模板法制备CdS/TiO2纳米管复合阵列薄膜及其光电性质

采用ZnO 纳米棒阵列为模板在氧化铟锡(ITO)导电玻璃衬底上制备了CdS/TiO₂ 纳米管复合薄膜. 利用扫描电子显微镜(SEM)、X 射线衍射仪(XRD)、紫外-可见吸收分光光度计(UV-Vis)及表面光电压谱(SPS)研究了不同CdS 沉积时间对复合薄膜的形貌、晶体结构、光电性质的影响. 研究结果表明, TiO₂ 纳米管阵列表面沉积5 min CdS 纳米颗粒后, 其表面光电压信号得到增强, 并且其吸收光谱可拓展到可见光区; 与吸收光谱相对应, 在可见光区出现新的光电压谱响应区, 这一现象说明与CdS 复合可显著提高TiO₂ 纳米管阵列的光电特性; 随着CdS 纳米颗粒沉积时间的增加, 复合纳米管阵列薄膜在可见光区域的光电压强度逐渐减弱, 我们用不同的电荷转移机制对此现象进行了详细的讨论和解释. 除此之外,我们对TiO₂ 纳米管阵列结构的比表面积对复合结构的光电特性影响也做了深入的讨论.     

电子激发态铜卟啉与DNA作用的共振Raman光谱研究

水溶卟啉作为光敏剂很可能在将来广泛应用于癌症的诊断和治疗中,是一种很好的抗癌药物模型化合物,因此从分子水平阐明卟啉与DNA作用机理,是近年来吸引人的重要课题.1990年,Lupin等人用位于卟啉Soret带和Q带的峰值功率较高的脉冲纪光共振纪发卟啉naman谱,研究卟啉与DNA相互作用时发现,水溶铜卟啉与DNA形成了纪发态复合物(exciplex),而其它金属卟啉衍生物则都不行.随后进一步的研究表明:(1)这种瞬态复合     

核壳结构α-Fe2O3@Zn2SnO4的水热法制备及光电性能

α-Fe2O3(带隙2.2eV)和Zn2SnO4(带隙3.6eV)两者都是廉价的光电材料,然而前者光生载流子复合效率较高,后者只有在紫外光区有光电响应.本文采用水热法制备了核壳结构的α-Fe2O3@Zn2SnO4复合材料,利用X射线衍射(XRD)、场发射电子扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)及表面光电压谱(SPS)等分析手段进行材料结构、形貌和性能表征.结果表明,该核壳结构复合材料的光电响应比单一组分光电响应的强度和范围都有明显的改善.该复合材料光电响应的改善,与水热法制备的α-Fe2O3@Zn2SnO4核壳结构有关.α-Fe2O3与Zn2SnO4复合后Fe2p的结合能变化明显这可能有利于光生载流子分离.     

含Mn(Ⅱ)配位超分子的晶体结构和表面光-电性能

采用水热方法合成了两个具有新颖结构的Mn(Ⅱ)配位超分子化合物, [Mn₂(C₈H₇O₂)₄(phen)₂ (m-H₂O)](1), [Mn₂(btec)(phen)₂(H₂O)₆]·2H₂O(2), (phen=1,10-phenanthroline, H₄btec=1,2,4,5-benzenetetracarboxylic acid). 通过X射线单晶衍射、红外光谱(IR)和紫外光谱(UV-Vis)等方法对化合物进行了表征. 结果表明, 化合物(1)和(2)均为双核Mn(Ⅱ)配合物, 而且分别由氢键连接成为具有1D和3D无限结构的配位超分子. 测定了化合物的表面光电压光谱(SPS)和场诱导表面光电压光谱(FISPS). 结果表明, 两个化合物的SPS均在300~600 nm范围内呈现正的表面光伏响应(SPV), 但是SPV的强度、位置、谱峰的数量明显不同. 这主要是由于配合物的结构和中心金属Mn(Ⅱ)离子所处的配位环境不同引起的. 化合物的表面光电压相位谱和FISPS表明它们均具有一定的p-型半导体的特征, 并讨论了氢键在超分子构建中的作用以及不同配位环境对于配合物表面光电压的影响.     

溶剂热合成CdS纳米棒及其与PVK复合薄膜的光电性质

利用Cd(CH₃COO)₂·2H₂O与Na₂S·9H₂O, 以双齿络合剂乙二胺辅助水溶液通过溶剂热法合成了高产率的CdS纳米棒. X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)结果表明, 产物为六方纤锌矿相的三齿状CdS纳米棒, 直径约为10~15 nm, 臂长为100 nm左右; 利用旋转涂膜在氧化铟锡(ITO)导电玻璃基底制备了不同含量CdS与聚乙烯基咔唑(PVK)复合结构薄膜, 荧光光谱结果显示出复合薄膜荧光强度随CdS组分的增加而逐渐降低, 而表面光电压谱图则表明相应的光电压信号逐渐增强, 这种现象主要是由于CdS与PVK之间存在匹配的能级, 促使两者发生了电荷转移, 使电子-空穴对产生了有效分离而提高载流子产生效率, 同时我们对两者之间发生的电荷转移过程进行了分析.     

