导读:本文包含了异质结体系论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光生阴极保护,二氧化钛,异质结,不锈钢
异质结体系论文文献综述
王文成[1]（2019）在《二氧化钛异质结体系的构建及其光生阴极保护性能研究》一文中研究指出海洋蕴藏着丰富的自然资源,世界各国都在大力发展海洋事业,新增大量海洋开发设备和海洋基础设施等。而海洋却是一种苛刻的腐蚀环境,处于海洋环境中的金属时刻遭受着快速腐蚀的破坏。作为一种海洋环境中常用的金属防腐蚀技术,传统阴极保护技术逐渐暴露出自身的缺点,外加电流阴极保护对能源供给有严重的依赖性,牺牲阳极阴极保护在使用过程中不断向环境释放各种金属离子。光生阴极保护的优点在于既不消耗能源,也不向环境释放金属离子,它是综合了半导体光电转换特性和阴极保护机理的新型防腐蚀技术。纳米二氧化钛(TiO_2)是一种非常理想的光电转换材料,一直是光生阴极保护中研究最多的半导体材料,然而经过数十年的努力研究,却仍然存在许多关键缺陷需要克服。TiO_2的宽禁带严重限制了它对可见光的响应能力,导致其在自然光照下不能为金属提供足够的光生阴极保护效果。另外,纯TiO_2中的光生载流子极易复合,使其无法在暗态下为金属提供很好的光生阴极保护效果。通过窄禁带半导体与纯TiO_2复合,构建异质结电场是解决上述缺点的有效方法之一。窄禁带半导体能够有效调整TiO_2的能带结构,改变费米能级的位置,因此对拓宽TiO_2的可见光响应范围,抑制光生载流子复合,促进光生电子-空穴对分离,提升光生阴极保护效果大有益处。本文通过硒化铋(Bi_2Se_3),碲化铋@氧化铋(Bi_2Te_3@Bi_2O_3),硫化铟镁/硫化铟(MgIn_2S_4/In_2S_3)和硫化铟钙/硫化铟(CaIn_2S_4/In_2S_3)四种窄禁带半导体与纯TiO_2光阳极复合,有效调整了TiO_2的能级结构,拉升了费米能级,实现了在3.5wt%氯化钠(NaCl)溶液中对耦连金属的光生阴极保护作用。具体内容如下:(1)以氟化铵、水和乙二醇的混合液为电解液,钛片为阳极,铂片为阴极,采用一步阳极氧化法(20 V,1 h)成功在钛片表面构建出TiO_2纳米管阵列膜,并以此作为TiO_2光阳极。(2)采用化学浴沉积法(80℃)成功在TiO_2光阳极表面得到Bi_2Se_3纳米花,其中窄禁带Bi_2Se_3能够有效调整TiO_2的禁带宽度,拓宽TiO_2对可见光的响应范围,并通过优化Bi~(3+)离子浓度调整TiO_2表面Bi_2Se_3的负载量。可见光照射下,Bi_2Se_3/TiO_2光阳极可以将浸泡在3.5 wt%NaCl溶液中的304不锈钢的电极电位负移至-996 mV,表现出很好的光生阴极保护效果。暗态下依然可以将304不锈钢的电极电位维持在-400 mV左右,仍具有一定的光生阴极保护效果。(3)采用一步恒电位沉积法在TiO_2光阳极表面制备Bi_2Te_3@Bi_2O_3纳米花,其中通过调整沉积液中的氧含量、样品烘干温度和时间来促进Bi_2Te_3表面形成Bi_2O_3。Bi_2Te_3作为纳米花的核起到导电、光吸收和表面等离子作用,Bi_2O_3作为纳米花的壳与TiO_2构成异质结电场,抑制光生载流子复合,促进光生电子-空穴对分离。由于Bi_2Te_3@Bi_2O_3/TiO_2叁元异质结体系具备优异的光电转换性能,可见光下Bi_2Te_3@Bi_2O_3/TiO_2与浸泡在3.5 wt%NaCl溶液中的Q235碳钢耦连后阴极保护电位达到-976 mV,连续光照25 h后的阴极保护电位依然保持在-900 mV左右,表现出较好的光化学稳定性,并且Q235碳钢表面未出现腐蚀产物,表现出很好的光生阴极保护效果。(4)通过一步水热法在TiO_2光阳极表面制备MgIn_2S_4/In_2S_3微米花,获得的MgIn_2S_4/In_2S_3/TiO_2光阳极具有物质分布均匀、结构稳定有序的特点。窄禁带MgIn_2S_4和In_2S_3共同调整了TiO_2光阳极的禁带宽度和费米能级,成功将TiO_2的光响应范围拓宽到可见光区。