导读:本文包含了无机半导体论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光催化,Ag-Ag_3PO_4,PAN,抗菌,SnS_2,PANI
无机半导体论文文献综述
田文慧[1]（2019）在《无机半导体/聚合物复合纳米材料的制备及催化性能研究》一文中研究指出在过去的几十年中,光催化作为一种绿色安全的技术,引起了许多学者的关注,已在太阳能转换和环境净化领域被广泛的应用。在光催化反应中,传统的半导体材料如ZnO和TiO_2作为光催化剂已被深入的研究。然而,这些半导体材料由于其宽带隙的特性只能吸收紫外光,降低了其在太阳光下的光催化效率。为此,研究者们通常将半导体材料与其他材料进行复合改性,改性后的复合材料拓宽了光吸收范围,且产生的电子和空穴更易分离这在很大程度上增强了半导体的光催化效率。另外从实际应用的角度出发,能否重复循环使用是半导体复合材料面临的挑战。本文以Ag-Ag_3PO_4/PAN和SnS_2/PANI为研究对象,针对材料的可见光利用率低与电子和空穴易复合光催化效率低,不易回收等问题进行研究,具体研究成果如下:在本研究中,通过沉淀法和还原法制备了基于电纺聚丙烯腈(PAN)纳米纤维的Ag-Ag_3PO_4网状纳米结构。将所制得的材料进行X射线衍射和X射线光电子能谱分析可以得出成功获得了Ag-Ag_3PO_4/PAN材料。通过扫描电镜可以清晰地观察出复合纳米材料的微观结构。紫外-可见漫反射光谱分析表明,Ag-Ag_3PO_4/PAN复合纳米材料的可见光吸收能力高于Ag/PAN和Ag_3PO_4/PAN材料。将所制备的Ag-Ag_3PO_4/PAN复合纳米材料对革兰氏阴性菌E.coli和革兰氏阳性菌S.aureus进行灭菌。结果表明,在可见光和黑暗条件下Ag-Ag_3PO_4/PAN复合纳米材料对E.coli和S.aureus的灭菌活性优于Ag/PAN和Ag_3PO_4/PAN。这是由于Ag-Ag_3PO_4/PAN这个体系降低了电子空穴的复合机率,提高了可见光的光催化效率。在可见光条件下Ag-Ag_3PO_4/PAN在90 min内完全灭活E.coli细胞,150 min内完全灭活S.aureus。复合纳米材料回收重复使用四次后光催化杀菌效率仍不低于90%。此外,PAN纳米纤维具有大的连续网状结构使Ag-Ag_3PO_4/PAN复合纳米材料更易从溶液中分离。通过溶剂热-氧化聚合方法制备SnS_2/PANI复合纳米材料。经过XRD、SEM、XPS等表征验证出已经成功的获得了SnS_2/PANI复合纳米材料。将所制备的SnS_2/PANI复合纳米材料对染料MB溶液进行降解来验证其光催化能力。通过改变不同的工艺参数,如:苯胺负载量、MB溶液的初始pH值、MB溶液的初始浓度、催化剂用量。证明SnS_2/PANI的可见光催化能力优于纯的SnS_2。SnS_2是一种稳定的可见光催化剂,但是电子和空穴易复合。当与具有良好电荷传输能力的导电聚合物PANI复合后,由于PANI和SnS_2具有匹配的电子能带,有利于SnS_2的电子和空穴分离和转移,提高了光催化活性。SnS_2/PANI复合纳米材料回收重复使用四次后,其光催化效果仍不低于90%。通过以上研究可以得出所制备的SnS_2/PANI纳米复合材料具有高效,可以重复使用等优良性能。(本文来源于《长春工业大学》期刊2019-06-01）
郑瑞津[2]（2019）在《二萘嵌苯-3,4,9,10-四羧酸敏化二维无机半导体及其对光催化水氧化的影响研究》一文中研究指出全球化石燃料储量的减少和大量化石燃料的不合理使用,造成了严重的能源危机和环境污染,严重破坏了人类的生存环境和经济的健康发展。目前最理想的解决方案之一是通过半导体光催化剂吸收太阳能,高效地将其转化为其他无毒、环保的清洁能源。太阳能通过光催化水裂解可以转化为环保、经济适用的化学能,受到了人们广泛的关注。而光催化水裂解的产氧半反应是一个复杂的四电子反应,产氧速率非常缓慢,是光催化水裂解反应速率的决定步骤。