具有黄光发射的有机-无机层状钙钛矿材料的合成

通过溶液法,合成了一种有机-无机杂化钙钛矿材料[C6H10(NH2)3]2Pb2Brs(H2O)(1).单晶衍射分析表明,该化合物存在两种不同的Pb原子,一种Pb原子与六个Br原子相连形成了典型的八面体,一种Pb原子与五个Br原子及一个配位水分子形成了扭曲的八面体,两种八面体通过共顶点Br相连接形式了无机阴离子层.有机胺阳离子分布在层与层之间,该化合物具有典型的有机-无机杂化层状钙钛矿结构,表现出特征的二维量子限域效应,该化合物具有很好的光致发光性能,其发射峰位于566 nm,表现出很强的宽光谱黄光发射,量子产率为1.2;.研究发现该发光来源于八面体结构扭曲引起的激子自捕获.     

晶体人生丨陶绪堂:从有机-无机复合材料走进多彩晶体世界

有机-无机复合材料因其涉及范围更广,材料设计的可选择性大,同时可以兼具无机和有机材料的优点,近年来受到国内外研究人员的高度关注。此次访谈中,陶绪堂教授首先回顾了山东大学晶体材料研究所和晶体材料国家重点实验室在蒋民华院士带领下,开展有机-无机复合非线性光学晶体材料(LAP)研究,并获得国家发明一等奖的历程,介绍了课题组目前在有机-无机复合晶体材料方面的研究进展,结合自身科研历程,重点分析了目前有机-无机复合材料发展的趋势和存在的主要问题,展望了有机-无机复合晶体薄膜在能源领域的应用潜力。最后指出要想从诸多有机-无机复合晶体中产生新的“中国牌”晶体,需要大家共同努力的方向。     

有机-无机杂化材料制备光通信电光调制器的应用前景

随着光纤通信技术的迅速发展,市场对光纤通信光路中电光调制器件的需求量越来越大,研制适用于制作这些器件的新材料也就成为当前的研究热点.一种新型材料-溶胶凝胶法合成的有机-无机杂化材料,综合了有机聚合薄膜和无机晶体的优点,在加工制作微型电光调制器件领域有很好的应用前景.本文综述了国内外在这方面的研究进展,并对其应用前景作了一些展望.     

福建物构所卤化铅杂化半导体材料研究获进展

正卤化铅钙钛矿无机-有机杂化材料在光电子器件、太阳能电池、催化、离子交换和快离子导体等方面具有重要应用价值,作为新型光伏材料备受科学家关注,其光电转换效率已迅速刷新到20%,并有望达到晶体硅电池25%的水平。这类材料的半导体性能主要来源于杂化材料中的无机骨架部分,目前研究主要集中在三     

室温下快速合成均质大颗粒有机-无机杂化钙钛矿薄膜

在室温下,采用超声辅助液相法快速合成了有机-无机杂化钙钛矿薄膜.碘化铅和甲基碘化氨的摩尔比为1∶1,通过超声振荡法溶于γ-丁内酯(GBL)溶液,得到黄色透明液体.采用荧光分光光度计对溶液的光发射谱进行表征,发现在495 nm和826 nm出现特征峰;采用滴涂法以及溶剂蒸发来制备有机-无机杂化钙钛矿薄膜,通过XRD和SEM对薄膜结构和形貌进行分析.结果表明,获得的钙钛矿薄膜是四方晶系,薄膜的晶粒呈现不规则的六边形且尺寸达到微米量级.     

层状化合物La0.26Bi0.74OOH光学性能的研究

构建非中心对称结构及研究材料的构效关系对于探索新型非线性光学晶体具有重要意义.La0.26Bi0.74OOH是一种具有PbFC1型结构的层状化合物,结晶在非中心对称的正交晶系空间群Pmm2,其主体结构由[La0.26Bi0.74O2]-层和H+阳离子组成.本文采用水热法合成了La0.26Bi0.74OOH晶体,并首次测试了该化合物的非线性光学性能.粉末倍频实验显示La0.26Bi0.74 OOH的倍频响应为KH2PO4的0.6倍.紫外-可见-近红外漫反射光谱表明该化合物的截止波长为335 nm.此外,第一性原理计算显示该化合物为直接带隙半导体,其内部的Bi-O和La-O基团对La0.26Bi0.74 OOH的非线性光学性能起主要作用.     

