人工晶体学报

李国峰, 陈泓谕, 杭伟, 韩学峰, 袁巨龙, 皮孝东, 杨德仁, 王蓉

2023, 52(11): 1907-1921.

摘要 ( 332 )

PDF (15854KB) ( 494 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

表面无损伤、粗糙度低的半导体碳化硅(4H-SiC)衬底是制造电力电子器件和射频微波器件的理想衬底材料,在新能源、轨道交通、智能电网和5G通信等领域具有广阔的应用前景。4H-SiC衬底的加工过程包括切片、减薄、研磨、抛光和清洗,在4H-SiC衬底加工过程中引入的表面/亚表面损伤均严重影响材料性能、同质外延薄膜性质,以及器件性能和可靠性。本文将重点介绍4H-SiC晶片在切片、减薄、研磨、抛光等各个加工环节中表面/亚表面损伤的形成和去除机制,基于4H-SiC晶圆表面/亚表面损伤的检测方法,综述亚表面损伤的形貌和表征参量,并简单介绍三种常见的亚表面损伤的消除方法,分析其技术优势和发展瓶颈,对去除亚表面损伤工艺的发展趋势进行了展望。

超级电容器用MOFs衍生纳米电极材料的研究进展

郭容男, 李太文, 王栋, 王天汉, 裴琪, 王媛媛

2023, 52(11): 1922-1930.

摘要 ( 77 )

PDF (4309KB) ( 50 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

超级电容器因具有功率密度高、充放电速度快和循环寿命长等优点而备受关注,但是较低的能量密度限制了其广泛应用。开发新型高效电极材料对改善超级电容器电化学性能至关重要。金属有机框架材料(MOFs)具有比表面积大、结构孔径可控和活性位点丰富等特点,故在能量转化和储存领域受到了广泛关注。但是由于MOFs的结构稳定性和导电性较差,其作为超级电容器的电极材料时,无法获得满意的电化学性能。以MOFs为前驱体制得的MOFs衍生物的稳定性和导电性优于原生MOFs,显著提高了超级电容器的电化学性能。本文综述了超级电容器用纳米MOFs衍生碳化物、氧化物、氢氧化物、磷化物、硫化物电极材料的研究现状,总结了MOFs衍生超级电容器电极材料的合成策略,为超级电容器用MOFs衍生纳米材料的研究提供指导意义。

高纯低位错密度单晶金刚石的制备与表征

胡婷婷, 牟恋希, 王鹏, 屠菊萍, 刘金龙, 陈良贤, 张建军, 欧阳晓平, 李成明

2023, 52(11): 1931-1938.

摘要 ( 143 )

PDF (8407KB) ( 188 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

金刚石以高导热率、强抗辐射性、高的电子迁移率等优异性能,成为辐射探测器最合适的材料之一。探测器级的金刚石要求具有极低的杂质含量及位错密度等,然而实际过程中同时实现杂质和位错的控制十分困难。本研究采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法,通过前期的参数优化,在最佳生长温度780 ℃、最佳甲烷浓度5%条件下,在两个高质量高温高压(HPHT)金刚石衬底样品上进行了MPCVD金刚石生长,并对衬底和生长层的氮杂质含量与缺陷结构进行了综合表征与分析。电子顺磁共振谱结果表明,相比两个HPHT衬底样品的氮杂质原子百分数分别为7.1×10^-6%和4.04×10^-6%,MPCVD生长层的氮杂质原子百分数明显减少,分别为2.1×10^-7%和5×10^-8%。由X射线摇摆曲线和白光形貌术测试结果发现,尽管MPCVD生长过程中引入了部分位错,使生长层应力增加,畸变区域较多,但总体位错与高质量衬底为同一数量级。本研究制备的高纯单晶金刚石有望应用于核辐射探测及半导体领域。

天然和培育金刚石品质表征与呈色分析

潘越, 刘书成, 张笑鸣, 张帮萱, 姚迪, 胡阔, 臧传义, 周强, 刘兆东, 刘冰冰

2023, 52(11): 1939-1945.

