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通过pH值精细调控氧化镍纳米颗粒粒度提升反式钙钛矿太阳能电池性能

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物理学报 2023年第1期72卷 309-317页

作者：尉渊邢若飞杜慧恬周倩范继辉庞智勇韩圣浩山东大学微电子学院济南250101 山东大学物理学院济南250101

氧化镍作为一种低成本、高稳定性的空穴传输材料,在近些年被广泛地应用在反式钙钛矿太阳能电池中.制备氧化镍空穴传输层最常用的方法是旋涂氧化镍纳米颗粒分散液,因此对氧化镍颗粒粒度以及溶液加工性能提出了很高的要求.本文通过精确控... 详细信息

氧化镍作为一种低成本、高稳定性的空穴传输材料,在近些年被广泛地应用在反式钙钛矿太阳能电池中.制备氧化镍空穴传输层最常用的方法是旋涂氧化镍纳米颗粒分散液,因此对氧化镍颗粒粒度以及溶液加工性能提出了很高的要求.本文通过精确控制合成过程中体系pH值,实现了对氧化镍纳米颗粒粒度的调控,进而制备了高质量的氧化镍空穴传输层.实验表明合成体系pH值为9.5—9.8时,可以制得平均粒径为5—10 nm的氧化镍纳米颗粒,并且纳米颗粒具有良好的分散稳定性.此外,通过对氧化镍纳米颗粒进行结构成分分析,发现由pH值调控的粒径变化并不会引起颗粒物质结构和成分的改变.通过表面形貌分析,由pH值调控获得的颗粒可制成致密且具有较小的粗糙度的薄膜,该薄膜展现出良好的空穴抽取能力.基于该薄膜的钙钛矿太阳能电池(MAPbI_(3))获得了17.39%的光电转化效率,并且几乎没有迟滞现象.本文的实验结果表明,通过pH值精细调控氧化镍纳米颗粒粒度可以有效提升钙钛矿太阳能电池的性能.本文的研究有望促进基于高性能氧化镍空穴传输层的钙钛矿太阳能电池研究.

关键词：氧化镍反式钙钛矿太阳能电池纳米颗粒粒度

传播学视野下大学生党员教育管理质量提升的路径思考——以山东大学(威海)空间科学与物理学院为例

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作家天地 2019年第22期 158-158,167页

作者：申新山东大学(威海)空间科学与物理学院

当前大学生党员的教育管理存在着投入力度不够强、长效机制不完善、内容模式不灵活等问题。新时代对大学生党员的教育管理有着新要求,通过跨学科研究方法,通过"一二三四"的路径思考,即坚守一个核心,筑牢两个理念,完善三项制度,实现四个... 详细信息

当前大学生党员的教育管理存在着投入力度不够强、长效机制不完善、内容模式不灵活等问题。新时代对大学生党员的教育管理有着新要求,通过跨学科研究方法,通过"一二三四"的路径思考,即坚守一个核心,筑牢两个理念,完善三项制度,实现四个转变,以期挖掘大学生党员教育管理质量提升的路径。

关键词：新时代大学生党员教育管理

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腔内自旋与微波相互作用的电检测

科学通报 2021年第16期66卷 2033-2041页

作者：柏利慧田玉峰康仕寿陈延学刘国磊梅良模颜世申山东大学物理学院济南250100

聚焦界面自旋动力学和自旋传输特性,自旋电子学发展针对自旋产生、探测、调控的技术方法,为自旋电子器件的开发提供了物理基础,是自旋电子学研究的根本任务.借鉴腔量子电动力学的思想和方法,在微波谐振腔内实现室温下的磁子-微波强耦合... 详细信息

聚焦界面自旋动力学和自旋传输特性,自旋电子学发展针对自旋产生、探测、调控的技术方法,为自旋电子器件的开发提供了物理基础,是自旋电子学研究的根本任务.借鉴腔量子电动力学的思想和方法,在微波谐振腔内实现室温下的磁子-微波强耦合,为实现信息和能量在自旋与电磁波之间的相干传输提供了可能,同时为调控自旋提供了新方法.本文简要介绍了磁子-微波耦合的概念和机制,梳理了这一方向的发展脉络,重点介绍了磁子-微波强耦合中电检测技术及其产生的自旋流的特性.

