一、异质结电流传输机理的研究（论文文献综述）
王兰[1]（2021）在《基于石墨烯的高效太赫兹调控器件的基础研究》文中指出纳米半导体技术作为一门新兴学科被许多科学家视为突破下一代科技的关键技术。通过研究纳米半导体材料的物理特性以及相关器件的设计和制备,成为半导体领域突破物理极限和实现可持续发展的当务之急。其中,以石墨烯为代表的二维材料近年来迅速兴起,开启了二维层状材料的研究热潮。太赫兹无线通信非常适合用于短距离高速无线数据传输的场合,具有广阔的应用前景。为了实现在通信系统中的高速数据传输,高效太赫兹调控成为核心关键技术。本文围绕太赫兹波调控技术的需求,以石墨烯的材料特性为基础,研究和设计了石墨烯堆叠超材料结构和复合石墨烯超表面。主要研究内容与创新点如下:（1）针对单层石墨烯由于自身厚度限制与太赫兹波互作用弱的问题,提出了石墨烯堆叠超材料结构。通过等效介电常数理论和麦克斯韦（Maxwell）方程,分析了该结构对太赫兹横电波（Transverse Electric wave,TE）和横磁波（Transverse Magnetic wave,TM）的响应特性和调控效果。在太赫兹TE波入射时,石墨烯超材料结构可看作一个各向同性的等效介质,并且会引入色散关系和谐振模式。入射波被耦合到超材料结构中形成强谐振,在色散和谐振的共同作用下增强石墨烯和太赫兹波的相互作用。面向材料的损耗补偿,计算了堆叠超材料结构的吸收系数,发现增强的相互作用在石墨烯负电导的影响下,将会引起结构的增强负吸收。在TM波入射时,石墨烯堆叠超材料结构相当于一个各向异性的等效介质,将会激励起石墨烯表面等离激元（Surface Plasmon Polaritons,SPPs）,且在石墨烯负电导的影响下产生增益分布。研究发现增益分布具有明显的色散特性,石墨烯受激发射光子与SPPs耦合,同时相邻层的SPPs也会进一步通过耦合形成耦合谐振,将能量集中在谐振模式点,从而获得太赫兹宽带增益。当耦合模式与传播模式的色散关系相匹配时,相互作用将大大增强产生超高增益。通过调节入射角和堆叠超材料的结构参数,可以实现带宽可控的太赫兹波高增益。（2）采用严格的转移矩阵电磁理论,进一步分析了堆叠超材料结构中石墨烯层与层SPPs之间的相互作用。研究发现石墨烯相邻层之间的SPPs受渗透深度和局域因子的影响,可以通过SPPs级联耦合在堆叠结构中以波导模式存在,增强石墨烯与太赫兹波的相互作用。入射的太赫兹波将以级联SPPs的形式在堆叠结构中传播,在石墨烯负电导的作用下,引起太赫兹波的异常透射。异常透射的传输系数和频率由SPPs的激发概率和色散关系决定,其增强比超过三个数量级。（3）制备了不同层数的石墨烯样品,采用光学泵浦太赫兹探测系统研究了石墨烯超快载流子动力学过程。同时分别研究了石墨烯在飞秒激光和连续激光泵浦下对太赫兹波调控的影响。实验结果表明,在连续激光下,石墨烯的太赫兹波透射系数随激光功率增强而降低;在飞秒激光下,太赫兹波透射系数随激光功率增强而变大。通过理论拟合并结合石墨烯超快载流子动力学分析了这两种现象背后的物理机理。最后,对比了不同层数石墨烯样品之间的调控效果差异,证明了高质量、多层数的石墨烯调控效果更好。（4）采用金属结构和石墨烯复合结构,分别设计了静态和动态的太赫兹电磁诱导透明（Electromagnetically Induced Transparency,EIT）超表面。首先,基于具有高度差的金属双环,提出了由电场跌落效应引起的静态增强EIT超表面。嵌套内环和外环之间由于高度差形成电场跌落分布的耦合模式,且内环的高度增加时,其电场会像瀑布一样跌落到外环,从而增强单元结构内的耦合以及两个相邻单元之间的耦合。通过仿真和理论拟合,分析发现强烈的耦合会引起EIT透明窗传输幅值的显着增加。最后测试了具有不同内环高度的实验样品,证明了改变内外环的高度差可以实现对透明窗的幅度调制,其幅值最大可达到95%,是内外环高度一致的EIT透明窗幅值的两倍。其次,将金属结构与多层石墨烯相结合,设计了动态调控太赫兹波的EIT超表面。仿真和理论研究结果表明,改变多层石墨烯电导率,可以调控金属结构之间的耦合强度,从而调控EIT的透射幅值。通过光学泵浦太赫兹探测系统测试发现,随着飞秒激光功率的增强,石墨烯电导率降低,从而增强了EIT的透射幅值。此外,通过改变泵浦-探针的延迟时间,EIT复合超表面由于石墨烯载流子的快递弛豫呈现出14ps的超快光调制特性。
秦梓伦[2]（2021）在《钙钛矿MAPbX3/有机半导体的协同效应对光电探测器性能的调控》文中认为光电探测器在生物医学传感、环境监测、光通信、空间探索等高新领域具有广泛的应用前景。而不同的应用对光电探测器的性能参数具有不同的要求。由单一材料制备的光电探测器其结构和工作机制一般比较简单,探测器的探测光谱范围受所用材料的光电特性限制,很难满足复杂的应用需求。本论文结合钙钛矿材料和有机材料各自优异的光电特性,发挥出钙钛矿/有机材料的协同作用,锁定光电探测器在不同应用中的需求,以高性能钙钛矿光电探测器为基础,从材料的选择以及器件结构的设计出发,对钙钛矿/有机协同光电探测器的探测光谱范围进行拓宽和窄化调控,并通过一系列对薄膜、器件的表征着重探索器件内部载流子运动对其性能及探测光谱范围的影响,为钙钛矿/有机协同光电探测器的应用提供可行策略。具体研究内容如下:1、采取改善空穴传输层性能策略来提高钙钛矿光电探测器的性能,我们通过二甲基亚砜（DMSO）溶剂修饰的方法来优化PEDOT:PSS（poly（3,4-ethylenedioxythiophene）:poly（styrenesulfonicacid））空穴传输层的性能。研究发现经过DMSO修饰后:（1）、PEDOT:PSS的透过率在380-800 nm范围内平均提升了约10%,增强了钙钛矿对光的吸收;（2）、制备在PEDOT:PSS上的钙钛矿结晶性变好,晶面排布更加紧密,平均粗糙度从25.07 nm降低到10.71 nm;（3）PEDOT:PSS的电导率从2.5×10-3m S/cm提高到3.3×10-3m S/cm,有利于空穴载流子的收集。DMSO修饰方法的引入,显着改善了光电探测器的光捕获、载流子传输和提取。基于该优化方法,我们制备的探测器在-0.1V偏压下探测率达到8.77×1012琼斯(Jones,cm Hz1?2 W-1)、响应时间达到258 ns。2、为了拓宽光电探测范围,我们引入一层在近红外波段有吸收的PM6:Y6有机体异质结作为钙钛矿的补充吸收材料,研究了有机体异质结中给受体的混合比例、厚度和C60厚度对器件性能的影响。通过发挥钙钛矿和有机体异质结的协同作用,实现了高性能的钙钛矿/有机体异质结宽带光电探测器。优化后,ITO/PTAA/CH3NH3Pb I3/PM6:Y6（1:1.2、150 nm）/C60（10 nm）/BCP/Ag结构的光电探测器的探测范围从紫外、可见到近红外光（300-1000 nm）,在830 nm处,器件的响应度和探测率达到峰值,分别为0.52 A/W和2.86×1012 Jones。在可见光525 nm处,器件的响应速度达到698 ns,线性动态范围达到143 d B。3、为了获得更窄范围的光电探测,我们提出了一种新策略,利用钙钛矿材料充当光电探测器的光学屏蔽层,并引入一种由聚合物PTB7和富勒烯小分子C60组成的有机平面异质结作为光电探测器的活性层,成功制备了一系列无滤波器、探测范围可调的窄带光电探测器。研究了引入平面异质结实现窄带光电探测的相关机理问题,进而讨论了钙钛矿中卤素阴离子的改变、钙钛矿和有机平面异质结的厚度对光电探测器光谱响应等性能的影响,最终实现了一系列响应峰值在680-710 nm之间、半峰全宽在50-110 nm之间的窄带光电探测器。优化后ITO/PTAA/CH3NH3Pb I1.6Br1.4（260 nm）/PTB7（40 nm）/C60（60 nm）/BCP/Ag结构的器件在680 nm左右的响应度和探测率分别达到了0.11 A/W和1.37×1012 Jones。同时器件还拥有141 d B的宽线性动态范围和4μs的响应速度。综上所述,本论文以钙钛矿与有机材料的协同效应调控光电探测器的性能,通过对器件中的功能层进行溶剂修饰、厚度优化和调控器件整体结构,系统性地研究了不同类型的钙钛矿/有机复合光电探测器中电荷载流子的传输特性与机制,为实现宽光谱光电探测、窄光谱光电探测等不同功能的高性能光电探测器提供了思路。本文中有图61幅,表3个,参考文献264篇。