如何利用宽带光诱导产氧半反应过程中的电荷分离和定向传输,以及抑制的光生电荷复合是提高光催化产氧效率的关键问题。目前,大多数光催化剂都是无机半导体材料,它们具有良好的电子迁移率,能够更快地分离光生电子和空穴。然而,大多数无机半导体材料的带隙宽度较大,必须通过紫外光照射才能使得价带电子跃迁。相对于无机半导体,有机半导体具有许多特性,如可以利用化学方法调节其电子和光学性能,结构多样性,来源丰富,成本较低等,并且有机半导体具有很高的消光系数,可以吸收大部分可见光。然而有机半导体材料亦有其缺陷,例如,大多数有机半导体的载流子传输能力较差从而使得光生电子-空穴很容易在传输中发生复合,制约了其在光催化水裂解方面的应用。因此通过有机功能分子修饰无机半导体材料,充分发挥两者间的协同作用,有望提高催化剂的光吸收能力、减少载流子的复合、增强催化剂对载流子的传输能力。本文利用二萘嵌苯-3,4,9,10-四羧酸(PTCAD)作为染料敏化分子,分别制备了二维PTCAD/In2O3纳米片、二维PTCAD/Mn2O3纳米片,着重研究了在复合半导体材料中,有机功能分子对可见光利用率、能带结构、电荷的分离与传输、水氧化性能等方面的影响,为设计优化新型有机-无机复合光催化材料提供了借鉴和指导。论文的研究内容主要包括以下两部分:1.二萘嵌苯-3,4,9,10-四羧酸修饰二维超薄氧化铟纳米片加速光驱动水氧化在本项工作中,我们利用具有大π键共轭结构的二萘嵌苯-3,4,9,10-四羧酸(PTCAD)作为电子供体,减小了光催化剂的禁带宽度,促进了光生载流子的分离和传输,降低了过电位,调控了晶格平面,同时质子耦合电子转移过程得到明显增强,从而使得复合催化剂的水氧化能力大大加强。本项工作以PTCAD为有机功能配体,采用原位合成的方法制备了二维多孔PTCAD/In2O3纳米片。从结构特点和电子效应两方面研究了有机配体PTCAD的作用。从结构上看,低含量的PTCAD对In2O3纳米结构的形貌、比表面积、氧化态和氧空位影响不大。然而,值得注意的是,PTCAD确实影响了晶体的生长取向,其中少量的PTCAD会使得In2O3暴露更多的催化活性晶面,而过量的PTCAD使晶格面钝化。该现象为利用有机分子操纵晶格面取向来构建活性晶面提供了指导。此外,PTCAD含量与禁带宽度、过电位、电荷分离效率等电子效应密切相关。由此可知,适量的PTCAD对提高光催化剂的水氧化能力具有积极地影响。具体来说,负载量为0.5%-1%摩尔比的PTCAD在降低禁带宽度和抑制电子空穴复合方面表现最为突出。PTCAD/In2O3复合催化剂的性能的改进都应该是PTCAD和In2O3纳米片协同作用的结果,例如,In2O3纳米片可以提供限制在二维方向上的高的载流子迁移率、两者间的强键合和电子耦合、较大的热力学驱动力,以及质子耦合电子转移过程的提升等。本工作有助于理解有机功能分子对无机半导体组分的修饰作用以及两种组分之间的协同作用,有助于开发出高效的光催化水氧化材料。2.二萘嵌苯-3,4,9,10-四羧酸对叁氧化二锰二维结构的形成及其光电性质影响通过简单水热法,利用PTCAD作为有机功能分子,成功制备了具有二维结构的有机-无机复合光催化剂PTCAD/Mn2O3纳米片。由于PTCAD的调控作用,使得复合材料Mn2O3由原始的不规则块状转变为规则的二维纳米片结构,有助于光生载流子快速传输到固液表面,减少电子空穴复合体,增加比表面积,暴露更多的反应位点。根据一系列不同浓度的PTCAD/Mn2O3纳米片的电化学表征结果可知,适量的PTCAD有机分子对复合材料的过电位的降低,催化剂的电化学阻抗的减小,以及材料的光电流强度的提升等方面发挥了巨大的作用。该项工作对二维光催化剂的合成及有机-无机复合材料的光催化效率的提升具有积极的影响。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-20）
