纳米氧化铟/硅纳米孔柱阵列的酒敏特性

以硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)为衬底、高纯金属铟为铟源,采用化学气相沉积法制备了氧化铟(In_2O_3)/Si-NPA复合纳米体系,并对其表面形貌和结构进行了表征.结果表明,In_2O_3/Si-NPA中In_2O_3具有体心立方结构,其薄膜由粒径为100~400 nm的纳米颗粒和长约为1μm、直径约为300 nm的纳米棒组成,而这些纳米颗粒、纳米棒均由平均粒径约为19 nm的In_2O_3纳米晶粒组成.气体传感性能测试结果表明,In_2O_3/Si-NPA对低含量酒精具有较高的响应度和良好的选择性.当酒精的体积分数为2×10~(-6)时,器件的响应值达到463%,响应和恢复时间分别为15 s和8 s.     

双偶氮电荷产生材料的合成及光电性能

以2-(4'-氨基苯基)-6-氨基苯并噁唑为重氮组分、N-苯基-N'-(2-羟基-3-萘甲酰基)脲及其衍生物为偶合组分,设计并合成了6种苯并噁唑类双偶氮化合物.紫外吸收光谱、红外吸收光谱和元素分析结果表明所合成化合物结构与组成正确.以合成的双偶氮化合物为电荷产生材料,以CT-191为电荷传输材料制成有机光导电器件.光电性能测试结果显示,以N-(2-甲基苯基)-N'-(2-羟基-3-萘甲酰基)脲为偶合组分合成的双偶氮化合物的光电性能最佳,V0=600 V,VR=30 V,Rd=15 V/s,E1/2=3.5 lx.s。     

CuS半导体纳米盘合成及光学性能研究

采用高温有机相合成CuS纳米盘,并采用透射电子显微镜、X线衍射仪、紫外可见分光光度计和X线光电子能谱仪分析其形貌、晶相、电子能级结构和光学性质.采用Drude模型,计算分析CuS纳米盘空穴浓度为5. 5×10~(21)cm~(-3),在入射光的作用下产生的局域表面等离子体共振是CuS近红外吸收的主要来源.通过时域有限差分数值方法模拟研究发现CuS纳米盘结构中存在面内和面外两种表面等离激元共振模式,且面内模式对NIR吸收贡献最大,局域场的增强是面外模式结果的3倍,在未来的NIR光电器件性能增强领域具有重要应用前景.     

In(OH)_3InOOH异质结的热处理法制备与光催化性能研究

以聚乙二醇(PEG)4000作为分散剂,采用常压回流法合成了形貌和尺寸较为均一的棒状In(OH)_3纳米晶体,并以此为前驱体,通过热处理法分别获得了In(OH)_3/InOOH异质结、In(OH)_3/In_2O_3异质结和In_2O_3纯相纳米棒,初步研究了各样品对甲基紫的光催化降解性能.TG,XRD,UVDRS等实验结果表明,煅烧温度是不同结构异质结形成的关键因素,不同热处理温度所得样品的光催化活性不同,180℃下热处理所得In(OH)_3/InOOH异质结的光催化活性最高,40min内甲基紫的脱色率可达到99.7%.     

电沉积Sn对In2O3薄膜透光和导电性能的影响

室温下利用射频磁控溅射粉末靶制备In_2O_3薄膜,并在其上电沉积Sn制备Sn/In_2O_3复合薄膜。采用扫描电镜、X射线衍射仪、紫外可见分光光度计和霍尔效应仪等手段表征和分析了复合薄膜的微观结构和光电性能。结果表明:电压为2 V时,制备的Sn/In_2O_3薄膜光电性能最佳,透光率为92.86%,电阻率0.19 mΩ·cm。氧化退火后,3 V电压制备的Sn/In_2O_3复合薄膜电阻率增大,透光率得到明显改善。     

理论模拟氧化锌纳米棒的表面复合速率

表面复合是严重影响纳米结构半导体发光性质及器件性能的重要因素之一.氧化锌(ZnO)因其具有优异的光电性质和物化稳定性在太阳能电池和发光二极管等光电器件领域展现出巨大的应用前景.本文利用MATLAB程序求解扩散方程,对化学水浴沉积法合成的ZnO纳米棒的表面复合速率进行理论模拟计算.与实验结果相结合,揭示表面复合对ZnO纳米棒发光性质的影响.     