刘景景,张泽兰,李诗,刘宇,杨佩佩,李兴[3]（2021）在《钒酸铋可见光催化材料的改性研究进展》文中进行了进一步梳理环境污染和能源短缺是21世纪人类迫切需要解决的两大难题,太阳能取之不尽、用之不竭,如何利用太阳能治理环境污染以及缓解能源短缺问题成为人们关注的焦点。钒酸铋（BiVO4）因其低成本、无毒、光稳定性好、带隙较小、对可见光具有良好的响应等诸多优势,是一种非常有前景的太阳能驱动的半导体光催化剂,成为光催化领域研究的热点。在BiVO4的三种晶体类型中,单斜相BiVO4由于较小的带隙以及特殊的电子结构具有更高的可见光催化活性。但由于纯BiVO4能隙较窄,导致光生载流子极易快速复合,加之材料存在吸附性以及比表面积较小等缺陷,限制了其光催化活性的提高和实际应用。为了提高BiVO4的可见光催化活性,科研工作者主要从两个方面对BiVO4进行改性修饰,一方面从纯BiVO4入手,通过对BiVO4微/纳米结构的可控合成来提高材料的比表面积和吸附性以及对光生载流子的传导能力等;另一方面通过构筑复合材料,以促进光生电子-空穴对的分离,降低其复合概率,进一步拓宽可见光响应范围,提高材料的吸附性和稳定性等,这些研究已经取得了可喜的成果,目前BiVO4材料的光催化效率大幅提升。本文根据提高BiVO4光催化性能的方法不同对BiVO4可见光催化材料的研究进行了综述,主要包括BiVO4微/纳米结构的可控合成、贵金属沉积、元素掺杂、半导体复合以及BiVO4负载五种改性方法,重点介绍了材料在废水中有毒有机污染物降解、光解水制氢、CO2还原以及有机合成等方面的应用。最后针对该领域的研究现状展望了未来的发展方向,并指出了当前研究中亟待解决的问题,以期为开发稳定高效的BiVO4光催化材料提供参考。
仲夏[4]（2021）在《基于界面电子态调控的钴基核壳结构的合成及电催化性能研究》文中提出催化与表界面化学是能量与物质转化的科学基础,是解决能源、环境以及生命健康等国家重大需求的关键基础性学科之一,在国民经济发展中发挥着重要作用。随着21世纪能源问题的日益加剧,利用电能分解水制造清洁能源已然成为解决能源问题的重要途径,析氧反应（Oxygen evolution reaction,OER）因其在水分解制氢中的重要作用而备受关注。作为一个四电子过程,其动力学缓慢,已成为降低电催化裂解水效率的重要因素。探索新型表界面电子态可调的电化学催化剂并深入探究催化剂构效关系是亟待解决的基本科学问题。因此,亟需开发廉价、高效的水氧化催化剂。钴基电催化剂,包括钴氧化物、钴磷化物、钴硼化物,因其成本低、热稳定性好、环境友好等优点,引起广泛关注。然而,在极端的测试条件下,钴基电催化剂稳定性并不理想,同时其固有活性较差,尤其在活性位点暴露面积较低时,催化活性受到限制。要提高钴基电催化剂活性和稳定性,需要对钴基电催化剂的组成,结构和电子态进行调控。多相催化主要发生在表界面处,构造比表面积大,暴露活性位点多的核壳结构是常用的调控结构方法。同时核壳结构界面电子态的调控对于提高催化剂活性也是至关重要的。在本论文中,我们从精准合成钴基电催化剂结构和调控界面电子态入手,合成了多种高效的钴基核壳结构水氧化催化剂,在原子和化学键尺度上研究核壳界面电子态与其催化性能之间的关系,并深入地探究了核壳结构的构效关系,进而为合成高性能钴基电催化剂发展新思路。我们的具体工作主要围绕以下三个方面:1.通过软模板法和后退火工艺合成了以活性材料CoO为壳,Cu2O/Cu异质结为核,构成的新型Cu2O/Cu@CoO核壳材料。调节Cu/Co的投料比（1/4、1/2、1/1、2/1、4/1）,精准控制壳层厚度。XPS证明CoO壳层与Cu2O/Cu核之间的化学偶联,提供了界面两侧电子的强相互作用,构建了快速的电荷转移通道。在Cu/Co=1/2时,Cu2O/Cu@CoO核壳材料表现出最高的OER活性,过电位为330 m V。高效的OER活性也来源于活性CoO壳,提供了较大的表面粗糙度,有利于OER过程中吸附大量的活性OH-物种。合成过程中Cu2O/Cu异质结的原位形成,增加了氧化物固有电导率。电荷的快速转移通道与活性材料CoO壳的协同效应提高了核壳材料的OER性能。本章合成方法可以推广到其他中空二元过渡金属氧化物多相催化剂的合成中。2.通过硬模板法和可控温和的磷化处理步骤,制备了新型的以活性材料CoP为壳,Fe2O3@C为核构成的纺锤状Fe2O3@C@CoP核壳材料。我们证明了CoP纳米颗粒通过原位生成的界面氧桥化学键巧妙地与类石墨烯碳层连接,磷空位的存在是Co-O-C键形成的关键因素。提出了CoP的边缘Co原子与碳层上官能团中的氧直接偶联的方法。Fe2O3@C@CoP具有低过电位230 m V,低塔菲尔斜率55 m V/dec和长期稳定性。与Fe2O3@CoP（336 m V）相比,Fe2O3@C@CoP性能的显着提高主要与以下因素有关:（1）类石墨烯碳层拥有良好的电导率,并提供了一条利于电子传输的通道;（2）密度泛函理论（DFT）计算验证,Co-O-C键对降低OER反应决速步骤的热力学能垒起了关键作用;（3）碳层包覆Fe2O3是磷化过程中形成完美核壳结构的不可忽视的因素,可暴露丰富的OER活性位点。本章合成手段可以扩展到在其他过渡金属磷化物（或硒化物、硫化物）/碳复合材料中构建金属-O-C键。3.利用经典的Kirkendall效应,兼并二维材料与核壳材料比表面积大,活性位点丰富的特性,制备了Co3O4超薄纳米片支撑核壳结构Co-B@Co3O4的分级多相催化剂。我们探讨了核壳结构的“自模板法”形成机理,调控得到了具有最高氧缺陷浓度的Co-B@Co3O4/Co3O4NSs材料,其过电位最低260 m V。在Co3O4 NSs与核壳结构Co-B@Co3O4界面处原位构造了互渗界面,得到了具有电子结构可调的活性中心的Co3O4同质结。理论计算证明核壳结构Co-B@Co3O4表面带有负电,Co3O4 NSs含有大量电子施主氧缺陷,在界面处电子由Co-B@Co3O4流向Co3O4 NSs。该结构保证了足够的孔隙率,加速了传质过程,加快了催化动力学,增强了催化剂的稳定性。本章合成过程为可控合成其它金属-类金属材料分级结构提供思路。本论文利用软模板法、硬模板法、自模板法等合成方法,合成了以钴氧化物,钴磷化物,钴硼化物为活性物质的核壳结构,在界面处构建了快速的电荷传输通道,界面氧桥键,以及互渗同质结。深入探究了核壳结构界面处电子态与性能之间的联系,以期为未来探索复合材料中界面工程的设计,以及化学复合对电化学析氧反应机制提供一定思路。
