光生载流子

摘要： 拍摄设备:ZEISS Gemini 500作品背景工作介绍:太阳能是地球上最易获取的丰富可再生能源,通过将太阳能转化为氢能等化学能的储能方式,是一条重要的路径。光电解水(PEC)作为一种能够在室温条件下利用太阳能直接将水裂解为氢气和氧气的能量转换技术,近些年来引起了各国研究者的广泛兴趣。本研究通过化学刻蚀及浸渍-煅烧法设计并构筑铝/氧化铁三维复合结构光阳极解决氧化铁光生载流子易复合的难题,同时有效提升氧化铁的光吸收效率。在实验初始阶段,通过不同浓度的盐酸对商用多孔高压铝箔进行化学刻蚀,探索所需的铝形貌形成的条件。

摘要： NH_(3)不仅是生产各种化学品的必要原料,也是清洁能源的一种重要载体,与人类社会的发展紧密联系。以清洁的太阳能作为唯一能量输入的光催化固氮技术,在温和条件下利用N_(2)和H_(2)O直接产生NH_(3),近年来引起人们广泛的关注。光催化固氮技术具有环境友好、节能、操作简便等优点,但传统的半导体光催化剂在光捕获和光生载流子利用方面受到限制,不能充分发挥其活性。因此,需要设计相应的催化剂用来提高材料对惰性N_(2)分子吸附和活化能力,从而提高固氮性能。本文首先对光催化固氮进行了简要概述,介绍了光催化固氮可能存在的两种反应机理,随后着重介绍了含有氧、氮、硫空位的半导体材料对光催化固氮的影响。最后,对光催化固氮领域的现有挑战和未来发展给出了一些实际的见解。

摘要： 半导体异质结光催化剂因其在太阳能利用和转化方面广阔的应用前景而备受关注。合理构建两种或两种以上半导体材料的异质结构,可以集成多种组分的优点,改善光生电荷分离,扩大对可见光的吸收范围,保持光催化剂的高氧化还原能力。近年来,由于g-C_(3)N_(4)具有合成简单、稳定性高、独特的光学和电学特性等诸多优点,g-C_(3)N_(4)基异质结构的构建成为研究热点。本文针对近年来g-C_(3)N_(4)基异质结改性的研究现状,依据g-C_(3)N_(4)与其他半导体电荷转移路径的不同综述了三种异质结结构(g-C_(3)N_(4)基Ⅱ型异质结、g-C_(3)N_(4)基Z型异质结和g-C_(3)N_(4)基S型异质结),以及其在环境修复和能源方面的应用。最后对g-C_(3)N_(4)基异质结光催化剂存在的问题进行总结和展望。

摘要： 高活性的光催化剂对可再生能源的替代和环境保护至关重要。Bi_(2)MoO_(6)作为一种Aurivillius结构材料,因其可见光吸收、无毒、成本低、化学耐久性好,一直是光催化应用的热点。但纯Bi_(2)MoO_(6)分离光生载流子效率低,比表面积小,量子产率差,导致光催化活性低。为了提高Bi_(2)MoO_(6)的光催化活性,人们已经系统地探索了各种方法,如形貌控制、掺杂/缺陷引入、金属沉积、半导体结合、共轭结构表面修饰等,取得了一定的成果。

摘要： 研究了连续激光对硅基PIN探测器中光生载流子的影响机理,建立1064 nm连续激光辐照硅基PIN探测器光生载流子的理论模型,搭建在线输出电流精确采集系统,研究了硅基PIN探测器在不同偏置电压、不同激光功率、不同作用时间条件下,其输出电流的变化规律。结果表明:硅基PIN探测器在外置偏压作用下,输出电流分为三个阶段:光生电流阶段、过渡阶段和恢复阶段。在光生电流阶段,输出电流随着外置偏压的增大而增大。在过渡阶段,输出电流随电压的增大而增大。随着激光注入量的停止,硅基PIN探测器进入恢复阶段及散热阶段,硅基PIN探测器特性开始缓慢恢复。

