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氧氯化铋/铯铅氯范德瓦耳斯异质结环境稳定性与光电性质的第一性原理研究

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物理学报 2022年第19期71卷 318-327页

作者：姚熠舟曹丹颜洁刘雪吟王建峰姜舟婷舒海波中国计量大学理学院杭州310018 中国计量大学光学与电子科技学院杭州310018

以铯铅氯为代表的全无机金属卤化物钙钛矿因为优异的光电性质与缺陷容忍度成为发展高性能光伏和光电子器件的重要候选材料.然而,较差的结构稳定性成为限制其商业化应用的瓶颈问题.本文提出范德瓦耳斯集成薄层的氧氯化铋(BiOCl)在铯铅氯... 详细信息

以铯铅氯为代表的全无机金属卤化物钙钛矿因为优异的光电性质与缺陷容忍度成为发展高性能光伏和光电子器件的重要候选材料.然而,较差的结构稳定性成为限制其商业化应用的瓶颈问题.本文提出范德瓦耳斯集成薄层的氧氯化铋(BiOCl)在铯铅氯钙钛矿(CsPbCl_(3))表面形成范德瓦耳斯异质结,结合第一性原理计算与从头算分子动力学模拟系统研究了BiOCl/CsPbCl_(3)范德瓦耳斯异质结的环境稳定性以及界面效应对其光电性质的影响.计算结果表明,范德瓦耳斯集成BiOCl在CsPbCl_(3)的表面能够极大地改善其环境稳定性,这源于高稳定的BiOCl层隔绝了水和氧分子与钙钛矿晶格的反应.并且,两种不同终端的BiOCl/CsPbCl_(3)范德瓦耳斯异质结显示Ⅱ型的能带结构,这有助于促进载流子分离;但是,CsCl_(3)终端的异质结表现出比PbCl终端异质结更大的能带带阶,导致CsCl_(3)终端的异质结具有更高的开路电压和更低的暗电流.由于BiOCl和CsPbCl_(3)不同的禁带宽度使得异质结在可见到紫外光区域都显示出较高的光学吸收系数.本工作为提高CsPbCl_(3)钙钛矿材料的结构稳定性以及在高性能光电器件的应用提供了一个新的思路和理论基础.

关键词：全无机卤化物钙钛矿稳定性范德瓦耳斯异质结光电性质第一性原理

超细半导体纳米线/棒的可控合成与新奇性质研究及功能应用

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科学通报 2022年第20期67卷 2280-2297页

作者：孙玉琢李冬邢观洁李运超北京师范大学化学学院北京100875 邯郸学院河北省杂环化合物重点实验室邯郸056005 唐山师范学院唐山市光电转换材料重点实验室唐山063000

超细半导体纳米线/棒是近年来发展起来的一类新型功能纳米材料,由于其具有接近原子尺度的直径和高度的结构各向异性,而表现出强烈的量子限域效应和界面效应,以及由此所伴生的诸多新奇的物理和化学性质,在光电器件与传感检测等领域具有... 详细信息

超细半导体纳米线/棒是近年来发展起来的一类新型功能纳米材料,由于其具有接近原子尺度的直径和高度的结构各向异性,而表现出强烈的量子限域效应和界面效应,以及由此所伴生的诸多新奇的物理和化学性质,在光电器件与传感检测等领域具有广阔的应用前景,是纳米材料领域研究的前沿和热点.鉴于其独特性和重要性,本文系统总结了超细半导体纳米线/棒领域近年来的研究和应用进展,着重介绍了其制备方法和光学、电学、磁学等新奇性质及其在光电转化、光电探测、光催化、气体传感等领域的应用原理和重要进展;在此基础上挖掘了调控其生长过程和理化性质的内在规律,凝练了该领域发展中所面临的关键难题,展望了未来可能的发展方向,希望借此推动这类特殊纳米材料的快速发展.

关键词：半导体超细纳米线/纳米棒合成方法光电性质功能应用

基于全无机卤化双钙钛矿材料的光电器件研究进展

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硅酸盐学报 2023年第9期51卷 2271-2286页

作者：弓爵张志宇李发明刘明侦电子科技大学材料与能源学院成都611731

全无机卤化双钙钛矿是一类具备优异光电特性和稳定性的环境友好型非铅材料。因其在太阳能电池、光电探测器和发光二极管中具有巨大的应用潜力,受到国内外研究人员的青睐。本综述主要围绕全无机卤化双钙钛矿的结构特点和光电特性展开研究... 详细信息

全无机卤化双钙钛矿是一类具备优异光电特性和稳定性的环境友好型非铅材料。因其在太阳能电池、光电探测器和发光二极管中具有巨大的应用潜力,受到国内外研究人员的青睐。本综述主要围绕全无机卤化双钙钛矿的结构特点和光电特性展开研究,重点对全无机卤化双钙钛矿的制备方法和应用方向进行归纳。最后,进一步总结了全无机卤化双钙钛矿材料目前的科学瓶颈及解决方案,期望对全无机卤化双钙钛矿的材料性能提升和光电器件应用提供有价值的参考。

