纳米孔缺陷导致单层黑磷电荷局域极大抑制非辐射电子-空穴复合的时域模拟 被引量：1

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作者 卢浩然 魏雅清 龙闰 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第5期43-51,共9页

通常认为缺陷加速黑磷的非辐射电子-空穴复合,阻碍器件性能的持续提高。实验打破了这一认识。采用含时密度泛函理论结合非绝热分子动力学,我们发现P―P伸缩振动驱动非辐射电子-空穴复合,使纳米孔修饰的单层黑磷的激发态寿命比完美体系... 通常认为缺陷加速黑磷的非辐射电子-空穴复合,阻碍器件性能的持续提高。实验打破了这一认识。采用含时密度泛函理论结合非绝热分子动力学,我们发现P―P伸缩振动驱动非辐射电子-空穴复合,使纳米孔修饰的单层黑磷的激发态寿命比完美体系延长了约5.5倍。这主要归因于三个因素。一,纳米孔结构不但没有在禁带中引入深能级缺陷,而且由于价带顶下移使带隙增加了0.22eV。二,除了带隙增加,纳米孔减小了电子和空穴波函数重叠,并抑制了原子核热运动,从而使非绝热耦合降低至完美体系的约1/2。三,退相干时间比完美体系延长了1.5倍。前两个因素战胜了第三个因素,使纳米孔结构激发态寿命延长至2.74 ns,而其在完美体系中约为480 ps。我们的研究表明可以制造合理数量和形貌的缺陷,如纳米孔,降低黑磷非辐射电子-空穴复合,提高光电器件效率。这一研究对于理解和调控黑磷和其它二维材料的激发态性质有重要意义。 展开更多

关键词 单层黑磷 纳米孔缺陷 非辐射电子-空穴复合 含时密度泛函理论 非绝热分子动力学

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纳米TiO_2的表面能态及光生电子-空穴对复合过程的研究 被引量：19

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作者 刘保顺 何鑫 +1 位作者 赵修建 赵青南 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期208-212,共5页

以液相法制备了水溶态纳米TiO2,并通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)对纳米TiO2的结构和组成作了细致分析。并对其紫外-可见光谱(UV-Vis spectrum)和荧光发光光谱(PL spectrum)进行了分析。结果发现纳... 以液相法制备了水溶态纳米TiO2,并通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)对纳米TiO2的结构和组成作了细致分析。并对其紫外-可见光谱(UV-Vis spectrum)和荧光发光光谱(PL spectrum)进行了分析。结果发现纳米TiO2呈现较好的锐钛矿型,平均粒径为5 nm。水溶态纳米TiO2由于吸附而在表面形成了Ti—OH和Ti—H2O的表面态,其能级位于其价带以上约0.6和0.54eV;500℃热处理后样品的表面吸附水基本消失,但OH-仍然存在,同时在纳米TiO2晶格中出现了氧空位,其能级位于价带以上3.13 eV。对于水溶态纳米TiO2,表面复合是电子-空穴对的主要复合过程;热处理后的样品,由于表面态遭到破坏,粒子半径变大,直接复合成为电子-空穴对的主要复合过程,同时还伴随有通过氧空位的间接复合和通过Ti—OH的表面复合。 展开更多

关键词 表面复合 表面态 纳米二氧化钛 电子-空穴对

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辐射水凝胶法制备金属-聚合物纳米复合材料 被引量：3

3

作者 陈文明 李布青 远扬 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第5期590-595,共6页