含有机模板钒磷酸盐热稳定性比较研究

对水热合成的V-P-O-en体系中七种常见不同结构钒磷酸盐的热稳定性进行了TG-DTA、FT-IR和XRD的比较研究.化合物中有机分子的受热脱除是阶段性的,吸放热效应与化合物中有机分子的含量有关.影响热稳定性的因素有:无机骨架类型、骨架强度以及骨架与有机模板分子作用强度.无机骨架自身强度较低是导致这类化合物热稳定性低的根本原因.     

福建物构所中远红外非线性光学材料结构设计取得突破

探索新型中远红外非线性光学材料是非线性光学研究中的一个重要的前沿和热点方向。传统的中远红外非线性光学材料主要是金属磷属化合物、金属硫属化合物、金属卤化物等,而且非线性光学材料以提高复     

类金刚石Ⅰ2-Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ4型红外非线性光学材料的结构与性能关系研究

硫属化合物由于高的非线性光学系数和宽的红外透过范围,广泛应用于军事和民用红外领域.其中类金刚石材料具有内在的非中心对称结构,能够满足作为非线性光学材料的先决条件,而且Ⅰ2-Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ4化学式类型(Ⅰ=Li,Ag,Cu;Ⅱ=Zn,Cd,Hg,Mg,Co,Fe;Ⅳ=Si,Ge,Sn;Ⅵ=S,Se)成为目前研究的重要体系之一.调研发现已知的78个具有非中心对称结构的Ⅰ2-Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ4类金刚石型硫属化合物,全部结晶于以下7个不同的空间群Pmn21,Pna21,Pn,I4,I42m,Cmc21,F222.本文系统概述了不同空间群下的类金刚石材料的结构特点和非线性光学性能,为未来设计性能优异的红外非线性光学晶体提供理论指导.     

青岛能源所在钙钛矿膜材料制备研究中取得进展

正近年来,有机-无机钙钛矿材料是钙钛矿太阳能电池、电致发光、光敏器件的关键材料,应用前景广阔,发展大面积高度均匀的钙钛矿薄膜制备技术是有机-无机钙钛矿材料实现产业化应用的首要问题。目前常用的有机-无机钙钛矿材料体系与传统纯无机太阳能材料区别在于有机阳离子的存在,因此如何调控有机阳离子实现大面积高度均匀的钙钛矿薄膜制备是一项非常有挑战性的工作。中国科学院青岛生物     

适用于太阳能电池的新型无铅四元硫碘化物优异光电性能的第一性原理研究

有机-无机混合卤化钙钛矿因优异的光电性能和制备简易而受到了许多国内外科研人员关注。然而,有机-无机杂化卤化钙钛矿的稳定性不佳和铅的毒性限制了其商业应用。四元硫碘化物,由于ns²孤对阳离子和更强的金属-硫键,具有适当的带隙、高介电常数和良好的稳定性。本文提出了一种新的四元硫碘化物材料Ba₂BiS₂I₃以解决铅基钙钛矿所面临的稳定性和毒性问题。通过第一性原理计算,确定了该材料具有适当太阳能电池带隙、高介电常数、较小的有效质量和低激子结合能,有潜力成为新的优异光伏材料。此外,计算预测这些材料具有出色的光吸收性能。Ba₂BiS₂I₃的理论光谱极限最大效率超过28%。这项研究为无铅四元硫碘化物用于新的光伏材料提供了可能性。     

尿素晶体线性和非线性光学系数的计算

本文使用从头计算平面波赝势法计算了尿素晶体的电子能带结构、线性和非线性光学系数,折射率和倍频系数的计算结果与实验结果基本符合.计算发现尿素晶体中C、N和O元素的2p轨道电子态发生了明显杂化,而能量较高的2p轨道电子态的杂化是其非线性光学效应的主要来源.     

含共轭键的紫外非线性光学晶体

紫外非线性光学晶体是实现短波紫外光源输出的关键材料,目前短波紫外变频晶体主要依赖硼酸盐晶体,由于实际应用对晶体综合性能提出更高要求,而进一步发现新型硼酸盐非线性光学晶体难度不断增大,开拓新的材料体系显得尤为迫切.从硼酸盐结构与非线性光学效应关系可知,含有平面共轭基团的硼酸盐具有大的倍频系数、合适的双折射率和短的紫外截止边等特性,平面共轭基团是硼酸盐非线性光学晶体的核心功能基元.因此拓展平面共轭基团研究是探索新体系紫外非线性光学晶体材料的关键环节.基于基团的构效关系,我们团队率先提出以同样是具有平面三角共轭结构的碳酸盐、硝酸盐等化合物为研究对象,拓展紫外非线性光学晶体材料的探索范围.此外,近来我们团队把研究范围进一步拓展到了一些有机共轭体系,例如氰尿酸盐.本文将主要介绍我们团队近年来在碳酸盐、硝酸盐和氰尿酸盐紫外晶体探索方面取得的研究结果.     

