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MXenes等离激元诱导热载流子产生与输运温度依变性

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物理学报 2024年第11期73卷 313-324页

作者：见超超马向超赵子涵张建奇西安电子科技大学光电工程学院西安710071

MXenes可以实现大规模合成且具有诸多优异光电特性,被用于构建各种结构和功能独特的热载流子光电探测器件.然而,变温环境条件下MXenes并不稳定,一方面环境温度升高会加速材料氧化降解,另一方面温度变化可能影响光电器件的寿命和性能稳定... 详细信息

MXenes可以实现大规模合成且具有诸多优异光电特性,被用于构建各种结构和功能独特的热载流子光电探测器件.然而,变温环境条件下MXenes并不稳定,一方面环境温度升高会加速材料氧化降解,另一方面温度变化可能影响光电器件的寿命和性能稳定性,目前MXenes温度不稳定性受到越来越多关注.鉴于实验研究变温条件下MXenes热载流子性质的局限,本文基于多体微扰理论和量子力学理论,研究环境温度对电子态分布和散射效应的影响.从表面等离激元非辐射衰减角度出发,采用第一性原理计算量化热载流子的产生效率、能量分布和输运,系统研究了MXenes表面等离激元诱导热载流子的环境温度依变特性.结果表明,MXenes中带间跃迁和声子协助电子跃迁共同高效率产生了高能热空穴主导的热载流子,且表现出与硼烯媲美的长寿命和输运距离.环境温度升高显著提高了红外波段的热载流子产生效率,同时可见光波段的热空穴表现出优异环境温度稳定性.此外,环境温度升高降低了热载流子的寿命和输运距离,主要源于增强的电子与光学声子散射效应.

关键词： MXenes 热载流子温度特性介电函数

双钙钛矿卤化物Cs_(2)AgFeX_(6)(X=Cl, Br, I)电子结构和光学性质的第一性原理研究

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原子与分子物理学报 2024年第1期41卷 145-153页

作者：郝久源张敏刘派李瑞祖宁宁齐齐哈尔大学理学院齐齐哈尔161000

近年来,银卤化物双钙钛矿作为铅基杂化卤化物钙钛矿的潜在环保替代品得到了广泛的研究.最近实验上合成的新型无铅双钙钛矿单晶材料Cs_(2)AgFeCl_(6)是一种立方结构半导体,吸收光谱可拓宽至800 nm.本论文采用密度泛函理论的第一性原理方... 详细信息

近年来,银卤化物双钙钛矿作为铅基杂化卤化物钙钛矿的潜在环保替代品得到了广泛的研究.最近实验上合成的新型无铅双钙钛矿单晶材料Cs_(2)AgFeCl_(6)是一种立方结构半导体,吸收光谱可拓宽至800 nm.本论文采用密度泛函理论的第一性原理方法,对Cs_(2)AgFeX_(6)(X=Cl, Br, I)的电子结构和光学性质进行研究,讨论了二者之间的内在关联,并分析了X位元素的改变对材料性质的影响.电荷密度计算结果显示,由Cl到I,Fe-X键逐渐减弱,即原子对电荷的束缚能力减弱.另一方面,三种材料的带隙宽度是逐渐减小的,Cs_(2)AgFeCl_(6)和Cs_(2)AgFeBr6带隙分别为1.40 eV和0.91 eV,而Cs_(2)AgFeI6则呈现金属性质. Cs_(2)AgFeX_(6)双钙钛矿的光谱特征峰随X位原子序数的增加明显红移,且在可见至红外光波段均有明显的光吸收:Cs_(2)AgFeCl_(6)在534 nm处的吸收系数达到21.28×10^(4)cm^(-1),Cs_(2)AgFeBr6在712 nm处的吸收系数为20.54×10^(4)cm^(-1),而Cs_(2)AgFeI6在1200 nm后的红外波段有一极宽的吸收峰,吸收系数可以达到10×10^(4)cm^(-1).本论文为Cs_(2)AgFeX_(6)(X=Cl, Br, I)在光电子器件领域的广泛应用提供了理论指导.

关键词：光学性质电子结构第一性原理双钙钛矿介电函数

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无界金属圆柱介电函数的经典尺寸效应

金属学报 1998年第8期34卷 819-823页

作者：赵韦人刘德义黄荣芳闻立时中国科学院金属研究所

用非平衡统计计算了无界金属圆柱的介电函数结果表明，电子非弹性散射的柱体表面会影响金属的内禀介电函数当往体半径减小到可与电子的平均自由程相比拟时，介电函数逐渐偏离块体值而依赖于局城位置．除了半径远小于电子平均自由程的区... 详细信息

用非平衡统计计算了无界金属圆柱的介电函数结果表明，电子非弹性散射的柱体表面会影响金属的内禀介电函数当往体半径减小到可与电子的平均自由程相比拟时，介电函数逐渐偏离块体值而依赖于局城位置．除了半径远小于电子平均自由程的区域，介电函数的位置依赖关系十分复杂，尺寸效应可能使介电函数实部和虚部的绝对值都增大；尺寸效应显著地增加介电常数虚部与实部的相对值大小．在高频区域。

关键词：介电函数尺寸效应 Boltzmann方程无界金属圆柱

用椭偏术研究与接触介质有关的贵金属的介电函数

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物理学报 1998年第5期47卷 835-843页

作者：许波陈良尧王昱张荣君郑卫民钱栋梁郑玉祥杨月梅周仕明戴宁丁扣宝张秀淼复旦大学物理系杭州大学电子工程系

为了研究接触介质对金属光学性质的影响，实验中使用具有不同折射率的梯形棱镜作为衬底，将金和银蒸发到棱镜底部，用椭偏术分别测量了薄膜在金属空气、金属衬底界面的介电函数．结果表明：无论在Ｄｒｕｄｅ区，还是在带间跃迁区，... 详细信息