构成的MgIn_2S_4/In_2S_3/TiO_2叁元异质结体系大幅提升了光生电子-空穴对的分离效率,同时促进了光生电子自发向316L不锈钢表面转移。可见光下MgIn_2S_4/In_2S_3/TiO_2的稳定光电流密度约50μA/cm~2,对316L不锈钢的阴极保护电位达到-790 mV,表现出良好的光生阴极保护效果。(5)通过调整水热反应液的pH,成功在TiO_2光阳极表面得到均匀有序分布的CaIn_2S_4/In_2S_3纳米颗粒,获得结构稳定的CaIn_2S_4/In_2S_3/TiO_2光阳极。CaIn_2S_4和In_2S_3共同调整了TiO_2的禁带宽度和费米能级,构成的CaIn_2S_4/In_2S_3/TiO_2叁元异质结体系大幅提升了光生载流子的分离效率。同时研究了不同空穴捕获剂对光生阴极保护性能的影响,发现空穴捕获剂的还原性强弱对可见光下光阳极耦连316L不锈钢的开路电位值和光电流密度值有较大影响,其中空穴捕获剂的还原型越强,开路电位值越负、光电流密度值越大。在选用Na_2SO_3作为空穴捕获剂时,可见光下CaIn_2S_4/In_2S_3/TiO_2的稳定光电流密度值约40μA/cm~2,对316L不锈钢的阴极保护电位达到-770 mV。在选用3.5 wt%NaCl溶液作为空穴捕获剂时,稳定光电流密度约30μA/cm~2,开路电位值约-550 mV。仍表现出较好的光生阴极保护效果。综上所述,采用四种窄带隙半导体复合改性TiO_2光阳极是一种非常有效的方法,均有助于调整TiO_2的禁带宽度,拓宽其在可见光区的响应范围。通过构建二元或叁元异质结体系,形成的异质结电场有效抑制了光生载流子复合,促进了光生电子-空穴对分离。通过拉升TiO_2的费米能级,促进了光生电子自发向被保护金属转移并富集,获得了更佳的光生阴极保护效果。通过上述探索,不仅能够提升TiO_2的光生阴极保护性能,而且让本人对提升光生阴极保护效果的方法和内在机理有了更深入的了解,特别是通过窄禁带半导体构建异质结来调整TiO_2的禁带宽度和费米能级。为今后在光生阴极保护方面对TiO_2进行改性提供参考和借鉴。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)》期刊2019-06-01）
高梦楠[2]（2019）在《两种二维异质结体系中手性声子的第一性原理研究》一文中研究指出在经典物理学理论中,声子一直被认为是线性极化的,不具有角动量。直到最近几年,人们从理论和实验上发现声子是有角动量的。磁性材料中,声子角动量将会修正爱因斯坦德哈斯效应测得的磁旋比。非磁性材料中,虽然声子的总角动量为零,但是空间反演对称性的破缺将使得每个声子模带有角动量。也就是说声子是手性的,这一理论最近被实验证实。随着手性声子的实验验证,声子手性的研究在许多领域引起了人们的关注,具有重要的应用价值。本文通过第一性原理来研究石墨烯/六方氮化硼(G/h-BN)这种层间异质结中的手性声子以及AB型氮化硼和BA型氮化硼构成的层内异质结界面处的手性声子模。我们通过第一性原理系统地研究了 G/h-BN这种经典异质结中的手性声子。研究发现,G/h-BN异质结空间反演对称性的破坏和层间相互作用的存在,不仅打开了带隙,而且打开了在第一布里渊区角(谷)处的简并点并赋予它们左手或右手手性声子。在能谷中,杂化使得手性声子模完全由单独层贡献。此外,我们证明了垂直应力能有效地调节非简并处声子的带隙,同时保持G/h-BN异质结中谷声子的手性,这有利于利用手性声子的实验测量。我们还分析了谷声子模中的赝角动量,为谷间电子散射过程中手性声子的激发和测量提供了重要参考。总的来说,我们对G/h-BN异质结系统中手性声子的研究结果可以吸引更多的研究人员在实验上和理论上进行研究,从而促进基于声子手性的声子学在未来的潜在应用。另外,我们利用第一性计算原理研究了具有同质键线缺陷的准一维层内异质结中受拓扑保护的手性声子。研究发现,zigzag型氮化硼层内异质结纳米带和氮化铝层内异质结纳米带(Z-ABBA/BN纳米带和Z-ABBA/AlN纳米带),由于同质键缺陷的存在而出现拓扑边界模。对于受拓扑保护的声子能带,缺陷附近的原子做圆偏振运动,振幅从中间向两端递减,纳米带两端原子几乎没有圆极化。然而,没有缺陷的纳米带(Z-ABAB/BN纳米带和Z-ABAB/AlN纳米带),不会出现拓扑保护的手性边界模。我们的研究结果揭示了在层内异质结纳米带材料中激发和测量受拓扑保护手性声子的可能性。(本文来源于《南京师范大学》期刊2019-04-20）