摘要： 在水热法合成立方相Cd InS的基础上,通过等离子体技术将石墨烯与Cd InS复合,构建具有2D-2D复合结构的石墨烯/CdIn_(2)S_(4)复合光催化剂。采用XRD、SEM、TEM、BET等技术对结构进行了分析,并详细考察了石墨烯/CdIn_(2)S_(4)在可见光下降解RhB和还原Cr(IV)的性能。结果表明:通过等离子体技术合成的石墨烯/Cd InS,不仅可以增大比表面积,还能有效抑制光生载流子的复合,石墨烯的负载显著增强了CdIn_(2)S_(4)的光催化性能。其中,10%-石墨烯/CdIn_(2)S_(4)表现出最佳的光催化性能,可将初始浓度为20μmol·L^(-1)的RhB和初始质量浓度为10 mg·L^(-1)的Cr(IV)分别降解97%和还原87%,表观一级反应速率常数分别为0.0362 min和0.0214 min,分别是Cd InS的4.6和4.9倍。降低溶液的pH值,可以进一步提高Cr(IV)的光催化还原效率。

摘要： 在热解法合成石墨相C_(3)N_(4)和水热法合成石墨烯/C_(3)N_(4)的基础上,通过光照沉积法合成了不同Ag含量的Ag/石墨烯/C_(3)N_(4)复合光催化剂。采用XRD、IR、XPS、Raman、TEM、电化学等技术对光催化剂的结构进行了表征和分析,并详细评估了它们在可见光下光催化降解制药废水的性能。结果表明:Ag和石墨烯的协同负载,可以促进光生载流子的分离和传输,有效抑制光生载流子的复合。当Ag的负载量(质量分数)为2%、石墨烯的负载量(质量分数)为5%时,得到的Ag2/G5/C_(3)N_(4)复合光催化剂表现出最强的光催化性能,对盐酸四环素的降解率达到93%,相应的表观一级反应速率常数为0.0443 min^(-1),是C_(3)N_(4)和G5/C_(3)N_(4)的12.7倍和4.8倍。

摘要： 铁电陶瓷的极化内建电场可分离光生载流子并有效降低载流子间的复合率,但是其高带隙限制了对光的吸收。本文以具有良好铁电性能的Bi 0.5 Na 0.5 TiO 3(BNT)陶瓷为基体,通过掺杂La 2Mo 2O 9降低光学带隙,提高光电流密度。样品使用传统固相法制备,随后分析了此陶瓷的XRD、拉曼、光吸收、光电流、铁电和介电性质。结果表明,La 2Mo 2O 9掺杂能显著提高光吸收强度,随其含量增加,光学带隙值先明显下降,然后缓慢增加。在掺杂含量为0.7%(摩尔分数)时,陶瓷的带隙值最低为1.57 eV,远低于纯BNT陶瓷的2.9 eV,对应的最大光电流密度和开路电压为71.06 nA/cm 2和4.40 V,得到的最大输出功率为312.7 nW/cm 2,并且随时间增加变化不大,同时保持很好的铁电性能。研究结果表明,La 2Mo 2O 9改性BNT铁电陶瓷是一种非常有前景的铁电光伏材料。

摘要： 能源和环境作为当今世界两大热点问题,备受人们的关注。针对这两大问题的解决,光催化技术深受研究人员的青睐。其中,卤氧化铋(BiOX,X=Cl、Br、I)因其特殊的层状结构、适宜的带隙宽度、优异的光电性能,在光催化领域脱颖而出。本文围绕卤氧化铋的结构及性能,介绍了对其改性的研究,通过形貌调控、半导体复合、离子掺杂、表面改性等方法,以提高卤氧化铋及其复合物的活性位点暴露量、光生载流子的传输与分离效率及光吸收性能。同时列举了改性后的卤氧化铋在能源与环境领域的应用,并对不同改性手段的局限性进行了探讨,以期为卤氧化铋的应用提供参考。