氧化物纳米线肖特基势垒的输运特性及光电器件研究

基于一维半导体纳米材料发展新型纳米光电器件是纳米科技研究中的重要领域.近年来纳米线肖特基势垒的输运特性及其在光电器件方面的应用受到研究人员的广泛关注.本文中,对氧化物纳米线肖特基势垒的研究背景以及我们近年的研究进展进行评述,主要包括以下三个方面:(1)氧化物纳米线肖特基势垒的输运特性研究;(2)氧化物纳米线肖特基势垒输运特性的调控方法探索;(3)基于氧化物纳米线肖特基势垒的光电器件研究.     

主体材料对蓝色磷光有机电致发光器件的影响

采用空穴传输材料4,4',4″-Tris(carbazol-9-yl)triphenylamine(TcTa)和电子传输材料1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene(TmPyPB)分别作为器件的发光层主体,蓝色磷光染料bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)iridium III(Firpic)为客体,制备了蓝色磷光有机电致发光器件,研究了Firpic掺入不同主体材料对器件光电性能的影响.由于发光层相对平衡的载流子注入和传输,使TcTa为主体的器件表现出较优的光电性能.器件的最大发光亮度为5 536 cd/m~2,最大电流效率和功率效率分别为12.8 cd/A和8.0 lm/W.     

TiO2/P3HT复合太阳能电池的制备和性能研究

用简单易行的一步水热法在透明导电玻璃FTO上制备了直径、密度及取向可控的TiO2纳米阵列,FTO同时作为底电极,用旋涂法将有机P型聚合物P3HT复合到阵列表面,磁控溅射制备Pt电极,组装TiO2/P3HT有机无机复合太阳能电池.通过XRD、SEM、紫外-可见光谱仪、I-V/J-V特性曲线等表征TiO2阵列薄膜及器件的结构、形貌和光电特性.研究制备TiO2纳米阵列的水热时间及无水乙醇的量对薄膜质量及复合太阳能电池光电性能的影响.通过优化各项参数,FTO/TiO2/P3HT/Pt简单双层结构的光器件在AM1.5,光强100mW/cm2下开,路电压Voc达到0.50V,光电转换效率IPCE达到0.11%.     

ZnO/SnO_2分级纳米结构的制备及气敏特性研究

结合静电纺丝和水热法制备了ZnO/SnO_2分级纳米结构.扫描电镜结果显示,直径为20~30 nm且粗细均匀的ZnO纳米棒阵列均匀地生长在长2~10μm的SnO_2纳米线上.与纯ZnO纳米棒和纯SnO_2纳米线相比,ZnO/SnO_2分级纳米结构显现出更优越的气敏性能,在300℃下对体积分数为100×10~(-6)的丙酮气体的灵敏度高达22.76,响应时间为13 s,恢复时间为10 s.     

油溶性及水溶性碳量子点敏化太阳能电池性能

以纯柠檬酸为碳源,分别使用十六胺(HAD)和4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺作为碳量子点表面钝化剂,采用一步合成法合成油溶性及水溶性2种碳量子点,以此为染料制备出染料敏化太阳能电池,研究了其光电性能和电化学阻抗谱.该电池采用光阳极-电解质-光阴极(对电极)结构.光阳极采用TiO2纳米颗粒多孔薄膜结构,电解质为常用I-/I3-电解质体系,光阴极为Pt薄膜电极.测试结果表明:在AM 1.5G标准太阳光照下,油溶性碳量子点敏化太阳能电池的短路光电流为0.515 mA/cm2,开路光电压为0.461 V,填充因子为63.17%,转化效率为0.15%;水溶性碳量子点敏化太阳能电池的短路光电流为0.598 mA/cm2,开路光电压为0.549 V,填充因子为65.59%,转化效率为0.22%.数值均优于已报道的文献.     