万冬阳[3]（2019）在《碳基纳米纤维异质结体系的构筑及其PM捕获性能的研究》一文中研究指出随着工业化进程的加快,环境污染日益严重,特别是在发展中国家,严重威胁着人类的健康。其中,不同大小的颗粒物(PM)是主要的空气污染物,PM富含大量有毒有害成分,在大气中停留时间长,严重影响大气环境的质量。研究表明,颗粒越小对人体健康的危害越大,因为直径越小,进入呼吸道的部位越深。10 μm直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道,2 μm以下的可深入到肺泡。细颗粒物进入人体肺泡后,直接影响肺的通气功能,使机体容易处在缺氧状态。已经有大量的流行病学研究表明长期暴露在细颗粒物环境中,人的免疫系统和神经系统会受到严重影响,增加患急性呼吸道疾病与心脑血管疾病的风险。因此,公众在雾霾天气期间通常需要采取措施进行户外个人保护,主要集中在空气过滤器的使用。通常使用的空气过滤器分两种类型,一种是多孔膜过滤器,这种类型的空气过滤器是通过在固体基底上产生孔隙而制成,并且通常具有非常小的孔径以过滤具有较大尺寸的PM。但是这种类型过滤器的孔隙率低(30%),即虽然过滤效率高,但是透气性差。另一种类型的空气过滤器是纤维空气过滤器,是通过厚物理屏障和粘附效应捕获PM。为了获得高效率,这种类型的过滤器通常非常厚,因此透气性差。此外,研究发现当空气过滤器的表面被改性以匹配PM的表面性能时,单纤维的捕获能力能够被有力增强。因此,为了满足高效低阻PM过滤器的要求,我们在这里根据已有的研究成果开发出了新型的复合纳米纤维过滤膜,其具有高过滤效率,低气流阻力和优异的力学性能。基于静电纺丝方法制备的纳米纤维过滤膜具有比表面积大、孔隙率高和制备过程简单等一系列优点,本文采用静电纺丝的方法制备均匀的纳米纤维过滤膜来进行以下几个方面的研究:(1)通过一步静电纺丝法在聚丙烯腈(PAN)纳米纤维表面和内部镶嵌氧化还原石墨烯(rGO)纳米片,制备rGO功能化的PAN高效低阻纳米纤维过滤膜。研究结果表明复合纳米纤维膜在高气流下的过滤性能得到了明显的改善。其中,含有2.5 wt.%rGO纳米片的纳米纤维过滤膜表现出最优的PM去除效率(99.9%),0.094Pa-1的品质因数以及仅70Pa的压降。此外,rGO复合PAN纳米纤维膜的拉伸强度(0.48～1.25 MPa)远高于纯PAN纳米纤维膜的拉伸强度(0.19 MPa),使纯PAN纳米纤维膜的力学性能得到明显改善。(2)接下来,为了改善聚合物纳米纤维膜的固有缺陷(热稳定性差、对0.3μm的PM几乎没有吸附效果),受半导体纳米材料光电效应的启发,我们采用静电纺丝和热处理相结合的方法制备TiO2复合碳基纳米纤维膜,使纯碳纤维过滤膜的PM捕获效率从40.71%提高到99.92%,同时膜的压降保持在70 Pa以下,QF高达0.111Pa-1。同时,TiO2纳米颗粒的小尺寸效应,使复合碳纤维膜的柔性得到明显改善。并且,通过设计光照实验证明了所制备TiO2复合碳基纳米纤维膜在紫外光照射下具有优异的PM吸附能力,特别是对于PM0.3。结合紫外光电子能谱(UPS)测试和叁维时域有限差分(FDTD)模拟,并根据半导体复合材料的能带弯曲理论,得出半导体TiO2复合碳纳米纤维异质结在肖特基势垒的作用下形成内建电场,清楚地解释了所制备材料的优异单纤维过滤性能主要是由于静电吸附的作用,为以后的研究实验奠定了基础。(本文来源于《郑州大学》期刊2019-04-01）