Khurram,Usman[3]（2018）在《无机半导体纳米晶材料及其薄膜光伏器件研究》一文中研究指出为了制备出价格低廉且高效的太阳能电池,全球的研究者们正致力于采用低成本技术,多渠道地开发新型活性材料。近年来,研究重点主要集中在各种高效、低成本的半导体薄膜光伏材料及器件技术方面。其中,有机和钙钛矿为代表的薄膜电池技术近年来发展尤为迅速。目前单节有机太阳能电池效率已经超过14%。有机-无机钙钛矿电池效率更是在短短几年时间内效率已经突破了22%。然而,他们仍然面临诸如活性层结晶和形貌控制困难、器件效率不够高、稳定性不足以及环境毒性等不同的问题。因此,开发制备价格低廉且高效、稳定和环境友好的新型薄膜太阳电池材料和器件技术具有重要意义。在过去十年中,半导体量子点(QDs)或纳米晶体(NCs)材料的光伏应用已受到广泛的关注和研究。利用这类无机半导体纳米材料的优点是,基于量子限域效应带来的尺寸可调、能带可控等性质,量子点良好的自组装成膜特性有利于获得高质量的薄膜,以及更好的化学稳定性和更小的环境毒性等等。本论文的研究工作主要是研发制备不同的无机半导体纳米材料并探索其在薄膜光伏中的应用。主要内容可概括如下:在本论文的第一部分内容中,我们研究了纯无机的铯铅卤化物(CsPbX_3)钙钛矿量子点材料并测试其在薄膜光伏中的应用。通过高温和低温两种方法合成了高结晶性的CsPbX_3。在室温条件下,溶液法成功制备了基于CsPbX_3的无机-聚合物杂化太阳能电池。采用低温法,含短链配体的铯铅溴(CsPbBr_3)量子点的太阳能电池器件性能优于长链配体的CsPbBr_3的器件性能。最优器件获得了高达1.16%的效率,开路电压(V_(oc))为0.87 V,填充因子(FF)为56.2%,电流(J_(sc))为2.38 mA/cm~2。我们的结果表明基于纯无机的钙钛矿量子点可以制备出在空气环境中工作的电池器件;采用短链配体低温合成,可避免量子点薄膜繁琐的配体处理问题并提高量子点薄膜导电能力和器件效率。此外,我们研究了非铅、低环境毒性的银铋硫(AgBiS_2)量子点(QDs)的合成及其在薄膜太阳能电池中的应用。结合合适的配体处理,采用醋酸甲酯纯化步骤可以得到稳定的QDs溶液及其高质量薄膜。AgBiS_2用作活性吸光层,基于ITO/ZnO/AgBiS_2/polymer/MoO_3/Ag结构的杂化太阳能电池优化后实现了~3%的器件效率。这表明AgBiS_2量子点材料作为活性层在光伏应用中具有潜力。此外,AgBiS_2量子点作为阴极界面层,应用于ITO/AZO/AgBiS_2/PCE10:PC_(71)BM/MoO_3/Al结构电池中,获得的最高效率为5.56%。氧化锌纳米晶(ZnO)是应用广泛的n型界面材料之一,具有诸如易合成、合适的能级和光电性能等优点。但是,ZnO表面存在的缺陷会引起严重电荷复合,使得器件性能较差。可以通过对其进行掺杂修饰提高器件性能。在室温条件下,合成了以丙胺为稳定剂的镓掺杂氧化锌纳米晶(GZO)界面材料。以100°C对GZO界面层进行热退火,基于PBDB-T:IT-M活性层的反型电池获得了高达10%的效率。这一结果和文献报道值相当,表明对ZnO进行界面修饰可以减少复合,改善电子传输和收集效率,最终改善器件性能。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)》期刊2018-06-30）
李秋珵,孙靖宇[4]（2018）在《具有室温延展性的新型无机半导体材料:α-Ag_2S》一文中研究指出在传统材料中,金属材料和合金具有室温延展性,金属键在外力作用下可以产生塑性形变,其形变张力可达5%~100%~([1,2]).而无机半导体材料和陶瓷绝缘材料通常都属于脆性材料,只有不到0.1%~0.2%的形变张力.中国科学院上海硅酸盐研究所陈立东和史迅研究组与德国马普所Yuri Grin研究所~([3])合作,首次报道了一种在室温条件下具有类似金属的优异延展性的无机半导体材(本文来源于《科学通报》期刊2018年16期）