CH_3NH_3PbBr_3钙钛矿纳米晶的室温合成及发光性能研究

有机-无机杂化钙钛矿材料因光吸收系数大、带隙直接且可调、载流子迁移率高、载流子扩散长度长等优势在光电器件领域显现巨大的应用前景.采用低温合成工艺,实现光学性能调控,对于扩展其应用具有重要研究价值.本文开发了一种室温下合成CH_3NH_3PbBr_3纳米晶的简便方法,研究了反应时间对钙钛矿纳米晶的晶体结构和发光性能的影响.结果表明,当反应时间为24 h时,CH_3NH_3PbBr_3纳米晶的结晶质量好,发光性能最优.     

纳米HgS/聚苯乙烯复合材料的制备及其光学性质研究

以醋酸汞和硫代乙酰胺(TAA)为原料,采用化学共沉淀的方法在聚苯乙烯(PS)溶液中制备出分散均匀的纳米硫化汞与聚苯乙烯的复合物.利用X线衍射(XRD)、电子能谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)技术对样品的结构和形貌进行了表征,通过红外光谱(FT-IR)研究HgS和聚苯乙烯之间的相互作用,结合紫外可见光谱(UV-vis)和荧光光谱(PL)的测试研究纳米晶的发光性能.结果表明:合成的复合材料中HgS直径在15 nm以下,为立方闪锌矿构型,纳米晶和基质之间存在强的相互作用力.此外,该复合材料还表现出良好的光学性能.     

溶胶-凝胶法制备二氧化钛纳米晶及其在染料敏化太阳电池中的应用

用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛纳米晶,采用热重-差热(TG-DSC)、X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段研究了保温时间对纳米晶的晶体结构和平均粒径的影响.结果表明:经430℃热处理得到的二氧化钛纳米晶主要表现为锐钛矿结构;随着保温时间从1h延长至3h,纳米晶的平均粒径从13.7nm增大到43.7nm.以所制二氧化钛纳米晶为光阳极材料组装了染料敏化太阳电池,并对其光电性能进行了研究,结果显示:粒径为25.4nm的二氧化钛纳米晶太阳电池表现出最佳的光电转化效率,其值为4.62%.     

C_(70)苄基衍生物的合成及其在钙钛矿太阳能电池中的应用

富勒烯及其衍生物具有高电子传输效率,是倒置平面异质结钙钛矿太阳能电池器件中优异的电子传输材料(ETMs).其中,富勒烯C_(70)通常存在众多的异构体产物,通过常规手段难以实现有效分离,因此关于结构明确的富勒烯衍生物对钙钛矿太阳能电池的影响,目前尚缺乏系统的研究和理解.该文成功合成并分离了一种结构明确的C_(70)衍生物2,5-(PhCH_2)_2C_(70),并将其作为ETMs构建倒置平面异质结钙钛矿太阳能电池器件,最终实现了12.77%的光电转换效率,通过对富勒烯衍生物中分子晶体结构堆积的研究,分析了富勒烯衍生物结构对钙钛矿太阳能电池器件性能的影响.     