张丹彤[5]（2021）在《光/电催化二氧化碳还原的过渡金属纳米材料制备及构效关系研究》文中研究指明CO2还原是一种绿色、环保的能源转换方式,可以有效的实现生态系统的碳循环,受到研究者们的广泛关注。但是CO2还原反应过程复杂,产物生成路径多样化,因此寻找合适的催化剂以提高CO2还原的选择性和产率是研究的重点和难点。本论文通过合理的材料设计、材料制备,结合理论模拟结果,探究了金属化合物与CO2还原之间的构效关系,揭示了原子构型与CO2还原性能之间的本质关联,显着的提高了CO2的光催化和电催化还原性能。（1）通过选取二维金属电子媒介体,构建C3N4/bismuthene/BiOCl三元Z型异质结,显着的提高了光催化CO2还原的CH4和CO的产率和选择性。二维金属电子媒介体的引入增大了界面接触面积,降低了复合材料表面功函数,提高了表界面电子传输能力,平衡了C3N4和Bi OCl的界面电荷,从而大幅度提高了复合材料的活性和稳定性。（2）合成了四种不同形貌的Cu2O多面体,用于电催化CO2还原反应,其中的五十面体Cu2O在电压为-1.0 V时,C2H4选择性达到了33%。研究表明,高指数晶面（311）的铜氧原子错位排布形式有利于CO2吸附,降低CO2吸附势垒。其C2H4选择性由CO2吸附能和C-C耦合能力共同决定,在电压足以克服限速步骤势垒时,才能发挥其良好的CO2吸附能力。（3）以Cu2O为前驱体合成了带有Cu2O薄层的铜晶体,其电催化CO2还原产物H2/CO的比例可从0.8调节至4,符合工业上对不同比例合成气原料的需求。DFT理论结果表明,Cu2O薄层的存在改变了催化剂表面电荷转移情况,在降低CO2吸附能的同时,提高了H2竞争反应势垒,表面结构的改变有效的提升了CO2还原活性。（4）通过热聚合法合成了一种Cu单原子掺杂的碳基电催化剂（Cu@N-CNT）,用于常温常压下的电催化CO2还原反应。Cu原子替代C原子作为活性位点引入时可以有效降低表面CO2吸附能,在电压为-0.9 V时,催化剂在KHCO3电解液中的CO的法拉第效率达到84%。
李泊林[6]（2021）在《过渡金属硫化物/纳米碳界面结构设计及电解水催化特性调控》文中指出电解水反应的两个半反应,即析氢反应（HER）和析氧反应（OER）,存在较高的活化势垒,反应动力学速率慢,导致电解水制氢的过电位较大,而实际有意义的电解水需要1.8 V以上的电压。目前,基于Pt、Ru、Ir等贵金属催化剂被认为是最高效的电解水催化剂,但是它们在地球上的含量稀少、价格昂贵,因此开发高效的非贵金属电催化剂可以解决这一问题。其中,过渡金属硫化物由于其催化活性高、成本低廉、合成方法简单可靠等优点,成为理想的贵金属替代材料之一。然而,硫化物本质的双功能催化活性和稳定性不足等问题,导致在全电解水的实际应用中表现欠佳。本文围绕多组分设计、纳米形貌设计、碳包覆界面设计、异质元素掺杂设计四种方式来调控金属硫化物（以硫化镍为例）催化剂的表界面特性和电子结构,改变其表面的氧中间体吸附和氢吸附吉布斯自由能,同时提高HER和OER的双功能催化活性。具体的研究内容如下:（1）硫化镍多相界面结构及单一Ni3S2催化剂设计:本论文首先选择Ni S/Ni S2双硫化物作为案例,探讨了多相界面作用对HER和OER催化活性的影响,相比单一的Ni3S2催化剂电解水性能大幅增强(全电解测试Ni S/Ni S2在1.61 V时电流密度即可达到10 mA cm-2,比单一Ni3S2的1.79 V足足低了180 mV)。考虑到单一Ni3S2的性能欠佳,本文进一步以Ni3S2作为研究对象,通过Q-CVD技术进行了Ni3S2纳米颗粒、Ni3S2纳米多面体和Ni3S2纳米线等多尺度结构优化并进一步与三维（或氮掺杂）石墨烯构建复合结构,以达到大幅度提高Ni3S2纳米催化剂电解水催化效能的最终目标。（2）Ni3S2纳米颗粒@三维石墨烯纳米片催化剂设计:本文通过Q-CVD技术成功构建了泡沫镍（NF）自支撑的三维石墨烯纳米片包裹Ni3S2纳米颗粒（Ni3S2纳米颗粒@3-D GNs/NF）新型催化剂,高密度的Ni3S2纳米粒子分散在三维石墨烯的多孔网络,为高效催化组分的离子扩散和电子传输提供了双通道;金属硫化物的本征活性和石墨烯的增强效应对催化剂的优良催化性能起着主导作用。所合成的Ni3S2纳米颗粒@3-D GNs/NF可作为一种无粘结剂的自支撑催化电极,用于电催化分解水表现出显着的OER和HER催化活性(10 mA cm-2电流密度下OER和HER过电位为296 mV和158 mV,全电解测试达到10 mA cm-2电流密度的电压为1.55 V)。（3）Ni3S2纳米线@氮掺杂石墨烯纳米管催化剂设计:本文通过Q-CVD技术进一步制备了一种基于泡沫镍负载的新型Ni3S2纳米线@N掺杂石墨烯碳纳米管（Ni3S2@NGCLs/NF）,这种独特的核壳纳米线结构使其在催化反应中具有重要优势,通常电子可以从内核金属穿透到外部碳层加速催化反应。通过碳纳米管与Ni3S2纳米线的结合,碳纳米管的高导电性使得电子可以很容易地穿梭到Ni3S2纳米线上;碳纳米管的化学和机械稳定性提高了Ni3S2纳米线的催化稳定性;由于Ni OOH是OER的高活性物质,因此NGCLs包覆Ni3S2纳米线的核壳电缆状纳米结构为Ni3S2连续形成Ni OOH提供了缓释效应。因此Ni3S2@NGCLs/NF复合电催化剂在表现出良好的整体电催化分解水性能(10 mA cm-2电流密度下OER和HER过电位为271 mV和132 mV,全电解测试达到10 mA cm-2电流密度的电压为1.55 V)。（4）氮掺杂Ni3S2纳米立方体@氮掺杂石墨烯催化剂设计:本文通过Q-CVD技术最后制备了一种基于泡沫镍负载的氮掺杂Ni3S2纳米立方体和氮掺杂石墨烯复合体（N-Ni3S2@NG/NF）。碳材料及金属化合物的异质元素掺杂,对反应中间体在电催化剂表面的化学吸附具有较强的调制能力,能够有效地加速水的裂解速率而受到越来越多的关注。由于N-Ni3S2@NG/NF异质界面的原位生成、氮负离子的掺入和N掺杂碳包覆纳米立方结构,改变了Ni3S2的晶体结构和电子结构,从而使复合材料的催化活性显着提高。所制备的自支撑N-Ni3S2@NG/NF电极在碱性介质中对HER和OER均表现出高效的电催化活性(10 mA cm-2电流密度下OER和HER过电位为238 mV和100 mV,全电解测试达到10 mA cm-2电流密度的电压为1.53 V)。