关键词：全无机卤化双钙钛矿光电性质制备工艺光电器件

供电子基取代联苯胺类共轭聚合物的合成及性能

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精细化工 2022年第10期39卷 2044-2050,2140页

作者：斯丽姆罕·热合麦提项学强阿孜古丽·木尔赛力木新疆师范大学化学化工学院新疆乌鲁木齐830054 新疆储能与光电催化材料重点实验室新疆乌鲁木齐830054

以3种供电子基团的联苯胺和苯甲醛为原料,合成了N,N′-二苯亚甲基-3,3’-二甲基联苯二胺(Ⅰ)、N,N′-二苯亚甲基-3,3’-二羟基联苯二胺(Ⅱ)和N,N′-二苯亚甲基-3,3’-二甲氧基联苯二胺(Ⅲ),通过自由基聚合合成了3种给体-受体型导电共轭... 详细信息

以3种供电子基团的联苯胺和苯甲醛为原料,合成了N,N′-二苯亚甲基-3,3’-二甲基联苯二胺(Ⅰ)、N,N′-二苯亚甲基-3,3’-二羟基联苯二胺(Ⅱ)和N,N′-二苯亚甲基-3,3’-二甲氧基联苯二胺(Ⅲ),通过自由基聚合合成了3种给体-受体型导电共轭聚合物(PⅠ、PⅡ和PⅢ)。采用NMR、FTIR、XRD对单体及共聚物进行了结构表征,通过UV-Vis、UV-Vis-DRS、循环伏安、计时电位、交流阻抗、循环性能测试对共轭聚合物进行了光电性能及电化学性能测试。结果表明,PⅢ分子链共轭程度较高、结晶性较佳,光学带隙为2.09eV,具有较高的最高占据分子轨道及较低的最低未占分子轨道,分别为–5.15和–3.06 eV,呈现更好的氧化还原性,同时表现出较佳的电化学电容特性。在电流密度为0.3A/g时,PⅢ恒流充放电首次放电比容量达1030F/g,经700次循环仍保持在530 F/g。

关键词：联苯胺基共轭聚合物供电子基团光电性质电化学性能功能材料

平面应变对二维单层MoSi_(2)N_(4)能带结构和光电性质的影响

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无机材料学报 2022年第5期37卷 527-533页

作者：袁罡马新国贺华邓水全段汪洋程正旺邹维湖北工业大学理学院武汉430068 湖北省能源光电器件与系统工程技术研究中心武汉430068 中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室福州350002

二维单层MoSi_(2)N_(4)具有优异的载流子输运能力与出色的化学稳定性,受到了广泛关注,但其光电性质与外加平面应变间的内在关系尚未展开深入探讨。本研究采用平面波超软赝势方法探索了平面应变对二维单层MoSi_(2)N_(4)能带结构和光电性... 详细信息

二维单层MoSi_(2)N_(4)具有优异的载流子输运能力与出色的化学稳定性,受到了广泛关注,但其光电性质与外加平面应变间的内在关系尚未展开深入探讨。本研究采用平面波超软赝势方法探索了平面应变对二维单层MoSi_(2)N_(4)能带结构和光电性质的影响,发现单层MoSi_(2)N_(4)为间接带隙半导体,其价带顶由Mo4d轨道和部分N2p轨道杂化而成,导带底则均由Mo4d轨道组成。在拉应变作用下,单层MoSi_(2)N_(4)的带隙逐渐变窄且光生载流子的有效质量不断减小;在压应变作用下,其带隙逐渐变宽,光生载流子的有效质量缓慢增大。值得注意的是,当压应变ε=-2.8%时,体系由间接带隙转变为直接带隙。单层MoSi_(2)N_(4)的光学吸收表现出明显的各向异性,且在平面应变作用下光吸收带边发生了不同程度的移动,有效地拓展了体系的光谱响应范围,有利于提升光电特性。这可为进一步研究二维单层MoSi_(2)N_(4)在新型可调谐纳米光电器件领域的应用提供理论指导。

关键词：二维材料平面应变光电性质第一性原理能带结构

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亚酞菁的合成、性质与应用研究进展

有机化学 2023年第8期43卷 2628-2646页

作者：周姝彤涂胜男高子健王叶梅孙莎莎江苏科技大学环境与化学工程学院江苏镇江212003

亚酞菁是酞菁缩环衍生物的典型代表,表现出新颖的锥形结构、优异的发光性质和丰富的可调控性,是一类有研究前景的新型荧光染料.研究证明通过对亚酞菁轴向、外围或中心环结构的简单修饰,可以有效调控其物理化学性质,如溶解性、吸收/荧光... 详细信息

亚酞菁是酞菁缩环衍生物的典型代表,表现出新颖的锥形结构、优异的发光性质和丰富的可调控性,是一类有研究前景的新型荧光染料.研究证明通过对亚酞菁轴向、外围或中心环结构的简单修饰,可以有效调控其物理化学性质,如溶解性、吸收/荧光发射、荧光量子产率、单线态氧产率等,近年来引起了化学工作者的广泛关注.介绍了亚酞菁的结构、性质和研究意义,重点综述了亚酞菁的合成、结构和性质的关系及其在生物化学、材料化学和环境化学等领域的应用进展.最后对亚酞菁的发展现状做了简要总结,并对亚酞菁的发展进行了展望.

