5(6)羧基荧光素敏化TiO2纳米粒子的光致电子转移的荧光特性研究

通过水解TiCl₄制备了锐钛矿结构TiO₂纳米粒子, 并用时间分辨荧光光谱研究了5(6)CFL(5(6)-Carboxyfluorescein, 简称5(6)CFL)染料敏化TiO₂纳米粒子体系的光致电子转移动力学. 5(6)CFL染料敏化TiO₂纳米粒子能形成电荷转移复合物, 这归因于染料分子的激发电子态波函数Ψ(D^*)与电荷分离态波函数Ψ(D⁺ +e^-)之间的耦合作用. 当激发5(6)CFL染料敏化TiO₂纳米粒子体系时, 电子以两种不同方式注入TiO₂纳米粒子导带: 第一, 通过5(6)CFL染料分子的激发态注入; 第二, 从电荷转移复合物(5(6)CFL/TiO₂)直接注入. 时间分辨荧光光谱表明, 在水溶液中纯5(6)CFL染料的荧光以寿命为τ₁=41 ps (74.4%) 和τ₂=3.22 ns (25.6%) 的双e指数衰减, 而5(6)CFL染料敏化TiO₂纳米粒子体系的荧光分别以时间常数为τ₁=44 ps (90.4%), τ₂=478 ps (8.6%) 和τ₃=2.41 ns (1.0%) 的三e指数衰减. 本文的研究工作能够为染料敏化太阳能电池的光致电子转移机理提供有价值的参考.     

染料敏化纳米ZnO薄膜太阳电池机理初探

讨论利用ZnO代替TiO2作为光阳极制作染料敏化薄膜太阳电池的可行性.使用LSV法，IR光谱和UV-vis光谱探讨了电池的工作机理和性能，并与染料敏化纳米TiO2薄膜太阳电池作了比较.结果发现ZnO薄膜表面与染料的吸附键合力太弱是导致ZnO太阳电池效率低下的主要原因. 关键词： 纳米ZnO 太阳电池 染料敏化 量子效率     

不对称菁染料敏化纳米TiO2的光生电流过程

用光电化学方法研究了不对称菁类染料敏化TiO2 纳米结构电极的光电转换过程 .结果表明 ,该染料的电子激发态能级位置与TiO2 纳米粒子导带边位置匹配较好 ,光激发染料后 ,其激发态电子可以注入到TiO2 纳米多孔膜的导带 ,从而使TiO2 纳米结构电极的吸收光谱和光电流谱红移至可见光区 ,其IPCE(Incidentphoton to electronconversionefficiency)值最高可达 84.3 % .并进一步结合现场紫外 可见吸收光谱研究了外加电势对激发态染料往TiO2 纳米多孔膜注入电子过程的影响     

异质结电荷转移的密度矩阵理论近似研究

分子半导体组成的异质结构是染料敏化太阳能电池的主要部分,电荷转移效率的提高是太阳能转换效率的关键.在金属纳米粒子与染料分子和半导体TiO2组成的系统中,考虑半导体的晶格结构、电子波函数在晶格边界的反射及金属纳米粒子中的等离激元效应,应用密度矩阵理论研究在光激发分子作用下电荷从分子转移到半导体晶格的动力学过程,采用密度矩阵和波函数相结合的处理方案研究了分子半导体电荷转移过程中的等离激元效应.研究发现金属钠米粒子激发所产生的等离激元可以使电荷从分子到半导体的转移效率提高3个数量级,是提高电荷转移效率的有效手段,且密度矩阵理论与波函数相结合的方法使得计算分子与15 nm尺度的半导体纳米晶体间的电荷转移成为可能,理论分析了表面等离激元的增益作用对电荷转移的影响.     

对炔基苯硫酚在银纳米粒子上的SERS光谱理论研究

对炔基苯硫酚分子吸附在银纳米粒子上表现出较强的表面增强拉曼光谱(SERS)信号。本文采用密度泛函理论(DFT)对炔基在银纳米粒子上不同吸附方式以及振动光谱进行了计算分析。研究结果表明,当炔基与金属之间有相互作用时,C≡C键伸缩振动的频率红移,拉曼强度显著增强。同时也从分子与金属作用角度初步探讨了实验所观测谱线宽度增宽的现象。此外,通过含时密度泛函理论(TD-DFT)进一步研究了吸附分子与金属之间的电荷转移性质,并分析了其预共振拉曼光谱。该工作初步建立了在银表面上炔键的吸附构型与SERS光谱之间的关系。     