吕雪锋[7]（2021）在《钼基催化剂的设计合成及电解水产氢性能研究》文中研究指明开发来源广泛且能量密度高的氢能是解决能源枯竭和环境污染等世界性难题的有效策略。电解水制氢具有简单高效、环境友好且所得氢气纯度高的特点。在电解水过程中,催化剂的使用可有效减少电能消耗。其中钼基催化剂是一种非常有前景的电解水制氢催化剂,代表性的Mo S2、Mo2C具有与Pt类似的电子结构,拥有优异的电化学产氢（Hydrogen Evolution Reaction,HER）性能。然而其较差的导电能力、有限的本征活性位点,致使难以充分发挥其本身应有的催化性能。因此,本论文以钼基催化剂为研究对象,探索通过元素掺杂、缺陷制造、形貌调控和碳包覆等方法对钼基催化剂电导率、活性位点及其催化性能的影响。主要内容及结论如下:（1）通过均相沉淀法制备的Ni（OH）2前驱体,经水热反应、低温退火等方式合成制备了Fe、C掺杂的三维花状球形Mo S2/Ni3S2异质结粉末催化剂。催化剂Fe,C-doped Mo S2/Ni3S2-450在1M KOH中展现出优异的HER和OER性能,在10 m A/cm2电流密度下,HER和OER的过电位仅分别为188 m V和273 m V,经过长达12 h的计时电位测试,过电位仅出现微小的下降。研究表明,二茂铁甲酸衍生的Fe、C元素成功掺杂进入Mo S2/Ni3S2异质界面,促进了两者的界面耦合作用,使催化剂暴露出更多的活性位点,且有效增强催化剂的电导率,从而优化了催化剂催化活性。（2）通过水热法和热处理法在泡沫镍骨架上制备了富含非晶态Co Mo S4相的Mo基自支撑催化剂（Co Mo S4/Co9S8/Co Mo2S4/NixS6/NF）,其在碱液中表现出了良好的HER性能,仅需24 m V过电位即可实现10 m A/cm2电流密度,Tafel斜率低至42 m V/decade。研究表明,其性能提升的主要原因是由于材料可控的表面粗糙度改性和形成了复杂非晶-晶态异质界面暴露了更多的活性位点,极大增强了催化剂的反应活性。（3）通过水热和高温热处理制备了N、W掺杂的Co/Mo2C异质结构催化剂。结果表明,N,W20-Co/Mo2C阵列结构具备优异的HER性能,在1M KOH溶液中实现10 m A/cm2电流密度仅需35 m V过电位,Tafel斜率仅为35 m V/decade。同时在1M KOH和1M PBS溶液中均展现出了优异的稳定性,在100 m A/cm2电流密度下,连续工作24 h后,过电位未出现明显变化。与传统改善Mo2C基催化剂性能的策略相比,本研究在引入Co元素的基础上掺杂了W元素。碳层、碳纳米管、氮化物、金属态Co和Mo2C形成的多相异质界面结构具有较强的耦合作用,为催化剂带来了大量活性位点且赋予催化剂更高的电导率,同时碳包覆层还可以有效保护Co/Mo2C体,避免了催化剂主体直接裸露于电解液中,从而显着提高其电化学性能。
邱浩然[8]（2021）在《纤维状TiO2-Au-BiOX（X=Br,I）三元异质结光催化剂制备及其性能研究》文中认为半导体光催化技术基于其绿色且无污染的优势,成为了解决目前环境污染与能源危机的一种有效策略。在已知的众多半导体光催化剂中,宽带隙TiO2（3.2 eV）因其光催化效率较高,且无毒、成本低廉、环保而被广泛研究。但单一的TiO2对太阳能的利用率较为低下,使其进一步的应用受到限制。本文通过静电纺丝法、热沉积法、连续例子层吸附法（SILAR）制备了纤维状TiO2-Au-BiOX（X=Br,Ⅰ）光催化剂,并研究了其光催化降解有机污染物和光催化固氮性能,构建了高效的Z型异质结光催化体系,具体内容如下:（1）以TiO2纳米纤维为基体,通过调节其上负载的Au纳米颗粒的含量以及BiOBr的负载量,制备了 TiO2-Au-BiOBr三元复合材料,以构建具有高效光催化降解能力的Z型体系光催化剂。在全波段光辐照下,TiO2-Au-BiOBr对罗丹明B（RhB）的降解率高达99.91%,其催化速率分别为TiO2、TiO2-Au、TiO2-BiOBr的12.53、10.18、3.88倍,同时,该催化剂具有良好的重复使用性以及高效降解亚甲基橙（MO）与亚甲基蓝的能力（MB）。论文利用XPS,光电化学测试和自由基俘获实验等分析测试系统研究了纤维状TiO2-Au-BiOBr光催化剂的光催化降解机理。（2）基于上述Z型体系模型,本论文进一步利用具有可见光响应的BiOI替代BiOBr,制备光能利用率更高的纤维状TiO2-Au-BiOI三元光催化剂,将其应用于增强纯水中的光催化固氮反应中。结果表明,TiO2-Au-BiOI在饱和氮气-纯水体系中的固氮效率为543.53μmolL-1 h-1 g-1,分别是 TiO2-Au-BiOBr,TiO2-BiOB r-Au,TiO2-BiOI,TiO2-Au,TiO2 的 1.38、1.69、1.85、6.69、22.1倍。井且拥有良好的重复使用性。结合材料结构形貌表征,XPS,UV-Vis,PL,光电化学测试,EPR,FDTD模拟等进一步验证了改性后纤维状TiO2-Au-BiOI的Z型异质结光催化固氮反应机理。
薛佳伟[9]（2021）在《基于双受体四元宽光谱有机光电探测器的特性研究》文中认为有机光电探测器具有响应光谱易调节、制备工艺简单和生产成本低等优点受到很多科研者们的关注。当前大部分关于有机光电探测器的研究集中于提高某一范围内的光响应,很少有探索可见光到近红外波长范围内的研究。为了解决上述问题,本论文就非富勒烯受体IEICO-4F作为第三或者第四组分对宽光谱OPDs进行研究。论文首先对活性层为P3HT:IEICO-4F:PC61BM三元器件（第一组）进行了研究。研究不同IEICO-4F掺杂浓度对器件光学特性与电学特性的影响。实验发现当IEICO-4F的掺杂比例为10wt%时,器件具有良好的性能。在红光650nm处的比探测率D*为4.86×1011Jones,成功的拓宽了器件的响应光谱范围,但红光波段特性仍存在相对较差问题。为了进一步提高红光吸收,接着开展了活性层含有两种红光材料PTB7:IEICO-4F:PC61BM三元器件（第二组）。研究不同IEICO-4F掺杂浓度对器件光学特性与电学特性的影响,实验发现当IEICO-4F的掺杂比例为4wt%时,器件具有良好的红光响应特性,在红光650nm处D*为1.61×1012Jones,说明含有PTB7与IEICO-4F两种红光吸收材料可以提高器件红光响应。最后开展了活性层为P3HT:PTB7:IEICO-4F:PC61BM四元器件的研究（第三组）,研究了不同掺杂浓度对器件光学特性与电学特性的影响。当PTB7与IEICO-4F掺杂比例分别为10wt%和5wt%时,器件表现出良好的光电性能,在红光650nm处,D*从单红光材料的4.86×1011Jones提高到1.1×1012Jones,提高了一个数量级。同时绿、蓝光（530nm和460nm）下的D*分别达到了1.4×1012Jones和1.07×1012Jones,均得到了明显改善。说明了双掺杂有利于活性层形成互穿型的网络结构,提升载流子的迁移率。研究结果表明:采用双掺杂的方式,可以有效的增加添加剂的质量比,从单掺杂的10wt%和4wt%增加到15wt%,以此来提高活性层对红光波段的吸收强度;采用一给体、一受体的掺杂形式,在双给体与双受体之间形成激子解离作用,使体系中的解离面增多,提高了激子解离效率;采用一给体、一受体的掺杂形式,优化活性层形貌,使其形成良好的互穿型网络结构,提升了载流子迁移率。综上所述,采用两种性质不同的长波吸收材料组分替代单一组分,可以增加添加组分的质量比,拓宽器件的响应光谱,提升激子解离效率与迁移率,同时减少体系中的复合损失。本研究为宽光谱高探测率的有机光电探测器的实现提供了一种有效的方法。