C2H3Cl的真空紫外阈值光电子谱

同步辐射光源是优良的真空紫外光源,以其波段广、方向性好、强度高、偏振等优点而被广泛应用。由于分子体系的电离阈值大部分为6～12 eV,位于真空紫外波段,所以真空紫外光电离是研究分子电子态、超激发态、离解过程等的有力手段。光电子谱是基于光电效应原理,对一定能量的光子与原子、分子或固体作用后产生的电子能量进行分析。原则上光电子谱可以直接提供物质的所有电子无论是最强键合的还是最弱键合的结合能,各种电离势,原子之间的结合能,可以给出分子的结构。随着同步辐射的应用,Schlag等人发展了阈值光电子谱(TPES)技术,它以其简单方便、得到的谱图分辨比常用的PES高一到两个数量级而倍受欢迎;与其他技术相结合,得到了越来越广泛的应用。阈值光电子谱也叫共振光电离谱或近零动能电子谱。它和普通的光电子谱(PES)不同之处是光子能量是变化的,单色化的真空紫外光作用于分子,直接测定形成母体离子和碎片离子或发射的电子所必需的最小的能量,接收到的电子能量仅仅局限于接近零的电子。     

神经红蛋白的表达、分离纯化和谱学表征

报道了神经红蛋白(NGB)的基因表达、分离纯化和谱学表征. 将载有NGB基因的pET3a质粒转入E.Coli BL21(DE3)plys细菌, 于TB培养基中进行表达, 其表达量占菌体总蛋白的10%左右. 依次经硫酸铵分级沉淀, DEAE-Sepharose阴离子交换柱, Hiload16/60 Superdex 75凝胶过滤柱和Hiprep 16/10 Q FF 阴离子交换柱纯化, 得到了电泳纯的血红色可溶性蛋白. 电喷雾质谱测得其分子量为16930.0 Da. 紫外-可见吸收光谱表明, 还原态的NGB在425 nm有一强吸收峰, 在531和559 nm处有弱吸收峰, 它们可分别归属为金属卟啉的γ,β和α吸收带, 氧化态的NGB在413 nm处有强吸收, 则对应于金属卟啉的γ吸收带, 是电子在卟啉环中非定域化π电子的轨道跃迁(π→π*)的结果. 荧光激发谱最大波长为281 nm, 发射谱最大波长为338 nm. 圆二色谱表明其二级结构为典型的a螺旋结构, 在410 nm处有一血红素正峰. 酸稳定性研究表明, pH>4时蛋白稳定.     

~(15)N~(16)O~2Π_(3/2)态激光磁共振谱的标识

在大气物理过程和空气污染中,一氧化氮自由基分子起着重要作用,因此长期以来人们对它各种范围内的谱线进行了大量的研究,可见光谱、红外谱、电子顺磁共振谱以及激光磁共振(LMR)谱都有报道,这些研究结果积累成丰富的谱数据.     

水在二氧化钛表面的光反应机理研究进展

利用太阳能光解水生成氢气一直是光催化领域的研究热点之一.在过去的几十年,利用二氧化钛来实现光催化分解水产氢被广泛研究.但是,由于体系的复杂性,水在二氧化钛表面的光解离反应机制至今仍有很多基本问题尚未得到解释.因此,从微观层面上理解水在二氧化钛表面的光解离机制对于能源化学和光催化而言均具有重要意义.本文系统综述了水在二氧化钛单晶表面光解离机理的最新研究进展,分析了影响光催化水解离效率的因素(如表面结构、分子间氢键、光子能量等),并对光催化模型进行了开放性讨论,指出了电荷/能量转移以及电荷载体与吸附质的相互作用在水光解离过程中扮演的关键作用,希望能为开发更高效的光催化剂提供线索.     