摘要 ( 93 )

PDF (6239KB) ( 81 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

金刚石是集最高硬度、超宽禁带、最高热导率等优异性能于一体的典型超硬多功能材料,天然金刚石储量低且价格昂贵,其中彩色天然金刚石在自然界中产储量极其稀少且致色机制较为复杂。高温高压法是制备金刚石的有效手段,然而调控金刚石颜色获得可控的彩色金刚石,仍面临极大挑战。本文通过对粉色、绿色天然和高温高压温度梯度法制备的金刚石进行一系列拉曼、荧光、红外和可见光吸收测试,详细地研究其品质、缺陷随温度变化及致色原因,发现彩色金刚石致色与电中性的N₂V缺陷(H₃)、剪切应力、塑性形变和NV⁰/NV^-色心等因素相关。通过各种手段获得不同颜色的金刚石不仅是为了其欣赏及收藏价值,其颜色的调控也有助于人们对金刚石形成机制的进一步了解,为培育彩色金刚石提供新的参考。

不同表面状态LYSO:Ce闪烁体的发光性能研究

严维鹏, 李斌康, 段宝军, 朱子健, 李鹏, 宋顾周, 宋岩

2023, 52(11): 1946-1951.

摘要 ( 109 )

PDF (5352KB) ( 105 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

闪烁体表面状态将影响其荧光出射强度和空间分辨等闪烁性能,进而影响辐射探测系统的测试结果。本文通过理论模拟和实验研究等方式,系统表征了LYSO:Ce闪烁体被射线激发时在4种表面状态下(双面抛光、仅出射面抛光、仅入射面抛光和双面均不抛光)的荧光强度空间分布,以及闪烁体厚度对其空间分辨的影响规律。结果表明,4种状态在法线方向0°的荧光出射相对强度为0.49:0.64:0.89:1,荧光强度随出射角度增加而逐渐减小。随着表面抛光度的降低,闪烁体出射荧光空间分布更均匀。闪烁体厚度为0.3、1.0和5.0 mm时,双面抛光的空间分辨分别为1.70、1.36和1.12 lp/mm,单面抛光-出射面抛光的空间分辨为1.5、1.2和1.0 lp/mm,空间分辨随闪烁体厚度增加而降低,并且双面抛光时空间分辨比单面抛光提升了约12%。

基于Fluent的多晶硅还原炉关键结构优化设计

孙泽刚, 葛自豪, 石荣秋, 费天文

2023, 52(11): 1952-1960.

摘要 ( 52 )

PDF (6641KB) ( 33 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

改良西门子法是多晶硅生产的主要方法,而多晶硅还原炉是多晶硅制备的主要设备。针对传统多晶硅还原炉的流场、温度场和辐射场不均匀导致生产的多晶硅尺寸不规则的问题,本文对还原炉的炉顶封头结构、出气口位置布局和硅棒底盘布局进行优化设计。利用Fluent软件Do辐射模块对多晶硅还原炉进行气-固辐射仿真分析,对比优化前后的流场、温度场和辐射场的云图、流线图等,结果表明:上出气口排气设计能够有效提高炉内气体流动速度,减少炉内气体回流,增加气体流动均匀性,有效解决炉内顶部产生的温度死区,平衡炉内上下温度差;椭圆形顶部封头优化了还原炉整体空间,降低设计成本,有效抑制圆形封头中气体旋涡的产生,增加炉内气体流动均匀性;采用平行圆周对称式硅棒增加整体辐射量,优化了传统还原炉中外圈硅棒与中心硅棒辐射不均匀现象,有效防止了不规则硅棒的产生,提高了多晶硅的产量,为多晶硅还原炉的结构设计提供一个新的方案。

单晶硅各向异性仿真刻蚀模型构建与形貌模拟

张辉, 钱珺, 洪莉莉

2023, 52(11): 1961-1970.

摘要 ( 51 )

PDF (7974KB) ( 34 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本文针对单晶硅在不同温度、浓度、表面活性剂等多种刻蚀条件下的形貌模拟问题,构建了硅原子结构模型并分析了其主要晶面刻蚀速率和对应原子结构之间的关系,提出了适应于单晶硅刻蚀模拟的表层原子刻蚀函数(Si-RPF),明确了晶面宏观刻蚀速率与原子微观移除概率之间的数值联系,构建了基于遗传算法的动力学蒙特卡罗各向异性湿法刻蚀工艺模型(Si-KMC)。该工艺模型可以基于台阶流动理论,从原子角度解释单晶硅刻蚀各向异性的成因,能够明确不同类型的原子在刻蚀过程中的作用和实现对不同刻蚀条件下单晶硅衬底三维刻蚀形貌的精确模拟。对比有无表面活性剂添加条件下的单晶硅刻蚀实验数据和模拟结果表明,Si-KMC刻蚀工艺仿真模型模拟结果可以达到90%以上仿真精度。

超宽带三维频率选择表面

陈昭冉, 姚夏元

2023, 52(11): 1971-1979.