马小悦[5]（2018）在《金属有机骨架/无机半导体复合材料的制备和性能研究》一文中研究指出近年来,光催化技术由于具有操作简单方便,能量消耗量低,应用范围广泛等特点,被认为是治理环境污染和缓解能源紧缺问题的重要途径。在诸多光催化材料中,金属有机骨架材料(MOFs)具有比表面积大、孔隙率高等自身优势,有望成为新一代降解有机污染物的优良光催化剂。其中,锆基金属有机骨架材料UiO-66因其具有光催化性能和宏量制备工艺简单而受到广泛关注。并且,将UiO-66与无机半导体有效复合形成的复合型光催化材料能够兼具两者的优点和性能协同,是目前功能材料的重点研究方向。本文以增强UiO-66材料的光催化活性为目的,希望通过有效的合成方法构筑光催化性能优良的复合型光催化剂。基于此,本课题主要从UiO-66与硫化铜复合材料的制备方法和光催化降解有机染料的性能进行研究。主要研究内容如下:(1)CuS/UiO-66复合材料的制备和光催化性能研究:本研究采用溶剂热法合成CuS/UiO-66复合材料。制备得到系列不同CuS和UiO-66质量比的CuS/UiO-66复合光催化剂,通过X-射线粉末衍射(XRD)确定CuS/UiO-66复合材料由六方相CuS和立方相Zr_6O_4(OH)_4(BDC)_6组成;通过扫描电子显微镜(SEM)确认CuS在UiO-66纳米颗粒表面生长形成花状微球;通过紫外可见吸收光谱(UV-vis)分析表明复合CuS能够增强UiO-66对可见光的吸收能力;通过光致发光光谱(PL)分析表明复合材料的禁带宽度相对于单纯UiO-66没有发生明显变化,但是电子与空穴复合效率明显降低。可见光催化降解罗丹明B的结果表明:CuS/UiO-66复合材料展现出优于任一单组分材料的光催化降解活性,并且其稳定性也有所加强。同时通过分析CuS和UiO-66的能带结构,提出了可能的光催化机理。(2)Cu_xS/UiO-66复合材料的制备和光催化性能研究:本研究采用表面功能化法合成Cu_x S/UiO-66复合材料。以巯基丙酸(MPA)为表面功能化试剂,制备得到系列不同Cu/Zr摩尔比的Cu_xS/UiO-66复合光催化剂,通过X-射线粉末衍射(XRD)确定Cu_xS/UiO-66复合材料由立方相Cu_xS和立方相Zr_6O_4(OH)_4(BDC)_6组成;通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)确认Cu_xS纳米晶在100 nm左右的UiO-66纳米颗粒表面生长形成复合材料。同时,通过考察添加和不添加巯基丙酸所制备Cu_xS/UiO-66复合材料的形貌,进一步论证了巯基丙酸的表面功能化作用。通过紫外可见吸收光谱(UV-vis)分析显示Cu_xS/UiO-66复合材料对光的吸收范围相对于UiO-66明显扩宽到整个可见光区域;通过光致发光光谱(PL)分析表明复合材料的电子与空穴分离效率明显增强。可见光催化降解罗丹明B结果表明:相比于单一纯材料,Cu_xS/UiO-66复合材料具有优异的光催化降解活性和稳定性。其中,Cu/Zr摩尔比为1.5的复合材料UC-15具有最佳的光催化降解性能,光催化降解效率达到95%,并且其光催化性能优于同质量配比的机械混合物,表明在复合材料中Cu_x S和UiO-66之间存在协同效应,使得复合材料具有良好的吸附性能和较高的电子空穴分离效率。综上,本文分别深入探究了采用溶剂热法和表面功能化法将UiO-66与硫化铜进行复合,成功制备得到光催化性能优异的新型硫化铜/UiO-66复合材料,提高了单一纯组分材料的光催化性能和应用范围。(本文来源于《东南大学》期刊2018-06-08）
周东磊[6]（2018）在《无机半导体量子点调控稀土离子发光及其应用研究》一文中研究指出稀土发光材料由于其丰富的能级和4f电子的跃迁特性,具有多色光发射,发射线窄,色纯度高,发射波长分布区域宽,寿命长等其它发光材料无法比拟的特点,在照明和显示等领域得到了广泛的应用。同时,稀土发光材料也是太阳能电池进行光子能量转换的理想选择,可显着提高太阳能电池的效率。然而,由于稀土发光材料的吸收截面小、发光效率较低等问题,严重制约了稀土发光材料在一些领域的应用;另外,由于新的照明与显示技术的迅猛发展(如LED照明﹑液晶显示),一些传统的稀土照明与显示材料(如CRT﹑PDP荧光粉)被逐渐替代。