运用表面光电压技术对半导体表面光电特性的研究

对运用表面光电压技术(SPS)对半导体材料光电性质的研究进行了综述，系统阐述了表面光电压谱(SPS)和场诱导表面光电压谱(FISPS)在测定半导体类型、表面态及其能级位置、表面电荷分布、半导体的能带隙等方面所表现出的优越性质．研究了半导体能带隙所表现出的特有性质．     

利用表面光电压谱研究MEH-PPV定域跃迁

利用外场调制的表面光电压谱研究聚合物材料MEH-PPV的定域跃迁（350 ~420 nm）与非定域跃迁（420~600 nm）. 实验证明, 定域跃迁是由于电子从价带向导带中定域态能级跃迁的结果.     

量子尺寸效应对超微粉TiO_2表面态的影响

本文研究了ＴｉＯ＿２的晶体结构、粒度分布及表面光电压谱，结果表明，量子尺寸效应对表面态有很大影响。     

复合氧化物苯酚羟化催化活性与光伏响应的关系

利用表面光电压谱和场诱导表面光电压谱研究过渡金属复合氧化物（铁酸盐）的光伏响应特性和它们苯酚羟基氧化催化活性．结果表明，随着掺入的金属离子不同，光伏响应阈值和对外电场响应特性有明显差异，并且，光伏响应阈值和外电场光电响应特性与催化活性之间有很好的对应关系．阈值越小，活性越高．在负电场下，光伏响应增强的催化剂的催化活性也增加．     

Dy2O3纳米晶光伏特性及谱带解析

利用紫外-可见反射吸收光谱对不同粒径的Eu2O3纳米晶进行光吸收特性的研究,并结合表面光电压谱技术对其谱带进行了解析.     

V—O配聚物的研制及表面光电压

采用水热法合成了1种V(Ⅱ)/V(Ⅲ)混合价态的V—O配聚物[(V2+)2V3+(0.5O2)10O6.2H2O]n通过单晶X-射线衍射确定了该配聚物的分子结构.结构分析表明,该配聚物是1个完全由O原子桥连而成的具有2D结构的V—O配聚物.采用表面光电压光谱(SPS)技术研究了配聚物的表面光伏性能.结果表明配聚物在300～800nm范围内呈现出正的表面光伏响应.此外,对该配聚物的UV-Vis-NIR及IR光谱进行了测定和分析指认.     

单晶硅的表面光电性质研究

建立了有源、无源表面光电压谱测量系统,并对单晶硅的表面光电转移过程开展了研究,为进一步研究复合纳米结构半导体材料表面界面光电荷转移过程,研制高性能光电转移纳米结构材料提供了实验方法。     

二维有序大孔纳米二氧化钛光电子特性研究

本文采用反蛋白石制备技术,分别用PS、PMMA、SiO2为模板剂制备二维有序大孔纳米二氧化钛。利用X射线衍射谱、扫描电子显微镜、表面光电压谱,以及电场诱导表面光电压谱讨论样品的微结构和光电子特性。结果发现,选择不同的模板剂可以改变上述二氧化钛薄膜材料的光电阈值,并且可以导致与样品主带隙电荷转移跃迁有关的表面光伏响应发生蓝移。研究结果表明,镧掺杂有利于提高有序大孔纳米二氧化钛骨架的稳定性。     

α-Fe_2O_3/ZnFe_2O_4复合薄膜光生电荷分离与光电性质研究

采用溶胶-凝胶法分别制备出α-Fe_2O_3和Zn Fe2O_4两种胶体,在ITO透明导电玻璃上制备成不同厚度配比的α-Fe_2O_3/ZnFe_2O_4异质结.XRD检测结果表明,复合薄膜两种组分都达到了良好的结晶状态;而且,各复合薄膜体系都呈现出了异质结复合结构的光吸收特性,但光吸收性质差异不明显.稳态表面光电压谱测试结果表明,两组分的厚度分别在1.3μm(α-Fe_2O_3)和1.8μm(ZnFe_2O_4)时达到最佳光伏响应强度.在正的外电场诱导下,组分厚度分别为1.3μm(α-Fe_2O_3)和1.8μm(Zn Fe_2O_4)的复合薄膜具有更为优越的光伏响应特性.     

