低维黑磷的合成及其抗氧化研究

二维黑磷（2D-BP）和黑磷量子点（BP-QDs）等低维黑磷材料在结构和光电性能方面表现出巨大的潜在应用价值,但其仍面临着合成不可控和抗氧化性差等问题。通过引入微波法实现了低维黑磷的简便、低成本合成;研究了微波退火温度和退火时间对低维黑磷结构、形貌和光致发光性能的影响;通过原子层沉积法在BP-QDs样品表面沉积氧化铝（Al₂O₃）保护层,研究了Al₂O₃薄膜厚度对BP-QDs抗氧化性的影响。结果表明：随着微波退火温度的增加,量子点尺寸逐渐减小,光致发光发射峰出现蓝移,这说明反应温度会影响材料的尺寸,进而影响其带隙和光致发光特性;当微波退火时间持续增加时,黑磷纳米片被逐渐剥离并形成BP-QDs;当微波退火温度和时间分别为250℃和4 h时,BP-QDs分布均匀且尺寸更小;随着Al₂O₃膜厚的增加,保护性能越来越好;当Al₂O₃薄膜厚度为20 nm时,BP-QDs在空气中的抗氧化性最佳。     

黑磷各向异性拉曼光谱表征及电学特性

采用机械剥离法制备出层状黑磷,通过微纳加工制备0°—360°四对对称电极并以黑磷作为沟道材料的背栅型场效应晶体管,对层状黑磷的拉曼光谱及其场效晶体管的电学输运特性进行了研究.偏振拉曼图谱结果表明,黑磷的3个特征峰强度随偏振角改变呈现180°周期变化;不同角度电极源漏电流表明,黑磷在0°(180°)扶手椅方向附近呈现最大...     

黑磷二维材料制备及其光电子器件研究进展

传统半导体材料随着器件尺寸的减小,会出现热效应、尺寸效应等现象,导致器件性能下降甚至失效。为了解决这些问题,研究者们寻求新的材料来代替传统半导体材料。黑磷作为一种p型二维材料,不但具有直接带隙,而且具有高载流子迁移率,得到了广泛研究。本综述介绍了黑磷的几种常见制备方法,如机械剥离法、液相剥离法等,总结了黑磷在太阳电池、光电探测器、场效应晶体管领域的应用现状。最后,对黑磷未来的发展进行了展望。     

二维黑磷的光学性质

黑磷是继石墨烯、过渡金属硫族化合物(TMDCs)之后又一个备受关注的二维材料.黑磷从单层到块材都是直接带隙半导体,且带隙从单层的1.7 eV一直随着层数的增加而减小,到块材则变为0.3 eV,涵盖了可见光到中红外波段,恰好填补了石墨烯和过渡金属硫族化合物的带隙在该波段的空白.同时,黑磷还具有很高的载流子迁移率、良好的调...     

二维黑磷的光电特性及光电器件研究进展

中波长红外（Mid⁃wavelengthinfrared,MWIR）光电器件可用于热成像、光通信和气体传感等多个领域。二维黑磷（Blackphosphorus,BP）在中波长红外范围显示出独特的优点,其所有厚度下都具有直接带隙和高迁移率的特点使其在中红外光电器件应用方面具有很大的潜力。由于皱褶的晶格结构,黑磷有较强的面内各向异性,可应用于线偏振光电器件。此外,黑磷通过掺杂、应力调控和异质堆叠等多种方式可以实现室温下中红外波段范围内的各种功能性光电器件。本文综述了黑磷的晶体和能带结构及其各向异性的光学性质,并结合近年来在偏振方向敏感的光电探测器和光谱可调控等功能性光电器件方面的应用研究进展,总结了该材料在实际应用中的主要优势和面临的重要问题。最后对二维黑磷在中红外光电器件应用领域的发展趋势进行了展望。     