摘要 ( 44 )

PDF (10040KB) ( 14 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

相较于传统的二维频率选择表面,三维频率选择表面能产生更多谐振点而提供更大带宽,更容易达到小型化的要求,能够提供更稳定的频率响应,因而成为研究热点。本文提出了一种多级正交菱形结构的新型三维频率选择表面,其基本单元结构是正交的菱形金属丝,在其外部注入介电常数为2.2的聚合物作为支撑。入射角在0°~50°的条件下具备9.2 GHz共同带宽,相对带宽超过50%,TE和TM极化的最大插入损耗皆不超过1 dB。该结构具备三个谐振点,形成原因分别为正交菱形金属结构的谐振、结构和介质端面相互耦合产生的谐振,以及介质端面的一阶法布里-珀罗谐振。通过调节介质的介电常数,可利用更高阶的法布里-珀罗谐振进一步设计出通宽更宽的空间滤波器。考虑到工程应用,文中也评估了此设计对天线远场方向图的影响。

高温退火Cu (111)衬底上生长高质量厘米尺寸单晶石墨烯

祁建海, 陈洋, 岳圆圆, 吕炳辰, 程宇昂, 朱凤前, 贾玉萍, 李绍娟, 孙晓娟, 黎大兵

2023, 52(11): 1980-1988.

摘要 ( 53 )

PDF (15115KB) ( 25 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

二维(2D)石墨烯具有原子层厚度,在电子器件中展示出突破摩尔定律限制的巨大潜力。目前,化学气相沉积(CVD)是一种广泛应用于石墨烯生长的方法,满足低成本、大面积生产和易于控制层数的需求。然而,由于催化金属(例如Cu)衬底一般为多晶特性,导致CVD法生长的石墨烯晶体质量相对较差。为此,通过高温退火工艺制备了Cu (111)单晶衬底,使石墨烯的初始成核过程得到了很好的控制,从而实现了厘米尺寸的高质量单晶石墨烯的制备。根据二者的晶格匹配关系,Cu (111)衬底为石墨烯生长提供了唯一的成核取向,相邻石墨烯成核岛的边界能够缝合到一起。单晶石墨烯具有高电导率,相较于原始多晶Cu上生长的石墨烯(1 415.7 Ω·sq^-1),其平均薄层电阻低至607.5 Ω·sq^-1。高温退火能够清洁铜箔,从而获得表面粗糙度较低的洁净石墨烯。将石墨烯用于场效应晶体管(FET),器件的最大开关比为145.5,载流子迁移率为2.31×10³ cm²·V^-1·s^-1。基于以上结果,相信本工作中的单晶石墨烯还满足其他高性能电子器件的制备。

洋葱碳基双极板制备及在PEMFCs中的应用

陈柳玲, 张卫珂, 张兰, 梁转转, 高博文, 李琦旺

2023, 52(11): 1989-1996.

摘要 ( 40 )

PDF (10890KB) ( 17 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以甲烷为碳源,采用化学气相沉积(CVD)法制备了尺寸均匀(粒径在50~140 nm)的带有金属核心的纳米洋葱碳(CNOs)。通过微波加热对合成的CNOs进行纯化得到纯度为99%的洋葱碳材料,并作为双极板导电填料应用于质子交换膜燃料电池(PEMFCs)电堆。通过CNOs的表征和分析表明,合成的CNOs中内嵌Fe-Ni纳米金属粒子。由接触角测试可知,注塑工艺制备的洋葱碳基双极板的润湿角低于91°,亲水性较商用石墨双极板有所改善,有利于电子的传输。经自呼吸电堆耐久性和功率测试发现,由洋葱碳基双极板组装的电堆在13.2 V下的输出功率达到58 W,比商业石墨双极板电堆输出功率(48 W)提高21%。研究证实洋葱碳基复合材料可以提高PEMFCs电堆的功率密度、效率及寿命。

沉积温度对不同Co含量WC-Co/SiC/Diamond界面结合性能的影响

杨俊茹, 岳艳萍, 吕浩, 任保飞, 陈公领

2023, 52(11): 1997-2006.

