Bi_2Se_3纳米片的生长及其圆偏振光电流

采用化学气相沉积法制备三维拓扑绝缘体Bi_2Se_3纳米片,对其进行详细的表征并研究样品的圆偏振光致电流.在1 064 nm圆偏振激光激发下,Bi_2Se_3纳米片的圆偏振光致电流强度随着入射角的增大而逐渐增大.研究发现,圆偏振光电流强度随着温度的降低先增大后减小,这与动量弛豫时间及电子空穴复合率相关.此外,通过外加离子液体栅压调控Bi_2Se_3纳米片的圆偏振光致电流,其强度随着外加偏压的增大而减小,这是由于所测得的圆偏振光致电流由拓扑绝缘体Bi_2Se_3表面信号与二维电子气信号叠加形成,且二者方向相反导致.     

Bi12O17Br2的制备及其光催化固氮性能的研究

采用一步水解法,通过控制不同水解时间制备系列Bi₁₂O₁₇Br₂,对其晶相、氮吸脱附、光吸收及电化学特性进行鉴定与表征。将Bi₁₂O₁₇Br₂用于可见光辐照下光催化固氮的结果表明,随制备时水解时间的延长,Bi₁₂O₁₇Br₂对N₂的化学吸附量增大,光催化固氮的活性增加,在不采用助剂、仅有N₂和水的情况下,产NH＋₄的速率高达144 μmol/(L·g·h)。电化学测定结果显示,随制备时水解时间的延长,所得Bi₁₂O₁₇Br₂的电化学阻抗降低、光电流响应增大。     

Bi7O9I3的制备及光催化氮氧化物去除

利用简易溶剂热—球磨法制备了n型半导体Bi₇O₉I₃,并对其组分、光学性质、电化学性质进行了分析表征。结果表明：球磨使粉末材料的颗粒尺寸减小、带隙略微变宽,产生的光生电子和空穴更容易迁移和分离,这都有助于增强体系的光催化氮氧化物（NO_x）的去除能力。在可见光照射下,溶剂热—球磨法制备的Bi₇O₉I₃可去除体积分数40%的NO,明显高于溶剂热法制备的Bi₇O₉I₃的活性。物种捕捉试验表明,光催化过程中起主要作用的是超氧自由基和空穴,据此初步推测了Bi₇O₉I₃的光催化机制。重复试验表明,溶剂热—球磨法制备的催化剂具有良好的重复利用性和结构稳定性。     

ZnGa2Se4:V3+ 光谱的理论研究

应用区分t₂和e轨道共价性的差异(包含静电部分和晶场部分)并考虑了低对称场的能量矩阵, 在考虑和忽略静电参量B₀₀的条件下, 分别研究了t₂和e轨道共价性的差异对三元半导体ZnGa₂Se₄:V ³⁺能级以及低对称分裂的影响; 计算了ZnGa₂Se₄:V ³⁺晶体的能级的低对称分裂, 并与实验值进行比较. 计算结果与实验值符合很好. 研究发现: 在对ZnGa₂Se₄:V ³⁺晶体的光学性质进行理论研究时, 在能量矩阵的静电和晶场部分同时考虑t₂和e轨道共价性的差异是非常有必要的; 晶场参量B₀₀对ZnGa₂Se₂4:V ³⁺的能级有重要影响, 因此不能忽略.     

Bi2Se3纳米片生长及晶体管制备

本文通过化学气相沉积的方法,成功地在云母衬底上制备了高质量的Bi₂Se₃纳米片。通过湿法转移的技术,将纳米片转移到SiO₂衬底上。通过光刻技术,我们制备了基于单个Bi₂Se₃纳米片的晶体管,并通过施加底栅电压,对Bi₂Se₃纳米片晶体管进行了有效的调控。研究表明,当Bi₂Se₃纳米片与电极之间形成欧姆接触时,底栅的调控效果较好;而当Bi₂Se₃纳米片与电极之间形成肖特基接触时,底栅的调控效果较差。     

