稀土Er掺杂的MoSe2纳米线的制备及发光特性研究

本文研究了稀土掺杂硒化钼(MoSe₂)垂直纳米线 的制备及光学特性。以分析纯硒化钼 粉末为原料,采用热蒸发方法在Si衬底上沉积硒化钼垂直纳米线,并在其生长过程中利用硝 酸鉺进行原位掺杂。利用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计 和 荧光光谱仪研究了掺杂硒化钼薄膜的表面形貌﹑晶体结构﹑光吸收和特性。发现掺杂后MoSe ₂纳米线的结晶性更强,长度增加2倍以上。同时,掺杂后纳米线的可见光吸收和光致发光 强 度明显增强,760 nm处MoSe₂纳米线的带间跃迁的本征发射增强4倍 以上。另外,Er³⁺掺杂后 ,在590 nm和650 nm处增加了2个来自Er³⁺离子的发射,说明稀土掺杂后发光峰增加,使 光谱谱线更加丰富。以上结果表明,稀土掺杂可显著增强硒化钼的结晶性、光吸收和发光效 率,使其可用于制备超薄、高效率的太阳能电池、光探测器等光电子器件。     

生长助剂对微纳米级二氧化钛颗粒形貌和光吸收性能的影响

以钛酸丁酯为钛源,氟化氢(HF)为形貌控制剂,溶剂(乙酸乙酯、乙酸和异丙醇)为生长助剂,通过溶剂热法合成了不同形貌的二氧化钛(TiO2).利用X射线衍射谱(XRD)分析样品的物相,扫描电子显微镜(SEM)表征TiO2颗粒的形貌,氮气吸附-脱附实验测量样品的比表面积,紫外可见吸收光谱测试样品的光吸收能力.结果表明:乙酸乙酯、乙酸和异丙醇作为生长助剂时,相应地得到球形、片状和比表面积高达155.58m2 ·g-1的花状结构.乙酸乙酯对样品形貌的影响大于HF.乙酸和异丙醇对HF具有协同作用,不同形貌的TiO2颗粒的紫外光吸收的强弱顺序为醇-TiO2,酸-TiO2,酯-TiO2.     

光吸收定律的离子强度效应

本文推引出热力学摩尔吸光系数定义,并且比较了它与表观摩尔吸光系数的特点。采用作图法测出硫氰酸钒热力学吸光系数对数ｌｇε＾０＝１．５８（２０℃,Ｉ→０）。     

镶嵌有纳米硅的氮化硅薄膜键合特性分析

采用螺旋波等离子体化学气相沉积(HWPCVD)技术制备了非化学计量比的氢化氮化硅薄膜,对所沉积样品及氮气环境中920 ℃退火样品的微观结构及键合特性进行了分析。Raman散射结果表明,薄膜中过量硅以非晶纳米粒子形式存在,退火样品呈现纳米晶硅和氮化硅的镶嵌结构。红外吸收和可见光吸收特性比较结果显示,薄膜样品的微观结构依赖于化学计量比以及退火过程,硅含量较低样品因高的键合氢含量而表现出低的纳米硅表面缺陷态密度;退火过程将引起Si—H和N—H键合密度的减少,因晶态纳米颗粒的形成,退火样品表现出更高的结构无序度。     

BiOCl(110)表面电子结构和光学吸收的第一性原理研究

基于密度泛函理论第一性原理研究了BiOCl(110)表面两种不同终止端(ll0)-BiCl和(110)-O电子结构和光吸收性质.结果表明:(110)-BiCl和(110)-O表面均未发生重构现象;(ll0)-BiCl表面导带底部出现明显表面态,导致该表面带隙降低,且价带与导带均朝低能方向移动;而(110)-O表面态位于价带顶,导带能带变窄导致该表面带隙略大于体相BiOCl;(ll0)-BiCl和(110)-O表面能分别为1.570 J· m-2和1.550 J· m-2;光吸收性质对比分析知,与BiOCl体相相比,(ll0)-BiCl表面吸收光谱发生明显红移.     