关键词：自旋动力学磁子-微波强耦合磁子极化激元自旋流

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量子速度极限研究进展

科学通报 2021年第16期66卷 1946-1956页

作者：孙舒宁郑雨军山东大学物理学院济南250100

研究量子速度极限不仅有助于理解量子力学基本问题,而且在量子模拟、量子非平衡热力学等领域亦有重要意义.本文首先介绍了封闭系统中两个重要的量子速度极限——Mandelstam-Tamm界和Margolus-Levitin界以及封闭系统的量子速度极限统一界... 详细信息

研究量子速度极限不仅有助于理解量子力学基本问题,而且在量子模拟、量子非平衡热力学等领域亦有重要意义.本文首先介绍了封闭系统中两个重要的量子速度极限——Mandelstam-Tamm界和Margolus-Levitin界以及封闭系统的量子速度极限统一界.在开放量子系统中,由于系统与环境相互作用,量子系统一般不能实现正交态演化,研究开放系统量子速度极限需要考虑初态与末态之间测地线的度量方式.本文讨论了基于不同几何度量所建立的量子速度极限以及开放系统的量子速度极限统一界.基于量子力学的规范不变特性,我们建立了一个新的量子速度极限界,将量子系统演化速度与几何相位关联起来,说明量子速度极限对量子热力学、几何操控量子系统动力学演化具有重要意义.此外,基于半经典Wigner函数表示,我们也建立了量子速度极限界.最后,本文回顾了外部环境与量子系统动力学过程对量子系统演化速度极限的重要影响,并对量子速度极限的下一步研究作出展望.

关键词：量子速度极限 Mandelstam-Tamm界 Margolus-Levitin界几何度量规范不变特性

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热电材料、器件设计和应用新进展

科学通报 2021年第16期66卷 2024-2032页

作者：王春雷山东大学物理学院济南250100

热电效应是能够把热能和电能相互转换的一种耦合效应.利用这一物理效应可以实现固体制冷和发电.目前,具有优良热电效应的材料通常是半导体合金材料,在制冷方面的应用技术成熟,但在发电方面的实际应用仍局限于太空能源.近几年出现了锰酸... 详细信息

热电效应是能够把热能和电能相互转换的一种耦合效应.利用这一物理效应可以实现固体制冷和发电.目前,具有优良热电效应的材料通常是半导体合金材料,在制冷方面的应用技术成熟,但在发电方面的实际应用仍局限于太空能源.近几年出现了锰酸钙和铜铁矿结构等氧化物新型热电材料.人们利用不同的制备工艺,调控材料的微结构,改善氧化物材料的热电性能.为了满足不同的应用需求,提高电功率输出,人们对传统热电模块的几何形状进行了优化,设计了新型热电器件,对其性能进行了模拟和实证.除直接利用热电效应进行发电,近几年也开展了与其他发电模式联合发电的研究工作.

关键词：热电效应锰酸钙铜铁矿模块应用

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电场调控磁性的研究进展:材料、机制与器件

科学通报 2021年第16期66卷 2042-2060页

作者：崔彬成彬胡季帆山东大学物理学院济南250100

电控磁效应利用电场作用实现对材料磁学特性的调控,对推动低能耗、高速度、高密度自旋电子学器件的发展具有重要意义.本文将以电控磁的机制为主线展开,按照载流子调控、应变、交换耦合、轨道重构和离子迁移5种机制,从材料、性能和器件... 详细信息

电控磁效应利用电场作用实现对材料磁学特性的调控,对推动低能耗、高速度、高密度自旋电子学器件的发展具有重要意义.本文将以电控磁的机制为主线展开,按照载流子调控、应变、交换耦合、轨道重构和离子迁移5种机制,从材料、性能和器件应用的角度对电场调控磁性领域的研究进展进行系统总结和归纳,以期尽量全面地为读者呈现出该领域的发展现状,并展望领域内的挑战和未来的发展方向.