非线性光学晶体的研究进展

本文比较了无机、有机、半有机三类非线性光学晶体的性能、研究进展以及面临的主要问题和发展趋势;评述和展望了近年来出现的半有机非线性光学晶体的研究意义、潜在优势和发展前景.     

SiO_2/间苯二酚杂化溶胶前驱体法制备SiO_2/SiC多孔纤维

本文采用溶胶-凝胶法制备间苯二酚/SiO_2杂化溶胶,拉丝法制取杂化纤维.并采用FT-IR、DSC、TG、XRD和SEM对杂化纤维进行了表征.结果表明,杂化纤维中部分间苯二酚与SiO_2形成共价键结构;杂化纤维呈非晶态.采用不同温度对杂化纤维进行热处理,得到的产物经1300 ℃处理后杂化纤维转变为SiO_2/SiC结晶性多孔纤维.     

重质稀土金属碘酸钠盐的设计、合成与非线性光学性能研究

通过等价金属离子同位替换的分子设计策略,合成了五个含有重质稀土元素的碘酸钠盐NaRE(IO3)4(RE=Dy,Ho,Er,Yb,Lu),采用单晶衍射技术测定了它们的晶体结构,该系列化合物互为异质同构体,隶属于非中心对称的单斜晶系,Cc空间群.采用紫外-可见吸收光谱、红外光谱、热失重分析、倍频效应测试等手段表征了它们的线性和非线性光学性质及其热稳定性.该系列化合物的二阶非线性光学效应表现出非常明显的差异,倍频效应在0.1 ～3.3×KDP之间且能够相位匹配;它们的光学带隙均大于3.85 eV,热分解温度达到520℃以上.     

一种新的非线性光学材料—Na3Sm2（BO3）3

本文采用固相反应法合成了一种新的硼酸盐化合物Na3Sm2(BO3)3,以Na2CO3-H3BO3为助熔剂,用悬挂铂丝法获得了3mm×2mm×0.5mm的透明单晶,X射线粉末衍射分析表明,该化合物属正交晶系,晶胞参数a=0.50585nm,b=1.10421nm,c=0.70316nm.红外光谱测量证实晶体结构中含有BO33-基团,粉末倍频效应测试表明该化合物具有非线性光学效应,粉末倍频信号强度接近KDP.     

钙钛矿太阳能电池中电子传输层现状研究

有机-无机杂化钙钛矿型太阳能电池(简称钙钛矿太阳能电池)的最高光电转换效率已经达到25.5%,是最有希望取代硅基太阳能电池并实现广泛应用的太阳能电池之一。作为钙钛矿太阳能电池的基本组成部分,电子传输层对电池的性能起着至关重要的作用。本文阐述了钙钛矿太阳能电池中电子传输层的种类、尺寸以及界面修饰等对器件性能的影响,为继续提升钙钛矿太阳能电池性能提供参考。     

晶体材料研究——从体块晶体到微纳米晶体

本文首先简要介绍了晶体的重要性和过去几十年来中国晶体材料研究取得的代表性成果.正文主要以我们课题组开展的工作为例,介绍了激光晶体、非线性光学晶体、磁光晶体、声光晶体、半导体晶体、有机晶体、有机-无机复合晶体、二维晶体、单晶光纤、药物结晶、微纳米晶体等方面的研究进展.这些研究实例的维度已覆盖体块-二维-一维-零维,晶体材料已在国防、经济建设、人类健康和科学技术发展的许多领域,发挥了重要作用并仍将是关键材料.     

福建物构所碘酸盐二阶非线性光学晶体的设计与合成获进展

二阶非线性光学材料广泛应用于激光及光通讯领域,而金属碘酸盐晶体因具有较强的倍频效应、较宽的透过波段、较高的热稳定性和光学损伤阈值,在二阶非线性光学晶体材料领域占有非常重要的地位。设计二阶非线性光学材料的关键是如何诱导无心结构的形成及如何增加化合物的极化率。中科院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室毛江高研究员领导