低能弹道电子对Au/Si界面电子透射性质影响的研究

金属/半导体界面的结构及性质一直是人们十分关注的研究领域,随着微电子技术的飞速发展,在微米、甚至纳米的微观尺度上研究探测界面的性质已经变得日益重要,弹道电子发射显微镜(Ballistic-electron-emission microscope,以下简称BEEM)是在扫描隧道显微镜(STM)基础上发展起来的一种最新的界面研究实验技术,如图1所示的BEEM实验采用的三电极系统中,STM针尖向沉积在半导体基底上的一层薄金属膜发射电子,运用平面隧道结WKB近似及测不准原理可以计算出,针尖发射的电子束在到达界面时其束径约为纳米量级,因此BEEM能够在纳米尺度上探测样品界面电子性质的分布特性.如果将探针定位于样品表面某点上,在保持针尖和样品表面的隧道电流I_t恒定的情况下扫描针尖电压V_t,还可获得得弹道电流互I_c与电子能量V_t的关系,称为弹道电子发射谱(Ballistic-electron-emmisison spectroscope,简称为BEES),BEES不仅反映出被探测纳米尺度区域界面的肖特基势垒高度,而且还提供了电子从发射针尖到半导体内部整个传输过程的有关信息,包     

光谱光电并行采集技术的两点新发展

目前,光谱测量技术主要向灵敏、精密、快速、快变化时间谱和空间谱分布测量等方向发展.基于串行检测的各类光电分光光度计,不同波长谱线的强度测量是不同时的;改变测量波段需要时间,从而不易解决快速问题;无法解决时间谱和空间谱测量问题;这些都是使单色仪型光谱设备无法继续发展的致命问题.解决上述问题的最好办法,是采用并行测量技术另外,并行采谱技术还具有能获得同时谱、谱空间分布等重要优点.但原有光谱并行采集设备——摄谱仪却存在灵敏度低、测量手续多、实际速度慢等缺点.因此发展了光电光谱并行采集技术,光学多道分析仪(简称OMA)是其典型代表.OMA利用了光电技术、计算机技术、光谱技术的精华,已是集光谱采集、处理、存储、显示于一身的,有快速、灵敏等许多优点的先进通用光谱测量设备,但在系统分辨率和同时谱宽方面却大不如上述的两类传统仪器.例如,现有OMA同时谱宽若为30～60nm者,分辨极限只有0.2nm左右.相比分辨极限可小于纳米,同时谱宽可为数百纳米的摄谱仪,或相比异时谱宽可很大、分辨极限也不小的单色仪型设备,这样的指标大大限制了其应用范围.     

镧系元素的软X射线出现电势谱

软X射线出现电势谱(SXAPS)测定固体表面受电子轰击后特征X射线的产额与轰击电子能量之间的关系,可用于分析固体的表面成分、原子内层电子的束缚能和提供空带电子能态密度的有用信息.近年来还发现它与表面的原子结构有关,因此是研究表面物理的一     

超晶格共振Raman谱Fano线形的理论和实验研究

物理系统中当一个分立激发态能级与连续激发态能级连续统相重叠时,会出现量子干涉使其光谱呈非对称性,称Fano线形.近年由于将此种线形与无粒子数反转激光概念相联系而引起普遍关注.半导体超晶格具有人工“剪裁”能带的功能,因此通过对材料和结构参数的适当设计,可使导带的子带内(intrasubband)电子共振Raman跃迁的能量连续统与Raman声子能量相重叠,不难观察到由Fano干涉而导致的Raman谱非对称线形.本文报道我们的有关理论和实验.     

核壳结构α-Fe2O3@Zn2SnO4的水热法制备及光电性能

α-Fe₂O₃ (带隙2.2 eV) 和Zn₂SnO₄ (带隙3.6 eV)两者都是廉价的光电材料, 然而前者光生载流子复合效率较高, 后者只有在紫外光区有光电响应. 本文采用水热法制备了核壳结构的α-Fe₂O₃@Zn₂SnO₄复合材料, 利用X射线衍射(XRD)、场发射电子扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)及表面光电压谱(SPS)等分析手段进行材料结构、形貌和性能表征. 结果表明, 该核壳结构复合材料的光电响应比单一组分光电响应的强度和范围都有明显的改善. 该复合材料光电响应的改善, 与水热法制备的α-Fe₂O₃@Zn₂SnO₄核壳结构有关. α-Fe₂O₃与Zn₂SnO₄复合后Fe_2p的结合能变化明显, 这可能有利于光生载流子分离.     

夹心型多酸修饰TiO_2在染料敏化太阳能电池中的应用

染料敏化太阳能电池(DSSCs)作为一种新型的光学器件近年来受到广泛关注.然而,光生电子-空穴复合严重影响染料敏化太阳能电池的光电转化效率.多金属氧酸盐(POMs)具有优良的光电化学性质,能够作为极好的电子萃取剂应用于染料敏化太阳能电池光阳极中.本文通过溶胶凝胶法将具有分子内电子转移特性的夹心型多酸化合物K_(15){K_3[(A-α-PW_9O_(34))_2Fe_2(C_2O_4)_2]}·29H_2O与TiO_2复合,制备POM@TiO_2复合光阳极.光学和电化学测试表明,其最低未占分子轨道(LUMO)能级(-0.06V)低于TiO_2导带,光学带隙为2.82eV.光伏性能测试表明基于POM@TiO_2/P25复合光阳极的DSSC效率达到了6.33%,相比于纯TiO_2光阳极电池(5.52%)提高了15%.电化学阻抗谱(EIS)、暗电流测试和开路电压衰减测试证明夹心型多酸化合物有效地抑制电子-空穴复合,增长电子寿命.入射单色光子-电子转化效率(IPCE)测试进一步证明此多酸的引入增强了单色光转化效率(从35%提高到53%).     