摘要： 为了研究原子级别的贵金属Ag负载TiO2介孔纳米带对光催化氧化活性影响,采用温和的还原条件,将Ag+沉积在TiO2介孔纳米带上,获得原子级分散的Ag簇,再经适当的热处理建立强金属-基体相互作用(metal-substrate interaction,MSI),制备出Ag clusters-TiO2纳米带(nanobelts,NBs).借助STEM、UV-vis、PL和EXAFS等多种表征手段,对材料的微观形貌结构、光吸收性能、载流子分离和气态污染物光催化氧化性能进行深入分析.结果 表明,与负载Ag纳米颗粒的Ag NPs-TiO2 NBs相比较,Ag clusters-TiO2 NBs展现出优异的光催化氧化活性.在极低的Ag负载量(w=0.1％)下,Ag clusters-TiO2 NBs的可见光催化NO降解效率达到56.04％,甲醛降解效率为95.20％,分别是Ag NPs-TiO2 NBs的2.29倍和1.22倍.TiO2介孔纳米带提供了丰富的锚定位置使Ag得以原子级分散,增加了催化活性位点数量.Ag簇与TiO2之间的强相互作用以及Ag簇可逆的氧化态,均有助于分子氧的活化和光生载流子的有效利用.

摘要： 本文通过直流反应磁控溅射的方法，利用碳钛镶嵌靶在Ar/O2 气氛中制备了碳掺杂纳米TiO2 薄膜，并用SEM 及光电化学的方法对薄膜进行了表征。SEM 结果显示薄膜是均匀的颗粒结构。光电测试结果显示退火可以提高薄膜光电催化活性，并减小薄膜表面态密度，提高薄膜光电响应速度；适量碳掺杂可以提高光生载流子向ITO 电极的传输速率，减小光生电子被表面态捕获的概率，提高薄膜光电响应速度，但碳过量时会使薄膜浅能级表面态密度增加，使其光电响应不稳定。

摘要： 利用石墨相氮化碳对钼酸铋进行修饰,从而大幅度的提高光催化效率.采用X射线衍射分析、扫描电子显微镜和紫外可见分光光度计等分析方法,系统了解石墨相氮化碳修饰后钼酸铋催化材料的结构对其可见光催化性能的影响规律.分析石墨相氮化碳表面修饰材料与钼酸铋光催化材料之间的电子相互作用的本质以及对光生电荷传输的影响规律,通过具有共轭大π键体系的石墨相氮化碳杂化可以在钼酸铋界面上形成电子相互作用,促进光生载流子的传输及分离,揭示石墨相氮化碳与钼酸铋纳米片材料表面的表面状态及作用机理.

摘要： 现代工业造成的三废（废水,废气,废渣）使得我们的生存环境日益恶化。半导体光催化技术因其强氧化能力可降解多种有毒有害的有机物,同时具有环境友好、可利用太阳能、反应条件温和、成本低等特点而日益受到国内外学者的关注,并且应用前景广阔。光催化材料中,CdS/TiO2复合半导体材料由于可利用半导体之间不同的价带与导带的位置差异,因而可有效分离光生载流子,延长光生电子与空穴的复合时间并可有效地扩展光谱响应范围[1]。同时,光催化剂的微观结构与光的利用率对光催化活性也具有重要影响[2]。

摘要： 光催化是光活性物质如半导体在光的激发下产生光生载流子（电子和空穴）, 随之由光生载流子引发后续以界面电子转移的氧化还原反应为主的物理化学变化。光生电子-空穴对就像一对微电极,所以光催化和光电催化两个概念在某种意义上是相通的（只是后者一般有外加电场作用）。由相关能级位置来看,光生的电子和空穴分别具有很强的还原性和氧化性,光生的电子可用于还原制氢、将 C02转化为甲醇燃料,空穴可用于氧化降解有机物并无机化等1-5。以往的研究成果表明,光电催化对解决能源与环境等战略需求有着重要的意义。

摘要： 1972年Fujishima等[1]发现紫外光照射 TiO2电极可以分解水产生氢气,而在1976年Garey等[2]首先应用TiO2光催化降解水中的氯代联苯并取得成功,自此开启了TiO2 光催化降解有机物的篇章。TiO2是一种环境友好绿色功能材料,在光照射下形成强氧化剂,几乎能将所有的有机毒物质彻底氧化分解成二氧化碳,水等无毒的小分子物质。 TiO2光催化剂的禁带宽度为3.2 eV,在到达地面的太阳能辐射波中,只能吸收占到达地面太阳光能5%以下的紫外光(λ<387 nm),利用效率很低。另外,大多数光生载流子在很短的时间内复合,从而限制了光催化材料的光子有效利用率。能否通过改性, 拓展TiO2吸收光谱向可见光移动、抑制光生电荷复合是提高其太阳能利用率的关键技术之一[3]。