李大海[4]（2019）在《两种异质结体系界面热阻的实验研究》一文中研究指出随着现代电子器件的高度集成化,其在运行过程中会产生大量的热,热量的积累就会影响电子元器件的寿命和稳定性。所以,散热就成为电子器件中至关重要的环节。由于不同材料相互接触时会产生界面,界面对热流有阻碍作用,所以对于界面热传导的研究就变得尤为重要。在本论文中,我们通过实验的方法对两种异质结体系界面热阻进行了研究。实验方法主要应用的是操作相对简单、测量结果准确、温度适应范围广的3ω法。首先,我们对测量系统进行了搭建。该测量系统包括锁相放大器(Lock-in Amplifier)、6221交流恒流源、外接电路盒、Labview数据收集系统、真空温控装置。为了降低热辐射对热导测量的影响,我们将真空控温装置和测量系统连接,提供高真空、温度恒定环境,保证了测量的稳定性。搭建好测量系统后,我们首先对测量系统的可靠性与稳定性进行了验证,测量了块体硅的热导率和二氧化硅薄膜的热导率,在误差允许范围内,结果与理论值一致。基于搭建好的测量系统,我们首先对二氧化硅/硅异质结界面(非金属/非金属界面热阻)进行了研究;然后对铜/硅异质结界面(金属/非金属界面热阻)进行了研究。对于二氧化硅/硅结构,用3ω方法得到界面热阻大小为2.002×10-8m2KW-1。为了探究温度对二氧化硅/硅界面热阻的影响,我们将此结构置于真空控温仪器中,发现,在100K-300K范围,随着温度的升高,界面热阻降低。对于·铜/硅异质结界面,通过改变材料间的加载压力,发现随着压力的增大,界面热阻会随之减小。究其原因是由于界面之间的接触表面比较粗糙,随着加载压力的增加,界面间的空隙被压缩,接触面积增大,导致界面热阻降低。我们在铜/硅之间填充热界面材料二硫化钼来研究界面热阻的的变化,发现填充此界面材料将会增大界面热阻,这可以通过热阻的串联来解释。(本文来源于《南京师范大学》期刊2019-03-10）
王壮[5]（2018）在《一维TiO_2基纳米异质结复合体系的制备及其光电化学性能研究》一文中研究指出近年来,能源危机和环境污染已经成为全球性问题,人们对可再生能源的发展及应用寄予厚望。设计和利用半导体器件将清洁的太阳能转化为电能、氢能等成为解决能源和环境问题的突破口。二氧化钛(TiO2)作为一种宽禁带半导体,具有廉价无毒、化学性质稳定、光催化活性高等优点,在能源、环境及生物领域有广泛的应用。而具有一维结构的TiO2纳米棒阵列,相比传统的TiO2纳米颗粒,在比表面积、电子传输、回收再利用等方面优势凸显,受到了广泛关注。在一维TiO2纳米棒的基础上构建纳米异质结构,一方面可以显着增强TiO2对太阳光的吸收,另一方面可以加速电子的传输效率,从而提高TiO2的光电化学性能。本文中利用传统的水热法,在氟掺杂氧化锡(FTO)导电衬底上生长了高度有序的TiO2纳米棒阵列,并通过第二次水热过程,在TiO2纳米棒的表面构建纳米异质结构,研究并探讨纳米异质结的形成对TiO2光电化学(PEC)性能的影响。具体研究内容如下:通过两步水热法,在FTO衬底上生长分形结构的TiO2纳米树异质结。TiO2纳米树是枝干结构,主干为金红石相TiO2纳米棒,主干上的分支为锐钛矿相TiO2纳米薄片。利用简单的连续离子层吸附反应(SILAR)分别在TiO2纳米棒和TiO2纳米树的表面沉积CdS/ZnS量子点(CdS/ZnSQDs),利于比较它们不同结构对PEC性能的影响。样品的形貌、结构、光学特性及光电化学性能得到了详细的表征及研究。结果表明,在敏化Cd/ZnSQDs后,TiO2纳米树光阳极相比于TiO2纳米棒光阳板表现出了更优异的PEC性能。其中,敏化后的TiO2纳米树光阳极的光电流密度为0.29 mA/cm2,几乎是敏化后的TiO2纳米棒的2倍(0.15 mA/cm2)。在线性扫描伏安(LSV)的测试中,敏化后的TiO2纳米树光阳极在偏压1 V时的光电流密度1.5 mA/cm2,是敏化后的TiO2纳米棒的1.5倍(1.0 mA/cm2)。分形结构的Ti02纳米树相比于TiO2纳米棒具有更大的比表面积,一方面增强了对光的吸收,另一方面可负载更多的量子点。并且TiO2纳米树的枝干交界处形成了金红石/锐钛矿的异质结,有利于电荷的有效分离和传输。因此,分形TiO2纳米树异质结构在高效率的光电能源装置的应用方面具有很大的潜力。