为了研究接触介质对金属光学性质的影响，实验中使用具有不同折射率的梯形棱镜作为衬底，将金和银蒸发到棱镜底部，用椭偏术分别测量了薄膜在金属空气、金属衬底界面的介电函数．结果表明：无论在Ｄｒｕｄｅ区，还是在带间跃迁区，金属衬底界面处薄膜介电函数不仅与金属空气界面处的测量值不同，而且随衬底折射率改变而改变．在固体接触条件下获得的结果与其他作者在液体接触条件下获得的结果相一致。

关键词：薄膜接触介质椭偏术介电函数贵金属

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利用K-K关系计算量子点玻璃的介电函数

光电子．激光 2015年第5期26卷 894-898页

作者：陈钢徐军浙江工业大学应用物理系浙江杭州310023

为了得到PbSe量子点(QD)玻璃的光学常数,为实验制备QD材料提供定性和定量参考,本文利用实验中测量的吸收光谱,结合米氏散射理论和克拉默斯-克勒尼希(K-K)关系,通过多次迭代运算,从吸收光谱中分离出相应的介电函数的实部和虚部,最终获得... 详细信息

为了得到PbSe量子点(QD)玻璃的光学常数,为实验制备QD材料提供定性和定量参考,本文利用实验中测量的吸收光谱,结合米氏散射理论和克拉默斯-克勒尼希(K-K)关系,通过多次迭代运算,从吸收光谱中分离出相应的介电函数的实部和虚部,最终获得材料的光学常数。为了使矩阵迭代运算能够快速收敛,设计了一种快速、不产生奇异矩阵的简便方法。计算得给出的PbSe QD玻璃的介电函数与实验测量得到的胶体QD介电函数分布非常相似,表明本文方法能够用于快速测定QD玻璃的介电函数。本文方法可以推广到其他液体、固体和气体材料光学常数的测量中,为纳米材料制备提供一定的参考。

关键词：量子点(QD)玻璃克拉默斯-克勒尼希(K-K)关系介电函数吸收光谱

有限温度Si_xGe_(1-x)合金介电函数第一性原理模拟

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工程热物理学报 2015年第1期36卷 163-167页

作者：杨家跃刘林华谭建宇哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(威海)汽车工程学院威海264209

基础辐射物性介电函数在热辐射研究中扮演了重要的角色。通过运用第一性原理分子动力学(AIMD)方法研究了Si_xGe_(1-x)合金的介电函数随温度变化的规律。以热平衡构型作为输入结构,AIMD方法可有效计算不同温度下固体材料的电子能带结构,... 详细信息

基础辐射物性介电函数在热辐射研究中扮演了重要的角色。通过运用第一性原理分子动力学(AIMD)方法研究了Si_xGe_(1-x)合金的介电函数随温度变化的规律。以热平衡构型作为输入结构,AIMD方法可有效计算不同温度下固体材料的电子能带结构,进而得到介电函数。研究表明,在300 K温度下Si_xGe_(1-x)合金介电函数的理论计算值与对应的实验结果吻合;且随着合金中Si/Ge比例的增加,合金的禁带宽度增大,介电函数虚部主峰位置红移且幅值增强。

关键词：基础辐射物性介电函数温度第一性原理分子动力学

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介电函数虚部与电导率的关系

大学物理 2009年第6期28卷 47-48,52页

作者：陈晖辉田强北京师范大学物理系北京100875

在明确介电函数定义及其虚部意义的基础上,比较分析函数ε′(ω)与复介电函数ε(ω)的不同,建议函数ε′(ω)不要称为"复介电函数"或"复电容率",以免与复介电函数ε(ω)混淆.

关键词：介电函数电导率麦克斯韦方程组

半导体超晶格的介电函数倒数与快速电子能量损失谱

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物理学报 1989年第3期38卷 492-496页

作者：杨瑞青陆晓佳蔡建华中国科学技术大学物理系中国科学院上海冶金研究所上海交通大学凝聚态物理研究所

我们计入相邻量子阱间的电子隧穿效应,得到了半导体超晶格的介电函数倒数的表式,计算了它的快速电子能量损失谱,表明电子遂穿效应使快速电子能量损失增大。

关键词：半导体超晶格介电函数倒数

材料介电函数对两球形纳米颗粒间近场辐射特性的影响

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化工学报 2012年第S1期63卷 32-35页

作者：赵越唐桂华李增耀陶文铨西安交通大学能源与动力工程学院热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049

当两个纳米颗粒之间的距离小于平均自由程或辐射特征波长时,两者之间的近场辐射比黑体辐射大几个数量级。辐射能量的大量传递将显著降低纳米隔热材料的性能。基于涨落耗散定理,通过调节介电函数Drude和Lorentz模型中不同的可调节参数,... 详细信息

当两个纳米颗粒之间的距离小于平均自由程或辐射特征波长时,两者之间的近场辐射比黑体辐射大几个数量级。辐射能量的大量传递将显著降低纳米隔热材料的性能。基于涨落耗散定理,通过调节介电函数Drude和Lorentz模型中不同的可调节参数,可有效降低近场辐射传热量。该研究对纳米颗粒簇传热研究与隔热材料的设计具有重要意义。

关键词：近场辐射纳米颗粒介电函数