n—CdS电极在四甲基对苯二胺乙腈溶液中的光电流谱

应用光电流谱和电化学光电容谱技术研究n-CdS多晶半导体在TMPD~(1 /0)乙腈溶液和Fe(CN)_6~(3-)/Fe(CN)_6~(4-)水溶液中的光电化学行为。在TMPD~(1 )/0乙腈溶液中,CdS的光电流谱除了出现基本吸收谱带外,还具有分立亚带光电流谱带,该不寻常的谱带可通过表面态实现双亚带光子激发两步跃迁机理产生亚光带光电流解析。电化学光电容谱证实了施主表面态的存在。     

M-均苯三甲酸基配聚物(M=Cu和Co)的合成、 结构及光伏性能

采用水热方法合成2种均苯三甲酸根配位聚合物{\[Cu₂(Hbtc)₂(H₂O)₆］·ppz·H₂O}_n(1)和{［Co₂(btc)₂(H₂O)₆］·(H₂ppz)·(H₂O)}_n(2)(H₃btc=均苯三甲酸,
ppz=哌嗪), 通过红外光谱(IR)、 紫外 可见\|近红外吸收光谱(UV-Vis-NIR)、 元素分析和X射线单晶衍射(XRD)对配位聚合物进行表征, 利用表面光电压光谱(SPS)考察配位聚合物的光伏性能, 并将SPS与UV Vis吸收光谱进行关联, 采用半导体能带理论与晶体场理论分析且指认各响应带. 结果表明: 配位聚合物1和2均属于三斜晶系, P-1空间群; 二者具有均苯三甲酸根桥连的1D链状结构, 不对称单元中均包含2个晶体学不等效的M(Ⅱ)离子(M1=Cu,M2=Co); 二者中心金属离子的配位构型不同, 相同有机分子的存在形式不同; 2种配位聚合物在紫外 可见光诱导下均产生光伏响应, 且配位聚合物中心离子的配位环境对光伏响应影响较大.     

两类异质结构中光生电荷分离效率与光电性质

首先制备Cu4Bi4S9纳米带与石墨烯不同比例复合体系(CBS-graphene),其中石墨烯质量分数分别为:0.4%,0.8%,1.2%,1.6%,2.0%和2.4%.以α-Fe_2O_3为电子受主,CBS和CBS-graphene为电子施主,制备成α-Fe_2O_3/CBS、α-Fe_2O_3/CBS-graphene两类异质结构及体相异质结太阳能电池.XRD检测结果表明,异质结两组分都达到了良好的结晶状态;而且,两类复合体系都呈现出了复合结构的光吸收特性,但光吸收性质无明显差异.对于CBS-graphene,随着石墨烯含量逐步增加其光伏性质逐渐增强,当石墨烯质量分数为1.6%时达到最佳光伏响应强度,此后其光伏性质逐渐减弱.稳态和电场诱导表面光电压谱表明两类异质结都具有优越的光伏性质,但α-Fe_2O_3/CBS-graphene呈现出明显优于α-Fe_2O_3/CBS的光伏响应.基于石墨烯质量分数为1.6%,α-Fe_2O_3/CBS和α-Fe_2O_3/CBS-graphene两类体相异质结太阳能电池最高光电转换效率分别为3.1%和6.8%.从异质结厚度、能级匹配、石墨烯导电网络以及优越的电子传输特性几个方面,详细讨论了光生电荷分离的影响因素及光生电荷传输动力学.     