摘要： 要实现低碳绿色能源,大力发展水电、风电、太阳能发电等新能源是最有效途径.其中,太阳能发电不受资源限制,是一种持续的可再生能源.减少原材料的用量,提高光电转换效率,可以有效降低发电成本.本文从太阳电池的光电转换原理,光生载流子的产生和复合、新型结构设计、新技术工艺等方面论述了提高晶硅电池效率的途径,为新型结构晶硅电池的设计、生产和质量控制提供参考.

摘要： 纳米结构ZnO应用于染料敏化电池中具有其自身的优势。一方面以纳米结构ZnO自身的比表面积可以吸附大量的染料分子。吸附的染料分子越多，越有利于光吸收。同时，纳米结构ZnO，特别是具有高度取向性的有序排列的znO纳米棒，可以为光生载流子提供传输通道。光生电子在单根纳米棒中传输时的复合几率比在多晶和非晶薄膜中传输时小，因而可以提高光生电子的收集效率。

摘要： 本文研究了硅悬臂梁的光致应变效应的基本理论.从力学和半导体物理学基本理论出发,考虑了光生载流子的空间分布以及载流子表面复合,提出了一种新的光致悬臂梁弯曲的模型和计算光致应变效应引起的悬臂梁弯曲量的方法.模型更为合理的解释了光致悬臂梁弯曲的根本动力,其计算结果和实验测量结果与文献报道相比更为接近.研究为基于光致应变效应的硅悬臂梁传感器打下了理论基础.

摘要： 薄膜晶体管是液晶显示器的关键部件,对显示器件的工作性能具有重要作用.本文论述了以ZnO为代表的薄膜晶体管工作原理、结构特点、各功能层制备技术,最后总结了ZnO基TFT实现产业化需要克服的主要问题.

摘要： 薄膜晶体管是液晶显示器的关键部件,对显示器件的工作性能具有重要作用.本文论述了以ZnO为代表的薄膜晶体管工作原理、结构特点、各功能层制备技术,最后总结了ZnO基TFT实现产业化需要克服的主要问题.

摘要： 本发明涉及光生电荷载流子的控制。描述并描绘了与光生电荷载流子的控制有关的实施例。一种制造设备的方法，所述方法包括：提供非均匀掺杂轮廓，以使得在光转换区域的至少部分中生成具有垂直场矢量分量的电场；在非均匀掺杂轮廓上方生成包括多个控制电极的控制电极结构用于引导光生电荷载流子。

摘要： 本发明公开了一种基于光生自由载流子的芯片集成全光调制方法，泵浦光场通过定向耦合器进入光学调制器、通过双光子吸收效应产生自由载流子并改变传输波导折射率，信号光场相位随折射率变化实现有效调制。该方法基于现阶段相对成熟的芯片集成光路制备工艺，能够通过一次曝光刻蚀制备完成，同时兼顾高调制速率、低插入损耗、高机械稳定性、高制备效率等优势，有望在超大规模芯片集成光电系统中得到广泛应用。

摘要： 本发明涉及光生电荷载流子的控制。描述并描绘了与光生电荷载流子的控制有关的实施例。一种制造设备的方法，所述方法包括：提供非均匀掺杂轮廓，以使得在光转换区域的至少部分中生成具有垂直场矢量分量的电场；在非均匀掺杂轮廓上方生成包括多个控制电极的控制电极结构用于引导光生电荷载流子。

摘要： 本发明涉及包含第一电极、第二电极、在第一电极与第二电极之间的光活性层和在第一电极与光活性层之间的空穴载流子层的光电池。在一个实施方案中，空穴载流子层包含氧化剂和空穴载流子聚合物。