球磨法制备Bi12GeO20/WO3复合材料及可见光催化去除NO性能研究

采用简易球磨法制备了一系列Bi₁₂GeO₂₀/WO₃二元半导体复合材料,并对其物相、光学和电化学性质进行了分析。可见光光催化去除NO试验表明：随着WO₃负载量的逐渐增大,材料去除活性先增大后减小,这主要归结于合适的相组成以及异质结提高了界面载流子的分离效率。另外,WO₃的加入可有效抑制有毒中间产物NO₂的生成,从而促进硝酸根与亚硝酸根的生成。通过活性物种捕捉试验发现,超氧自由基和空穴在光催化反应中均起到了主要作用,羟基自由基起到了辅助作用。能带结构分析表明,复合材料的光催化机制遵从Ⅰ型过程。循环试验证明,材料具有较好的重复利用性和结构稳定性。     

不同厚度三维拓扑绝缘体Sb2Te3的圆偏振光致电流光谱

针对观察到厚度为7 nm的三维拓扑绝缘体Sb_2Te_3薄膜的圆偏振光致电流与厚度为30 nm样品的符号相反这一情况,提出进一步利用原子力显微镜表征的方法.利用1 064 nm圆偏振激光的激发,发现30 nm的样品比7 nm的样品具有更大表面粗糙度,从而得到30 nm样品的上表面态对圆偏振光致电流的贡献减小,使其下表面态的贡献占主导;而7 nm的样品为上表面态的贡献占主导,故相比厚度为30 nm的样品出现了反号这一结论.同时利用960 nm激光激发样品,发现厚度为30和7 nm的样品呈现相同的符号,进一步研究表明这个信号可能与InP衬底的自旋注入有关.     

纳米Al2O3颗粒对Cu-Al2O3性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备纳米Al₂O₃颗粒,通过粉末冶金法制备氧化铝铜（Cu-Al₂O₃）。采用X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、洛氏硬度仪和涡流计分别测试了Cu-Al₂O₃的结合能、微观组织、硬度和导电率。结果表明：随Al₂O₃颗粒含量的增加,Cu-Al₂O₃的硬度先升高后降低,当Al₂O₃颗粒的质量分数达到0.084%时,Cu-Al₂O₃的硬度达到最大值75.73（HRB）。Cu-Al₂O₃的导电率随着Al₂O₃颗粒含量的增加逐渐下降。Al₂O₃颗粒的质量分数为0.084%时为最佳值,Cu-Al₂O₃的硬度达到最大值,导电率达到69.1% IACS。     

硫化铋复合材料的制备及其在生物分析中的应用研究

近些年来,生物分析技术广泛用于疾病检测、食品安全和环境监测等领域,对人类健康和环境保护有着重要意义,开发更高效、更灵敏的生物分析方法成为了研究热点。在探索不同材料性能的过程中,硫化铋(Bi₂S₃)引起了人们极大的兴趣,得到了高度开发。Bi₂S₃作为铋基材料之一,具有对人体无害,光电性能优良,易与其他材料复合等特点,因此被广泛应用于生物分析领域。综述了Bi₂S₃的特点和不同形貌Bi₂S₃的制备方法,并详细阐述了Bi₂S₃复合材料在不同类型的生物分析方法中的应用。总结了Bi₂S₃复合材料的优点以及在生物分析领域的巨大潜力。     

基于Pt-Au-MoS2-ITO传感器对于H2O2的还原检测

实验探究了二硫化钼（MoS₂）作为一种新型材料与贵金属纳米粒子金（Au）、铂（Pt）的复合基底对于过氧化氢（H₂O₂）的还原性检测,采用氧化铟锡导电玻璃（ITO）作为电极,制备出了基于Pt-Au-MoS₂-ITO的生物传感器,为H₂O₂还原性检测的便携性操作打下了基础.实验采用电化学沉积的方法制备材料,同时使用循环伏安（CV）法、计时电流法等传统电化学手段表征了传感器电化学性能,采用场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）来表征传感器表面形貌.建立了用于H₂O₂还原检测的、具有高检测限、高灵敏度和宽检测范围的传感器.     