吴禧梅[10]（2021）在《基于陷阱掺杂的三元有机光电倍增探测器性能的研究》文中认为有机光电倍增探测器因其高外量子效率（External Quantum Efficiency,EQE）成为人们的研究热点。陷阱掺杂是实现有机光电探测器电流倍增的一种重要方法,但其目前还存在着陷阱掺杂浓度低的问题。为解决上述问题,论文采用在三元体异质结P3HT:PTB7:PC61BM活性层体系中掺杂两种电子陷阱的双掺杂方法。论文首先研究了单掺杂C70陷阱的有机光电倍增探测器。实验表明:掺杂2.5wt%C70的器件性能最优。-2V偏压下和λ=460nm、Pin=0.21mW·cm-2光照下单掺杂器件的EQE为421.33%。然后为了增加陷阱掺杂浓度,在保持C70最优掺杂浓度不变的情况下,研究了掺杂C70:C60、C70:DDQ、C70:F4-TCNQ三种双掺杂有机光电倍增探测器。实验表明,三种双掺杂器件的最优陷阱掺杂浓度分别为4.0wt%、4.0wt%、3.0wt%,是单掺杂器件的约1.6倍、约1.6倍、约1.2倍,其载流子浓度从单掺杂器件的4.38×1017cm-3分别增加到1.10×l018cm-3、1.23×1018cm-3、1.07× 1018cm-3,表明采用双掺杂方法,提高了陷阱浓度,增加了电极的空穴隧穿注入,提高了光电流密度,获得高的倍增效应。因此,通过双掺杂方法可改善掺杂剂的聚集现象,提高掺杂浓度和掺杂效率,获得高浓度陷阱掺杂的活性层。三种双掺杂器件的EQE分别为1691.65%、4221.26%、1117.56%,是单掺杂器件的约4.66倍、约10.02倍、约2.65倍。对比分析表明:由于DDQ分子中的强吸电子基团氰基（-CN）以及强电负性卤素原子（氯原子）,使之具有较低的LUMO能级,有利于电子的俘获,因此C70:DDQ显示出良好的陷阱掺杂作用。而对于F4-TCNQ虽然具有更低LUMO能级,但是其分子结构中更多的氰基（-CN）和卤素原子（氟原子）,促进了 P3HT、PTB7对F4-T CNQ的结晶,促使F4-TCNQ的团聚,影响了其分散性,降低了掺杂效率,从而削弱了空穴从A1阴极的注入效应。综上所述:采用双掺杂方法可有效提高活性层的陷阱掺杂浓度,从而提高器件外量子效率,改善光电倍增。论文为实现有机活性层的高浓度陷阱掺杂提供了新思路。
二、异质结电流传输机理的研究（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、异质结电流传输机理的研究（论文提纲范文）
（1）基于石墨烯的高效太赫兹调控器件的基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.1.1 二维材料的研究背景 |
| 1.1.2 太赫兹波调控器件的研究意义 |
| 1.2 基于二维材料太赫兹调控器件的研究现状 |
| 1.2.1 基于石墨烯调控器件的发展 |
| 1.2.2 其他二维材料太赫兹调控器件 |
| 1.2.3 堆叠二维层状材料调制器 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 基于石墨烯堆叠超材料结构的太赫兹波调控理论分析 |
| 2.1 石墨烯太赫兹负动态电导率理论研究 |
| 2.2 石墨烯堆叠超材料结构对横电波的调制 |
| 2.2.1 等效介电常数理论 |
| 2.2.2 色散与谐振的相互匹配 |
| 2.2.3 石墨烯超材料结构对TE波响应特性分析 |
| 2.3 石墨烯堆叠超材料结构对于横磁波的调制 |
| 2.3.1 各向异性介质中的色散关系 |
| 2.3.2 各向异性介质的太赫兹波传输理论推导 |
| 2.3.3 石墨烯超材料结构对TM波响应特性分析 |
| 2.4 表面等离激元在多层石墨烯中的层间耦合 |
| 2.4.1 转移矩阵推导 |
| 2.4.2 石墨烯表面等离激元的级联耦合 |
| 2.4.3 石墨烯异常透射调制结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 石墨烯在光泵浦下对太赫兹波调控的实验研究 |
| 3.1 石墨烯薄膜的制备和表征 |
| 3.1.1 单层石墨烯薄膜的制备和湿法转移 |
| 3.1.2 碳化硅多层石墨烯薄膜的制备和表征 |
| 3.2 光学泵浦太赫兹探测系统介绍 |
| 3.3 基于单层石墨烯的太赫兹波调控研究 |
| 3.3.1 单层石墨烯超快载流子动力学研究 |
| 3.3.2 飞秒激光和连续激光对太赫兹波调控的影响及机理分析 |
| 3.4 基于多层石墨烯的太赫兹调控研究 |
| 3.4.1 多层石墨烯超快载流子动力学研究 |
| 3.4.2 飞秒激光对多层石墨烯的太赫兹波调控的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于石墨烯超表面的太赫兹EIT调控研究 |
| 4.1 基于超表面的电磁诱导透明效应简介 |
| 4.2 增强 EIT 的高低起伏超表面 |
| 4.2.1 耦合电场跌落效应 |
| 4.2.2 基于洛伦兹谐振子模型的理论分析 |
| 4.2.3 高低起伏超表面的实验测试 |
| 4.3 基于多层石墨烯的动态调控EIT超表面 |
| 4.3.1 基于多层石墨烯EIT超表面的理论分析 |
| 4.3.2 石墨烯超表面对太赫兹幅值的调控实验 |
| 4.3.3 飞秒激光下石墨烯超表面的超快调控测试 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（2）钙钛矿MAPbX3/有机半导体的协同效应对光电探测器性能的调控（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 序言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 基于不同材料制备的光电探测器 |
| 1.2.1 有机光电探测器 |
| 1.2.2 钙钛矿光电探测器 |
| 1.2.3 钙钛矿/有机复合光电探测器 |
| 1.3 基于不同器件结构的光电探测器 |
| 1.3.1 光电导型光电探测器 |
| 1.3.2 光伏型光电探测器 |
| 1.4 基于不同功能的光电探测器 |
| 1.4.1 宽带光电探测器 |
| 1.4.2 窄带光电探测器 |
| 1.5 光电探测器的性能参数 |
| 1.5.1 响应度(R(λ)) |
| 1.5.2 外量子效率(EQE) |
| 1.5.3 半峰全宽(FWHM) |
| 1.5.4 噪声电流 |
| 1.5.5 噪声等效功率和比探测率 |
| 1.5.6 线性动态范围 |
| 1.5.7 响应时间 |
| 1.5.8 频率响应 |
| 1.6 本论文的选题依据与研究内容 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 器件制备 |
| 2.1.1 透明电极ITO的清洁和预处理 |
| 2.1.2 空穴传输层的制备 |
| 2.1.3 钙钛矿薄膜的制备 |
| 2.1.4 有机体异质结/平面异质结活性层的制备。 |
| 2.1.5 电子传输层、空穴阻挡层、金属电极的制备。 |
| 2.2 测试表征方法及所需仪器 |
| 2.2.1 源测量单元SMU(Source Measure Unit) |
| 2.2.2 EQE测试系统 |
| 2.2.3 紫外-可见-近红外(UV-VIS-NIR)分光光度计 |
| 2.2.4 场发射扫描电子显微镜(FESEM) |
| 2.2.5 掠入射广角X射线散射(GIWAXS,grazing incident wide-angle X-ray scattering) |
| 2.2.6 光致发光(PL)测试系统 |
| 2.2.7 瞬态光电流响应测试平台 |
| 3 空穴提取的优化对CH_3NH_3PbI_3钙钛矿光电探测器性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 器件制备及表征测试 |
| 3.2.1 光电探测器的制备 |
| 3.2.2 薄膜及光电探测器的表征 |