利用水凝胶的高吸水性和内部交联网络提供的纳米空间 ,并利用γ 射线产生的还原性粒子 (H·和e-aq)来还原被吸进P(AA/DMMC)水凝胶中的银离子以及PAM水凝胶中的银离子和二价铜离子 ,制得Ag P(AA/DMMC) ,Ag PAM和Cu2 O PAM纳米复合材... 利用水凝胶的高吸水性和内部交联网络提供的纳米空间 ,并利用γ 射线产生的还原性粒子 (H·和e-aq)来还原被吸进P(AA/DMMC)水凝胶中的银离子以及PAM水凝胶中的银离子和二价铜离子 ,制得Ag P(AA/DMMC) ,Ag PAM和Cu2 O PAM纳米复合材料 .TEM分析表明 :银原子在P(AA/DMMC)和在PAM凝胶网络内都聚集成纳米粒子 ,且粒径分布很窄 ;银粒子在凝胶中分布均匀 ;XRD分析表明 :纳米银在非离子型水凝胶PAM中的晶型为非晶 ,但在 40 0℃通氮气下处理 4h后 ,转变为立方晶型 .在离子型水凝胶聚 (AA/DMMC)中 ,银粒子的晶型受络合剂的影响 ,不加为非晶 ,反之为立方晶型 .XRD和TEM分析也表明 :复合在PAM中的Cu2 展开更多

关键词 纳米复合材料 辐射水凝胶法 银 氧化亚铜 水合电子 金属-聚合物 PAM

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Al_(0.1)Ga_(0.9)N电子阻挡层对In_(0.26)Ga_(0.74)N/GaN多量子阱材料的光学特性影响

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作者 刘振华 刘胜威 +1 位作者 王一心 单恒升 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第8期1433-1440,共8页

本研究聚焦Al_(0.1)Ga_(0.9)N电子阻挡层对In_(0.26)Ga_(0.74)N/GaN多量子阱材料光学特性的影响。通过AFM表征,发现插入Al_(0.1)Ga_(0.9)N电子阻挡层的InGaN材料的表面粗糙度从94.42 nm显著减小到54.72 nm,降低了42.05%。HRXRD测试表明... 本研究聚焦Al_(0.1)Ga_(0.9)N电子阻挡层对In_(0.26)Ga_(0.74)N/GaN多量子阱材料光学特性的影响。通过AFM表征,发现插入Al_(0.1)Ga_(0.9)N电子阻挡层的InGaN材料的表面粗糙度从94.42 nm显著减小到54.72 nm,降低了42.05%。HRXRD测试表明,材料的螺位错与刃位错密度分别下降了13.39%和45.53%,且阱垒界面的陡峭程度显著提升。PL谱分析结果表明,该材料表现出发光峰半高峰全宽变窄和发光强度增强的特征,同时观测到发光波长呈现一定程度的红移现象。研究结果发现,插入Al_(0.1)Ga_(0.9)N电子阻挡层能够有效降低In_(0.26)Ga_(0.74)N/GaN多量子阱材料的缺陷密度,有效降低非辐射复合效率,进而增强材料的发光性能。此研究为高效太阳能电池的制备提供了必备的实验基础。 展开更多

关键词 In_(0.26)Ga_(0.74)N/GaN多量子阱 电子阻挡层 阱垒界面质量 非辐射复合中心

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Bi_(4)O_(5)Br_(2)/Ti_(3)C_(2)-Ru复合光催化剂的合成及其对磺胺甲噁唑药物废水降解性能研究 被引量：3

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作者 张雷 李瑞 樊彩梅 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第7期1248-1256,共9页

Bi_(x)O_(y)Br_(z)光催化剂在有机药物废水处理领域有着非常广阔的潜在应用价值,但光生电子-空穴对的快速复合限制了其应用。本文选用具有优良电子传递性能的Ti_(3)C_(2)作为助催化剂,首先利用Ti_(3)C_(2)表面丰富的Ti空位缺陷和高还原... Bi_(x)O_(y)Br_(z)光催化剂在有机药物废水处理领域有着非常广阔的潜在应用价值,但光生电子-空穴对的快速复合限制了其应用。本文选用具有优良电子传递性能的Ti_(3)C_(2)作为助催化剂,首先利用Ti_(3)C_(2)表面丰富的Ti空位缺陷和高还原能力,制备了Ti_(3)C_(2)-Ru助催化剂,接着利用Ti_(3)C_(2)表面官能团与Bi^(3+)的离子键合力实现了Bi_(4)O_(5)Br_(2)在Ti_(3)C_(2)-Ru表面的原位生长,得到Bi_(4)O_(5)Br_(2)/Ti_(3)C_(2)-Ru复合光催化剂,从而实现了电子由Bi_(4)O_(5)Br_(2)到Ti_(3)C_(2)再到反应活性位点Ru的定向传递,最终使催化剂具有较高的光生载流子分离率和较低的界面电荷转移阻力,有效抑制了光生电子-空穴对的复合。同时以磺胺甲噁唑(SMX)为模拟药物污染物进行了光催化性能测试,结果表明所制备的Bi_(4)O_(5)Br_(2)/Ti_(3)C_(2)-Ru复合光催化剂展示出了优异的光催化降解SMX性能,在可见光下照射75 min,SMX的降解率达到95.1%,相较于纯的Bi_(4)O_(5)Br_(2)和Bi_(4)O_(5)Br_(2)/Ti_(3)C_(2)催化剂,其降解率分别提升了36.9个百分点和25.3个百分点。最后基于自由基捕获实验和催化剂能带结构分析提出了所制催化剂的降解机理。研究结果可为构建具有药物废水净化功能的光催化剂提供设计思路。 展开更多