摘要 ( 60 )

PDF (8713KB) ( 23 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本文构建了Co 质量分数分别为6%、8%、10%和12%的WC-Co/SiC/Diamond金刚石涂层硬质合金界面模型,利用分子动力学方法模拟了不同沉积温度对其界面结合强度的影响,从黏附功及键长分布两个方面进行具体分析。黏附功分析结果表明,与其他三种Co含量界面模型相比,WC-6%Co/SiC/Diamond界面模型在七个沉积温度下所包含的两种界面的黏附功值均为最高值,并且在不同沉积温度下,WC-6%Co/SiC/Diamond界面模型所包含的WC-6%Co/SiC界面、SiC/Diamond界面的黏附功分别在1 123、1 173 K时最大,为2.468、5.394 J/m²。键长分布概率分析结果表明,与其他三种Co含量界面模型相比,在任一沉积温度下,WC-6%Co/SiC/Diamond界面模型各界面处键长分布范围的最大值较小,且在1 123 K时在WC-6%Co基体上沉积SiC中间层,在1 173 K时在SiC中间层上沉积Diamond涂层后,该界面模型界面处的键长最短,键能最大,界面结合性能最好。

双层MoS₂/VS₂范德瓦耳斯异质结中界面特性的改善与光学性能的提升

潘乘风, 时安琪, 孙大中, 李沙沙, 王冰, 牛相宏

2023, 52(11): 2007-2013.

摘要 ( 44 )

PDF (5547KB) ( 19 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

利用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了不同层数MoS₂和VS₂堆垛形成的范德瓦耳斯异质结的电子结构和光学性能。通过从头算分子动力学验证了两种异质结在室温下的稳定性。此外,两种异质结均显示p型肖特基接触,但相较于单层MoS₂构成的异质结,在双层MoS₂和VS₂堆垛形成的异质结中,势垒高度从0.36 eV显著降低到0.08 eV,有效地形成了低接触电阻,有助于降低载流子输运损失的能量。光吸收光谱的计算表明,双层MoS₂构成的异质结具有更高的吸收峰值。研究成果对基于MoS₂的异质结设计以及在高性能光电器件方面的应用提供了理论依据。

Li原子和Ca原子修饰VO₂单层储氢性能的第一性原理研究

侯茵茵,马良财

2023, 52(11): 2014-2023.

摘要 ( 50 )

PDF (9606KB) ( 28 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

具有高储氢容量和可逆储氢性能的新材料的开发对氢能的大规模利用至关重要。基于第一性原理计算,研究了Li原子和Ca原子单独修饰和共修饰VO₂单层体系的H₂分子存储性能。结果表明Li原子和Ca原子均能稳定结合在VO₂单层表面而不产生金属团簇。单个Li原子和Ca原子分别最多可稳定吸附3个和6个H₂分子,且H₂分子平均吸附能均大于0.20 eV/H₂。吸附体系差分电荷和态密度分析结果表明,氢分子的极化机制以及氢分子与金属原子间的轨道杂化作用是H₂分子在金属原子周围稳定吸附的主要原因。Li原子修饰体系的储氢质量密度随着Li原子覆盖度的增加而逐渐增加,而Ca原子修饰体系的储氢质量密度在低金属覆盖度时较高;Li/Ca共修饰体系的储氢质量密度有所增加,其储氢质量密度为5.00%(质量分数)。此外,考虑了不同温度和压强条件下储氢体系的稳定性。

基于4,4'-偶氮苯二甲酸的金属-有机框架合成及其荧光性质

余中, 王玉雪, 代平, 韩晶, 王琰, 张绪

2023, 52(11): 2024-2033.

摘要 ( 56 )