同时,使用稀土光转换材料提高太阳能电池的能量转换效率依然处于实验室研究阶段。因此,探索高效稳定的新型稀土发光材料,拓展稀土发光材料在一些新兴领域的应用,对于稀土发光材料的发展和应用具有重要的意义。本论文主要针对稀土纳米发光材料上转换和量子剪裁发光过程中存在的问题,通过半导体表面等离子体和吸收截面大﹑声子能量低的钙钛矿量子点对上转换和量子剪裁发光进行了调控。通过Cu_(2-x)S半导体量子点的等离子体共振和能量传递效应增强了稀土上转换发光,得到了最高1500倍的增强,并将其应用到防伪显示和钙钛矿电池等领域;通过在钙钛矿量子点中掺杂稀土离子Yb~(3+)和Ce~(3+),使稀土量子剪裁发光的效率达到146%,并将其应用于硅太阳能电池,使其能量转换效率从18.1%提高到21.5%。取得的主要成果如下:【1】合成了Cu_(2-x)S等离子体半导体量子点,并系统研究了其光学和电学性质。确定Cu_(2-x)S量子点中的表面等离子体共振来源于表面配体局域的载流子的集体震荡;研究发现,热处理会导致表面配体氧化分解,从而引起等离子体共振吸收峰的展宽、减弱和红移。利用Cu_(2-x)S的局域表面等离子体共振来增强NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)纳米粒子的上转换荧光强度,获得80倍的最佳增强;揭示了双光子能量转移过程与表面等离子体效应的共同增强机制。【2】制备了PMMA叁维蛋白石光子晶体和Cu_(2-x)S等离子体量子点复合结构,采用多种激发波长(808,980和1540 nm)系统地研究了其与上转换纳米颗粒NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)@NaYF_4:Yb~(3+),Nd~(3+)的相互作用。结合光子晶体带隙调控效应﹑表面等离子体共振效应和双光子能量转移作用,获得了高达1500倍的上转换增强,荧光亮度可以达到1282 cd/m~2,并利用所制备的复合薄膜成功实现了新颖的角度依赖的红外防伪。【3】合成了mCu_(2-x)S@SiO_2@Er_2O_3核壳复合材料,在800 mW/mm~2的激发功率下,得到了1100倍的上转换荧光增强和高效的宽带白光发射,内量子效率高达14.3%,并将制备的复合材料应用到钙钛矿太阳能电池中,使钙钛矿电池的能量转换效率从16.2%提高到17.8%,在15个太阳光下,钙钛矿电池的效率进一步提高,达到18.8%。【4】首次合成了Yb~(3+)掺杂﹑(Yb~(3+),Er~(3+))和(Yb~(3+),Ce~(3+))共掺杂CsPbCl_xBr_(3-x)量子点。这些量子点同时具有钙钛矿激子发射和988nm处Yb~(3+)离子的强红外发光,得益于高效的量子剪裁发光过程,CsPbCl_(1.5)Br_(1.5):Yb~(3+),Ce~(3+)的量子效率达到146%。通过简单的液相沉积方法,将钙钛矿量子点成功地自组装在商用硅电池表面,使硅电池的能量转换效率从18.1%提高到21.5%,相对提高18.8%,远远超过以往文献报道的结果。【5】在Yb~(3+)掺杂的CsPbCl_3,CsPbCl_(1.5)Br_(1.5)和CsPbBr_3钙钛矿量子点中,通过依赖于温度的光致发光光谱测试,观察到由缺陷态引起的宽带发射。建立了微观物理模型,定量地模拟了依赖于温度的激子发射﹑缺陷发光和Yb~(3+)红外发光。研究结果表明,从价带到缺陷态的热激活过程是影响钙钛矿激子发射强度依赖于温度的主要原因。钙钛矿中的缺陷态能级可以作为钙钛矿量子点向Yb~(3+)离子量子剪裁发光的中间态能级,使Yb~(3+)发光效率大大地提高。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-06-01）