异质结线性吸收谱中的等离激元效应

将染料分子与半导体表面所组成的异质结与金属纳米粒子的耦合系统作为研究对象,考虑分子的振动态,在偶极-偶极近似下研究其线性吸收谱及相关的电荷转移动力学过程. 对金属纳米粒子作用下吸收谱变宽及相关的电子转移增强过程作了仔细的分析和讨论,理论分析了金属钠米粒子的表面等离激元对异质结中超快电子转移的影响. 关键词： 金属纳米粒子 等离激元 异质结电荷转移     

C60/SiO2/Chitosan复合纳米粒子的合成及其光致化学发光分析应用

采用反相微乳液纳米粒子合成方法制备了具有光致化学发光活性的C60/SiO2/Chitosan复合纳米粒子.光致化学发光研究显示该复合纳米粒子与鲁米诺的混合溶液能被波长为400 nm的光信号诱导产生鲁米诺的光致化学发光信号,且该发光信号可以被复合纳米粒子表面所吸附的DNA所抑制,据此发现,建立了检测小牛胸腺DNA的光致化学发光新方法.在最佳的实验条件下,光致化学发光信号强度与DNA浓度在1.0×10-9-1.0×10-8mol/L 之间表现出了良好线性.     

钕敏化多层壳纳米结构的增强型染料敏化上转换发光

对于稀土离子掺杂的上转换发光,由于稀土离子吸收截面小、吸收范围窄,导致其发光强度受限。最近,在稀土上转换纳米粒子的表面连接近红外染料分子敏化发光,被证实是提高上转换发光强度的有效策略。然而,将染料分子连接经典的稀土Yb掺杂纳米粒子,并不能有效利用染料分子的敏化能力。针对这一问题,本文通过高温热分解法成功制备了Nd³⁺敏化的核/壳/壳(NaYF₄:Yb/Er(20/2%)@NaYF₄:Yb(10%)@NaYF₄:Nd(80%))纳米结构,与经典的IR-806敏化的NaYF₄:Yb/Er纳米结构相比,IR-806敏化的Nd³⁺掺杂的核/壳/壳纳米结构的上转换发光(500~700 nm)强度增强了约38倍。通过荧光光谱及荧光寿命分析证实,上转换发光强度增强源于Nd的吸收与近红外染料分子的有效交叠,以及壳层结构对发光中心的保护作用(Er³⁺(⁴S_3/2→⁴I_15/2)的寿命延长了1.7倍)。另外,研究发现纳米壳层结构中最外层掺杂的Yb³⁺离子将导致染料敏化发光减弱。进一步,这种IR-806敏化的Nd掺杂的核/壳/壳纳米结构可实现增强发光中心为Ho及Tm的上转换发光。本文研究为提高染料敏化上转换发光及应用提供了新途径。     

纳米TiO2多孔膜的微结构对染料敏化纳米薄膜太阳电池性能的影响

采用溶胶-凝胶方法，在不同的实验条件下获得平均粒径从15到25nm左右的纳米TiO２2颗粒.利用这些颗粒制备出的纳米多孔薄膜，应用于染料敏化纳米薄膜太阳电池. 通过x射线 衍射仪分析，得到TiO２₂颗粒的晶相以及晶粒度大小，用透射电子显微镜观察 了纳米TiO２₂颗粒的形貌和尺寸.应用于太阳电池的纳米TiO２₂多 孔膜，经基于布朗诺尔-埃米特-泰 勒（BET）的多层吸附理论的比表面积测试和孔径分布测试，获得了多孔膜的微 关键词： 溶胶-凝胶法 2')" href="#">纳米TiO２₂ 染料敏化 太阳电池     

Si衬底上异质外延金刚石的初始阶段原子H的作用及其界面结构

用高分辨率电子能量损失谱方法研究了原子H与被C₂H₂吸附的Si(100)界面的相互作用.结果显示,在Si(100)界面上,Si—Si二聚化键和C₂H₂中的C—C键被H原子打开,它们分别形成Si—H,C—H键.用AM1量子化学方法,计算了C₂H₂和C₂H₄在Si(100)上的吸附结构,指出了C₂H_{2关键词：}     