PDF (6127KB) ( 23 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

分别以吡嗪和4,4'-联吡啶为共配体,Cd²⁺、Zn²⁺与4,4'-偶氮苯二甲酸(H₂(4,4'-azo))配位反应得到了两个金属-有机框架(MOFs)。X射线单晶衍射研究结果表明,其结构中均不含共配体,与之前报道的 [Cd(4,4'-azo)(H₂O)]_n(1)和[Zn(4,4'-azo)(H₂O)₂]_n(2)的晶体结构一致。将共配体变为几何尺寸更长的1,3-二(四吡啶基)丙烷(bpp),金属离子变为Co²⁺,合成了一个共晶[H₂(4,4'-azo)(bpp)]_n(3),其为单斜晶系,C2/c空间群,晶胞参数:a=3.216 8(19) nm,b=0.475 5(3) nm,c=1.873 2(14) nm。用热重分析仪和荧光分光光度计分别研究了三个化合物的热稳定性和两个MOFs的发光性质。1和2都具有优异的热稳定性,尤其是2的初始失重温度高达247 ℃。由于1是由4,4'-azo双齿配位两个Cd²⁺形成双核3D网络结构,而2是4,4'-azo单齿配位Zn²⁺形成的1D “zig-zag”链,两者的紫外光谱和荧光光谱不同。2除具有配体固有的荧光发射(359 nm)外,由于Zn²⁺与4,4'-azo配位后产生的配体到金属的电荷跃迁(LMCT),还在420 nm处新增一个增强的荧光发射峰。

还原型磷钼酸盐构筑的多酸基超分子化合物的合成及电催化性能研究

刘晓慧, 李慧, 徐娜

2023, 52(11): 2034-2040.

摘要 ( 50 )

PDF (6437KB) ( 17 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以钼酸钠、硝酸铁、磷酸和三亚乙基四胺为原料,采用水热合成法成功制备了一种还原型磷钼酸盐与Fe^Ⅱ构筑的超分子化合物,其化学式为[C₈H₂₄N₄]_1.5[C₆H₂₂N₄]_1.5{Fe[Mo₆O₁₂(OH)₃(PO₄)₃(HPO₄)]₂}·5H₂O (1),并通过单晶X射线衍射、粉末X射线衍射(PXRD)和红外光谱(FT-IR)对其结构进行了表征。结果表明,该化合物是由{Fe[P₄Mo^V₆O₃₁]₂}^22- (记为{Fe(P₄Mo₆)₂})、质子化的三亚乙基四胺和质子化的N, N′-二(氨乙基)-哌嗪通过氢键相互作用连接形成的三维超分子结构。电催化性能的研究表明,化合物1对铬离子(Cr^Ⅵ)、铁离子(Fe^Ⅲ)、溴酸钾(KBrO₃)和抗坏血酸(AA)具有良好的电化学传感性能和低检测限(LOD)。

Eu(Ⅲ)功能化金属-有机框架的合成及其对1-萘酚的荧光传感

梁佳丽, 胡冰, 李润雨, 刘力榕, 姜林金, 孙靖文

2023, 52(11): 2041-2049.

摘要 ( 47 )

PDF (9804KB) ( 20 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

采用溶剂热合成方法,合成了一例金属-有机框架{[Zn₂(OH)(TZI)·2H₂O]·6DMF}_n (1)(TZI为5-四氮唑间苯二甲酸),并利用单晶X射线衍射、元素分析、红外光谱、热重分析、粉末X射线衍射等手段对化合物进行了结构表征。单晶X射线衍射结果显示配合物1呈现出三维孔道结构,并且孔道中存在未配位的羧基和配位的水分子。随后通过后合成法将Eu(Ⅲ)离子引入到框架中得到具有红光发射特征的Eu(Ⅲ)@1。在275 nm的激发光下,Eu(Ⅲ)@1存在两组荧光发射,第一组在418 nm处的宽峰为配合物1的荧光发射,荧光源于有机配体的吸收和发射;第二组五个发射峰为Eu(Ⅲ)离子的红色特征发射峰,其主峰为619 nm。尿液中其他成分抗干扰性实验结果表明,Eu(Ⅲ)@1荧光探针对于生物标记物1-萘酚非常敏感,能够导致红色荧光猝灭(619 nm),并伴有青色荧光增强(465 nm),对1-萘酚具有高选择性。荧光滴定实验结果显示Eu(Ⅲ)@1基于465和619 nm处荧光发射峰对1-萘酚的检测限分别为6.95 μmol/L和1.75 mmol/L。

Dy³⁺掺杂Gd₂MgTiO₆白色荧光粉的制备及发光性能研究

赵炎, 蒋小康, 高峰, 尹红梅, 周恒为

2023, 52(11): 2050-2056.