基于模板剥离法制备高性能钙钛矿单晶薄膜光电探测器

近年来,杂化钙钛矿半导体材料由于其带隙可调、吸收系数高、载流子迁移率高、成本低廉等诸多优点,在光电器件领域备受青睐,如太阳能电池、电致发光器件、光电探测器等.其中,钙钛矿单晶薄膜因其无晶界、杂质和缺陷含量低等特点,展现出更为优异的光学、电学特性,成为制备高性能光电器件的理想材料体系.然而,钙钛矿单晶薄膜常采用空间限域法直接生长在空穴传输层上,不可避免地将导致界面缺陷和载流子层间输运等问题,严重制约了钙钛矿单晶薄膜光电探测器的性能.为此,本文通过引入模板剥离法工艺技术,在钙钛矿单晶薄膜两侧分别蒸镀功能层材料,制备了结构为Cu/BCP/C60/MAPbBr3/MoO3/Ag的钙钛矿单晶薄膜光电探测器.基于模板剥离法,两侧蒸镀的功能层与钙钛矿单晶薄膜接触紧密,将有效改善载流子的注入和传输;同时,优化的器件结构以及考虑能带匹配等因素可实现高灵敏、响应快速的钙钛矿单晶薄膜光电探测器.改进后器件的开关比高达3.1×103,响应度可达7.15 A/W,探测率为5.39×1012 Jones,外量子效率达到1794％.该工作为进一步改善和提升钙钛矿单晶薄膜光电探测器的探测性能提供了一种可行性技术方案.     

气相法生长N-salicylideneaniline单晶及其偏振特性

用气相法生长成足够大的N-salicylideneaniline(SA)单晶,并研究SA单晶对不同偏振探测光的光致变色性质.在不同温度和不同偏振的情况下,测试了光致着色和光致褪色过程中光密度变化的时间依存性质,并通过计算获得SA单晶用不同偏振探测光测得的激活能.并通过理论计算和实验结果发现,在200K温度用紫外光照射样品时,生成的酮分子中约有60%是trans酮构型和约40%的cis酮构型关键词：N-salicylideneaniline单晶生长光致变色偏振特性     

Pb、La掺杂Bi2201相高质量单晶的生长和表征

自助熔法从富Ｂｉ２Ｏ３ 的Ｂｉ１ ．８ ＋ ｘＰｂ０ ．２Ｓｒ１ ．６５Ｌａ０ ．３５ＣｕＯｙ（ｘ＝ ０ ．１ ,０ ．２,０ ．３ ,０．４ ,０ ．５） 熔体中生长出了高质量的Ｐｂ、Ｌａ 掺杂的Ｂｉ２２０１ 相大单晶,最大尺寸达８ ×４ ×０ ．０５ｍｍ３ ．在生长单晶时不同程度过量的Ｂｉ２Ｏ３ 用作助熔剂,最佳助熔剂含量以及最佳温度控制过程被确定．通过单晶的（００ｌ） ＸＲａｙ 衍射和摇摆曲线以及电子衍射对一块尺寸为４ ×１ ．６ ×０ ．０３ｍｍ３ 的高质量单晶做了结构表征．由试验发现从富Ｂｉ２Ｏ３ 的熔体中生长高质量Ｂｉ２２０１ 相大单晶的关键是合适的助熔剂含量和温度控制过程     

块状法Ba2GdCu3O7—x超导单晶的制备

用块状样品在空气中分段保温降温法生长出尺寸为2×3×4mm~3的 Ba_2GdCu_3O_(7-x)单晶,经退火处理成为超导体,测得零电阻为92K.另外从 X-射线衍射图得到晶格参数a=3.8401(?)、b=3.9007(?)、C=11.7104(?).     