| 3.3 DMSO修饰对钙钛矿光电探测器性能的影响及机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于钙钛矿/有机体异质结协同效应的宽光谱光电探测器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 器件制备及表征测试 |
| 4.2.1 光电探测器的制备 |
| 4.2.2 光电探测器的表征 |
| 4.3 钙钛矿/有机体异质结的协同效应与器件设计 |
| 4.4 有机体异质结的优化对光电探测器EQE的影响 |
| 4.5 电子传输层的厚度对光电探测器EQE的影响 |
| 4.6 优化后钙钛矿/有机体异质结协同宽带光电探测器的性能 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 基于CH_3NH_3PbI_xBr_(3-x)/PTB7协同效应的窄带可调光电探测器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 器件制备及表征测试 |
| 5.2.1 光电探测器的制备 |
| 5.2.2 光电探测器的表征 |
| 5.3 窄带光电探测器的协同效应与窄带探测 |
| 5.4 光学屏蔽层及活性层厚度的优化及对探测性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）钒酸铋可见光催化材料的改性研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 BiVO4微/纳米结构的可控合成 |
| 2 贵金属沉积 |
| 3 元素掺杂 |
| 3.1 金属元素掺杂 |
| 3.2 非金属元素掺杂 |
| 3.3 共掺杂 |
| 4 半导体复合 |
| 4.1 二元半导体复合 |
| 4.2 三元半导体复合 |
| 4.3 金属修饰的半导体复合 |
| 4.4 碳材料修饰的半导体复合 |
| 5 BiVO4负载 |
| 6 结语 |
（4）基于界面电子态调控的钴基核壳结构的合成及电催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电化学析氧反应概述 |
| 1.2.1 电化学析氧反应机理 |
| 1.2.2 电化学析氧催化剂体系 |
| 1.3 表界面工程 |
| 1.3.1 表界面工程的特征参数 |
| 1.3.2 表界面工程的合成方法 |
| 1.3.3 表界面工程对电化学析氧反应的促进机制 |
| 1.4 核壳结构 |
| 1.4.1 核壳结构的分类 |
| 1.4.2 核壳结构的合成方法 |
| 1.4.3 核壳结构对电化学析氧反应的促进机制 |
| 1.5 本论文选题目的、意义及主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 Cu_2O/Cu@CoO核壳结构的合成与界面电荷传输通道的构建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂和原料 |
| 2.2.2 材料的合成 |
| 2.2.3 测试仪器和表征参数 |
| 2.2.4 电催化测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 结构的表征与分析 |
| 2.3.2 形貌的表征与分析 |
| 2.3.3 核壳结构的形成机理 |
| 2.3.4 界面电子态的表征与分析 |
| 2.3.5 样品的催化性能测试与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 Fe_2O_3@C@CoP核壳结构的合成与界面氧桥化学键的形成 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂和原料 |
| 3.2.2 材料的合成 |
| 3.2.3 测试仪器和表征参数 |
| 3.2.4 电催化测试 |
| 3.2.5 密度泛函理论计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 结构的表征与分析 |
| 3.3.2 形貌的表征与分析 |
| 3.3.3 界面氧桥键的形成机理 |
| 3.3.4 样品的催化性能测试与分析 |
| 3.3.5 理论计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Co-B@Co_3O_4/Co_3O_4NSs分级结构的合成与界面互渗同质结的探索 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂和原料 |
| 4.2.2 材料的合成 |
| 4.2.3 测试仪器和表征参数 |
| 4.2.4 电催化测试 |
| 4.2.5 密度泛函理论计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 结构的表征与分析 |
| 4.3.2 形貌的表征与分析 |
| 4.3.3 整体电子态与氧缺陷 |
| 4.3.4 界面同质结与理论计算 |
| 4.3.5 样品的催化性能测试与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 结论 |
| 作者简介及科研成果 |
| 攻读博士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（5）光/电催化二氧化碳还原的过渡金属纳米材料制备及构效关系研究（论文提纲范文）
| 内容提要 |
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光催化CO_2还原 |
| 1.2.1 光催化CO_2还原基本原理 |
| 1.2.2 光催化CO_2还原研究现状 |
| 1.2.3 提高光催化剂性能的途径 |
| 1.3 电催化CO_2还原 |
| 1.3.1 电催化CO_2还原基本原理 |
| 1.3.2 电催化CO_2还原反应装置 |
| 1.3.3 电催化CO_2还原的研究现状 |
| 1.3.4 电催化CO_2还原的性能优化方式 |
| 1.4 本论文的选题依据和研究内容 |
| 第二章 构建二维Z型异质结(C_3N_4/bismuthene/BiOCl)实现高效光催化CO_2还原 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 仪器表征 |
| 2.2.3 催化剂的制备方法 |
| 2.2.4 光催化CO_2RR测试 |
| 2.2.5 光电化学性能测试 |
| 2.2.6 理论计算方法 |
| 2.3 结果和讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 Cu_2O晶体的电催化CO_2还原晶面依赖效应探究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 仪器表征 |
| 3.2.3 不同形貌的Cu_2O晶体的制备 |
| 3.2.4 电催化CO_2RR测试 |
| 3.2.5 理论计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 构建新型Cu_2O@Cu核壳结构实现高效电催化CO_2还原 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 仪器表征 |
