,研究了白光、红光和蓝光诱导下Cu2ZnSnS4(Se4)太阳能电池的亚稳态现象。实验对比了一组器件:室温下经白光和蓝光照射会导致器件性能退化,而红光照射后太阳能电池效率未发生变化。我们观察到光照处理对这些器件在低温和高温范围内测量的电容数据均有显著影响,特别是通过驱动级电容剖析提取的净掺杂浓度在光照处理后显著增加。参考电容-频率谱中观测到的低温与高温电容台阶分别归因于费米能级钉扎和体缺陷,不同波长光照使这两个台阶均向高频范围移动,导致热导纳激活能降低。无论波长如何,光照后的阻抗谱中均检测到低频"电感性"回线,推测该现象源于高缺陷CdS/Cu2ZnSnS4(Se4)异质界面处负电场的形成。该结果同时表明:此类电场是器件室温亚稳态行为的成因,而低温亚稳态变化可能源于不同机制。文中还详细讨论了亚稳态太阳能电池电学表征方法。
关键词: 阻抗谱、亚稳态、铜锌锡硫硒太阳能电池、电学表征
更新于2025-09-23 15:19:57
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一种用于直接和等离子体辅助阻抗检测细菌的纳米结构金/石墨烯微流控装置
摘要: 分层三维金纳米-微米岛(NMIs)结构特别适合光学和电化学传感器中直接无探针捕获细菌。此外,其独特的等离激元特性使其成为等离激元辅助电化学传感器的理想候选材料,但电荷转移性能仍需提升。本研究提出一种基于三维金NMIs与石墨烯(Gr)纳米片复合结构的新型等离激元辅助电化学阻抗检测平台,用于细菌的无探针捕获和无标记检测。引入石墨烯纳米片显著改善了电荷转移能力,解决了三维金NMIs应用的核心问题。值得注意的是,在可见光下进行电化学阻抗谱检测时,该三维金NMIs/Gr检测平台能成功区分大肠杆菌(E. coli)K12、恶臭假单胞菌(P. putida)和表皮葡萄球菌(S. epidermidis)等多种细菌。研究表明,这种可区分的无标记阻抗检测源于不同尺寸、形态及细胞组成的电荷转移差异。有限时域差分(FDTD)电场模拟显示NMIs结构边缘存在电荷分布增强效应。润湿性研究进一步表明,接触角是每种捕获细菌的特征参数,其数值强烈依赖于细胞的形状、形态及尺寸。当平台暴露于三种菌株的不同稀释液时,检测系统展现出优异性能:在2×101-10? CFU/mL(大肠杆菌)、2×101-10? CFU/mL(恶臭假单胞菌)和1×102-10? CFU/mL(表皮葡萄球菌)的宽线性范围内,最低可检测至约20 CFU/mL。这种由三维金NMIs与石墨烯通过新型等离激元技术与传统阻抗谱技术结合构建的复合结构,为低成本、高稳定性的超灵敏无标记细菌检测开辟了新途径。
关键词: 无标记细菌检测、层级金纳米-微米岛结构、表面特性、阻抗谱、等离子体辅助电化学检测平台
更新于2025-09-23 15:19:57
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阻抗谱法研究含CdTe量子点的ZnTe-Ti/Al肖特基结的介电响应
摘要: 采用阻抗谱(IS)方法研究了ZnTe-Ti/Al肖特基结的电学特性,并进行了电流-电压(I-V)和电容-电压(C-V)测试。研究对象包括嵌入ZnTe基质的CdTe量子点结构及无量子点的参照ZnTe样品。C-V特性证实了结构中存在量子点(QDs)。通过分析电模量和阻抗数据发现:阻抗谱研究表明长程导电主导了结区弛豫过程。两个样品的数据均采用由耗尽层电容与体电阻并联、再串联接触电阻的简单RC电路进行拟合。根据电阻、虚部阻抗及电模量的阿伦尼乌斯曲线测定,参照样品在零偏压下弛豫过程的激活能为0.4 eV;而量子点样品采用相同方法测得的激活能为0.2 eV。结论认为:参照样品的弛豫过程源于ZnTe基质材料中的陷阱能级,而量子点结构中观察到的弛豫过程则归因于生长过程中量子点附近缺陷产生的深能级。
关键词: 量子点、缺陷、阻抗谱、CdTe(碲化镉)、ZnTe(碲化锌)
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过光物理和电学特性对比研究高效有机发光二极管中界面与体相激基复合物形成体系
摘要: 基于BCzPh:CN-T2T激基复合物作为发光层(EML),通过优化电荷平衡与分子取向,我们制备出高效有机发光二极管(OLED)。为深入探究激基复合物形成机制,采用时间分辨光致发光(TRPL)、电容-电压(CV)、阻抗谱(IS)及瞬态电致发光(EL)等测试手段,系统研究了以界面型(BCzPh/CN-T2T)和体相型(BCzPh:CN-T2T)激基复合物为发光层的电致发光器件光物理特性与电学特性。结果显示:界面型与体相型激基复合物器件的最大外量子效率(EQE)分别为7.7%和26.4%。通过对比两种器件发光层界面处激基复合物发光相关的电荷密度积累量,阐明了性能差异的内在机理。此外,短波长至长波长的TRPL监测揭示了通过反向系间窜越实现三线态非辐射能量回传单线态的过程,并验证了延迟荧光效率。相较于界面型体系,体相型激基复合物系统展现出显著的延迟荧光特征,这一现象也得到瞬态EL观测结果的佐证。研究表明体相型激基复合物能快速消散EML中的累积电荷,从而提升EL效率,该推论进一步获得CV与IS测试的验证。数据显示:体相型激基复合物器件的电荷密度积累量与体相电阻均显著低于界面型对照器件。
