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oe1(光电查) - 科学论文

6 条数据
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  • 二氧化钛超表面：从可见光平面光子学到光化学

    摘要： 过去几年中，二氧化钛超表面得到了深入研究。迄今为止，二氧化钛超器件仅利用了其高折射率（n）特性，而其可控的光吸收系数（k）尚未被开发利用。本研究将二氧化钛超表面转化为黑色二氧化钛超表面，并探索其在光化学领域的新应用。我们开发了一种与互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺兼容的技术，可在不破坏内部纳米结构的前提下，可逆且精确地调控二氧化钛超表面的吸收特性。由此实现了两种适用于光化学实验的黑色二氧化钛超表面：具有超宽吸收带的超表面能显著增强白光吸收，使基于太阳光的光化学过程加速18.7倍；而吸收带小于20纳米的超表面仅对共振波长产生响应，从而实现光化学过程的实时监测。此外，正常状态与黑色状态间的可逆切换特性，也使二氧化钛超表面适用于动态超器件应用。

    关键词： 光化学、与CMOS兼容的技术、黑色二氧化钛、动态超构器件、二氧化钛超表面

    更新于2025-10-24 16:33:39

  • 黑二氧化钛中氧空位诱导的结构畸变——一种利用氧K边软X射线扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）的独特方法

    摘要： 规则TiO2晶体有序性的未知变化导致了黑色二氧化钛的形成，这种材料因伴随的电子结构改变而作为光催化材料备受关注。本文中，我们确定了氧空位引起的晶格畸变本质——该畸变进而形成了先前黑色二氧化钛研究中发现的带隙中间态。我们引入一种创新技术，采用最先进的硅漂移探测器结合扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）来测量体相原子间距。通过展示这种探测器的能量色散特性如何实现能量空间内无阻碍的信号获取，从而规避传统EXAFS常受其他吸收边干扰的难题。

    关键词： 黑色二氧化钛，扩展X射线吸收精细结构，黑色TiO2，结构畸变，光催化

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [2018年IEEE微机电系统(MEMS)会议 - 贝尔法斯特(2018.1.21-2018.1.25)] 2018年IEEE微机电系统(MEMS)会议 - 一种通过原子层沉积制备黑色二氧化钛用于能量存储的新方法

    摘要： 据我们所知，这项工作首次展示了原子层沉积（ALD）制备黑色二氧化钛（TiOx）。通过ALD技术制备b-TiOx，我们实现了四项突破性成果：(1) 开发出无需当前工艺必需的脱氧退火步骤的直接b-TiOx沉积方法；(2) 能够以埃级精度在高度多孔材料上沉积b-TiOx；(3) 相较于TiO2，对太阳光谱的响应显著增强——光电流检测值提升超过10倍；(4) b-TiOx超级电容器相比TiO2超级电容器，电容性能提升超过7倍。该研究实现了更稳健精准的黑色二氧化钛沉积，为基于b-TiOx的器件开发开辟了新途径。

    关键词： 原子层沉积、超级电容器、能量存储、光电流、黑色二氧化钛

    更新于2025-09-23 15:21:21

  • 采用溅射金助催化剂的介孔黑色二氧化钛阵列，具有高效电荷分离和高析氢活性

    摘要： 光生载流子的分离与转移是高性能TiO?光催化剂设计中的关键问题。为克服动力学限制并实现快速电荷转移，TiO?基多元催化剂已被广泛研究。在所有TiO?载体中，具有宽可见光吸收谱和氧空位的黑色TiO?（BT）表现突出，但仍存在量子效率低的问题。同时，传统负载方法对助催化剂分布的精准控制不足也严重制约了光催化效率。本研究采用快速简便的金属磁控溅射法，在通过原位电化学阳极氧化技术在钛膜上制备的介孔TiO?-BT纳米管阵列顶部均匀沉积金纳米颗粒助催化剂。这种具有高度均匀分布金助催化剂的限域等离子体光催化剂展现出显著增强的电荷分离与转移行为，其光催化产氢活性较常规TiO?纳米管提升达10倍。我们提出TiO?-BT-Au电子转移级联结构：黑色TiO?作为TiO?导带电子的缓冲层，使高效光生电子能定向转移至金纳米颗粒，继而进入适合产氢的TiO?孔道。由于纳米管壁本身向上弯曲，短扩散路径使电子易于转移至助催化剂区域，从而有效抑制光生电子对的复合。这种贵金属助催化剂固定的磁控溅射技术及独特的TiO?-BT-Au电子转移体系具有广阔应用前景，可推广至其他负载型催化剂的设计。

    关键词： 金属磁控溅射、二氧化钛纳米管阵列、氧空位、析氢反应、金纳米颗粒、黑色二氧化钛

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过机械合金化处理制备的用于光催化降解的TiO?涂层

    摘要： 在本研究中，通过简单的一步表面机械合金化（SMA）处理，在大尺寸钛板上成功制备了纳米结构TiO?涂层。通过表征分析了SMA处理导致的形貌与成分变化。该涂层厚度约60微米，由直径5纳米的金红石型TiO?颗粒组成。通过紫外-可见光（UV-vis）照射下罗丹明-B水溶液的脱色实验研究了纳米结构TiO?涂层的光催化活性。结果表明：在同等紫外-可见光照射条件下，直径30毫米的纳米结构TiO?涂层经过5小时光催化降解的效果，与20毫克原始TiO?粉末相当。证实一步SMA法是制备高性能光催化钛板的适宜方法。

    关键词： 光催化、黑色二氧化钛、有机染料降解、纳米结构二氧化钛涂层、表面机械合金化

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 真空及常温环境下黑色TiO?的制备与光催化活性

    摘要： 制备条件对黑色TiO?的结构和性能具有重要影响。本文采用红外纳秒激光溅射沉积法在真空环境中制备了粒径约5纳米的黑色金红石相TiO?。研究表明，所制得的黑色TiO?在紫外至近红外波段均表现出优异的光吸收特性。晶格畸变和Ti3?离子导致价带向上偏移，而氧空位能级位于导带下方约0.7-1.18电子伏特处，使TiO?的带隙从3.2电子伏特缩小至2.1电子伏特。尽管该黑色TiO?在全光谱范围内具有强吸附效应且自由载流子浓度较高，但过量氧缺陷导致光生电子-空穴对复合速率加快，使其光催化性能较差。本研究有助于理解激光烧蚀法制备黑色TiO?的形成机制，并强调了控制氧空位数量及定量化研究的必要性。

    关键词： 真空、激光烧蚀、氧空位、光催化活性、黑色二氧化钛

    更新于2025-09-04 15:30:14