测定单晶点阵常数的赝Kossel法

利用双元素Ｘ射线点光源发散束方法（赝Ｋｏｓｓｅｌ法）,能从非完整的赝Ｋｏｓｓｅｌ线获取晶面间距的信息;采用计算机模拟,能全面完成赝Ｋｏｓｓｅｌ线的指标化．应用这两项简便技术,便能从一张背射赝Ｋｏｓｓｅｌ衍射花样照片上得到足够多的ｄ值,从而可以实现单晶点阵常数的精密测定．     

拓扑半金属材料的单晶生长研究进展

拓扑半金属已经成为凝聚态物理研究的一个热点领域,这类材料的单晶生长是研究其物理性质的基础.目前,对于拓扑材料的研究已经形成了以理论计算为指引,对潜在的拓扑材料进行单晶制备,并结合物性测量对理论预言加以验证的科研合作方式.在这种科研团队合作中,单晶生长起衔接作用.本文介绍了近年来拓扑半金属材料单晶生长方法,涵盖了拓扑Dirac半金属、Weyl半金属、Node-Line半金属以及其他打破常规分类的拓扑绝缘体及拓扑半金属材料等,并针对各个材料,详细总结了其生长方法.     

Bi-Sr-Ca-Cu-O2212相超导单晶的定向生长

用定向凝固法已成功地生长出Bi-Sr-Ca-O2212相的超导大单晶,最大的单晶尺寸达到19×3×2mm³。定向生长的单晶(001)面平行于生长方向,[100]方向为单晶的定向生长方向。劳厄像表明大晶体确为单晶,其质量比其它方法生长的单晶要高。氧气中退火后的单晶电阻测量和交流磁化率测量表明,零电阻温度T_c(0)=81.5k。关键词：     

第一性原理计算研究黑磷嵌锂态的动力学性能

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对锂离子电池负极材料黑磷在嵌锂过程中的产物LiP5,Li3P7以及LiP的晶体结构与电子结构进行了研究与分析．通过计算这几种材料的电子结构,发现黑磷嵌锂后的这几种相均为半导体能带结构,其带隙均比黑磷嵌锂前的带隙大,表明黑磷嵌锂后的电子电导性能降低了．利用弹性能带方法模拟了Li离子在LiP5,Li3P7和LiP材料中的扩散,从理论上得到了Li离子的扩散势垒,并与其他电极材料进行了比较,发现Li离子在各种嵌锂态的材料中都能够比较快速的扩散．计算结果表明,Li在LiP5中的扩散系数大约为10^-4cm2／s,扩散通道是一维的;Li在Li3P7中的扩散系数为10^-7-10^-6cm2／s,扩散通道是三维的;Li在LiP中的扩散系数为10^-8-10^-5cm2／s,扩散通道是三维的．     

La2-xBaxCuO4-y单晶样品的制备

本文采用熔融法成功地制备了La2-xBaxCuO4-y系列单晶,详细介绍了对单晶做的各项品质分析,样品的X衍射结果显示,该系列样品的晶体结构是典型的K2NiF4214T相结构,为四方相,且都无杂相峰,样品的单相性很好,样品的SEM结果显示,单晶的ab表面有少量缺陷,但表面大部分的品质还是很高的,样品的EDX组份分析实验结果显示,样品中有少量的Al进入,其含量估计大约为样品中Cu含量的2％。     

高质量FeSe单晶薄膜的制备及相关性能表征

在铁基超导体中,FeSe具有最简单的晶体结构和化学组成,而且其超导转变温度具有较大的调控空间,因此适合作为超导机理研究和应用的载体.高质量样品的研制是物性研究和器件应用的前提,本文系统地研究了利用激光脉冲沉积技术制备FeSe薄膜的工艺条件,在多种衬底上成功地制备出高质量的β-FeSe薄膜,并首次实现了超导临界转变温度从小于2 K到14 K的连续调控,这为FeSe超导机理研究提供了样品支持.为探究FeSe薄膜超导电性变化的起因,从β-FeSe超导电性与晶格常数c正相关出发,基于简单的费米面填充假设,第一性原理计算可以很好地解释晶格常数c的变化规律,但该假设并不能完全符合角分辨光电子能谱实验给出的电子结构演变过程.因此β-FeSe薄膜的超导电性、晶格结构和电子结构三者之间的关系还有待澄清,该问题的解决将为FeSe超导机理研究提供重要的线索,而上述系列高质量的β-FeSe薄膜样品恰好能为该问题的研究提供理想的载体.本文根据实验和已有的相关研究结果,详细介绍了FeSe薄膜的脉冲激光沉积制备及其优化,以期为后续的薄膜研究应用提供参考.     

