基于二维材料WX_2构建的范德华异质结的结构和性质及应变效应的理论研究

二维材料过渡金属硫属化物(TMDs),因其优越的物理化学特性及其在光电子器件、光催化等领域的潜在应用价值,得到了人们的广泛关注。基于TMDs材料可以构建具有不同性能的范德华(vdW)异质结,但构建的异质结由于其固有的能带带隙大小限制了其在全光谱上的响应,因而对其能带带隙调控变得十分重要。本文基于第一性原理方法系统地研究了WX_2 (X=S, Se, Te)从单层到体相的结构和性质,以及由此组装的vdW异质结构WS_2/WSe_2、WS_2/WTe_2和WSe_2/WTe_2的结构和性质以及应力应变对异质结构的能带带隙的影响。结果表明:结合HSE06泛函和自旋轨道耦合(SOC)效应的计算方案可以精确描述WX_2体系;异质结构WS_2/WSe_2,WS_2/WTe_2和WSe_2/WTe_2呈现type-II能带分类;在施加单轴或双轴的应力应变后,能带带隙大小发生相应改变,当晶格形变大于4%后,异质结构由半导体特性变成具有金属性。这些研究为光电子器件的设计提供了重要的指导意义。     

纳米氮化硼在吡啶热条件下的物相转变规律

为了研究纳米氮化硼在溶剂热条件下的物相转变规律, 利用三氯化硼(BCl3)和氮化锂(Li3N)为原料, 吡啶作为溶剂合成了纳米氮化硼. 在实验过程中, 系统研究了反应温度、压力以及反应时间的影响, 发现在吡啶热反应体系中, 首先形成的是结构无序的无定形纳米氮化硼(aBN). 随着反应温度和压力的提高以及时间的延长, 纳米氮化硼中的原子排列有序度不断提高, 逐渐出现了结构部分有序的湍层氮化硼(tBN)和结构有序的六方氮化硼(hBN). 在反应温度和压力提高时, 样品中首先是tBN的含量提高, 然后是hBN的含量明显增加, 说明在合成反应过程中存在aBN→tBN→hBN的物相转变.     

Sb2S3太阳能电池的研究进展

硫化锑(Sb2S3)是一种性质稳定的V-Ⅵ族直接带隙半导体材料,地壳中含量丰富、安全无毒.由于Sb2S3具有较高的光吸收系数(α≈105 cm-1),并且带隙宽度适中、易于调控(1.5 ～2.2 eV),覆盖了大部分可见光光谱,因此被视为最有希望得到应用的太阳能电池材料之一.本文结合近年来Sb2S3的相关研究工作,对Sb2S3太阳能电池的研究进展和发展现状进行了阐述,并展望了其发展趋势.     

自发团聚诱导高比例立方氮化硼微晶的水热合成

利用水热法合成了立方氮化硼（cBN）. 通常水热法制备的氮化硼样品是立方氮化硼（cBN）和六方氮化硼（hBN）及其它晶相的混合物,这限制了该方法的应用前景. 文中利用立方氮化硼在特定反应条件下的自发团聚现象,成功地发展了一种使混合物中的立方氮化硼在反应过程中自发纯化的新方法. 提高原料浓度和反应温度,有利于获得更大粒径的立方氮化硼和尺寸分布更均匀的团聚颗粒,提高搅拌转速来改善溶液的均匀性也有同样效果;而提高反应压力则会导致相反的结果. 文中也探讨了自团聚现象在生长大尺寸立方氮化硼晶体以及非均相合成中的潜在应用价值.