极化子效应对ZnS/CdSe核壳量子点光吸收系数的影响

在有效质量近似下,利用量子力学密度矩阵理论,从理论上研究了考虑极化子效应后核壳量子点中线性、三阶非线性以及总的光吸收系数在不同条件下随入射光能量变化的关系。通过数值计算,分析了电子-LO声子和电子-IO声子相互作用对ZnS/CdSe柱型核壳结构量子点光吸收系数的影响。结果表明,极化子效应对光吸收系数有很大影响,不同声子模式对光吸收系数影响大小不同。考虑电子-LO声子后,光吸收系数被大大提高。另外,入射光强和弛豫时间对系统的吸收系数也有很大影响。     

负载金属对MoO3-TiO2光催化剂结构与催化性能的影响

用溶胶-凝胶和浸渍-还原相结合的方法制得M/MoO3-TiO2 (M=Pd, Cu, Ni和Ag)光催化剂。利用X-射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)、红外光谱(IR)、程序升温脱附(TPD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)和光反应等技术,研究了负载金属复合半导体的物相结构、吸附性能、吸光性能和光催化反应性能。结果表明,金属M(M=Pd, Cu)负载在复合半导体上,延迟了TiO2由锐钛矿向金红石相的转化,增强了Mo与载体TiO2的相互作用,促进Mo物种由四面体配位向八面体配位转化,使TiO2光吸收限发生蓝移,对可见光部分的吸收明显增加,拓宽了催化剂的光响应范围;固体材料吸光性能强弱顺序Pd/MoO3-TiO2 >Cu/MoO3-TiO2>Ag/MoO3-TiO2>Ni/MoO3-TiO2;Pd对CO2吸附能力过强,卧式吸附态脱附温度高,光催化效率不高;金属Cu对CO2吸附能力适中,CO2与C3H6脱附温度较接近,实现了光-表面-热的协同作用,光量子效率最高。     

纳米球和核壳纳米球对有机太阳能电池光吸收增强效果的研究

研究了SiO2纳米球、Ag纳米球、SiO2@Ag核壳纳米球、Ag@SiO2核壳纳米球结构分别掺杂到有机太阳能电池的活性层中对器件活性层的光捕获能力增强作用.结果显示:相较于等效的平板结构,掺杂SiO2介质球使活性层光吸收提高了9.95;;Ag金属球则带来11.0;光吸收增强.表明在有机太阳能电池中的活性层中掺杂参数优化的金属球和介质球都能够带来活性层光吸收增强.另外,对活性层中掺杂核壳纳米球结构的研究表明:掺杂SiO2@Ag核壳纳米球的活性层光吸收随着包覆层厚度的增加而增加,当Ag壳厚度为16 nm时,增强效果与掺杂最优的介质球的效果接近,而且两者增强谱也基本相同;掺杂Ag@SiO2核壳纳米球结构中活性层光吸收随着介质包覆层厚度增加而减弱,当包覆层厚度为1 nm时,吸收效果与金属球相当,且吸收谱也是基本相同.通过在有机太阳能电池活性层中掺杂介质球、金属球以及核壳纳米球所带来的活性层光吸收增强效果的研究,为选择掺杂纳米球和核/壳纳米球来提高光捕获能力提供了指导.     

液晶光阀复合光吸收层的吸收系数研究

用传统的热蒸发的方法制备了厚度为800 nm,结构为S iO+CdT e+VOPc+CdT e+S iO的新型液晶光阀复合光吸收层。分析了液晶光阀对光吸收系数的要求。得到了在最优的工艺条件下红绿蓝三色的吸收系数达到Rα=7.8×105cm-1、αG=6.8×105 cm-1、αB=7.2×105cm-1的液晶光阀复合光吸收层。     

Bi_xBa_(1-x)TiO_3电子及能带结构的第一性原理研究

采用基于第一性原理的赝势平面波方法,研究了ABO_3钙钛矿复合氧化物BaTiO_3中A位离子被Bi原子取代后对其构型、电子及能带结构的影响.计算结果表明,Bi取代Ba之后会降低BaTiO_3的对称性,空间点群随着取代量的变化而变化,结合能逐渐降低.通过能带结构的计算发现Bi_xBa_(1-x)TiO_3为直接带隙型半导体.Bi的取代可调节Bi_xBa_(1-x)TiO_3的禁带宽度,从x=0.125到x=0.625时,Bi的取代量越大,其带隙越宽,吸收光谱蓝移.x0.625时,禁带宽度又逐渐减小,吸收光谱红移.由态密度图可看出,其价带顶主要是O-2p与Bi-6s态杂化而成,导带底主要由Ti-3d态构成.