二联体卟啉的光致电荷转移行为

卟啉聚集体在光合作用和生物体新陈代谢过程中发挥着极为重要的作用[1,2 ] .但是在复杂的自然界体系中 ,研究卟啉聚集体中的电子转移行为非常困难 ,所以借助于简单的二联体卟啉和多聚体卟啉作为生物体新陈代谢过程中活性位点的模型来研究其间的电荷转移行为[3] .近年来 ,人们在二联体卟啉和多聚体卟啉合成及性质表征方面做了大量的工作 ,特别是利用各种光谱来研究它们的电子和光生电子行为以及它们与具有生物活性的分子和特殊气体分子之间的电荷转移过程 [4 ,5] .本文利用表面光电压谱 (SPS)技术对二联体卟啉的光伏响应进行了研究 ,发现二…     

表面活性剂对共轭聚合物荧光性质及电荷转移的影响

探讨了表面活性剂存在下, 水溶性阴离子共轭聚合物聚[5-甲氧基-2-(3-磺酰化丙氧基)-1,4-苯撑乙烯](简写为MPS-PPV)的微环境变化对荧光性质及电荷转移的影响. 结果表明, 阳离子表面活性剂及非离子表面活性剂使MPS-PPV荧光增强, 阴离子表面活性剂使其荧光先增强后减弱; 在MPS-PPV/表面活性剂体系中加入电子接受体Pd^2＋, 发现非离子表面活性剂体系的荧光猝灭效率提高, 阴离子及阳离子表面活性剂体系荧光猝灭效率下降. 此研究对研制基于阴离子共聚物的新型生物化学传感器具有一定的指导意义.     

FeO/Pt(111)与FeO2/Pt(111)的几何、电子结构及表面氧活性的第一性原理研究

采用密度泛函理论系统研究了超薄氧化物膜/金属体系FeO/Pt和FeO₂/Pt及其表面不同区域(FCC,HCP和TOP)的几何结构、电子性质及氧的活性.研究发现,表面O-Fe高度差δ_z作为一个重要的特征结构参数直接影响局域表面静电势和表面氧的结合能: δ_z越大,静电势越大,氧的结合能越弱.计算发现,在FeO/Pt体系中,δ_z顺序为FCC > HCP > TOP,而FeO₂/Pt中是FCC > TOP > HCP.此外,在FeO/Pt中,电荷转移方向是从氧化物膜到衬底,Fe的表观价态为+2.36,表面功函较纯Pt(111)的变化可忽略; 而FeO₂/Pt中,电荷转移的方向是从衬底到氧化物,Fe的表观价态为+2.95,表面功函较纯Pt增加1.24 eV.进一步分析了电荷转移和表面偶极对电子性质的作用机制.这些研究结果对于认识超薄氧化物薄膜对表面几何结构、电子性质、表面氧活性的调制具有重要的启示意义.     

表面活性剂对共轭聚合物荧光性质及电荷转移的影响

探讨了表面活性剂存在下, 水溶性阴离子共轭聚合物聚[5-甲氧基-2-(3-磺酰化丙氧基)-1,4-苯撑乙烯](简写为MPS-PPV)的微环境变化对荧光性质及电荷转移的影响. 结果表明, 阳离子表面活性剂及非离子表面活性剂使MPS-PPV荧光增强, 阴离子表面活性剂使其荧光先增强后减弱; 在MPS-PPV/表面活性剂体系中加入电子接受体Pd^2＋, 发现非离子表面活性剂体系的荧光猝灭效率提高, 阴离子及阳离子表面活性剂体系荧光猝灭效率下降. 此研究对研制基于阴离子共聚物的新型生物化学传感器具有一定的指导意义.     

染料敏化太阳能电池中EosinY在TiO_2(101)表面的吸附构型及其对电子注入过程影响的理论研究（英文）

基于密度泛函理论计算分析了2种Eosin Y-Ti O2(101)吸附构型下的几何结构、电子结构及电荷转移性质.结果表明,Eosin Y以H构型吸附在Ti O2(101)表面时的体系总能量比B构型的高59.7 k J/mol;Eosin Y以B构型吸附在Ti O2(101)表面时比以H构型吸附时的吸附能更高.因此,B吸附构型更易形成.此外,还对电子注入动力学进行了模拟并对界面间的电荷转移进行了Bader定量分析.结果显示,与吸附H构型相比,B构型下的电子注入过程更迅速也更完全.     