关键词 Bi_(4)O_(5)Br_(2)/Ti_(3)C_(2)-Ru 复合光催化剂 磺胺甲噁唑 电子-空穴-分离效率 电子定向转移 光催化降解

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Met+H_(2)O复合体系手性转变反应中间体电子激发表征

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作者 鲍捷 韩志文 +2 位作者 李莹 陈洪斌 祝颖 《吉林大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2022年第1期150-154,共5页

基于M06-2X理论方法,在加有弥散函数的aug-cc-pVTZ基组水平上,用含时密度泛函理论(TDDFT)方法进行电子激发计算,给出隐式溶剂氯仿下Met(甲硫氨酸)+H_(2)O复合体系手性转变中第一基元反应中间体INT_(1)-S-Met-CHCl_(3)+H_(2)O分子体系的... 基于M06-2X理论方法,在加有弥散函数的aug-cc-pVTZ基组水平上,用含时密度泛函理论(TDDFT)方法进行电子激发计算,给出隐式溶剂氯仿下Met(甲硫氨酸)+H_(2)O复合体系手性转变中第一基元反应中间体INT_(1)-S-Met-CHCl_(3)+H_(2)O分子体系的空穴-电子、自然跃迁轨道(NTO)和电荷密度差(CDD)分布等值面图,并分析中间体激发态的性质及其电子结构.结果表明:H原子迁移形成中间体,引起Met分子体系结构发生显著变化;基于NTO、空穴-电子和CDD等值面与空穴-电子数据分析对INT_(1)-S-Met-CHCl_(3)+H_(2)O分子体系激发态激发类型互认具有一致性. 展开更多

关键词 甲硫氨酸 第一基元反应 复合体系 空穴-电子 电子激发

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耦合ZnO/Mg_xZn_(1-x)O量子点中的激子态和带间光跃迁

7

作者 危书义 卫国红 +1 位作者 孙永灿 赵建华 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期340-344,共5页

在有效质量近似和变分原理的基础上,考虑量子点的三维约束效应和内建电场,研究了ZnO/MgxZn1-xO耦合量子点中激子结合能、带间光跃迁能以及电子-空穴复合率随量子点结构参数(量子点高度和势垒层厚度)的变化。结果表明:激子结合能、带间... 在有效质量近似和变分原理的基础上,考虑量子点的三维约束效应和内建电场,研究了ZnO/MgxZn1-xO耦合量子点中激子结合能、带间光跃迁能以及电子-空穴复合率随量子点结构参数(量子点高度和势垒层厚度)的变化。结果表明:激子结合能、带间光跃迁能和电子-空穴复合率随量子点高度或势垒层厚度的增加而降低。 展开更多

关键词 量子点 激子结合能 带间光跃迁能 电子-空穴复合率

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1MeV电子辐照GaAs/Ge太阳电池变温光致发光研究 被引量：3

8

作者 郑勇 肖鹏飞 +1 位作者 易天成 王荣 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期568-570,共3页

