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二维层状Ti_(3)C_(2)T_(x)⁃MXene@VS_(2)用于高性能锂离子电池负极

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无机化学学报 2022年第4期38卷 675-684页

作者：吴洋练家乐郭一川陈栋梁王旭叶志镇吕建国浙江大学材料科学与工程学院硅材料国家重点实验室杭州310027

为探索一种高性能的锂离子电池负极材料,采用酸刻蚀法制备了高导电性、高稳定性的二维层状Ti_(3)C_(2)T_(x),通过溶剂热法制备了具有高理论比容量的花瓣状VS_(2)纳米片,再经过简单的液相混合得到了二维层状Ti_(3)C_(2)T_(x)⁃MXene@VS_(2... 详细信息

为探索一种高性能的锂离子电池负极材料,采用酸刻蚀法制备了高导电性、高稳定性的二维层状Ti_(3)C_(2)T_(x),通过溶剂热法制备了具有高理论比容量的花瓣状VS_(2)纳米片,再经过简单的液相混合得到了二维层状Ti_(3)C_(2)T_(x)⁃MXene@VS_(2)复合物。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射和能谱分析对复合材料的形貌和结构进行了表征,采用循环伏安、恒流充放电、长循环和交流阻抗谱对复合材料的电化学性能进行了研究。结果表明:VS_(2)纳米片均匀地分布在Ti_(3)C_(2)T_(x)的层间及表面,该复合物具有高的可逆容量(电流密度为0.1 A·g^(-1)时,比容量为610.5 mAh·g^(-1))、良好的倍率性能(电流密度为2 A·g^(-1)时,比容量为197.1 mAh·g^(-1))和良好的循环稳定性(电流密度为0.2 A·g^(-1)时,循环600圈后比容量为874.9 mAh·g^(-1);电流密度为2 A·g^(-1)时,循环1500圈后比容量为115.9 mAh·g^(-1))。

关键词：锂离子电池负极二维层状Ti_(3)C_(2)T_(x) VS_(2) 电化学性能

以噻吩[3,4-b]并噻吩为核的近红外电子受体及其高性能光探测器

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高分子学报 2022年第4期53卷 424-432页

作者：潘幼文陶利婷高健何程亮刘智鑫方彦俊施敏敏陈红征高分子合成与功能构造教育部重点实验室浙江大学高分子科学与工程学系杭州310027 浙江大学硅材料国家重点实验室浙江大学材料科学与工程学院杭州310027

为了实现在近红外区的良好光电响应,设计合成了一种A-D-A型有机电子受体TCIC.由于采用具有强醌式效应的噻吩[3,4-b]并噻吩单元为核,TCIC在780~1000 nm的近红外区具有强吸收以及合适的能级结构,可与常用的聚合物给体PCE10的吸收和能级相... 详细信息

为了实现在近红外区的良好光电响应,设计合成了一种A-D-A型有机电子受体TCIC.由于采用具有强醌式效应的噻吩[3,4-b]并噻吩单元为核,TCIC在780~1000 nm的近红外区具有强吸收以及合适的能级结构,可与常用的聚合物给体PCE10的吸收和能级相匹配.于是,采用2种器件结构,制备了基于PCE10:TCIC共混膜的自供电式(0 V偏压下)有机光探测器,并发现,相比于正型器件,反型器件更有利于抑制暗电流与总噪声电流.最终,反型器件在410~1000 nm的宽光谱范围内的比探测率均达到了10^(13) Jones以上,而且,在940 nm波长下,器件表现出超宽的线性动态范围(~180 dB)以及极快的响应速度(~6.5μs),这些指标都处于目前有机光探测器的最优行列.所以,本工作为高性能近红外受体的分子设计提供了重要指导.

关键词：近红外电子受体噻吩[3,4-b]并噻吩有机光探测器比探测率

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Eu(Ⅲ)配体聚合物荧光微球研究进展

中国稀土学报 2023年

作者：袁玉文王云鹏黄谊平戴晓茹樊先平乔旭升浙江大学材料科学与工程学院硅材料国家重点实验室

Eu(Ⅲ)凭借其独特的光致发光性能、单色性优良、stock位移大、配位数高以及Eu(Ⅲ)有机配体聚合物具有高量子效率、窄发射带、高色纯度等优点，近年来在免疫分析、电子荧光、光纤通讯、发光成像等领域得到了广泛应用，特别是较多应用于... 详细信息