关键词: 瞬态光致发光、阻抗谱、界面激基复合物、瞬态电致发光、体相激基复合物
更新于2025-09-23 15:19:57
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《AIP会议论文集》[著者 2017年第三届数学与科学进展国际研讨会(ISCPMS2017)论文集 - 印度尼西亚巴厘岛(2017年7月26-27日)] - 钙钛矿材料La0.9Sr0.1Fe1-xMoxO3(x = 0.1, 0.2, 0.3)的室温电学行为
摘要: 研究了La0.9Sr0.1Fe1-xMoxO3(LSFMO)(x=0.1、0.2、0.3)钙钛矿材料的合成与电学性能。样品采用溶胶-凝胶法及烧结工艺制备,通过X射线衍射(XRD)和X射线荧光(XRF)分析其结构特性。XRD表征显示所有样品均呈正交晶系结构(空间群Pnma),晶粒尺寸范围为40-60纳米。XRF结果表明原子比与质量比符合La0.9Sr0.1Fe1-xMoxO3的化学计量要求。采用阻抗谱仪结合RLC测试仪测量了室温下LSFMO的电学行为,阻抗数据以奈奎斯特图呈现。随着钼掺杂量增加,LSFMO的阻抗绝对值增大。介电研究表明:随着钼掺杂浓度提高,介电常数(ε')减小而介电损耗(tanδ)增大。
关键词: 阻抗谱、介电性能、La0.9Sr0.1Fe1-xMoxO3
更新于2025-09-22 23:48:26
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掺杂钐的二氧化铈-碳纳米管复合材料的闪烧技术
摘要: 通过搅拌球磨法将(CeO2)0.8(Sm2O3)0.2(钐掺杂氧化铈,SDC)陶瓷粉末与碳纳米管(CNTs)混合,再经单向压制和等静压制成复合陶瓷素坯。在高温膨胀仪中施加850°C交流电场并限制电流为1A进行烧结,最终收缩率达20.2%。相同条件下SDC样品仅收缩13.3%。添加CNTs的闪烧试样测得更大平均晶粒尺寸。阻抗谱分析表明含CNTs的闪烧试样具有更高电导率,这主要归因于电子导体(CNTs)在界面处产生更强的焦耳热效应从而改善了电学性能。
关键词: 闪烧、固体电解质、碳纳米管、阻抗谱、掺杂氧化钐的二氧化铈
更新于2025-09-23 17:01:49
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金属-多孔GaAs结构在水吸附下的电学特性
摘要: 本文报道了电化学制备多孔GaAs的形貌、光学、发光及电学特性,以评估其湿度传感性能。所获多孔GaAs呈现非均匀表面形貌,由金字塔状微晶和微孔构成。光致发光与FTIR研究表明该材料表面覆盖有砷和镓的氧化物。通过阻抗谱分析水蒸气对金属-多孔GaAs电学特性的影响,发现水分吸附导致奈奎斯特图向高频区偏移。在潮湿环境中,电阻Rv和电荷积累特征时间s分别降低1.4倍和5倍;电阻Rb和电容Cb分别减小1.4倍和4.4倍。金属-多孔GaAs结构对水分子吸附的响应归因于体相电阻率和势垒高度的降低。多孔GaAs表面形成的氧化层具有双重作用——既增强水分子吸附能力,又防止表面发生结构性退化。
关键词: 扫描电子显微镜(SEM)、漫反射红外傅里叶变换光谱(DRIFT)、阻抗谱、奈奎斯特图、多孔砷化镓、湿度传感器
更新于2025-09-24 07:49:21
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表面活性剂稳定的有机纳米粒子基太阳能电池中低开路电压的起源
摘要: 基于有机纳米粒子的太阳能电池因其环保的制备工艺而备受关注。然而这些表面活性剂稳定的纳米粒子存在开路电压损失问题,这是由于电荷捕获效应及聚合物阴极界面处的低提取率所致。本研究探究了表面活性剂稳定纳米粒子器件中电压损失与电荷捕获的成因。我们采用阴离子表面活性剂稳定的聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT)和[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)纳米粒子水分散体系,成功制备出高效有机光伏器件。通过交流阻抗谱技术解析了暗态及工作状态下的电荷传输特性。研究表明:尽管纳米结构形貌存在本质差异,基于纳米粒子的有机光伏器件与体异质结有机光伏器件在电荷传输特性及光生载流子动力学方面具有相似性。该研究证实,通过减少表面缺陷和优化聚合物掺杂程度,有望利用有机纳米粒子制备高效有机光伏器件。
关键词: 表面活性剂稳定的、阻抗谱、有机光伏、纳米粒子、电荷传输
更新于2025-09-19 17:13:59