对1 MeV电子辐照GaAs/Ge太阳电池在30~290K温度范围进行了变温光致发光光谱测量,分析了辐照电池样品的发光峰位、发光强度随温度的变化.并用Arrhenius方程对发光强度随温度的变化进行拟合,得出了辐照太阳电池的非辐射复合中心分别为H2... 对1 MeV电子辐照GaAs/Ge太阳电池在30~290K温度范围进行了变温光致发光光谱测量,分析了辐照电池样品的发光峰位、发光强度随温度的变化.并用Arrhenius方程对发光强度随温度的变化进行拟合,得出了辐照太阳电池的非辐射复合中心分别为H2（EV＋0.41eV）和H3（EV＋0.71eV）. 展开更多

关键词 GAAS/GE太阳电池 电子辐照 光致发光 非辐射复合中心

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辐射与发光理论

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《中国光学》 EI CAS 1997年第5期6-6,共1页

O482.31 97052834铜—多孔硅光致发光和红外光谱研究=Study ofphotoluminescence and infrared spectra on Cu—porous silicon[刊,中]/郭亨群(华侨大学应用物理系.福建,泉州(362011))∥光子学报.—1996,25(7).—605—608报道了铜—多... O482.31 97052834铜—多孔硅光致发光和红外光谱研究=Study ofphotoluminescence and infrared spectra on Cu—porous silicon[刊,中]/郭亨群(华侨大学应用物理系.福建,泉州(362011))∥光子学报.—1996,25(7).—605—608报道了铜—多孔硅的稳态光致发光,瞬态光致发光和傅里叶变换红外光谱的研究,讨论了铜在多孔硅表面吸附产生的表面电子态所引起的非辐射复合中心的作用。图5参11(严兰)O482.31 97052835光子图象的X^2拟合信号检验=Signal test in photonimages by X^2 regression[刊,中]/陈天明,俞信,王苏生(北京理工大学光电工程系.北京(100081)) 展开更多

关键词 多孔硅 瞬态光致发光 傅里叶变换红外光谱 红外光谱研究 子图象 非辐射复合中心 表面电子态 光子学 表面吸附 信号检验

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铁酸铋基异质结光催化剂降解有机污染物的研究进展

10

作者 杨雪 黄瑞 +2 位作者 饶泽平 王振华 蔡苇 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期70-76,共7页

铁酸铋(BiFeO_(3))作为一种典型的窄带隙铁电半导体,其自身的退极化场可以抑制光生电子空穴对的复合,已被广泛应用于光催化领域。通过构建异质结,借助界面电场对电子-空穴对进行有效分离是一种提升光催化剂降解性能的重要策略。综述了Bi... 铁酸铋(BiFeO_(3))作为一种典型的窄带隙铁电半导体,其自身的退极化场可以抑制光生电子空穴对的复合,已被广泛应用于光催化领域。通过构建异质结,借助界面电场对电子-空穴对进行有效分离是一种提升光催化剂降解性能的重要策略。综述了BiFeO_(3)基Ⅱ型异质结、Z型异质结、肖特基结和S型异质结光催化剂的构建原理,重点介绍了在BiFeO_(3)基异质结光催化剂在降解有机污染物方面的应用及其光催化反应机制,最后对BiFeO_(3)基异质结光催化剂研究的不足和未来的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 铁酸铋 异质结 光催化 电子-空穴复合率 铁电材料

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TiO_2表面光催化基元过程（英文） 被引量：2

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作者 郭庆 周传耀 +3 位作者 马志博 任泽峰 樊红军 杨学明 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第1期28-47,共20页