Eu(Ⅲ)凭借其独特的光致发光性能、单色性优良、stock位移大、配位数高以及Eu(Ⅲ)有机配体聚合物具有高量子效率、窄发射带、高色纯度等优点，近年来在免疫分析、电子荧光、光纤通讯、发光成像等领域得到了广泛应用，特别是较多应用于生物体荧光标记。本文综述了Eu(Ⅲ)有机配体聚合物体系的研究与应用进展。首先，阐述了Eu(Ⅲ)有机配体聚合物的研究背景、性质及其化学发光基本原理；其次，总结了配体的选择原则，以及针对Eu(Ⅲ)有机配体聚合物存在浓度猝灭、分布不均匀等问题，总结梳理了Eu(Ⅲ)的有机配体与不同聚合物进行复合时的关键问题的已有策略；最后，对Eu(Ⅲ)有机配体聚合物的未来发展趋势进行了展望。

关键词：稀土有机配合物聚合物 Eu(Ⅲ) 发光强度

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铅卤钙钛矿的光稳定性研究进展

物理学报 2019年第15期68卷 30-42页

作者：楼浩然叶志镇何海平浙江大学材料科学与工程学院硅材料国家重点实验室

铅卤钙钛矿可实现溶液法制备且具有诸多优异的光电特性,在高效太阳能电池、发光二极管、激光、光探测器等光电子领域具有广阔的应用前景.但是铅卤钙钛矿在光辐照下存在不稳定问题,严重影响其相关光电器件的寿命和性能稳定性.因此,铅卤... 详细信息

铅卤钙钛矿可实现溶液法制备且具有诸多优异的光电特性,在高效太阳能电池、发光二极管、激光、光探测器等光电子领域具有广阔的应用前景.但是铅卤钙钛矿在光辐照下存在不稳定问题,严重影响其相关光电器件的寿命和性能稳定性.因此,铅卤钙钛矿在持续光照下的不稳定性现象及其机理正受到越来越多的关注.本文综述了铅卤钙钛矿在持续光照下的四类主要不稳定现象,即光修复现象、光解现象、光致相分离现象以及光致相变现象,并介绍目前已提出的相关机理,分别从缺陷态、离子迁移、热力学原理、化学键等角度来解释其光照不稳定性.最后,本文简要讨论了钙钛矿中光稳定性研究的复杂性及未来需要解决的问题.

关键词：铅卤钙钛矿光稳定性机理

硅基掺铒二氧化钛薄膜发光器件的电致发光:共掺镱的增强发光作用

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物理学报 2019年第12期68卷 109-115页

作者：朱伟君陈金鑫高宇晗杨德仁马向阳浙江大学材料科学与工程学院硅材料国家重点实验室

在我们以前的工作(Zhu C, Lü C Y, Gao Z F, Wang C X, Li D S, Ma X Y, Yang D R 2015 Appl.Phys.Lett.107 131103)中,利用掺铒(Er)二氧化钛薄膜(TiO2:Er)作为发光层,实现了基于ITO/TiO2:Er/SiO2/n+-Si结构的发光器件的Er相关可见及近红外(约1540 nm)电致发光.本文将镱(Yb)共掺入TiO2:Er薄膜中,显著增强了Er相关可见及近红外电致发光.研究表明,一定量Yb的共掺会导致TiO2:Er薄膜由锐钛矿相转变为金红石相,从而使得Er3+离子周围晶体场的对称性降低.此外,Yb3+离子比Ti4+离子具有更大的半径,这使TiO2基体中Er3+离子周围的晶体场进一步畸变.晶体场的对称性降低及畸变使得Er3+离子4f能级间的跃迁概率增大.由于上述原因,Yb在TiO2:Er薄膜的共掺显著增强了相关发光器件的电致发光.

关键词：硅基电致发光掺铒二氧化钛薄膜镱共掺

锐钛矿相和金红石相Nb:TiO_2电学性质的GGA(+U)法研究

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物理学报 2014年第15期63卷 335-344页

作者：杨振辉王菊刘涌王慷慨苏婷郭春林宋晨路韩高荣硅材料国家重点实验室和浙江大学材料科学与工程学系杭州310027

采用基于密度泛函理论第一性原理GGA和GGA+U相结合的方法研究了不同掺杂浓度下锐钛矿相和金红石相Nb:TiO2的晶体结构、电子结构以及稳定性.结果表明:锐钛矿相Nb:TiO2能带结构与简并半导体类似,呈类金属导电机理.金红石相Nb:TiO2呈半导... 详细信息

采用基于密度泛函理论第一性原理GGA和GGA+U相结合的方法研究了不同掺杂浓度下锐钛矿相和金红石相Nb:TiO2的晶体结构、电子结构以及稳定性.结果表明:锐钛矿相Nb:TiO2能带结构与简并半导体类似,呈类金属导电机理.金红石相Nb:TiO2呈半导体导电机理.Nb原子比Ti原子电离产生出更多的电子.锐钛矿相Nb:TiO2中Nb原子的电离率比金红石相Nb:TiO2的大.以上结果说明锐钛矿相Nb:TiO2比金红石相Nb:TiO2更适宜用作TCO材料;掺杂浓度对其杂质能级,费米能级和有效质量都有影响.Nb原子掺杂浓度越高,材料电离率呈降低趋势;形成能计算结果显示:在富钛条件下不利于Nb原子的掺杂,而在富氧条件下有利于Nb原子的掺杂.对于金红石相和锐钛矿相Nb:TiO2,不论是在贫氧或富氧条件下,随着Nb原子掺杂浓度的提高,形成能均增大.