通过两步水热法,在FTO衬底上生长了 MoS2纳米薄片敏化的TiO2纳米棒阵列。通过改变MoS2单源前驱体的浓度,制备出了不同MoS2含量的MoS2/TiO2样品。随着浓度的增加,MoS2的形貌表现出由纳米薄片(MNP)到纳米球(MNS)的转变。MNP的负载大大增加了 TiO2纳米棒的比表面积,其固有窄带隙,将TiO2纳米棒对太阳光的吸收范围拓宽至可见光区域,且MNP边缘具有很多缺陷,有利于光催化反应的进行。结果表明,最优的MoS2/TiO2电极展示出了最高的光电流密度(0.293mA/cm2)以及最大的的光催化降解罗丹明B(RhB)速率常数(9.21×10-3/min),分别是普通TiO2电极的9和2.4倍。说明,MoS2与TiO2的接触界面和异质结可以加速电荷转移,抑制电子-空穴对(e--h+)的复合,从而提高了光电化学和光催化性能。因此,MoS2/Ti02异质结构在光分解水和太阳能电池方面具有潜在的应用。(本文来源于《安徽大学》期刊2018-02-01）
陈芬[6]（2017）在《Bi_2WO_6基异质结体系的构筑及其可见光催化性能研究》一文中研究指出现代科学技术的发展在给人们生活带来便利的同时,也带来了环境污染、能源短缺等一些列严重的社会问题。因此,开发绿色、可持续发展的方法治理环境问题势在必行。光催化技术作为一种新兴的处理环境问题的绿色方法,近年来得到了迅速的发展。迄今为止,已经有大量的研究证明了光催化技术可成功的将水中的有机污染物转化为无毒无污染的物质。但是,受到半导体光催化剂价带以及导带位置的苛刻要求以及光生电子空穴转移速率慢等问题的限制,光催化反应对可见光的利用效率仍然相对较低。因此,为了开发具有高光催化活性的半导体光催化材料,本论文选择了Bi_2WO_6作为研究对象,通过半导体复合、贵金属负载等手段,增强其在可见光区域的吸收以及抑制光生载流子的复合率,提高其光催化活性。本论文具体研究内容如下:1.采用水热法以及高温煅烧法合成了二维g-C_3N_4/Bi_2WO_6纳米异质结光催化剂。通过在可见光下降解罗丹明B以考察其光催化活性。实验结果表明,当g-C_3N_4与Bi_2WO_6的质量比为1:0.67时,g-C_3N_4/Bi_2WO_6纳米异质结展现出最佳的光催化效果,其降解罗丹明B的能力分别为纯相g-C_3N_4和Bi_2WO_6的3倍和2倍,同时对盐酸四环素以及环丙沙星具有一定的降解效果。通过自由基捕获实验和电子自旋共振测试探讨了g-C_3N_4/Bi_2WO_6纳米异质结光催化机理,在降解罗丹明B的过程中,·OH、·O_2~-和空穴均为活性物种。2.通过简单的水热法合成出g-C_3N_4量子点/Bi_2WO_6纳米异质结光催化剂。通过在可见光下降解盐酸四环素考察所制备光催化剂的光催化活性。研究结果显示,g-C_3N_4量子点/Bi_2WO_6复合光催化剂对盐酸四环素的降解效率为纯相Bi_2WO_6的2倍以上。通过荧光光谱对g-C_3N_4量子点/Bi_2WO_6复合光催化剂光催化机理进行分析,表明g-C_3N_4量子点可以有效促进光生载流子的分离,从而提高了该复合光催化剂产物光催化活性。3.通过水热法和化学沉积法制备Ag/Bi_2WO_6等离子体纳米复合光催化剂,并通过控制NaOH的加入量以调节溶液的pH值从而改变Ag纳米粒子的尺寸。通过在可见光下降解四环素来研究其光催化活性。研究结果显示,Ag/Bi_2WO_6复合光催化剂的降解效果是纯相Bi_2WO_6的2倍。通过电子自旋共振分析可知,·O_2~-在降解四环素过程中起了主要作用,由其转化而来的·OH起次要作用。(本文来源于《江苏大学》期刊2017-04-01）
