复合绝缘材料微观界面处离子电荷的积累与体积电导率

采用单元模型分析了无机填料填充的聚合物基复合绝缘材料中微观界面处的离子电荷积累过程，对填充的乙丙橡胶试样进行的热刺激电流实验结果验证了这一分析，用作者得到的界面电荷积累动力学方程可以解释从串、并联电路角度所无法说明的复合体系电导率随填料浓度变化的重要规律     

基于复合电子传输层聚合物太阳能电池性能研究

为解决电子和空穴传输不平衡以及载流子复合对有机太阳能电池转换效率的限制问题, 提出采用聚芴材 料 PFO(poly(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl))对有机太阳能电池电子传输层 TiO 2 进行界面修饰以提高电荷传输, 进而提高太阳能电池能量转换效率。 通过表面形貌分析和功函数测量表明, PFO 界面层的引入不仅填补了 TiO 2 界面缺陷, 同时 PFO 可作为有效的电荷传输中心, 通过提高器件电子转移能力, 进而提高有机太阳能电 池器件短路电流和填充因子, 使有机电池能量转换效率从 5. 17%提升到 6. 96%。     

一价阳离子同甲醛的弱相互作用

利用密度泛函理论方法,优化得出复合体系的稳定构型.由于氢离子的半径最小,与氧形成了典型的化学键结合.离解能的大小随离子半径的减小而增强,并产生电荷从羰基向离子上转移的现象,转移的电荷部分填充离子核外空轨道,引起电荷趋于均匀分布,从而降低整个体系的能量.分析了复合体系的振动频率,受离子的影响,羰基的振动强度总体变弱,不同离子对其影响程度不同.     

瞬态反射光谱研究半导体表界面载流子动力学的3种常见分析方法

基于飞秒脉冲激光器的时间分辨超快光谱技术已经广泛应用于研究光与物质相互作用、激发态性质、超快动力学等光物理现象,其中瞬态反射光谱是研究固体表界面电荷动力学的有力工具之一.本文总结了瞬态反射光谱分析3类常见的半导体表界面(直接带隙半导体表界面、间接带隙半导体表界面和存在内建电场的半导体表界面)载流子动力学的方法;分析了前两类半导体表界面瞬态反射光谱特征信号归属,讨论了利用特征光谱信号表征扩散、表面复合、界面电荷转移等动力学过程的原理;讨论了高掺杂半导体表界面如果存在内建电场的情况下表面反射光谱特征信号的归属,以及如何利用光诱导瞬态电场对反射光谱调制来追踪界面电荷分离和复合的动力学.     

光折变液晶系统的表面电荷调制模型

为了研究载流子的注入对液晶盒中电压的影响,构建了光折变液晶系统中表面电荷调制的载流子注入模型。在外加直流电场的作用下,液晶中的载流子向表面聚集,形成界面双电层。该双电层屏蔽了大部分的外加电场,使外加电压基本上都降落在界面双电层上。非均匀光照射时,在光亮区,来自于ITO电极的电荷将越过界面,产生载流子复合。而处于暗区的表面电荷密度基本保持不变,界面电荷层继续屏蔽外加电场,在液晶体内形成了与光强空间分布相对应的空间电荷场。基于以上模型,给出了界面附近的载流子和电场的动态演化过程,理论分析与已有的实验结果非常吻合。     

填充金属泡沫铜对相变材料在半圆柱容腔中传热机理的研究

为研究不同金属泡沫铜填充率下金属泡沫铜对石蜡融化过程的传热规律，设计并搭建了一套可视化蓄能实验装置，并建立了对应的数学传热模型，分析了不同填充率下复合相变材料在融化过程中温度分布、固液相界面、速度矢量、液相分数和平均Nu的变化，得到了不同填充率下金属泡沫铜对石蜡相变过程的强化传热机理，并进行了实验验证。结果表明：当金属泡沫铜的填充率从0增大至1.28%时，复合相变蓄热材料的融化时间从901 s缩短至830 s,较纯石蜡减少了7.88%,而当泡沫铜填充率为1.28%时，石蜡内部温度为12.6 K,梯度最小；平均Nu从24.89下降到3.27,下降了86.9%。由模拟结果可得，填充率为0.43%、1.28%的复合相变材料液化速率较纯石蜡分别提高了1.61%、7.11%,这说明金属泡沫铜的填充率越大，强化传热效果越好。     