半导体陶瓷电阻率的电压效应的定量分析

电压效应是指材料的物理性能随外加电压变化的现象,在半导体陶瓷中这一现象是很普遍的.目前这一现象还没有定量的理论描述.本文由晶界势垒模型得到了半导体陶瓷电阻率的电压效应的定量结果,并探讨了减弱电压效应的方法.半导体陶瓷的电学性能主要是由晶界附近因电子结构不同而形成的晶界高阻层决定的,而晶界高阻层就是晶界附近的势垒层,因此晶界高阻层的电阻率可表为     

溶剂影响锌铜卟啉的光物理性质

用稳态和时间分辨光谱对四苯基卟啉、四甲基苯基卟啉、邻二氯苯基卟啉的锌、铜的络合物进行了表征. 铜邻二氯苯基卟啉在极性溶剂中吸收光谱蓝移, 并且产生一个新的电荷转移(CT)态的吸收带. CT态的荧光发射位于650 nm, 荧光寿命为8.4 ns. 反常荧光产生的原因是按照Marcus电子转移理论, 极性溶剂有利于增加溶剂外部重组能, 从而降低电子转移过程的活化能. 此外, 邻二氯苯基铜卟啉中的卤素原子的存在产生重原子效应, 从而增加了其三线态的寿命. 导致其三线态向CT态跃迁的几率变大. 其他的影响因素如氢键、极性、轴配位的影响等因素被排除.     

Keggin型含钨杂多化合物紫外光谱与氧化还原性质的研究

杂多化合物的紫外光谱是由O→M的荷移跃迁引起的,由于荷移跃迁过程是分子内部氧化还原过程,所以预期杂多化合物荷移跃迁能量与其极谱性质及氧化还原电位间有联系。本文研究了Keggin型杂多化合物H_((?))XW_(12)O_(40)·nH_2O(X=B、Si、P、Ge)、Na_3AsW_(12)O_(40)·nH_2O、过渡金属离子取代的杂多化合物K_((?))SiW_(11)MO_(40)(M-Mn~(11)、Zn~(11)、Co~(11)、Ni~(11)、Cu~(11))的紫外光谱及极谱。实验发现对于电荷不同的杂多阴离子,它们的第一极谱半波电位与特征荷移跃迁能量间线性相关。并探讨了中心离子对极谱半波电位影响的规律。     

纳米硅光能隙的Raman表现

早期非晶硅振动谱的研究中提到非晶材料光学吸收能隙与Raman谱的关联.嗣后,Lannin又在非晶四族元素动力学和序结构的研究中明确地指出:光能隙(即Tauc隙)与其Raman谱中类横向光学模(TO-like mode)峰的半高半宽的变化有关,且与无序硅贝特点阵模型(Bethe lattice model)做了比较,发现无序随机网络中每个原子的sp~3轨道互作用起伏的减小致使带边变宽,进而引起键角分布函数g(θ)的变化,表现在Raman谱的位、形上.然而,g(θ)可以从对分布函数g(r)的近似得到:     

陕西洛川黄土中Mn~(2 )的电子顺磁共振特征与古季风变迁

我国的黄土-古土壤序列蕴藏着丰富的古气候变化信息。近几年的研究揭示出其中磁化率变化是较好的指示东亚夏季风演化的标志,可与深海沉积物氧同位素组成变化进行对比,为重建东亚古气候空间格局提供了重要的线索和数据。然而,由于人们对磁化率的成因和气候意义的理解仍在深化,因此,从黄土和古土壤序列中继续寻找比较确切的和更为敏感的古气候代用指标仍是当前黄土与古环境研究中的一项基本任务。电子顺磁共振(EPR)方法对于揭示天然体系中过渡族金属阳离子如Fe~(3 ),Mn~(2 ),V~(4 )等的分布特征具有独特的功效,并被成功地用于研究成壤和化学风化过程。本文通过分析陕西洛川黄土和古土壤中Mn~(2 )的电子顺磁共振谱发现,黄土中Mn~(2 )的EPR信号可能是一种对东亚夏季风变化响应比较敏感的气候代用指标。