不同厚度三维拓扑绝缘体Sb2Te3的圆偏振光电流光谱研究

本文研究了不同厚度三维拓扑绝缘体Sb2Te3的圆偏振光致电流光谱。研究表明，在1064纳米圆偏振激光激发下，厚度为7纳米的三维拓扑绝缘体Sb2Te3薄膜的圆偏振光致电流与厚度为30纳米的样品的符号相反。原子力显微镜的分析表明30纳米的样品比7纳米的样品具有更大表面粗糙度，这使得30纳米样品的上表面态对圆偏振光致电流的贡献减小，使其下表面态的贡献占主导。而7样品的样品是上表面态的贡献占主导，从而相比厚度为30纳米的样品出现了反号。研究表明，在960纳米激光激发下，厚度为30纳米和7纳米的样品呈现相同的符号。进一步研究表明这个信号可能与InP衬底的自旋注入有关。     

化学镀Zn对n型Bi2Te2.4Se0.6合金热电性能的影响

为了研究化学镀Zn对n型Bi2Te2.4Se0.6材料的热电性能的影响及作用机制,采用化学镀法制备n型Zn/Bi2Te2.4Se0.6纳米粉体,并结合放电等离子烧结烧制成块体材料,n型Zn/Bi2Te2.4Se0.6热电材料的Seebeck系数(SS)提升,热导率显著降低,其中0.15％Zn/Bi2Te24Se06的热导率最低,在371 K达到最小值0.74 W/(m·K),这是由于载流子浓度的降低引起电子热导减小,以及第二相和晶界增多引起声子散射造成晶格热导降低.结果表明,0.15％Zn/Bi2Te2.4Se0.6的热电优值(ZT)有很大的提升,在421 K达到1.06.     

Bi/Bi2O3复合碳纳米纤维的制备及其储锂性能研究

为提高Bi负极材料的循环性能,提出了一种Bi/Bi₂O₃碳纳米复合纤维(Bi/Bi₂O₃-CNFs)的合成方法。以Bi₂S₃纳米棒为模板,采用静电纺丝技术及后续高温热处理方法成功合成了具有纵孔结构的Bi/Bi₂O₃(w)-CNFs。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、透射电子显微镜(TEM)和X-射线光电子能谱(XPS)对复合材料进行了表征。讨论了不同质量分数的Bi₂S₃对复合材料结构以及电化学性能的影响。结果表明:当添加8.7%(质量分数)的Bi₂S₃时,合成的Bi/Bi₂O₃(8.7%)-CNFs拥有最佳的电化学储锂性能。当充放电电流密度为0.1 A/g时,Bi/Bi₂O₃(8.7%)-CNFs复合材料首次放电比容量可达到806 mA·h/g,并能稳定循环1 000次,即使在5.0 A/g的大电流密度下,储锂容量仍有147 mA·h/g。Bi/Bi₂O₃(8.7%)-CNFs复合结构改善了充放电过程的动力学性能,提高了电化学性能。碳纤维及内部纵孔结构缓解了充放电过程中电极材料的体积膨胀,增强了电池的循环稳定性。     

Preparation of nano-sized Bi2Te3 thermoelectric material powders by cryogenic grinding

A novel method for rapid preparation of Bi2Te3 nano-sized powders with an average particle size of about 70 nm was developed.A starting powder mixture consisting of Bi2Te3 coarse particles of ～5 mm was...     

YVO_4:Eu~(3+),Bi~(3+)纳米荧光粉沉淀合成及发光性质

采用沉淀法合成YVO4:Eu3+,Bi3+纳米晶.研究掺杂不同Bi3+浓度的YVO4:Eu3+纳米荧光粉在不同温度下的性质.分别采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及荧光光谱仪对荧光粉的结构、形貌和发光性能进行测试.结果表明:合成的荧光粉均为四方相YVO4,形貌呈规则的形状.Bi3+掺杂没有改变荧光粉的形貌.特征发射峰来自于Eu3+的5D0→7FJ跃迁,Bi3+掺杂改变了激发谱峰位,而且使得激发带有一定程度的展宽,同时Bi3+对Eu3+有敏化作用,在适量的浓度范围内纳米荧光粉的发光强度增强.     