成龙[7]（2016）在《光与LaAlO_3/SrTiO_3异质结体系的相互作用研究》一文中研究指出过渡金属氧化物由于电荷、自旋、轨道和晶格等自由度之间的强耦合,具有丰富而奇异的性质,并因此而广受关注。而在其异质界面体系中,由于对称性破缺,化学势、电极化等序参量不连续以及过渡金属离子的多价态性等因素,往往能呈现出迥异于块体材料的新奇性质。光,作为一种外界激励,可以有效调控材料的性质;反过来,材料的光吸收往往有助于对光能的利用。而此前光与过渡金属氧化物异质结体系相互作用的研究相对比较少。因此本论文着重关注光与LaAlO_3/SrTiO_3(LAO/STO)异质结体系的相互作用研究。具体包括以下叁个方面:1、LAO/STO的光伏效应研究。通过构建metal/LAO/STO的结构,首次观察到了基于LAO/STO异质结的显着的紫外光伏效应,同时利用光伏效应作为有效探针,确定了 LAO层中剩余内建电场的存在。我们的工作真正实现了对极性LAO层原胞尺度内禀强电场的直接观测,深化了对LAO/STO界面2DEG起源的认识,并且展示了基于极性/非极性氧化物异质结的光伏器件应用。2、石墨烯和LAO/STO复合体系的光电效应研究。我们将石墨烯转移到LAO/STO异质结上,发现在LAO/STO体系的近邻作用下,石墨烯表现出很强的紫外光电导效应,并由此提出了一个基于graphene/LAO/STO体系的新概念的真空紫外探测器;同时,通过石墨烯的紫外光电导效应,论证了 LAO/STO体系中LAO层内建电场的存在,尤其是利用此方法在LAO小于临界层厚4 uc的界面绝缘的LAO/STO体系内探测到了 LAO层中的内建电场,为LAO/STO体系界面2DEG的极性崩溃起源提供了极具说服力的证据。此外,我们还设计了基于石墨烯和LAO/STO复合结构的新型广谱光电探测器。3、光调控LAO/STO界面2DEG的低温输运性质研究。我们观察到了LAO/STO界面2DEG在低温下的弱局域化和弱反局域化的现象,并通过定量分析得出由于自旋轨道耦合所导致的自旋劈裂能。我们发现通过打红外光或可见光,LAO/STO界面呈现出持续光电导的现象,同时界面2DEG自旋轨道耦合的强度也发生一个非易失的变化。此外,通过扫栅压或者升温的办法,可以对这种光致的非挥发自旋轨道耦合变化进行擦除。这种光调控自旋轨道耦合的效应,为发展氧化物自旋电子器件提供了新的方向。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2016-10-01）
周魏华,胡昆星,张霖,师江曼,吕凌剑[8]（2015）在《外场诱导液晶小分子取向调控P3HT/PCBM异质结体系形貌的机理及光伏性能》一文中研究指出活性层的形貌是影响有机太阳能电池性能的重要因素。本文在P3HT/PCBM体系中引入液晶小分子,通过电场和磁场诱导液晶小分子的取向,作为模板,进而调控P3HT的结晶与PCBM的聚集。结果表明,不同结构的液晶小分子均能作为成核剂,诱导P3HT的结晶。液晶小分子与PCBM之间有较强的π-π作用,如叁联苯液晶小分子能与PCBM形成复合体,并在电场作用下,复合体能沿外场方向取向。磁场能诱导液晶小分子的结晶,并使其形成不同的晶型,同时,取向的液晶小分子能诱导P3HT形成更多的纳米线结构。含苯环的液晶小分子与PCBM有更强的作用,能抑制PCBM的结晶。引入液晶并经电场与磁场处理后,体系的光电转换效率均提高。(本文来源于《2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题G 光电功能高分子》期刊2015-10-17）
刘剑刚,韩艳春[9]（2015）在《聚合物/富勒烯共混体系双分子穿插对有机体相异质结太阳能电池性能的影响》一文中研究指出有机体相异质结太阳能电池有源层形貌直接影响器件能量转换效率.在聚合物/小分子共混体系中,当小分子尺寸小于聚合物侧链间距时,且与聚合物相互作用能形成基态-电荷转移态复合物时能够形成双分子穿插结构.双分子穿插结构改变了共混体系的薄膜形貌,不利于器件的光电转换过程.本文从双分子穿插结构形成过程入手,论述了双分子穿插行为对共混体系结晶行为及相分离行为的影响,以及对器件光电转换过程中激子扩散与分离及载流子传输等物理过程的影响;详细阐述了现阶段抑制双分子穿插行为的化学、物理方面的主要方法及相关原理.同时,我们进一步提出了该领域尚待解决的问题并对其发展前景进行了展望.(本文来源于《中国科学:化学》期刊2015年03期）