助熔剂法和浮区法生长Nd_(2-x)Ce_xCuO_4单晶及其热传导研究北大核心CSCD

本文研究了用助熔剂法和浮区法两种方法生长Nd2-x Cex CuO4(NCCO)单晶的生长条件和NCCO单晶的热传导性质.用助熔剂法方法可以生长出组份为x=0至x=0.18的一系列单晶样品.用X射线衍射表征了单晶的结构和品质,并观测了不同的退火过程对样品的超导转变的影响.在浮区法方面,生长NCCO(x=0.15)单晶也取得了很好的结果.另外,本文还测量了不同组份的单晶样品的低温热导率,发现Nd3+离子磁性对热导率的影响以及掺杂Ce后热导率的变化情况.     

混合物理化学气相沉积法制备MgB_2单晶纳米晶片的研究

利用混合物理化学气相沉积法在石墨衬底上制备出了晶形为六角结构、厚度不同、径向尺寸不一的Mg B2单晶纳米晶片.利用纳米定向转移技术将此晶片转移到了碳支持膜铜网上,以便对其精细结构等物性进行表征.电输运测量和磁性测量结果都表明晶片具有超导电性:T c onset=38K,T c(0)=33K.扫描电子显微镜图像表明,晶片表面平整、厚度分布在几个纳米到200 nm之间,宽度从几微米到上百微米;高分辨透射电镜图像显示出晶片具有周期性晶格条纹.选区电子衍射数据与Mg B2已有的单晶衍射数据相符.这些测量结果证实了其确为高质量单晶Mg B2超导纳米晶片.本文不仅提出了一种全新的制备单晶Mg B2的方法,也观察到了纳米尺度Mg B2单晶的零电阻现象,为后续的磁通钉扎、纳米力学性能等领域的深入研究提供了合适的素材.     

磁控溅射法制备金团簇纳米颗粒及性能表征

 采用磁控溅射法制备金团簇纳米颗粒,用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见光分光光度计(UV-Vis)和X射线光电子能谱(XPS)等分析手段对其表征,研究了金团簇纳米颗粒的形貌、颗粒度、结构、光吸收性质及物质成份。研究结果表明：制备的金团簇纳米颗粒呈球形,平均粒径在10 nm左右,粒径分布均匀,无团聚、氧化现象,颗粒的结构为面心立方。在519 nm处出现团簇颗粒的表面等离子共振吸收峰,测试得到Au(4f_7/2)和Au(4f_5/2)电子的结合能分别为83.3 eV和86.9 eV,并且没有出现金的氧化产物。     

磁控溅射法制备金团簇纳米颗粒及性能表征

采用磁控溅射法制备金团簇纳米颗粒,用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见光分光光度计(UV-Vis)和X射线光电子能谱(XPS)等分析手段对其表征,研究了金团簇纳米颗粒的形貌、颗粒度、结构、光吸收性质及物质成份。研究结果表明：制备的金团簇纳米颗粒呈球形,平均粒径在10 nm左右,粒径分布均匀,无团聚、氧化现象,颗粒的结构为面心立方。在519 nm处出现团簇颗粒的表面等离子共振吸收峰,测试得到Au(4f7/2)和Au(4f5/2)电子的结合能分别为83.3 eV和86.9 eV,并且没有出现金的氧化产物。