马梦瑶[7]（2018）在《基于无机半导体纳米材料的免疫传感器的构建及其在蛋白质检测方面的应用》一文中研究指出无机半导体纳米材料因其优异性能被广泛应用于生物传感方面,在食品安全、环境监测等重要领域建立了一系列高灵敏度、高选择性的检测方法:第一,无机半导体纳米材料拥有良好的光、电性能,是构建生物传感器信号转换元件的良好材料;第二,无机半导体纳米材料的因其纳米结构带来的高表面能、大比表面积等性质,可用于电极修饰,增加电极活性位点,提高生物识别分子的负载量;第叁,无机半导体纳米材料的生物相容性好,为生物大分子检测提供一个良好的微环境。本论文基于无机纳米材料的制备与功能化,分别构建了两种免疫传感器——基于二氧化钛纳米棒阵列的光电免疫传感界面和基于功能化二硫化钼超薄纳米片的电阻抗免疫传感界面,用于对蛋白质分子的灵敏检测。具体如下:1.设计并构建了一种基于二氧化钛纳米棒阵列(TiO_2-NAs)的光电免疫传感界面,并实现对肿瘤坏死因子(TNF-α)的灵敏检测。首先通过水热法制备TiO_2-NAs,再通过离子层连续吸附与反应(SILAR)方法制备TiO_2-NAs/CdS:Mn~(2+)共敏化复合材料,CdS和Mn~(2+)的敏化显着降低了光生空穴与电子的复合几率,提高光电流强度。该传感器同时采用ZnS纳米粒子标记二抗作为信号放大元件,极大地增加了空间位阻效应,同时具有较宽的光吸收范围,可以竞争吸收光能,降低TiO_2-NAs光电极的光吸收效率。该传感器通过夹心免疫法,以CdS和Mn~(2+)共敏化的TiO_2-NAs偶联纳米抗体作为一抗,以ZnS纳米粒子标记纳米抗体作为二抗,当检测目标TNF-α通过抗原抗体反应,与一抗和二抗同时作用,显着降低传感器的光电响应,从而实现对TNF-α的超灵敏检测。该方法有良好的线性范围(2.0 pg/mL到200 ng/mL)和低检测限(1.0 pg/mL),具有良好的稳定性、重现性和选择性。该方法被应用于分析肺癌患者血液样品中TNF-α的表达水平,对肺癌初期诊断有重要意义。2.设计并构建了一种基于功能化二硫化钼(MoS_2)纳米片层材料的电阻抗免疫传感界面,并实现对肌红蛋白(Mb)的超灵敏检测。首先通过水热法制备性能优异的单层MoS_2超薄纳米片,然后对其进行功能化;表面氨基化的MoS_2超薄纳米片通过氨基与肌红蛋白抗体(MbAb)上羧基的共价作用结合,对捕获抗体MbAb实现固定。通过MbAb与检测目标Mb分子之间的抗原抗体结合作用,当传感器表面结合上一定数量的Mb分子后,传感界面的阻抗会发生显着变化。该方法对Mb有着高灵敏的检测能力,线性范围是0.5 ng/mL到150 ng/mL,检测限是0.17 ng/mL。(本文来源于《东南大学》期刊2018-06-01）
沈则瑾[8]（2018）在《我国科学家发现首个可弯曲无机半导体材料》一文中研究指出本报讯 沈则瑾报道：最近，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员史迅、陈立东与德国科学家合作，发现首个可弯曲无机半导体材料α-Ag2S（硫化亚银）。这种典型的半导体在室温中具有非常反常的与金属类似的力学性能，尤其是拥有良好的延展性和可弯曲性，有望在柔性电子(本文来源于《经济日报》期刊2018-05-24）
朱梁正[9]（2018）在《叁元无机半导体材料的合成及在钙钛矿太阳电池中的应用》一文中研究指出自2009年以来,经过短短数年的发展,以有机-无机杂化钙钛矿材料为吸光层的钙钛矿太阳电池的光电转化效率得到了飞速的上升,从最初的3.8%增加到了 22.7%,充分展现出了其巨大的应用前景。钙钛矿太阳电池主要由电子传输层、钙钛矿吸光层和空穴传输层等组成。在前期研究过程中发现,导致钙钛矿太阳电池不稳定的因素较多,各功能层的材料及结构均会对稳定性造成影响。为了增加太阳电池的稳定性,我们从对其影响较大的电子传输材料和钙钛矿材料本体入手,开展了一系列的研究:(1)在电子传输材料方面,对于电池光照稳定性能造成较大影响的原因在于常用的钙钛矿电子传输材料TiO_2具有很强的光催化性能,会诱导钙钛矿吸光材料的光降解。针对该问题,论文首次提出使用叁元无机钙钛矿型氧化物锡酸钡BaSnO_3(BSO)代替原有的TiO_2介孔电子传输材料。