ZnO不同微结构/ZnFe_2O_4复合薄膜光生电荷热动力学与光电性质研究

采用不同方法分别制备出ZnO纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米管4种微结构,以ZnFe2O4为无机染料敏化剂在ITO透明导电玻璃上制备成ZnO不同微结构/ZnFe2O4异质结.XRD检测结果表明,所有复合结构中两种组分都达到了良好的结晶状态;而且,各复合薄膜体系都呈现出了异质结复合结构的光吸收特性,但光吸收性质差异不明显.稳态表面光电压谱测试结果表明,各异质结构都呈现出优于单一组分的光伏响应特性;而且,4种异质结构光伏性质呈现出:ZnO纳米管/ZnFe2O4ZnO纳米棒/ZnFe2O4ZnO纳米线/ZnFe2O4ZnO纳米颗粒/ZnFe2O4的特点.在较弱正外电场诱导下,复合薄膜仍然保持稳态下的光伏响应特性;随着外电场逐步提高,ZnO纳米颗粒/ZnFe2O4光伏性质增加非常明显,在+2V电压诱导下,ZnO纳米颗粒/ZnFe2O4已接近ZnO纳米管/ZnFe2O4的光伏响应强度,并明显高于另外两种异质结构的光伏性质.从光阳极微结构、自由电荷扩散长度、空间电荷区厚度、载流子参数、内建电场和能级匹配几个方面,详细讨论了ZnO/ZnFe2O4异质结中光生电荷分离的影响因素以及光生电荷传输机制.     

Crystal structure and surface photo-electric property of Mn（Ⅱ） coordination supramolecules

Two Mn（Ⅱ） coordination supramolecules, [Mn2（C8HTO2）4（phen）2（p-H20）] （1） and [Mn2（btec）（phen）2（H2O）6]·2H2O （2） （phen=1,10-phenanthroline, H4btec=1,2,4,5-benzenetetracarboxylic acid）, were synthesized by hydrothermal method. The crystal structures of the complexes were determined by X-ray single crystal diffraction. The result indicates that （1） and （2） are both binuclear Mn（Ⅱ） complexes. The existence of hydrogen bonds makes the binuclear complexes become further connected to coordination supramolecules, which possess 1D and 3D infinite structures respectively. The complexes were identified by IR, UV-Vis, surface photovoltage spectrum （SPS） and field-induced surface photovoltage spectrum （FISPS）. The results of SPS for the complexes indicate that they both exhibit positive surface photovoltage response bands in the range of 300-600 nm. The SPS phase spectrum and FISPS of complexes indicate that they show certain p-type semiconductor characteristic. However, the intensity, position and number of the SPV response bands are different obviously. The difference of the SPV response bands is mainly attributed to the different structures of the complexes and the different coordination environment of Mn（ll） in the two complexes. This paper discusses the action of hydrogen bonds in the construction of the supramolecule and the change on the surface photovoltage of complex in different coordination environment.     

基于Zn_2SnO_4纳米线固态染料敏化太阳能电池光生电荷分离与光电性质研究

采用水热法在不锈钢滤网上制备出Zn2SnO4纳米线.首次通过制备Zn2SnO4纳米线/CBS异质结构来提高复合体系的光生电荷分离效率;逐步改变CBS厚度系统研究了Zn2SnO4纳米线/CBS染料敏化太阳能电池的光电转换效率.结果表明Cu4Bi4S9为1.0μm时,Zn2SnO4纳米线/Cu4Bi4S9异质结具有最强稳态和电场诱导表面光伏效应,对应染料敏化电池最高光电转换效率为4.12%.从光吸收、薄膜厚度、内建电场和能级匹配等几个方面,讨论了异质结和固态染料敏化电池中光生电荷分离的影响因素以及光生电荷传输机制.     

沙利度胺手性分子在非对称外电场作用下的光谱特性

用密度泛函理论B3P86和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法,在6-311++G(2df)基组水平上,计算沙利度胺(C13H10N2O4)手性分子第1~第8个激发态的激发能(ΔE)、跃迁波长和振子强度,并研究外电场对C13H10N2O4手性分子激发态性质的影响.结果表明,C13H10N2O4分子各激发态的ΔE随电场强度的增加而增加,即电子在有限外电场作用下不易被激发.     

载流子表观扩散长度与偏置光强关系的计算机模拟——a-Si∶H表面光生电压(SPV)实验的若干分析

在均匀连续分布的隙态密度假设下,用指数势垒模型来描述a-Si:H的表面势垒,在此基础上理论计算拟合了实验上观测到的载流子表观扩散长度与偏置光强度的依赖关系,改善了Moore的有关SPV实验的解释。