Na0.54Bi0.46Ti0.96Al0.04O2.94氧离子导体制备与性能研究

采用传统的固相反应法合成Na0.54Bi0.46Ti0.96Al0.04O2.94氧离子导体,借助于交流阻抗谱和介电弛豫谱分别研究了钠和铝的双掺杂对Na0.5Bi0.5TiO3材料电学性能及氧离子扩散的影响。在400℃时,Na0.54Bi0.46Ti0.96Al0.04O2.94材料的晶粒电导率可以达到1.51×10-3 S/cm,是Na0.5Bi0.5TiO3材料电导率的5.5倍。在Na0.54Bi0.46Ti0.96Al0.04O2.94材料中观察到一个与氧离子弛豫相关的介电弛豫峰,弛豫参数为E= 0.80 eV和t0= 6.12×10-13 s,氧离子在Na0.54Bi0.46Ti0.96Al0.04O2.94材料中主要通过Na-Bi-Ti的路径进行扩散迁移的。结合结构参数容忍因子及自由体积的分析,钠和铝的双掺杂改善了氧离子在Na0.5Bi0.5TiO3材料中的扩散通道,但是铝的引入一定程度上提高了氧空位扩散的能量壁垒。     

磁性掺杂三维拓扑绝缘体的自旋相关光电流研究

通过圆偏振光致电流及反常圆偏振光致电流的光学实验方法,研究磁性掺杂对三维拓扑绝缘体的影响.在圆偏振光激发下,相对于未掺杂三维拓扑绝缘体Bi2 Te3,其光电流方向不变,但幅值有所减小.这是由于磁性掺杂使得三维拓扑绝缘体狄拉克能带带隙打开,相同激发条件下,带间激发概率降低,光生自旋极化载流子浓度降低.对其光电导信号的分析...     

Hydrothermal synthesis of pyrrhotite (Fex-1S) nanoplates and their antibacterial, cytotoxic activity study

The aim of this study was to synthesize and characterize Fe_(x-1)S 2D-nanostructures with pyrrhotite phase,as well as to explore their biological(antibacterial and cytotoxic)properties,namely the expression of reactive oxygen species(ROS)in the exposure of cells and bacteria.Based on hydrothermal synthesis,the characterization of asprepared 2D-nanostructures was performed by XRD,SEM,EDS,and TEM,in which the single-crystalline pyrrhotite phased Fe_(x-1)S nanoplate morphology was observed.The antibacterial activities of Fe_(x-1)S nanoplates against human pathogenic strains such as Staphylococcus aureus,Escherichia coli,and Enterococcus faecalis were tested.Minimum inhibitory concentration(MIC)and minimum bactericidal concentration(MBC)were determined following the broth microdilution method.Cytotoxicity and expression of intracellular ROS of pyrrhotite nanoplates on Human Gingival Fibroblast(HGF),Human Pulp Cells(HPC)and Human Osteoblast(HBC)were calculated.Cell viability was determined by the MTT method.All experiments were performed of three independent experiments and data were analyzed by Kruskal-Wallis and Mann-Whitney tests,also Pearson′s Correlation was performed.The nanoplates exhibited good bactericidal effect.All types of cells tested showed slight cytotoxicity.It was found that intracellular ROS is produced when cells and bacteria tested are exposed to pyrrhotite nanoplates in presence of both air and peroxide hydrogen.ROS production levels were higher in the bacteria than the cells exposed to these nanoplates.     

Bi,Se和Te吸附n/p型石墨烯电子结构研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了Bi,Se,Te在缺陷(单空位,B掺杂和N掺杂)石墨烯上的吸附结构及电子和磁性质.研究表明:在能量稳定的Bi(Se)/石墨烯吸附体系中,Bi吸附诱导产生磁性;在空位缺陷石墨烯上的吸附会改变费米能级处态密度分布,影响体系的导电性质;在B(N)掺杂吸附体系中,B比N对吸附原子的影响大;除Se在B掺杂石墨烯上吸附外,Bi,Se,Te在其它n/p型掺杂吸附体系中均显示磁性.缺陷增强了Bi,Se,Te与石墨烯之间的相互作用,对吸附体系的电子结构和电荷分布有较大的影响.