利用锡酸钡优良的光电性能,以及具有低催化活性、高电迁移率和无需相变的特点,通过合成出高分散的BSO纳米颗粒浆料并制备出优良的BSO介孔电子传输层,成功制备了与传统钙钛矿太阳电池光伏性能相似的BSO钙钛矿太阳电池,证明了使用叁元无机半导体材料代替原有电子传输材料的可行性。之后利用BSO易于通过修饰成分和掺杂等方式调制改变自身的光学和电学性能的特性,将掺镧锡酸钡La-BaSnO_3(LBSO)作为电子传输材料应用于PSCs中。所制备出的新型LBSO钙钛矿太阳电池实现了在不牺牲器件光伏性能的前提下有效地提高了钙钛矿太阳电池的光照稳定性。(2)从钙钛矿吸光材料本身来说,该类材料尤其是经典的碘铅甲胺CH_3NH_3PbI_3材料具有较不稳定的化学性质,对光、热、湿度等条件均非常敏感,易降解。而化学性能较稳定且无毒无污染的铋基钙钛矿吸光材料是具有研究价值的新型钙钛矿材料。通过使用一种简单易操作且制备条件温和的溶剂调控法制备叁元无机钙钛矿材料碘铋铯Cs_3Bi_2I_9,相比于传统的制备方法有效地改善了薄膜形貌,获得了较高的器件效率以及良好的长期稳定性能。除了钙钛矿型的吸光材料外,通过参考和分析钙钛矿吸光材料和器件的光电性能、能带结构以及电荷传输机理等性质,筛选并合成了新型叁元无机吸光材料硫锡银Ag_8SnS_6(ATS),该材料光电性能优秀并且无毒无污染,化学稳定性好。基于ATS的电池器件展现出了具有发展潜力的光电转化效率以及卓越的长期稳定性能。本文主要通过对钙钛矿太阳电池中原有的功能材料造成的电池缺陷和稳定性问题进行分析研究,筛选、合成和使用性能优异的叁元无机半导体材料代替电池中的原有功能材料,针对性地解决钙钛矿太阳电池的稳定性差、有毒有污染等问题。这些研究改善了钙钛矿太阳电池中受到原有功能材料限制的问题,并可以为新型功能材料在钙钛矿太阳电池中的应用提供指导和思路。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-04-24）
宋金泽[10]（2018）在《关于新型无机半导体材料Cs_2InBiCl_6合成的研究》一文中研究指出卤化物钙钛矿化合物,例如有机-无机杂化物半导体材料CH3NH3Pb I3,是一种新兴的光电材料。近些年来,这种材料因为其优异的光电性能吸引了很多的关注。由于CH3NH3Pb I3吸收系数很高,并且具有很高的载流子迁移率,因而它表现出了做为太阳能电池能量吸收层材料的潜力。在近些年,科研工作人员已经研制出了基于CH3NH3Pb I3的能量转换效率高达22.1%的太阳能电池。除此之外,CH3NH3Pb I3由于其可在溶液中处理的特性,使得基于CH3NH3Pb I3的太阳能电池合成和组装过程非常简单,相比于传统多晶硅太阳能电池合成和组装工艺,能耗大大降低。但是卤素钙钛矿中的铅元素毒性很大,这个缺点严重限制了卤素钙钛矿的大规模的商业化使用和生产,所以探索不含铅的卤素钙钛矿材料成为了近期非常火热的研究方向。所以,在本论文中,研究人员尝试了溶液法、气相沉积法、固气双向反应法去探索合成该材料的可能性。通过实验发现、尽管该材料根据理论计算在热力学上是可以稳定存在的,但是从氧化还原反应的角度,该材料是非常不稳定的。研究人员从实验上证实了该材料会发生自身氧化还原反应,无法稳定存在。文中第一次从氧化还原反应的角度去探索了该材料,为今后理论和实验研究双元卤素钙钛矿材料提供了更多借鉴:在考虑新材料热力学稳定性的同时还应当考虑新材料的氧化还原稳定性。(本文来源于《科技创新导报》期刊2018年01期）
无机半导体论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