邵珠峰[10]（2015）在《TiO_2基异质结纳米复合体系光—电特性实验研究》一文中研究指出二氧化钛(TiO2)半导体功能材料,由于其低成本、无毒性、高表面活性和高稳定性等优点,被广泛应用于光催化、太阳能电池、电致变色效应器件,湿度传感器件、抗菌器件和自旋电子学器件等领域。但由于其禁带宽度为3.2 e V,导致其仅能直接吸收小于388 nm波长的太阳光,不能有效吸收可见光,从而限制了TiO2在实际光催化和光电转换中的应用。TiO2基半导体异质结纳米复合体系结合了纳米材料和半导体异质结的优点,并广泛应用于许多领域。在环境污染治理等应用领域,TiO2异质结纳米复合体系得到广泛研究,这是因为它能够克服TiO2块体材料由于光生载流子的快速复合所导致的低量子效率这一不利因素;同时,不同禁带宽度半导体与TiO2的复合异质结,能够充分拓展TiO2半导体的太阳光谱可见光吸收范围。因此,TiO2基纳米异质结的研究在绿色能源制取、分解污水和环境保护以及光诱导杀菌等应用领域具有极大的潜在价值。本课题选择金纳米粒子修饰的TiO2纳米管阵列薄膜所构成的Au/TiO2纳米异质结和多孔硅/TiO2纳米异质结,利用稳态和纳秒时间分辨瞬态荧光光谱技术,研究紫外光、可见光激发条件下,TiO2基复合异质结光生载流子分离与复合过程的竞争机制;同时分析了金纳米粒子和多孔硅对TiO2半导体光催化活性的影响及其机理。以上问题的研究和解决,对于理解光-电-化学过程中TiO2异质结纳米复合体系表(界)面电荷转移的动力学行为具有相当的意义,并且可以促进这一体系在光电、光伏和光化学等领域的诸多应用。首先,为了使金纳米粒子激发的表面等离激元共振效应与TiO2可见光吸收能级匹配,我们利用真空磁控溅射和高温退火方法,成功制备了粒径统一,分布离散均匀的金纳米粒子;并通过调节溅射过程中金膜沉积时间,控制金纳米粒子的粒径大小,达到了在可见光谱范围内调节表面等离激元共振峰位置的目的。其次,通过阳极氧化方法制备得到有序排列的TiO2纳米管阵列薄膜(TNA)。通过磁控溅射和高温退火的方法,金纳米粒子薄膜被修饰到TiO2纳米管阵列薄膜的表面,形成Au/TiO2纳米异质结。采用266 nm紫外光激发金纳米粒子修饰前后的TiO2纳米管薄膜样品,通过对比发现,金纳米粒子修饰过的TiO2纳米管薄膜的光催化活性得到显着增强,并通过稳态光致发光光谱得到证实。经过更进一步的研究,发现266 nm紫外光激发纳秒时间分辨瞬态光致发光光谱的明显蓝移。根据上述实验现象,我们提出Au/TiO2纳米异质结光生载流子表面光催化和复合过程的电荷转移竞争关系;并通过紫外光照射Au/TiO2纳米异质结降解甲基橙溶液,验证上述理论解释的合理性。再次,通过稳态和纳秒时间分辨瞬态光致发光谱、X射线光电能谱和拉曼光谱,验证了Au/TiO2纳米异质结中氧空位缺陷态的存在。紫外-可见光(UV-vis)吸收谱表明Au/TiO2纳米异质结光吸收从紫外区域扩展到可见光区域。利用400 nm光激发纳秒时间分辨瞬态光致发光光谱,可以清晰观测到不同金纳米粒子溅射时间修饰TiO2纳米管阵列薄膜的Ti3+价态发光谱强度的变化。上述实验现象充分说明:金纳米粒子可以有效调控TiO2纳米管薄膜氧空位缺陷态浓度以及电荷态。通过可见光照射Au/TiO2纳米异质结降解甲基橙溶液方法,验证了Au/TiO2纳米异质结的可见光区光-电-化学活性;其中,可见光激发金纳米粒子表面等离激元共振效应,可以使得金纳米粒子中的热电子传递到TiO2导带,这对Au/TiO2异质结复合体系的可见光光降解起到了关键作用。通过上述的工作,我们找到了一种能够简单有效合成缺陷态基光催化剂的方法。最后,通过电化学腐蚀方法制备得到硅孔有序排列的多孔硅阵列薄膜。通过磁控溅射和阳极氧化方法,所制备的TiO2纳米粒子被修饰到多孔硅阵列薄膜的表面,构成多孔硅/TiO2纳米异质结。采用266 nm和400 nm激发光分别探测多孔硅/TiO2纳米异质结纳秒时间分辨瞬态光致发光光谱,均发现了明显的蓝移现象;同时,X射线光电能谱验证了多孔硅/TiO2纳米异质结中Si3+和Ti3+价态的存在。基于上述实验现象,我们建立了266 nm和400 nm激发多孔硅/TiO2纳米异质结光生载流子分离与复合过程中竞争机制,这对新型高效异质结光催化剂的合成具有重要指导意义。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2015-03-01）