Er2O3纳米晶光伏特性及谱带解析

纳米做教是介于体相材料和分子或原子之间的新型材料，表现出许多超常的电、热、光、磁及催化的特性，因此引起人们高度的重视［1，2］．目前对其光学、磁学、力学和比热等研究已有大量的报导[3]．但是，对于稀土氧化物纳米材料的合成及性质的研究，尤其对它们的电学性质、电子输运方式和光电行为报导较少.本文利用表面光电压谱（SPS）技术对不同粒径的Er2O3纳米晶进行了表面光伏特性的研究，并结合漫反射吸收光谱对其谱带进行了解析，发现，除f→f跃迁外，在300～550nm区间有一定吸收边带，此带可归属于O2p→Er4f电荷转移跃迁．随着样品…     

染料敏化太阳能电池中Eosin Y在TiO2(101)表面的吸附构型及其对电子注入过程影响的理论研究

基于密度泛函理论计算分析了2种Eosin Y-TiO₂(101)吸附构型下的几何结构、 电子结构及电荷转移性质. 结果表明, Eosin Y以H构型吸附在TiO₂(101)表面时的体系总能量比B构型的高59.7 kJ/mol; Eosin Y以B构型吸附在TiO₂(101)表面时比以H构型吸附时的吸附能更高. 因此, B吸附构型更易形成. 此外, 还对电子注入动力学进行了模拟并对界面间的电荷转移进行了Bader定量分析. 结果显示, 与吸附H构型相比, B构型下的电子注入过程更迅速也更完全.     

环糊精诱导胶束形成的TICT荧光探针法研究

环糊精与表面活性剂的相互作用研究已有诸多报导，但主要涉及环糊精与表面活性剂的包络物的稳定常数和其中主客体的化学剂量比［１，２］，至于环糊精对表面活性剂胶束化性质的影响则少见涉猎，这或许与研究方法有关，分子内扭转电荷转移激发态涉及到一个完整的电荷转移，具有很高的极性，其荧光特性显示出显著的介质性质敏感性［３］，因此将ＴＩＣＴ荧光探针法用于环糊精－表面活性剂相互作用研究可能会提供一些新的信息，本文的结     

规则溶液理论应用于bola/SDS混合体系的研究

以规则溶液理论研究了bola型阳离子两亲分子与十二烷基硫酸钠（SDS）混合体系的表面和胶团相互作用.相互作用参数的数值表明, bola分子与SDS在胶团中和溶液表面都发生了强烈的相互作用,这种相互作用的强度与普通季铵盐/烷基硫酸钠混合体系相当.这说明bola分子与SDS混合体系中的协同作用主要是由亲水基之间的静电相互作用产生的, 而bola分子结构中疏水部分对相互作用没有显著影响.     

易水解类表面活性剂的表面与胶团性质

对直链烷基羧酸盐与烷基氯化伯铵两类易水解型表面活性剂进行了较系统的研究,发现pH 值、温度、 盐浓度的变化对体系表面性质及胶团形成有较明显的影响.二类体系中相应水解产物的存在均可较大幅度地提高体系的表面活性,但pH 值在碱性范围内的变化仍对羧酸钠的表面性质与胶团形成有明显影响,而烷基氯化铵的表面性质与聚集能力在酸性条件下则主要受盐浓度的影响,而不受pH 值影响.表明这两类易水解体系产生的极性有机物对各自体系的表面性质和聚集能力影响力度不同.考察了温度对易水解类表面活性剂的影响,并利用相分离模型对相应体系的胶团形成热力学参数进行了计算与讨论.     

四甲基-四乙基钯卟啉的表面光伏特性研究

合成了1,3,5,7-四甲基-2,4,6,8-四乙基卟啉(TMTEP)及其钯络合物(PdTMTEP),并利用表面光电压谱(SPS)和场诱导表面光电压谱(FISPS)技术对它们的表面光伏特性进行了研究.TMTEP有较强的荧光发射,而PdTMTEP以磷光辐射为主,其光伏响应强度比TMTEP的强得多;在外电场诱导下,PdTMTEP的Soret带与Q带的光伏响应强度随外加正电场光伏响应强度的增加而增强,随外加负电场光伏响应强度的增加而减弱,并且在680,750nm处出现两个新的光伏响应带,这两个光伏响应带与极化子跃迁有关.     