| 4.2.3 催化剂制备 |
| 4.2.4 电催化CO_2还原性能测试 |
| 4.2.5 理论计算方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Cu@N-CNT单原子催化剂制备及其电催化CO_2还原性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 实验原料 |
| 5.2.2 仪器表征 |
| 5.2.3 催化剂制备 |
| 5.2.4 电催化CO_2还原性能测试 |
| 5.2.5 理论计算方法 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结及展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读博士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（6）过渡金属硫化物/纳米碳界面结构设计及电解水催化特性调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电解水催化原理 |
| 1.2.1 HER催化原理 |
| 1.2.2 OER催化原理 |
| 1.2.3 双功能催化原理 |
| 1.3 过渡金属硫化物研究进展 |
| 1.3.1 过渡金属硫化物结构特性 |
| 1.3.2 过渡金属硫化物电解水催化机理 |
| 1.3.3 过渡金属硫化物纳米结构合成方法 |
| 1.4 Ni_3S_2/纳米碳界面材料研究进展 |
| 1.4.1 Ni_3S_2/纳米碳界面材料制备进展 |
| 1.4.2 Ni_3S_2/纳米碳界面材料电化学应用进展 |
| 1.4.3 Ni_3S_2/纳米碳界面材料的先进设计策略 |
| 1.5 本论文的研究目的、内容和创新点 |
| 1.5.1 本论文主要研究目的 |
| 1.5.2 本论文主要研究内容 |
| 1.5.3 本论文的独创或新颖之处 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验与表征 |
| 2.1 实验材料与试剂 |
| 2.2 实验仪器与设备 |
| 2.3 实验与表征 |
| 2.3.1 物相表征 |
| 2.3.2 电化学测试 |
| 2.3.3 理论计算 |
| 第三章 泡沫镍支撑硫化镍多相界面结构设计及电解水催化特性调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂以及前驱体准备 |
| 3.2.2 Ni S/Ni S_2独立电极制备 |
| 3.2.3 Ni_3S_2独立电极制备 |
| 3.2.4 结构表征方法 |
| 3.2.5 电化学测量 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 结构表征 |
| 3.3.2 电化学测量 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Ni_3S_2纳米颗粒@三维石墨烯纳米片自支撑电极设计及电解水催化特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 材料 |
| 4.2.2 合成材料 |
| 4.2.3 材料表征 |
| 4.2.4 电化学测量 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 结构表征 |
| 4.3.2 电化学性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 Ni_3S_2纳米线@氮掺杂石墨烯纳米管自支撑电极设计及电解水催化特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验 |
| 5.2.1 样品制备 |
| 5.2.2 结构表征 |
| 5.2.3 电化学测量 |
| 5.2.4 第一原理计算 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 氮掺杂Ni_3S_2纳米立方体@氮掺杂石墨烯自支撑电极设计及电解水催化特性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验 |
| 6.2.1 试剂以及前驱体准备 |
| 6.2.2 N-Ni_3S_2@NG独立电极制备 |
| 6.2.3 结构表征方法 |
| 6.2.4 电化学测量 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 结构表征 |
| 6.3.2 电化学分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 获奖(项目)情况以及研究成果 |
（7）钼基催化剂的设计合成及电解水产氢性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 电解水背景及概述 |
| 1.1.1 电化学解水原理 |
| 1.1.2 析氢反应的基本路径 |
| 1.1.3 析氧反应的基本路径 |
| 1.2 电解水性能的评价参数 |
| 1.2.1 过电位(η) |
| 1.2.2 塔菲尔斜率(Tafel slope) |
| 1.2.3 电化学阻抗(EIS) |
| 1.2.4 双电层电容(C_(dl)) |
| 1.2.5 稳定性 |
| 1.3 电解水催化剂的相关研究进展 |
| 1.4 Mo基催化剂在电化学解水性能中的研究应用 |
| 1.4.1 MoS_2基催化剂在电化学解水性能中的研究应用 |
| 1.4.2 碳化钼基催化剂在电化学解水性能中的研究应用 |
| 1.5 电催化剂的设计和制备 |
| 1.5.1 催化剂导电性能的提升 |
| 1.5.2 设计催化剂自身结构 |
| 1.6 本论文的研究意义、主要内容及创新点 |
| 1.6.1 研究意义 |
| 1.6.2 主要内容 |
| 第二章 实验原理与方法 |
| 2.1 实验材料与试剂 |
| 2.2 实验仪器设备 |
| 2.3 材料表征 |
| 2.3.1 X射线衍射测试(XRD) |
| 2.3.2 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.3 场发射扫描电镜(SEM) |
| 2.3.4 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.5 拉曼光谱(Raman) |
| 2.4 材料的电化学性能测试 |
| 2.4.1 电化学测试的相关装置和条件 |
| 2.4.2 极化曲线的测试 |
| 2.4.3 电化学交流阻抗测试 |
| 2.4.4 双电层电容测试 |
| 2.4.5 稳定性测试 |
| 第三章 粉末型Fe,C-doped MoS_2/Ni_3S_2催化剂的合成及析氢、析氧性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 氢氧化镍前驱体的制备 |
| 3.2.2 三维Fe,C-doped Mo_yS_x/NiS纳米颗粒的合成 |