On the analysis of photo-electron spectra

We analyze Photo-Electron Spectra (PES) for a variety of excitation mechanisms from a simple mono-frequency laser pulse to involved combination of pulses as used, e.g., in attosecond experiments. In the case of simple pulses, the peaks in PES reflect the occupied single-particle levels in combination with the given laser frequency. This usual, simple rule may badly fail in the case of excitation pulses with mixed frequencies and if resonant modes of the system are significantly excited. We thus develop an extension of the usual rule to cover all possible excitation scenarios, including mixed frequencies in the attosecond regime. We find that the spectral distributions of dipole, monopole and quadrupole power for the given excitation taken together and properly shifted by the single-particle energies provide a pertinent picture of the PES in all situations. This leads to the derivation of a generalized relation allowing to understand photo-electron yields even in complex experimental setups.     

碳纳米管的表面修饰及FTIR,Raman和XPS光谱表征

用红外、拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）研究了水热条件下碳纳米管在不同氧化剂中的表面修饰过程。结果表明水热条件下可以成功地实现碳纳米管的表面修饰,而且,通过控制反应条件可以改变反应产物中官能团的种类和数量。     

银(Ⅰ)、镉(Ⅱ)4-巯基吡啶配合物的光谱研究

采用常规溶液反应蒸发法以4-巯基吡啶(简写为4-MPy)为有机配体与银、镉的硝酸盐合成了两种金属有机配合物。并利用红外、拉曼、紫外-可见光谱技术对4-MPy及合成的配位化合物进行了研究,对主要红外和拉曼谱带进行了经验归属,并进一步讨论了配体和配合物的特征吸收谱带与配合物结构间的关系。在红外光谱中,配体在1 459cm-1处的吸收峰归属为CC和CN复合振动峰,形成配合物后在两种配合物中,此吸收峰分别向高波数位移至1 464和1 464cm-1。在拉曼光谱中,两种有机配位化合物在1 004和1 008cm-1处归属为环呼吸振动峰、在1 617和1 615cm-1处归属为环伸缩振动峰、在720和720cm-1处归属为β(C—C)和ν(C—S)的复合振动峰,各自十分相似。     

聚乙烯基咔唑与Alq3混合薄膜的发光性能与能量传递过程

研究了Alq3与聚乙烯基咔唑(PVK)按不同比例的混合体系制备的薄膜的发光特性.通过对混合薄膜的吸收光谱、激发光谱和发射光谱的分析，研究了PVK与Alq3之间的 能量传递规律.当Alq3与PVK的质量比为1∶7时，能量传递效率最高.用一个由单链模 型扩展到包括杂质的哈密顿量对实验进行模拟，发现该模型能够较好地解释有关的实验结果. 关键词： 吸收光谱 激发光谱 发射光谱 能量传递     

PVK:TPB掺杂体系稳态光谱的研究

摘要研究了掺杂有机蓝光染料TPB的PVK薄膜的发光特性,通过对掺杂薄膜的吸收光谱、激发光谱及发射光谱的分析,研究了PVK与Alq3之间的能量传递规律。当掺杂浓度为5％时,能量传递效率最高。用一个由单链模型扩展到包括杂质的哈密顿量对实验进行模拟,发现该模型能够较好地解释有关的实验结果。     

槲皮素-Sn(Ⅱ)配合物荧光、紫外及红外光谱的测量与分析

以NH4Cl-NH3·H2O为缓冲液,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为荧光增强剂,用荧光分光光度计分别采集槲皮素、槲皮素-Sn(Ⅱ)配合物溶液、槲皮素-Sn(Ⅱ)-NH4Cl-NH3·H2O、槲皮素-Sn(Ⅱ)-NH4Cl-NH3·H2O-CTAB溶液以及将其溶液分别静置7h和21h后的荧光光谱,并对光谱进行分析.在不加CTAB的条件下,用紫外分光光度计分别测量加入缓冲液前后的紫外光谱.用漫反射方法测定配合物的红外光谱,并对其结构进行初步分析.在缓冲液的作用下,槲皮素-Sn(Ⅱ)配合物的结构发生了变化;通过分析,发现与缓冲液发生反应的主要基团为酚羟基,红外光谱中酚羟基的消失和NH 4基团的出现,说明了配合物中的酚羟基与NH 4发生了取代反应.     