关键词：第一性原理研究电子结构稳定性 Nb TiO2

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半赫斯勒热电材料与器件研究进展

中国材料进展 2022年第12期41卷 1029-1041,1056页

作者：苗圃韩屾高梓恒付晨光朱铁军浙江大学材料科学与工程学院硅材料国家重点实验室浙江杭州310027

热电材料是一种可以直接实现热能与电能相互转化的新型清洁能源材料,其中半赫斯勒热电材料因其优异的高温热电性、良好的机械性能与热稳定性展现出较强的应用潜力,是极具竞争力的高温热电能量转换材料。简要回顾了近20年来半赫斯勒热电... 详细信息

热电材料是一种可以直接实现热能与电能相互转化的新型清洁能源材料,其中半赫斯勒热电材料因其优异的高温热电性、良好的机械性能与热稳定性展现出较强的应用潜力,是极具竞争力的高温热电能量转换材料。简要回顾了近20年来半赫斯勒热电材料的发展历程,重点介绍了以ZrNiSn、NbFeSb、ZrCoSb为代表的典型18电子半赫斯勒化合物的热电输运机制特点与性能优化策略,探讨了以名义19电子半赫斯勒体系为代表的缺陷型半赫斯勒化合物的本征缺陷结构与热电输运性质,概述了半赫斯勒热电器件的最新研究成果,展望了半赫斯勒合金热电材料与器件的发展趋势。

关键词：热电材料半赫斯勒合金热电器件电热输运本征缺陷

复合持续时间对PO-AlO异相复合玻璃结构和力学性能的影响

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无机材料学报 2022年

作者：朱钦塨赵高凌韩高荣浙江大学材料科学与工程学院硅材料国家重点实验室

近年来，分相玻璃以其独特的结构以及优异的物理化学性质引起了广泛关注。本研究结合气动雾化加料和机械搅拌，采用熔融冷却法制备了纳米SiO-NaO高硅玻璃颗粒增强的PO-AlO玻璃。通过改变复合持续时间，研究了玻璃的结构与力学性能之间...

近年来，分相玻璃以其独特的结构以及优异的物理化学性质引起了广泛关注。本研究结合气动雾化加料和机械搅拌，采用熔融冷却法制备了纳米SiO-NaO高硅玻璃颗粒增强的PO-AlO玻璃。通过改变复合持续时间，研究了玻璃的结构与力学性能之间的关系。结果表明，异相复合玻璃的杨氏模量高于PO-AlO玻璃，并且随着复合持续时间由10 s增大到8 min，玻璃的杨氏模量呈现先升高后降低的趋势，在复合持续时间为6 min时，杨氏模量达到最大值80.7 GPa。相比于PO-AlO玻璃，杨氏模量提高了18%。引入SiO-NaO高硅玻璃颗粒不仅能够在基体玻璃中形成第二相，而且会改变PO-AlO玻璃的结构。随着复合持续时间由10 s增大到6 min，异相复合玻璃网络中磷的配位数逐渐增大，并且玻璃网络中的非桥氧数量逐渐减少，网络交联度逐渐增加。而复合持续时间超过8 min，则不利于网络交联度的增加。异相复合玻璃的开发为耐损伤玻璃材料的制备提供了新的思路。

关键词：

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低辐射隔热复合镀膜玻璃的制备

功能材料 2015年第1期46卷 1141-1143页

作者：赵嫦毕诚赵高凌韩高荣浙江大学材料科学与工程学系硅材料国家重点实验室杭州310027

采用溶胶-凝胶法成功制备了SnO2∶F/SiO2气凝胶复合镀膜玻璃,并采用扫描电子显微镜(SEM)、导热系数仪、红外光谱仪,紫外-可见光谱仪等对镀膜玻璃的微观结构、热导率、辐射率、透光率等进行了表征。结果表明,镀膜玻璃的透过率最高在75%左... 详细信息

采用溶胶-凝胶法成功制备了SnO2∶F/SiO2气凝胶复合镀膜玻璃,并采用扫描电子显微镜(SEM)、导热系数仪、红外光谱仪,紫外-可见光谱仪等对镀膜玻璃的微观结构、热导率、辐射率、透光率等进行了表征。结果表明,镀膜玻璃的透过率最高在75%左右;辐射率为0.53,复合镀膜玻璃与FTO玻璃相比,其热导率从3.615W/(m·K)降低到3.368W/(m·K),所得复合镀膜玻璃兼具低热导性和低辐射性。

关键词：复合镀膜玻璃低辐射低热导