异质结体系论文开题报告
（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：
在经典物理学理论中,声子一直被认为是线性极化的,不具有角动量。直到最近几年,人们从理论和实验上发现声子是有角动量的。磁性材料中,声子角动量将会修正爱因斯坦德哈斯效应测得的磁旋比。非磁性材料中,虽然声子的总角动量为零,但是空间反演对称性的破缺将使得每个声子模带有角动量。也就是说声子是手性的,这一理论最近被实验证实。随着手性声子的实验验证,声子手性的研究在许多领域引起了人们的关注,具有重要的应用价值。本文通过第一性原理来研究石墨烯/六方氮化硼(G/h-BN)这种层间异质结中的手性声子以及AB型氮化硼和BA型氮化硼构成的层内异质结界面处的手性声子模。我们通过第一性原理系统地研究了 G/h-BN这种经典异质结中的手性声子。研究发现,G/h-BN异质结空间反演对称性的破坏和层间相互作用的存在,不仅打开了带隙,而且打开了在第一布里渊区角(谷)处的简并点并赋予它们左手或右手手性声子。在能谷中,杂化使得手性声子模完全由单独层贡献。此外,我们证明了垂直应力能有效地调节非简并处声子的带隙,同时保持G/h-BN异质结中谷声子的手性,这有利于利用手性声子的实验测量。我们还分析了谷声子模中的赝角动量,为谷间电子散射过程中手性声子的激发和测量提供了重要参考。总的来说,我们对G/h-BN异质结系统中手性声子的研究结果可以吸引更多的研究人员在实验上和理论上进行研究,从而促进基于声子手性的声子学在未来的潜在应用。另外,我们利用第一性计算原理研究了具有同质键线缺陷的准一维层内异质结中受拓扑保护的手性声子。研究发现,zigzag型氮化硼层内异质结纳米带和氮化铝层内异质结纳米带(Z-ABBA/BN纳米带和Z-ABBA/AlN纳米带),由于同质键缺陷的存在而出现拓扑边界模。对于受拓扑保护的声子能带,缺陷附近的原子做圆偏振运动,振幅从中间向两端递减,纳米带两端原子几乎没有圆极化。然而,没有缺陷的纳米带(Z-ABAB/BN纳米带和Z-ABAB/AlN纳米带),不会出现拓扑保护的手性边界模。我们的研究结果揭示了在层内异质结纳米带材料中激发和测量受拓扑保护手性声子的可能性。
（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。
异质结体系论文参考文献
[1].王文成.二氧化钛异质结体系的构建及其光生阴极保护性能研究[D].中国科学院大学(中国科学院海洋研究所).2019
[2].高梦楠.两种二维异质结体系中手性声子的第一性原理研究[D].南京师范大学.2019
[3].万冬阳.碳基纳米纤维异质结体系的构筑及其PM捕获性能的研究[D].郑州大学.2019
[4].李大海.两种异质结体系界面热阻的实验研究[D].南京师范大学.2019
[5].王壮.一维TiO_2基纳米异质结复合体系的制备及其光电化学性能研究[D].安徽大学.2018
[6].陈芬.Bi_2WO_6基异质结体系的构筑及其可见光催化性能研究[D].江苏大学.2017
[7].成龙.光与LaAlO_3/SrTiO_3异质结体系的相互作用研究[D].中国科学技术大学.2016
[8].周魏华,胡昆星,张霖,师江曼,吕凌剑.外场诱导液晶小分子取向调控P3HT/PCBM异质结体系形貌的机理及光伏性能[C].2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题G光电功能高分子.2015
[9].刘剑刚,韩艳春.聚合物/富勒烯共混体系双分子穿插对有机体相异质结太阳能电池性能的影响[J].中国科学:化学.2015
[10].邵珠峰.TiO_2基异质结纳米复合体系光—电特性实验研究[D].哈尔滨工业大学.2015