Light-Induced Charge Transfer at Interface Between Lipid-Free RhTSPc Film and p-Si(111)

The present paper covers the lipid-free rhodium tetrasulfonato-phthalocyanine (RhTSPc) films prepared on p-Si(111) by using Langmuir-Blodgett technique. Their surface photovoltage spectra were measured. It was found that there is a strong interaction at the interface between the RhTSPc film and p-Si (111) and that the surface photovoltaic effect of the film system is maximum when only one monolayer of RhTSPc molecules coats p-Si(111), which is similar to that of CuTSPc films on p-Si(111) reported previously. These results confirm that only the monolayer of dye molecules being adjacent to the semiconductor surface plays a key role in the light-induced interfacial charge transfer process.     

YTao4：Nb，Eu的发光性能研究

用高温固相反应法合成了铌酸根NbO^3-4和Eu^3 共掺杂的正钽酸盐化合物Y1－xEuxTa1-yNbyO4,研究该体系中紫外光和X射线激发下的发光性能,研究表明,在紫外光激发下,YTaO4:Nb,Eu是一种比较有效的红色发光材料,激发能可以通过NbO^3 4离子传递给Eu^3 ,随钽酸盐中NbO^3-4基团浓度的增中,化合物的结构从M'型YTaO4变成褐钇铌型YNbO4结构,它的发光性质也随之改变。     

Understanding the Electronic Structures of Graphene Quantum Dot Physisorption and Chemisorption onto the TiO2 (110) Surface: A First‐Principles Calculation

We investigated the interfacial electronic structure and charge transfer properties of graphene quantum dot (GQD) physisorption and chemisorption on the TiO₂ (110) surface from density functional theory calculations. The simulations show that a slight charge transfer occurs in physisorption case while a significant charge transfer takes place in chemisorption configuration. We present a detailed comparison of the similarities and differences between the electronic structures. The similarities originate from the positive work function difference in both the physisorption and chemisorption configurations, which is able to drive electron transfer from GQD into TiO₂, leading to charge separation across the GQD–TiO₂ interface. The differences stem from the interaction between the GQD and TiO₂ substrate. For example, GQD bounds to TiO₂ surface through van der Waals interactions in the case of physisorption. In the chemisorption configuration, however, there exists strong covalent bonding between them. This leads to much more efficient charge separation for chemisorption than for physisorption. Furthermore, the GQD–TiO₂ composites show large band‐gap narrowing that could extend the optical absorption edge into the visible‐light region. This should imply that chemisorbed GQDs produce a composite with better photocatalytic and photovoltaic performance than composites formed through physisorption.     

Photophysics of an electrophosphorescent platinum (II) porphyrin in solid films

We examine electronic processes in platinum (II) octaethyl porphyrin (PtOEP) embedded in an organic solid state matrix and in the form of vacuum-evaporated neat films in conjunction with potential applications of this compound to organic photovoltaic and electrophosphorescent devices. Absorption, photoexcitation, and luminescence spectra indicate the excitonic dimers to be dominant excited states, and their dissociation underlies the charge photogeneration process. Different charge separation distance (1.5 nm and 2.6 nm) in opposite charge carrier pairs preceding dissociation can be distinguished based on the fit of the three-dimensional Onsager theory of geminate recombination to electromodulated luminescence and photoconduction measurements. The near-positive electrode concentrated triplet dimer excitons, produced by strongly 370 nm absorbed light in neat PtOEP films, are efficiently quenched by electron transfer to the metal (Al), generating the positive charge with an efficiency eta+ exceeding 0.15 at high electric fields and dominating the measured photocurrent. Their dissociation efficiency in the bulk, eta- (negatively biased illuminated electrode), is more than one order of magnitude lower than eta+. The dissociation of singlet dimer states dominates the bulk photogeneration process induced by the weakly-absorbed light at 450 nm, with comparable eta+ and eta-. The "hot excited state" underlying the temperature-increasing emission at 540 nm has been attributed to the upper excitonic component Q+ of the first absorption band Q consistent with the exciton concept applied successfully to the interpretation of all dimer-underlain spectroscopic features of PtOEP samples studied.     