In_2O_3-10SnO_2陶瓷中In_4Sn_3O_(12)与富Sn析出相特征

以SnO_2质量分数为10%的共沉淀ITO粉为原料,在1 600℃氧气氛下烧结制备ITO陶瓷,采用X线衍射、电子探针、透射电子显微镜、扫描电子显微镜对其物相组成、元素分布和微观结构进行研究。研究结果表明:在In_2O_3:Sn晶粒内析出纳米尺寸的体心立方结构的富Sn相,晶粒边缘内侧出现低Sn浓度的无析出带,其三晶交界处生成In_4Sn_3O_(12)晶粒;In_2O_3:Sn晶内富Sn析出相按照从晶粒中部到晶界边缘尺寸逐渐减小、排布由疏到密的的规律分布;随着保温时间的延长,In_4Sn_3O_(12)晶粒尺寸、In_2O_3:Sn晶内的富Sn析出相尺寸和无析出带宽度增大。     

杂原子多环芳烃的合成

以2-己基-1-癸醇(2)为起始原料,依次经Appel反应、Williamson反应、溴取代反应、Suzuki偶联反应、三聚反应、Scholl氧化脱氢关环反应得到含硫原子的目标化合物1a.采用类似合成方法,合成目标化合物1b.这些化合物的结构均通过核磁共振(~1 H NMR)和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDITOF MS)表征,并对其光谱特征、热性能及电学性能进行了初步的研究.从紫外荧光光谱中可知这类化合物在甲苯中呈现砖红色荧光,可作为一种新型的砖红色主体发光材料,用于荧光传感器等光电材料.热失重分析结果表明这类化合物热稳定性良好,有望应用于对热稳定性要求较高的有机纳米器件.另外,由循环伏安曲线可知此类杂原子多环芳烃是强电子供体,在光伏器件中有着潜在的应用前景.     

氧化镓纳米棒的制备及其结构表征

实验利用碳热还原法,以氧化镓粉末为原料,镀金Si(111)片为基底,在1 300℃高温下恒温加热60 min,制备出了氧化镓纳米棒状结构,并通过SEM,TEM,XRD等对样品进行了表征.SEM检测表明实验合成了大量的直径在400-600 nm的纳米棒,并遵循VLS生长机制,同时EDS图谱说明样品很可能是Ga_2O_3,通过XRD检测确定了样品是单斜晶系的β-Ga_2O_3.最后分析了这种纳米结构的可能生长过程.     

表面配体辅助CsPbBr3无机钙钛矿纳米片尺寸与 光学性能调控研究

采用高温热注射法,通过改变辛酸和辛胺等短链配体与油酸和油胺等长链配体的摩尔比X,制备CsPbBr_3无机钙钛矿纳米片.利用透射电子显微镜(TEM),X线衍射仪(XRD),紫外-可见分光光度计(UV)和荧光光度计(PL)对CsPbBr_3纳米片形貌、晶相和光学性能进行表征.分析发现改变X从0.33～0.65变化时,可以有效调控CsPbBr_3纳米片的横向尺寸在290～2 840 nm之间变化.CsPbBr_3纳米片对小于510 nm的光具有较强的吸收,并且横向尺寸越大,对应的吸收峰越高,同时在520 nm处表现出较窄的荧光发射峰,半高宽为17 nm.上述结果分析表明,通过改变短链配体与长链配体的摩尔比X能有效调控纳米片的尺寸,且大尺寸的CsPbBr_3无机钙钛矿纳米片在未来的光电探测器等器件领域具有重要应用前景.     

等离子体MOCVD法制备纳米Al2O3粉末及其表征

讨论等离子体有机金属化学气相沉积(MOCVD)法制备纳米Al2O3粉末,同时研究了反应温度、压力、TMA浓度和反应气体(CO2和O2)等制备条件对Al2O3结构性能的影响.试验结果表明,压力增加有利于纳米Al2O3制备.在压力为5.3 kPa、温度为1 000 ℃下,采用MOCVD法可以制备平均直径为2.5 nm的Al2O3粉末.而压力从5.3 kPa增加到100 kPa 时,Al2O3颗粒平均直径从2.5 nm增加到10 nm.温度升高可以促使纳米Al2O3合成.通过透射电镜(TEM)观测到Al2O3粉末为球形.X射线衍射分析(XRD)表明,在温度高于400 ℃时,Al2O3粉末为典型的γ-Al2O3结晶态.