全球化石燃料储量的减少和大量化石燃料的不合理使用,造成了严重的能源危机和环境污染,严重破坏了人类的生存环境和经济的健康发展。目前最理想的解决方案之一是通过半导体光催化剂吸收太阳能,高效地将其转化为其他无毒、环保的清洁能源。太阳能通过光催化水裂解可以转化为环保、经济适用的化学能,受到了人们广泛的关注。而光催化水裂解的产氧半反应是一个复杂的四电子反应,产氧速率非常缓慢,是光催化水裂解反应速率的决定步骤。如何利用宽带光诱导产氧半反应过程中的电荷分离和定向传输,以及抑制的光生电荷复合是提高光催化产氧效率的关键问题。目前,大多数光催化剂都是无机半导体材料,它们具有良好的电子迁移率,能够更快地分离光生电子和空穴。然而,大多数无机半导体材料的带隙宽度较大,必须通过紫外光照射才能使得价带电子跃迁。相对于无机半导体,有机半导体具有许多特性,如可以利用化学方法调节其电子和光学性能,结构多样性,来源丰富,成本较低等,并且有机半导体具有很高的消光系数,可以吸收大部分可见光。然而有机半导体材料亦有其缺陷,例如,大多数有机半导体的载流子传输能力较差从而使得光生电子-空穴很容易在传输中发生复合,制约了其在光催化水裂解方面的应用。因此通过有机功能分子修饰无机半导体材料,充分发挥两者间的协同作用,有望提高催化剂的光吸收能力、减少载流子的复合、增强催化剂对载流子的传输能力。本文利用二萘嵌苯-3,4,9,10-四羧酸(PTCAD)作为染料敏化分子,分别制备了二维PTCAD/In2O3纳米片、二维PTCAD/Mn2O3纳米片,着重研究了在复合半导体材料中,有机功能分子对可见光利用率、能带结构、电荷的分离与传输、水氧化性能等方面的影响,为设计优化新型有机-无机复合光催化材料提供了借鉴和指导。论文的研究内容主要包括以下两部分:1.二萘嵌苯-3,4,9,10-四羧酸修饰二维超薄氧化铟纳米片加速光驱动水氧化在本项工作中,我们利用具有大π键共轭结构的二萘嵌苯-3,4,9,10-四羧酸(PTCAD)作为电子供体,减小了光催化剂的禁带宽度,促进了光生载流子的分离和传输,降低了过电位,调控了晶格平面,同时质子耦合电子转移过程得到明显增强,从而使得复合催化剂的水氧化能力大大加强。本项工作以PTCAD为有机功能配体,采用原位合成的方法制备了二维多孔PTCAD/In2O3纳米片。从结构特点和电子效应两方面研究了有机配体PTCAD的作用。从结构上看,低含量的PTCAD对In2O3纳米结构的形貌、比表面积、氧化态和氧空位影响不大。然而,值得注意的是,PTCAD确实影响了晶体的生长取向,其中少量的PTCAD会使得In2O3暴露更多的催化活性晶面,而过量的PTCAD使晶格面钝化。该现象为利用有机分子操纵晶格面取向来构建活性晶面提供了指导。此外,PTCAD含量与禁带宽度、过电位、电荷分离效率等电子效应密切相关。由此可知,适量的PTCAD对提高光催化剂的水氧化能力具有积极地影响。具体来说,负载量为0.5%-1%摩尔比的PTCAD在降低禁带宽度和抑制电子空穴复合方面表现最为突出。PTCAD/In2O3复合催化剂的性能的改进都应该是PTCAD和In2O3纳米片协同作用的结果,例如,In2O3纳米片可以提供限制在二维方向上的高的载流子迁移率、两者间的强键合和电子耦合、较大的热力学驱动力,以及质子耦合电子转移过程的提升等。本工作有助于理解有机功能分子对无机半导体组分的修饰作用以及两种组分之间的协同作用,有助于开发出高效的光催化水氧化材料。2.二萘嵌苯-3,4,9,10-四羧酸对叁氧化二锰二维结构的形成及其光电性质影响通过简单水热法,利用PTCAD作为有机功能分子,成功制备了具有二维结构的有机-无机复合光催化剂PTCAD/Mn2O3纳米片。由于PTCAD的调控作用,使得复合材料Mn2O3由原始的不规则块状转变为规则的二维纳米片结构,有助于光生载流子快速传输到固液表面,减少电子空穴复合体,增加比表面积,暴露更多的反应位点。根据一系列不同浓度的PTCAD/Mn2O3纳米片的电化学表征结果可知,适量的PTCAD有机分子对复合材料的过电位的降低,催化剂的电化学阻抗的减小,以及材料的光电流强度的提升等方面发挥了巨大的作用。该项工作对二维光催化剂的合成及有机-无机复合材料的光催化效率的提升具有积极的影响。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
无机半导体论文参考文献
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