Enhancing visible-light photocatalytic activity of α-Bi2O3 via non-metal N and S doping

In recent years, some important research indicated that the visible-light activity of photocatalysts could be enhanced via incorporating p-block non-metal elements into the lattice. In this paper, we investigated the electronic structures of pure and different non-metal （C, N, S, F, Cl, and Br） doped α-Bi2O3 using first-principles calculations based on the density functional theory. The band structures, the electronic densities of states, and the effective masses of electrons and holes for doped α-Bi2O3 were obtained and analyzed. The N and S dopings narrowed the band gap and reduced the effective mass of the carriers, which are beneficial for the photocatalytic performance. The theoretical predication was further confirmed by the experimental results.     

Tm~(3+)掺杂锗碲酸盐玻璃的近2μm光谱性质

用高温熔融法制备了Tm2O3掺杂浓度为0.25,0.5,0.75,1,1.25,1.5 mol%的40 Ge O2-35Te O2-15Pb O-5Al2O3-2.5Ca O-2.5Sr O锗碲酸盐玻璃.热学性质测试表明该玻璃的转变温度为446℃,没有析晶峰.玻璃的最大声子能量约为750 cm-1.利用Judd-Ofelt理论计算了Tm3+的Judd-Ofelt参数Ωt(t=2,4,6)、不同浓度下Tm3+离子各激发态能级的自发辐射概率、荧光分支比以及辐射寿命等参数.采用808 nm波长抽运源测试了Tm3+离子的荧光光谱.发现掺杂浓度为1 mol%时约1.8μm处的荧光强度最强.根据Mc Cumber理论计算了3F4→3H6的发射截面,其峰值发射截面为6.5×10-21cm2.根据速率方程计算了玻璃中OH引起的Tm3+的3F4能级的无辐射弛豫速率,随着Tm3+浓度增加,OH对3F4能级的猝灭速率增加.这种玻璃有望研制成一种新型的约2μm的激光玻璃材料.     

场源基本微元的对称性与场的性质

直接由标量基本微元（点源）和矢量基本微元（电流元等）的对称性和两个基本假设讨论基本微元产生的场矢量的性质。     

The nonlinear optical properties of a magneto-exciton in a strained Ga0.2In0.sAs/GaAs quantum dot

The magnetic field-dependent heavy hole excitonic states in a strained Gao.2Ino.sAs/GaAs quantum dot are investi- gated by taking into account the anisotropy, non-parabolicity of the conduction band, and the geometrical confinement. The strained quantum dot is considered as a parabolic dot of InAs embedded in a GaAs barrier material. The dependence of the effective excitonic g-factor as a function of dot radius and the magnetic field strength is numerically measured. The interband optical transition energy as a function of geometrical confinement is computed in the presence of a mag- netic field. The magnetic field-dependent oscillator strength of interband transition under the geometrical confinement is studied. The exchange enhancements as a function of dot radius are observed for various magnetic field strengths in a strained Gao.2Ino.sAs/GaAs quantum dot. Heavy hole excitonic absorption spectra, the changes in refractive index, and the third-order susceptibility of third-order harmonic generation are investigated in the Gao.2Ino.8As/GaAs quantum dot. The result shows that the effect of magnetic field strength is more strongly dependent on the nonlinear optical property in a low-dimensional semiconductor system.     

对-二甲氨基苯甲醛苯甲酰腙及其锌(Ⅱ)、镉(Ⅱ)配合物的合成与光学性质

合成了对-二甲氨基苯甲醛苯甲酰腙(配体)及其锌(Ⅱ)、镉(Ⅱ)配合物,通过元素分析、IR、MS对结构进行表征,研究了配体及锌(Ⅱ)、镉(Ⅱ)配合物的紫外光谱和荧光光谱。这些物质都有较强的荧光,适合掺入涂料中做成荧光涂料。     