摘要： 本发明涉及一种二维半导体材料中光生载流子的差分反射探测方法，属于超快激光泵浦探测领域。本发明利用二维半导体材料价带电子吸收光子并发生跃迁至导带的原理，在超快激光的激发下，通过测量二维半导体材料的反射光的方式，得到了微观电子的动力学过程。所述超快激光为脉冲持续时间在100飞秒左右、重复频率为80MHz、带宽为10纳米左右的相干光源，保证了光学测量的时间分辨率。本发明具有瞬时响应和飞秒—皮秒级别的时间分辨率。和宏观电学的电流探测手段相比，灵敏度更高，适用于微观探测领域，同时避免了电极材料对测量结果的影响。

摘要： 本发明涉及一种二维半导体材料中光生载流子的差分反射探测系统，属于全光学微观探测领域。本发明二极管激光器输出连续激光，用于激发钛宝石激光器，钛宝石激光器输出脉冲激光，被分束镜分成两束，用于激发倍频晶体和光纤连续激光器，倍频晶体输出的激光被输入到机械斩波器，机械斩波器输出的泵浦激光通过显微物镜后到达样品，光纤连续激光器输出的探测激光通过机械位移平台后，通过显微物镜后到达样品，样品的反射信号通过显微物镜和滤波片后到达光电探测器，样品的反射信号中泵浦激光被光电探测器前的滤波片滤去，光电探测器连接锁相放大器，锁相放大器连接机械斩波器。本发明实现了半导体光生载流子的瞬态光学探测。

摘要： 本发明涉及一种基于光生载流子效应的拉曼光谱表征4H‑SiC电学性质方法，步骤如下：选用紫外激光进行激发，保证在被测4H‑SiC样品中能够激发出光生载流子；选择适配于紫外激光光路的物镜，光栅刻线密度，并设置光谱仪积分时间和累积次数的数值；设置能完全覆盖4H‑SiC一阶拉曼峰的光谱扫描范围；通过调节光路中的衰减片来改变到达被测4H‑SiC表面的激光功率强度，分别选取不同激光功率对4H‑SiC样品进行拉曼光谱测试，得到不同激光功率激光激发条件下LOPC模对应的拉曼光谱实验数据；进行数学拟合；通过载流子浓度与激光功率之间的线性关系式计算得到被测4H‑SiC无光生载流子产生时的本征载流子浓度数值。

摘要： 本发明提供一种利用ZnO单晶内部自发极化内建电场调控ZnO单晶光电极内部光生载流子分离效率和光电化学性能的方法。通过调节ZnO单晶电极内部极化内建电场方向，从而控制ZnO单晶电极内部光生载流子的分离效率，从而调控光电流和光电转化效率。当ZnO单晶内部内建电场方向垂直于电极表面指向外表面时(O‑SC)，光电流、量子转换效率及电极内部载流子分离效率可得到有效增强。该方法简单有效，因此能够进一步提高光电化学光电极的载流子分离效率及活性，具有潜在的应用价值。

摘要： 本发明公开了一种通过补偿掺杂提高光电极光生载流子分离效率的方法，包括如下步骤：1)在导电衬底的表面制备若干层Mo:BiVO4薄膜，所述Mo:BiVO4为Mo6+掺杂的BiVO4；2)在Mo:BiVO4薄膜的表面制备一层Co:BiVO4薄膜，Co:BiVO4为Co2+掺杂的BiVO4；Co:BiVO4的制备方法包括如下步骤：硝酸铋和硝酸钴的冰醋酸混合溶液和乙酰酮氧钒的乙酰丙酮溶液混合，得到第一总混合溶液，然后将第一总混合溶液涂覆在Mo:BiVO4薄膜的表面，干燥、煅烧制得Mo:BiVO4/Co:BiVO4光电极。Mo:BiVO4和Co:BiVO4完美的晶格匹配大大减少界面的缺陷数量进一步减少载流子的复合。

摘要： 本发明属于微电子技术领域，具体为一种硅基CMOS图像传感器及其抑制光生载流子表面陷阱复合的方法。本发明硅基CMOS图像传感器，具有光生载流子的转移效率高、表面复合率低的特性，具体包括：光电二极管（PPD），浮动扩散区（FD），传递晶体管（TX），浅槽隔离区（STI），抗穿通注入区（APT），以及通过两次不同位置、不同能量、不同剂量的离子注入在局部自对准形成的表面陷阱抑制层，同时获得高的光生载流子转移效率和低的表面陷阱复合率。