可溶性与不可溶性聚苯胺的红外与Raman光谱研究(英文)

本文比较了可溶性与不可溶性聚苯胺的红外吸收光谱与 Raman 光谱,表明两种聚苯胺在结构上有明显差别。可溶性聚苯胺的主要红外特征峰频率向高频方向移动,吸收带变窄,肩峰清晰可辨。对应于醌基团振动的1595cm~(-1)谱线相对于苯基团振动的1499cm~(-1)谱线强度减弱,1300cm~(-1)谱峰消失。表明可溶性聚苯胺中醌结构单元的数量少,而且含有偶氮基团 N=N 伸缩振动的特征吸收峰1450cm~(-1)。比较两者的 Raman 光谱也给出了相同的结果。可溶性聚苯胺中相对于氧化单元中醌结构的特征峰1566cm~(-1)谱线比相对于还原单元中苯结构的特征峰1620cm~(-1)谱线强度弱得多,也表明可溶性聚苯胺比不可溶性聚苯胺含有较少的醌结构。根据聚苯胺导电机制的质子化模型,由红外与Raman 光谱中相应谱的相对强度的差别可以估计,可溶性聚苯胺具有氧化型与还原型交替结构,质子化程度较低,仅约15%,因此电导率显著下降。     

槲皮素-Sn(II)配合物荧光、紫外及红外光谱的测量与分析

以NH4Cl-NH3.H2O为缓冲液,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为荧光增强剂,用荧光分光光度计分别采集槲皮素、槲皮素-Sn(II)配合物溶液、槲皮素-Sn(II)-NH4Cl-NH3.H2O、槲皮素-Sn(II)-NH4Cl-NH3.H2O-CTAB溶液以及将其溶液分别静置7h和21h后的荧光光谱,并对光谱进行分析。在不加CTAB的条件下,用紫外分光光度计分别测量加入缓冲液前后的紫外光谱。用漫反射方法测定配合物的红外光谱,并对其结构进行初步分析。在缓冲液的作用下,槲皮素-Sn(II)配合物的结构发生了变化;通过分析,发现与缓冲液发生反应的主要基团为酚羟基,红外光谱中酚羟基的消失和NH4+基团的出现,说明了配合物中的酚羟基与NH4+发生了取代反应。     

一类电子俘获型红外可激发材料光学性能研究

测试了硫化助熔剂法制备的电子俘获型红外可激发材料Ｅｕ，Ｓｍ∶ＣａＳ和Ｃｅ，Ｓｍ∶ＣａＳ的激发光谱、红外激励光谱、荧光光谱及红外上转换发光光谱等，结果表明：这类材料不仅具有红外上转换及光存储功能，而且具有光谱响应范围广、可在室温下工作以及造价低等优点，是一类很有发展前途的光学功能材料。     

水热法合成蓝宝石的化学成分及光谱学表征

蓝宝石作为五大名贵宝石之一,经济价值极高,其中“皇家蓝”、“矢车菊蓝”最为昂贵。而水热法可合成出颜色与“皇家蓝”色极为相似的蓝宝石,且合成出的晶体较大,可通过切磨加工获得内部纯净的样品,仅凭外观及常规方法难以鉴别。选取了7颗水热法合成蓝色蓝宝石为实验对象,采用LA-ICP-MS、拉曼光谱仪、红外光谱仪、紫外-可见分光光度计和三维荧光光谱仪,对其化学成分、谱学特征进行研究,并与外观极为相似的天然蓝宝石、焰熔法合成蓝宝石进行对比分析。分析表明,水热法合成蓝宝石总体成分较为单一,而天然蓝宝石则含有丰富的微量元素。三种样品拉曼光谱均呈现典型的刚玉振动模式,显示A_1g和E_g振动模的拉曼峰。在红外光谱的指纹区,三种样品的吸收峰均无明显差别,与拉曼光谱的结果耦合。但在官能团区3 000～4 000 cm-1波数范围,水热法合成蓝宝石存在由含水矿物包裹体产生的羟基振动峰,而天然蓝宝石和焰熔法合成蓝宝石未显示此特征。紫外-可见光谱表明三种样品均为Fe2+-Ti4+对致色,但水热法与焰熔法合成蓝宝石未出现天然蓝宝石中450 nm吸收峰。三维荧光光谱表明,两种合成蓝宝石在240 nm光源激发下均出现与Ti4+相关的电荷转移导致的蓝色荧光,而天然蓝宝石样品未出现此荧光。化学成分、红外光谱、紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱可为水热法合成蓝宝石的鉴别提供重要信息。