氧化石墨烯纳米剪裁方法

石墨烯纳米剪裁先进方法的研究对于基于石墨烯的电子和光学设备非常重要。本文利用模板法制作反蛋白石结构,并借助反蛋白石纳米网结构,利用光催化还原氧化石墨烯,对氧化石墨烯进行纳米剪裁,形成具有纳米尺度的石墨烯。对还原后的氧化石墨烯表面进行扫描电子显微镜表征和红外光谱表征,并研究剪裁后石墨烯的电学性质。实验表明,反应时间、胶粒大小都会对剪裁后氧化石墨烯的周期和颈宽有影响,进而影响还原后氧化石墨烯的电学性质。利用纳米网状结构对石墨烯进行纳米剪裁是一种可行的方法,通过控制模板尺寸和反应条件可以控制裁剪后的性质。     

无机钙钛矿太阳能电池Cs2SnI6的电子结构和光学性质的第一性原理研究

近年来,Cs2SnI6作为一种无毒性、稳定性好的新型钙钛矿材料应用于太阳能电池中,其电池的光电转换效率由最初不到1%增长到现在的8.5%,使之成为有可能替代铅基钙钛矿太阳能电池的新型太阳能电池。本文采用基于广义密度泛函和杂化密度泛函的第一性原理方法研究了Cs2SnI6的电子结构、光学特性和钙钛矿太阳能电池的光电性能参数。研究结果表明,导带底和价带顶位于同一高对称点Γ而属于直接跃迁型半导体,且电子态主要来自于I-5p轨道和Sn-5s轨道。在近红外和可见光波长范围内有较高的吸收系数,当Cs2SnI6钙钛矿厚度达到10μm时,吸收率在311~989 nm之间接近100%,不考虑潜在损失的情况下,理论上太阳能电池可获得短路电流为32.86 mA/cm2、开路电压0.91 V、填充因子87.4%、光电转换效率26.1%。为实验上制备高效Cs2SnI6钙钛矿太阳能电池提供了参考。     

La单掺4H-SiC电子结构和光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对未掺杂及La掺杂4H-SiC的电子结构和光学性质进行理论计算。计算结果表明,未掺杂4C-SiC其禁带宽度为2.257 eV。La掺杂后带隙宽度下降为1.1143eV,导带最低点为G点,价带最高点为F点,是P型间接半导体。掺杂La原子在价带的低能区间贡献比较大,而对价带的高能区和导带的贡献比较小。未掺杂4H-SiC在光子能量为6.25 eV时,出现一个介电峰,这是由于价带电子向导带电子跃迁产生。而La掺杂后,出现3个介电峰,分别对应的光子能量为0.47eV、2.67eV、6.21eV,前两个介电峰是由于价带电子向杂质能级跃迁产生,第三个介电峰是由于价带电子向导带电子跃迁产生。La掺杂后4H-SiC变成负介电半导体材料。未掺杂4h-SiC的静态介电常数为2.01,La掺杂的静态常数为12.01。     

SrFeO3-x可见光下降解亚甲基蓝的光催化性能研究

采用水热及柠檬酸法相结合的方法,制备了钙钛矿型复合氧化物SrFeO3-x(0＜x＜0.5)光催化剂.用X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射光谱(DRS-UV-Vis)、表面光电压谱(SPS)和场致表面光电压谱(EFISPS)表征制备的SrFeO3-x.以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,在可见光(λ≥430nm)照射下,首次考察了钙钛矿型复合氧化物SrFeO3-x的光催化性能,得到了较好的结果.     

纳米变截面结构的导热性质

采用分子动力学方法模拟了固态氩的纳米变截面结构的导热性质,研究发现纳米变截面材料的热阻和热流的大小与方向都相关:当纳米结构沿热流的方向为渐缩时,纳米结构的热阻随热流的增加而增大,而当纳米结构沿热流的方向为渐扩时,纳米结构的热阻随热流的增加呈减小的趋势;当热流较大时,热流沿渐缩方向时的热阻明显大于热流沿渐扩方向时的热阻,但当热流较小时纳米变截面结构的热阻和热流方向的关系不大.最后依据热质的运动和传递理论的动能效应对该现象进行了分析解释.