基于碱金属氯化物的钙钛矿太阳能电池界面钝化

针对钙钛矿太阳能电池的电子传输层/钙钛矿层界面处存在的大量缺陷,提出了一种无机盐界面钝化的优化策略.该策略选用低成本的氯化锂(LiCl:Lithium Chloride)作为电子传输层/钙钛矿层的界面钝化材料,制备了器件结构为ITO/TiO2/LiCl/CH3NH3PbI3/spiro-OMeTAD/Ag的钙钛矿太阳能电池.在引入浓度经过优化的LiCl后,钙钛矿太阳能电池的短路电流密度和填充因子达到21.05 mA/cm2和72.55％,能量转换效率为16.95％,与没有引入LiCl的器件相比提高了23.00％.对器件和薄膜进行表征后发现,LiCl可以钝化界面处的缺陷和陷阱,并提高了TiO2的电导率,从而减少了界面复合损失,促进了电荷传输.     

真空紫外光直接光化学气相沉积SiO2界面特性的研究

通过ＭＯＳ结构Ｃ－Ｖ特性曲线和Ｃ－Ｖ特性滞后曲线，对不同淀积条件下的ＳｉＯ２－Ｓｉ界面特性进行了研究，并与热氧化法和ＰＥＣＶＤ法生长的ＳｉＯ２膜界面进行了比较，结果表明，在不同工艺条件下，其界面电荷密度有所不同，与热氧生长膜的界面电荷密度相近，比ＰＥＣＶＤ膜的界面电荷密度稍低，且其界面基本上呈现负电荷中心，根据俄歇电子能谱的结果，对其界面负电荷的形成作了定性的解释。     

真空紫外光直接光化学汽相沉积SiO_2界面特性的研究

通过ＭＯＳ结构Ｃ－Ｖ特性曲线和Ｃ－Ｖ特性滞后曲线，对不同淀积条件下的ＳｉＯ２－Ｓｉ界面特性进行了研究，并与热氧化法和ＰＥＣＶＤ法生长的ＳｉＯ２腹界面进行了比较．结果表明：在不同工艺条件下，其界面电荷密度有所不同，与热氧化生长膜的界面电荷密度相近，比ＰＥＣＶＤ膜的界面电荷密度稍低，且其界面基本上呈现负电荷中心．根据俄联电子能谱的结果，对其界面负电荷的形成作了定性的解释．     

染料敏化太阳电池新材料及规模制备研究2013年度进展报告

新型染料的设计、合成、结构表征及物性理解;研究染料、半导体纳晶薄膜及电解质相关的电荷分离、电荷转移和电荷输运基本物理过程。光功能分子在半导体表面的微结构表征,利用时间分辨光谱和电学测量技术,考察复杂界面电荷转移动力学机制。澄清染料分子结构-组装体微结构-电荷转移动力学-器件参数之间的内在关联机制。逐渐建立染料敏化太阳电池微尺度界面电荷转移、电荷复合与载流子输运及器件物理模型。     

三羟甲基乙烷/新戊二醇二元体系填充涤纶中空纤维的研究

如何将相变材料与纺织材料有效复合是应用的关键技术。针对复合后纤维中相变材料含量较低的不足，这里采用真空方法将多元醇固—固相变材料填充涤纶中空纤维，提出了衡量纤维填充效果的指标——填充率，并分析了各实验参数对填充效果的影响。计算结果表明纤维相变材料质量分数约为24％。     

通过介质层预注电荷提高射频微机电开关性能

为提高电容式静电驱动射频(radio frequency,RF)微机电系统(micro-electro-mechanical systems,MEMS)开关的驱动与使用性能,进行了模拟仿真。分析发现:随着开关次数的增加,介质层积累的电荷可以引起电容-电压曲线的偏移,进而引起开关的失效。为了避免这样的失效,通过在界面介质层内预注入适量的静电荷,并采用相应的新的驱动模式,可以在不改变开关结构参数的条件下,将最佳驱动电源电压幅值降为约原设计幅值1/2。对仿真分析的结论进行相关实验,一定程度上验证了设想的可行性。同时分析还发现如果采用适当的介电层材料,利用界面预注入的静电荷可能可以减慢电荷在介电层中的积累速度,从而维持驱动电压的稳定并延长开关的使用寿命。     