摘要 ( 45 )

PDF (3639KB) ( 17 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

采用溶胶-凝胶法制备出掺杂不同Dy³⁺浓度的系列Gd₂MgTiO₆(GMT)白色荧光粉。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱仪对GMT:xDy³⁺(x=0.01、0.03、0.05、0.07、0.09、0.11)样品进行表征。研究结果表明:所制备的系列荧光粉的结构均为单斜晶系,Dy³⁺成功掺入GMT基质的同时不影响原晶体结构;样品晶粒尺寸在微米量级。在351 nm的近紫外光激发下,样品在483和578 nm处分别显示了极强的蓝光和黄光,其中蓝光归因于Dy³⁺的⁴F_9/2→⁶H_15/2的能级跃迁,黄光归因于Dy³⁺的⁴F_9/2→⁶H_13/2能级跃迁;随着Dy³⁺浓度的不断增加,出现明显的浓度猝灭现象,其机理归因于电偶极子-电偶极子相互作用。当x=0.05时,此时CIE坐标为(0.324 71, 0.359 74),与标准白光的CIE坐标(0.33,0.33)较为接近,表明GMT:Dy³⁺是一种具有潜在应用价值的单一基质白色荧光粉。

ZnO/g-C₃N₄复合光催化剂降解及产氢性能研究

张进峰, 富笑男, 郭叶飞, 刘瑞杰, 李媛媛

2023, 52(11): 2057-2067.

摘要 ( 39 )

PDF (9488KB) ( 18 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本文采用热聚合法和水热法成功制备了ZnO/g-C₃N₄系列复合光催化剂,并对所制备样品的结构、形貌和光吸收性能等进行了表征和测试,通过在可见光照射下降解亚甲基蓝(MB)和光解水产氢评估了样品的光催化性能。实验结果表明,制备的ZnO/g-C₃N₄系列复合光催化剂性能均优于ZnO和g-C₃N₄样品。此外,当ZnO和g-C₃N₄的摩尔比为1:1时,所制备ZnO/g-C₃N₄复合样品的光催化性能最好。一方面,此样品仅在30 min后便达到了94.36%的降解率,其降解速率分别是ZnO和g-C₃N₄的5.6和6.7倍;另一方面,此样品6 h光解水产氢量为11.75 mmol,产氢速率是g-C₃N₄的7倍。研究表明,所制备的ZnO/g-C₃N₄系列复合光催化剂在降解污染物和光解水产氢方面均展现出了优异的性能。同时,本文还对ZnO/g-C₃N₄系列复合光催化剂的光催化降解和产氢机理进行了研究。

高Q值太赫兹传感器的设计与性能仿真分析

周鑫莉, 舒敬懿, 赵昊辰, 赵国忠

2023, 52(11): 2068-2075.

摘要 ( 47 )

PDF (7584KB) ( 14 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

本文设计了一种非对称金属十字单元结构,该结构由沉积于石英基底上的两个相互垂直共面金条构成。传统的金属十字结构中常用的LC谐振和偶极子谐振的辐射损耗较大,限制了超表面传感器实现高品质因子和高透射率,故通过打破传统金属十字结构的对称性,引入类Fano共振效应,从而使得透射峰灵敏度达到了218 GHz/RIU,传感器的品质因子达到了78.3。通过分析该超表面的电场和表面电流分布,探究了Fano共振效应的物理机制,并进一步研究太赫兹传感器的结构参数对透过谱的影响,通过调整结构参数优化该传感器的传感性能。最后,设计了具有不同共振频率的非对称金属十字太赫兹传感器以便后续用于不同种类的微量氨基酸溶液的检测。

Sn基CH₃NH₃SnI₃钙钛矿太阳能电池性能计算与优化

王传坤, 陆成伟, 欧阳雨洁, 张胜军, 郝艳玲

2023, 52(11): 2076-2084.

摘要 ( 54 )

PDF (6727KB) ( 26 )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

Sn基钙钛矿材料因其无毒、较宽带隙和热稳定性成为太阳能电池研究领域的热点。本文利用SCAPS-1D软件构建了结构为FTO/TiO₂/CH₃NH₃SnI₃/Spiro-OMeTAD/Ag钙钛矿太阳能电池并对其相关性能进行了数值计算。研究了钙钛矿光吸收层厚度、空穴传输层厚度、空穴传输层和钙钛矿光吸收层间面缺陷,以及工作温度对器件性能的影响,然后对器件性能进行优化。经优化后,钙钛矿太阳能电池的光电转换效率为30.955%。通过理论分析进一步为提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率提供了新的思路。

第四届海峡两岸氧化镓及其相关材料与器件研讨会在济南召开

2023, 52(11): 2040-2040.

摘要 ( 72 )

PDF (558KB) ( 32 )

当期目录