关键词：亚酞菁结构光电性质应用

应变工程对钙钛矿材料光电性质和稳定性的调制

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材料导报 2022年第17期36卷 8-16页

作者：王超严铮洸肖家文北京工业大学材料与制造学部固体微结构与性能研究所固体微结构与性能北京市重点实验室北京100124

卤化物钙钛矿材料由于其优异的光电性质成为近几年的研究热点之一。钙钛矿太阳能电池的光电转换效率在短短几年内已超过25%,钙钛矿材料在光电二极管、光电探测器、激光器等光电器件中也表现出良好的应用前景。钙钛矿材料及器件性能和稳... 详细信息

卤化物钙钛矿材料由于其优异的光电性质成为近几年的研究热点之一。钙钛矿太阳能电池的光电转换效率在短短几年内已超过25%,钙钛矿材料在光电二极管、光电探测器、激光器等光电器件中也表现出良好的应用前景。钙钛矿材料及器件性能和稳定性的进一步提高是研究人员重点关注的问题。各种改善钙钛矿材料的光电性质和稳定性的策略也被不断提出,如薄膜结晶控制、界面改性/缺陷钝化、组件工程、添加剂工程等。近年来,应变工程被发现可有效改善钙钛矿材料的光电性质和器件性能,为钙钛矿材料器件性能的优化提供了新的研究视角。本文从应力应变的基本概念入手,介绍了如何测量和评估钙钛矿材料的残余应力和应变、残余应力和应变如何影响钙钛矿材料的器件性能,以及总结了对钙钛矿材料施加应力和应变的策略,最后本文对应变工程改善钙钛矿材料的器件性能这一新的研究视角做出展望。

关键词：卤化物钙钛矿应力-应变稳定性光电性质

碳化聚合物点:一种新型的单颗粒有机无机杂化体系

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高分子学报 2022年第7期53卷 812-827页

作者：茹艺卢思宇郑州大学化学学院绿色催化中心郑州450000

碳化聚合物点(CPDs)指通过自下而上法,经聚合、交联、碳化而形成的一种具有特殊的碳核和聚合物壳杂化结构.这种特殊的杂化结构赋予了CPDs独特的光学、电学等物理化学性质,作为一种新兴的零维碳纳米材料受到了广泛的研究关注.本文通过系... 详细信息

碳化聚合物点(CPDs)指通过自下而上法,经聚合、交联、碳化而形成的一种具有特殊的碳核和聚合物壳杂化结构.这种特殊的杂化结构赋予了CPDs独特的光学、电学等物理化学性质,作为一种新兴的零维碳纳米材料受到了广泛的研究关注.本文通过系统地总结与分析,强调了CPDs聚合-碳化的本质,把CPDs看作是一种新型的单颗粒有机无机杂化体系,并从CPDs的结构特点、制备、光电性质及其在光学和催化领域的应用4个角度总结了CPDs的研究进展.重点介绍了郑州大学碳点研究中心在CPDs的可控制备、发光机理、光学和催化领域的应用相关的研究工作,论述了CPDs未来发展所面临的问题与方向.

关键词：碳化聚合物点核壳结构有机无机杂化可控制备光电性质

通过串联环化策略合成含有三个薁单元的非苯芳烃

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有机化学 2023年第6期43卷 2259-2260页

作者：刘鹏才王小野南开大学化学学院元素有机化学国家重点实验室有机新物质创造前沿科学中心天津300071

含有非六元环的多环芳烃被称为非苯芳烃,由于其独特的拓扑结构、新颖的光电性质和潜在的应用前景,近年来受到广泛关注^([1-2]).薁(azulene)是萘的一种非苯型同分异构体,具有大偶极矩(1.08 D)和电荷分离的特点,也表现出窄带隙和反卡莎规... 详细信息

含有非六元环的多环芳烃被称为非苯芳烃,由于其独特的拓扑结构、新颖的光电性质和潜在的应用前景,近年来受到广泛关注^([1-2]).薁(azulene)是萘的一种非苯型同分异构体,具有大偶极矩(1.08 D)和电荷分离的特点,也表现出窄带隙和反卡莎规则发光等性质^([3-4]).

关键词：同分异构体偶极矩光电性质电荷分离拓扑结构多环芳烃六元环窄带隙