电极表面涂敷对电荷注入的影响

在强电场的作用下，绝缘介质中的载流子除杂质离子外一般是徕自电极注入，文中采用电极表面涂敷改性ＳＰ硅漆，形成“金属电极－涂敷层－涂体介质”复合界面，有效地降低了电极注入强度，由地电极注入与其极板极性有着密切关系，还讨论了涂敷不同极性的电极极板对电荷注入的影响。     

尼龙66帘线扩张式封隔器胶筒复合界面力学性能

以尼龙66帘线扩张式封隔器胶筒为研究对象,对其进行单根帘线拔出试验,得到帘线与基体界面的临界破坏能;采用内聚力模型描述胶筒中帘线与橡胶基体界面的黏结状态,并建立尼龙66帘线与橡胶基体复合界面的脱黏失效准则;分析不同压力和井温环境下尼龙66帘线封隔器胶筒复合界面力学及工作性能。结果表明：胶筒中填充尼龙帘线能有效保护胶筒基体,避免橡胶基体发生剪切撕裂破坏;压裂泵压为80 MPa时下胶筒复合界面的破坏能大于临界破坏能,帘线与基体发生界面脱黏失效;在井温达到175℃时胶筒基体未发生剪切撕裂破坏,且胶筒复合界面胶接良好,尼龙66帘线扩张式封隔器胶筒能在较高井温环境下工作。     

界面陷阱对硅纳米晶粒基MOS电容的电荷存储特性的影响

利用电容－电压（C－V）测量研究了界面陷阱对于硅纳米晶粒基金属－氧化物－半导体（MOS）电容结构的电荷存储特性的影响,研究表明硅纳米晶粒的界面陷阱与SiO2/Si衬底界面态对电荷存储有着不同的影响作用,长时间存储模式下的电荷存储行为主要是由存储电荷从深能级陷阱直接隧穿到SiO2/Si衬底界面态决定。     

不锈钢和铝固相轧制复合的结合机理

通过实验研究了不锈钢和铝双金属的固相轧制复合，研究表明，增加变形程度和选择合适的轧制温度能提高复合板的界面初结合强度，通过电子显微镜观察分析复合界面形貌，提出了不同于钢和铝或其他金属轧制复合时形成最初结合的结合机制。     

铜纳米线填充氮化硼纳米管结构和电子特性的第一性原理研究

基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算方法,研究了不同线径锯齿型氮化硼纳米管包裹五边形Cu纳米线复合系统的结构和电子特性。复合系统的圆筒状结构在弛豫后保持不变。计算结果表明,管-线间距约为0.34nm的CuNW@(14,0)复合系统的结构最稳定,且在费米能级附近处的能带结构为内部Cu纳米线和外部BN纳米管能带的叠加,同时Cu纳米线填充前后的量子电导不变。电荷密度分析表明,CuNW@(14,0)复合系统中传导电子仅分布在内部Cu纳米线区域,外部氮化硼纳米管相当于绝缘电缆壳。因此,该类型的纳米线缆复合系统有望应用于要求稳定传输电荷的纳机电系统和超大规模集成电路中。     

利用环电位来研究器件结构参数

器件终端处的界面电荷密度是一个影响场限制环终端增压效果的敏感参数，尚无准确的测量方法，本文用数值模拟方法算得了环电位的理论曲线，用实验测量了环电位实验曲线，在此基础上提出了一种通过拟合理论和实验环电位变化曲线而得到实际器件终端处界面电荷密度的方法，可成为考核设计，指导工艺的有用手段。     

水相pH值、水相介质及温度对N1923界面吸附性能的影响

研究了平衡水相pH值、水相介质及温度对伯胺N1923正庚烷／H2O液-液体系界面性质的影响，计算了界面吸附特性参数Cmin和AⅠ,发现N1923的界面活性随平衡水相酸度、介质浓度或电荷的增加而增加，随温度升高而下降，并对有关结果及其与萃取性能的关系作了分析和讨论．     

轧制温度对复合板初结合强度的影响

研究表明，同种金属复合时，随轧制温度升高．临界变形明显降低；异种金属复合时，合适的轧制温度不仅可降低临界变形程度，而且能显著提高界面初结合强度．用电子显微镜观察分析复合界面形貌证实，温轧复合有不同于冷轧团相复合的粘结机制．