关键词：电控磁效应自旋电子学磁电耦合磁性材料与器件强关联电子系统

自组装CuS多孔级次纳米花及其吸附自沉积特性研究

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物理学报 2021年第22期70卷 215-224页

作者：赵先拓徐林林田悦焦安欣马慧张梦雅崔清强山东大学物理学院济南250100

采用纳米吸附剂实现对有机染料的处理在污水净化领域具有很好的前景,特别是拥有自沉积特性的纳米吸附剂可以更为有效地提高处理污水的效率.本文利用液相结晶得到的二维纳米花瓣,通过自组装制备的多孔花状硫化铜(CuS)级次纳米材料,不仅... 详细信息

采用纳米吸附剂实现对有机染料的处理在污水净化领域具有很好的前景,特别是拥有自沉积特性的纳米吸附剂可以更为有效地提高处理污水的效率.本文利用液相结晶得到的二维纳米花瓣,通过自组装制备的多孔花状硫化铜(CuS)级次纳米材料,不仅实现了对污水中有机污染物的高效吸附处理,而且拥有快速自沉积特性,本文以甲基蓝等为吸附质对其吸附自沉积特性进行了研究.结果表明:使用10 mg多孔花状CuS级次纳米结构材料在30 min内对0.8 mg甲基蓝分子的吸附效率可达100%,在3 h内即可完成自沉积,相比于CuS微米绒球的吸附效率提高了55%,沉积效率提高了95%;相比于CuS微米颗粒的吸附效率提高了26%,沉积效率提高了3.17倍.该优异的吸附自沉积性能归结于多孔级次纳米花比微米绒球和微米颗粒有更大的比表面积,其表面具备更大的孔隙率,且具备更强的静电吸附能力.本研究结果为有效地处理污水中的有机染料提供了可能的新思路.

关键词：自沉积吸附性多孔级次纳米花硫化铜自组装

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非绝热和乐量子计算研究进展

科学通报 2021年第16期66卷 1935-1945页

作者：赵培茈许国富仝殿民山东大学物理学院济南250100

量子计算的实际应用依赖于高保真度的量子门,而获得高保真度量子门所面临的两个主要挑战是克服系统的控制误差和环境噪声.几何相仅依赖于系统的演化路径而与演化速度等细节无关,因此基于几何相设计的量子门具有对控制误差的鲁棒性.特别... 详细信息

量子计算的实际应用依赖于高保真度的量子门,而获得高保真度量子门所面临的两个主要挑战是克服系统的控制误差和环境噪声.几何相仅依赖于系统的演化路径而与演化速度等细节无关,因此基于几何相设计的量子门具有对控制误差的鲁棒性.特别是,基于非绝热非阿贝尔几何相设计的非绝热和乐(holonomic)门具有完全的几何性质并且不受绝热条件的限制,受到了人们的广泛关注.自2012年首次提出以来,非绝热和乐量子计算取得了很大的进展:人们逐步改进了非绝热和乐量子计算的设计理论,使得非绝热和乐门的设计不断优化;发展了抗退相干的非绝热和乐量子计算,使得量子门既能抵抗控制误差又能抵抗退相干;构建了基于各种具体物理系统的非绝热和乐量子计算方案,并且在实验上成功演示了非绝热和乐门.本文回顾了非绝热和乐量子计算的主要理论进展,并简要介绍了物理实现和实验工作.

关键词：几何相非阿贝尔几何相量子门非绝热和乐量子计算

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低维材料中的缺陷效应与电子态调控

科学通报 2021年第16期66卷 1998-2009页

作者：赵明文夏曰源梅良模山东大学物理学院济南250100

低维材料具有大的比表面积、独特的电子结构和优异性能,在新能源、信息等领域具有重要的应用前景.低维材料所具有的特殊电子态可以突破传统半导体材料的尺寸极限,是后摩尔时代重要的候选材料.如何有效地调控低维材料电子结构以满足特定... 详细信息

低维材料具有大的比表面积、独特的电子结构和优异性能,在新能源、信息等领域具有重要的应用前景.低维材料所具有的特殊电子态可以突破传统半导体材料的尺寸极限,是后摩尔时代重要的候选材料.如何有效地调控低维材料电子结构以满足特定功能的需要是实现这一应用的关键.本文从一维纳米管和二维层状材料中的"缺陷效应"出发,对我们课题组在低维材料电子结构调控方面的研究结果进行综述,揭示空位和吸附原子等点缺陷以及表面修饰和内部填充等对材料的电子结构、电子自旋极化和激发态特性的调控机制与规律,为低维材料在新型电子器件等领域的应用提供依据.

关键词：纳米管二维材料缺陷效应电子态调控第一性原理计算