纳米晶二氧化钛光声与表面光伏特性

利用溶胶-凝胶法制备二氧化钛纳米晶粉末. 结合光声和表面光伏技术对样品表面态性质和光诱导电荷输运特性进行研究. 结果表明, 纳米晶TiO2样品在波长为380 nm 处出现的表面光伏响应与锐钛矿型TiO2的表面电子结构有关, 属于带鄄带电荷转移跃迁;随着样品粒径的减小, 在2.38 eV 能级处形成一个具有明显受体特征的表面电子态; 依据样品光声效应和表面光伏效应之间的能量互补关系发现, 尽管随着样品平均粒径的减小无辐射跃迁产生的光声信号增强, 但是适当提高样品中金红石的相对含量, 可以显著减少样品表面无辐射跃迁的成分, 提高光量子效率.     

偏振光作用下金红石型TiO2单晶(001)面的表面光电压谱研究

TiO2是一种优异的光电功能材料,被广泛用于有机污染物光降解及太阳能光电转换[1～3].近年来的研究表明,表面原子排布对TiO2光电效能有决定性的影响.如Lowckamp[3]的研究表明,TiO2的(101)晶面与其它晶面相比具有高的光化学还原Ag+的能力.本文结合偏振光技术与表面光电压谱技术对金红石型TiO2单晶(001)面的光伏响应特性进行了研究,通过对TiO2不同晶面的电子跃迁形式的区分及其对偏振光的不同响应,揭示了表面原子排布与TiO2光电性质之间的关系,实现了对材料功能特性的调控.     

Influence of interchain interactions on the electronic properties of neutral and charged oligodiacetylenes carrying bulk substituents

We discuss the effect of the interchain interactions on the electronic properties of a "dimer", named (CHD(4))(2), built from two molecules of a fully carbazolyl-substituted oligodiacetylene containing four repeating units. Each carbazolyl moiety is connected to its respective backbone through a methylene spacer, and the excitations of the neutral and doubly positively charged dimer are obtained using the CIS (configuration interaction including singles) and CEO (collective electronic oscillator) models. The separation distance between the backbones is fixed to a value that could possibly imply a very weak, if any, interchain interaction between the oligomers. In the charged dimer, where we have not been able to perform CEO calculations, it can be expected from previous results that the CIS method will behave satisfactorily. Contrary to the neutral case and surprisingly enough, the simulated photoinduced absorption (PA) spectra indicate a substituent-induced strong interaction between the oligomers, due to the very large amount of excess charge on the distorted oligomer which is spread over its carbazolyl moieties. Broadening of the lowest energy band due to the latter interaction improves the agreement between the theoretical and the experimental PA spectrum for the corresponding polymer. The through-space charge transfer directly connecting the charged with the neutral molecule could supply an efficient channel for charge transport in substituted polydiacetylenes.     

SPS法研究ZnTPP对TiO_2的光谱敏化

本文利用表面光电压谱(Surface Photovohage spectroscopy,简称SPS)研究了ZnTPP对TiO_2粉末的光谱敏化,发现用ZnTPP修饰后的TiO_2(金红石和锐钛矿)粉末在可见区420、550和590nm附近有三个光伏响应带,它们分别对应于ZnTPP的Soret、Q(1,0)和Q(0,0)带。经过严格的实验和分析,证明这三个带是由ZnTPP对TiO_2的敏化光电压引起的,而不是ZnTPP自身的光伏响应。在敏化效果上,亚稳的锐钛矿优于金红石。同时,我们对这种光敏表面的光诱导电荷转移机制和SPS作为一种研究光谱敏化方法的可行性进行了讨论。     

纳米ZnO光伏特性分析

利用表面光电压谱(SPS)和瞬态光伏(TRP)技术研究了纳米ZnO的光生电荷行为, 发现TRP曲线时域为10^-9~10^-7和10^-6~10^-3 s时样品的SPS在320~380 nm处出现光伏响应, 时域为10^-3~10^-1 s时样品的SPS在380~420 nm处出现光伏响应. 这3个时域分别对应着纳米晶本征响应、 晶间电荷转移和纳米晶表面态电荷捕获等过程. 光生电荷密度足够大或受外部电场影响时在300~320 nm区间也出现光伏响应.