在过去的几十年里,得益于二氧化钛(TiO_2)作为光催化剂在光催化分解水、污染物降解方面的潜在应用,人们对TiO_2光催化剂的开发、改良以及TiO_2表面光催化机理的基础研究方面都投入了巨大的精力。因此,在超高真空环境下,利用不同的实验... 在过去的几十年里,得益于二氧化钛(TiO_2)作为光催化剂在光催化分解水、污染物降解方面的潜在应用,人们对TiO_2光催化剂的开发、改良以及TiO_2表面光催化机理的基础研究方面都投入了巨大的精力。因此,在超高真空环境下,利用不同的实验和理论方法,人们对TiO_2表面(特别是金红石TiO_2(110)表面)的热催化和光催化过程进行了大量的研究,以此来获得上述重要反应中的一些机理性的信息。本文中,将从TiO_2的物质结构以及电子结构开始,然后着重介绍TiO_2表面光生电荷(电子和空穴)的传输、捕获以及电子转移动力学方面的进展。在此基础上,总结了甲醇在金红石TiO_2(110)、TiO_2(011)以及锐钛矿TiO_2(101)表面光化学基元反应过程的一些实验结果。这些结果不仅能增进我们对表面光催化基元过程的认识,同时也能激励我们进一步去研究表面光催化基元过程。最后,基于现有光化学实验结果,简短地讨论了我们对光催化反应机理的一点看法,并提出了一个可能的光催化模型,这可以引起人们对光催化反应机理更全面的思考。 展开更多

关键词 二氧化钛 光催化 电子-空穴分离 非绝热过程 基态势能面

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ANbO_(3)(A=K、Na、Ag)材料光催化性能研究进展 被引量：3

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作者 刘小雪 蔡苇 +3 位作者 黄瑞 王振华 高荣礼 符春林 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1-6,共6页

ANbO_(3)(A=K,Na,Ag)材料因具备相对较小的带隙、铁电性、压电性,是重要的光催化材料,在光催化领域已得到较为广泛的应用。综述了铌酸盐材料光催化性能研究进展,着重介绍了KNbO_(3)、NaNbO_(3)、AgNbO_(3)光催化性能改进的策略和机理,... ANbO_(3)(A=K,Na,Ag)材料因具备相对较小的带隙、铁电性、压电性,是重要的光催化材料,在光催化领域已得到较为广泛的应用。综述了铌酸盐材料光催化性能研究进展,着重介绍了KNbO_(3)、NaNbO_(3)、AgNbO_(3)光催化性能改进的策略和机理,并提出了铌酸盐光催化材料未来发展的机遇和发展方向。 展开更多

关键词 铌酸盐 光催化性能 电子-空穴对复合率 极化工程 内电场

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SiW_(12)、CsPbI_(3)协同提高TiO_(2)纳米管光电转换效率的研究

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作者 张博 蔺明宇 +1 位作者 孙淑艳 罗新泽 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第6期1034-1041,共8页

为克服TiO_(2)纳米管在光电转换时电子-空穴复合率高和吸收光谱范围窄的缺陷,利用多酸H_(4)SiW_(12)O_(40)(SiW_(12))和CsPbI_(3)量子点对其协同修饰,采用电沉积法将SiW_(12)沉积在TiO_(2)纳米管上,制备了SiW_(12)/TiO_(2)纳米管复合薄... 为克服TiO_(2)纳米管在光电转换时电子-空穴复合率高和吸收光谱范围窄的缺陷,利用多酸H_(4)SiW_(12)O_(40)(SiW_(12))和CsPbI_(3)量子点对其协同修饰,采用电沉积法将SiW_(12)沉积在TiO_(2)纳米管上,制备了SiW_(12)/TiO_(2)纳米管复合薄膜;使用高温热注射法合成出CsPbI_(3)量子点,再通过化学浴沉积法沉积CsPbI_(3)量子点到复合薄膜上,得到SiW_(12)/CsPbI_(3)/TiO_(2)纳米管复合薄膜,探究SiW_(12)沉积时间、CsPbI_(3)沉积次数对TiO_(2)纳米管光电性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)仪、红外分光光度计(FT-IR)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对薄膜进行表征,使用电化学工作站测试薄膜的光电化学性能。结果表明:TiO_(2)纳米管沉积多酸SiW_(12)和CsPbI_(3)量子点后,光吸收范围扩大、电荷转移电阻降低,光电转换效率得到显著提升,最高达到0.52%。说明SiW_(12)和CsPbI_(3)的协同作用很好地抑制了TiO_(2)纳米管电子-空穴的复合,并拓宽了吸收光谱范围,提高了TiO_(2)纳米管的光电转换效率。 展开更多

关键词 二氧化钛纳米管 电子-空穴复合 吸收光谱 多酸 CsPbI_(3)量子点 复合薄膜 光电转换效率

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