| 3.2.3 三维Mo_yS_x/NiS纳米颗粒的合成 |
| 3.2.4 普通MoS2的合成 |
| 3.2.5 三维Fe,C-doped MoS_2/Ni_3S_2纳米颗粒的合成 |
| 3.2.6 三维MoS_2/Ni_3S_2纳米颗粒的合成 |
| 3.2.7 NiS_2纳米颗粒的合成 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 XRD分析 |
| 3.3.2 SEM分析 |
| 3.3.3 TEM分析 |
| 3.3.4 Raman和XPS分析 |
| 3.3.5 HER表征与分析 |
| 3.3.6 OER表征和分析 |
| 3.4 本章小节 |
| 第四章 富含非晶态CoMoS_4相自支撑催化剂的制备及析氢性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 CoMoO_4/NF阵列的合成 |
| 4.2.2 Co_9S_8/Co Mo_2S_4/Ni_xS_6/NF的合成 |
| 4.2.3 CoMoO_yS_x/CoMo_2S_4/Ni_xS_6/NF的合成 |
| 4.2.4 Co_9S_8/Mo S_2/CoMo_2S_4/Ni_xS_6/NF的合成 |
| 4.2.5 非晶态CoMoS_4/Co_9S_8/CoMo_2S_4/Ni_xS_6/NF的合成 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 XRD、Raman、XPS分析 |
| 4.3.2 SEM、TEM表征分析 |
| 4.3.3 电化学测试与分析 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 Mo_2C基自支撑催化剂的制备及析氢性能的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 CoMoO_4/NF阵列的合成 |
| 5.2.2 W掺杂CoMoO_4/NF阵列的合成 |
| 5.2.3 N-Co/Mo_2C阵列的合成 |
| 5.2.4 N,W_x-Co/Mo_2C阵列的合成 |
| 5.2.5 N,W_(20)-Co/Mo_2C-700阵列的合成 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 XRD、Raman、XPS分析 |
| 5.3.2 SEM、TEM分析 |
| 5.3.3 电化学测试与分析 |
| 5.4 本章小节 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 6.3 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间的学术成果 |
（8）纤维状TiO2-Au-BiOX（X=Br,I）三元异质结光催化剂制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光催化原理概述 |
| 1.2.1 光催化反应原理 |
| 1.2.2 光催化半导体材料的改性 |
| 1.2.3 光催化半导体二元异质结体系概述 |
| 1.2.4 光催化半导体Z型体系(Z-scheme)概述 |
| 1.3 光催化材料概述 |
| 1.3.1 金属氧化物半导体 |
| 1.3.2 非金属氧化物半导体 |
| 1.4 静电纺丝光催化纳米纤维 |
| 1.4.1 光催化纳米纤维 |
| 1.4.2 负载型光催化纳米纤维 |
| 1.5 本文的研究内容与意义 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 TiO_2纳米纤维的制备 |
| 2.4 表征及测试方法 |
| 2.4.1 结构及形貌表征 |
| 2.4.2 光电性能测试 |
| 2.4.3 光催化降解测试方法 |
| 2.4.4 光催化固氮测试方法 |
| 2.5 模拟计算设置 |
| 第三章 纤维状TiO_2-Au-BiOBr光催化剂的制备及其光降解有机染料性能影响分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 TiO_2-Au-BiOBr复合纳米纤维的制备与表征 |
| 3.2.1 TiO_2-Au(x)纳米纤维的制备及SEM表征 |
| 3.2.2 TiO_2-Au(x)-BiOBr(y)复合纤维的制备及SEM表征 |
| 3.2.3 TiO_2-Au_((0.25))-BiOBr_((6))复合纤维的XRD及TEM表征 |
| 3.3 TiO_2-Au_((0.25))-BiOBr_((6))复合纤维的XPS分析 |
| 3.4 固体紫外-可见光吸收分析(UV-Vis)及能带结构计算 |
| 3.4.1 UV-is吸收光谱分析 |
| 3.4.2 能带结构计算 |
| 3.5 光催化降解性能分析 |
| 3.5.1 不同Au含量的样品催化性能对比 |
| 3.5.2 不同BiOBr含量的样品催化性能对比 |
| 3.5.3 不同对比样品的催化性能分析 |
| 3.5.4 催化剂稳定性与选择性 |
| 3.5.5 自由基检验分析 |
| 3.6 荧光光谱与光电分析 |
| 3.7 催化机理分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 纤维状TiO_2-Au-BiOI光催化剂的制备及其光催化固氮性能影响分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品的形貌与晶体结构分析 |
| 4.2.1 TiO_2-Au-BiOI与其他参比样品的制备 |
| 4.2.2 XRD分析 |
| 4.2.3 形貌分析 |
| 4.3 催化剂的价态分析(XPS) |
| 4.4 固体紫外-可见光漫反射吸收测试分析(UV-Vis)与能带结构计算 |
| 4.4.1 UV-Vis吸收光谱分析 |
| 4.4.2 能带结构计算 |
| 4.5 光催化固氮性能分析 |
| 4.5.1 光催化固氮性能测试 |
| 4.5.2 TiO_2-Au-BiOBr与TiO_2-Au-BiOI光催化固氮性能的对比 |
| 4.5.3 不同光催化条件下TiO_2-Au-BiOI固氮性能分析 |
| 4.5.4 表观光量子效率(AQE)测试 |
| 4.5.5 样品的循环稳定性分析 |
| 4.5.6 竞争反应分析 |
| 4.5.7 自由基检测 |
| 4.6 氮气吸脱附曲线 |
| 4.7 荧光光谱与光电测试分析 |
| 4.8 FDTD模拟计算分析 |
| 4.9 固氮机理解释 |
| 4.10 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的成果 |
（9）基于双受体四元宽光谱有机光电探测器的特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 有机光电探测器的发展与现状 |
| 1.3 目前存在的问题 |
| 1.4 论文主要内容及章节安排 |
| 1.5 本章小节 |
| 2 有机光电探测器的基本理论 |
| 2.1 有机光电探测器的工作机理 |
| 2.1.1 激子的产生 |
| 2.1.2 激子的扩散 |
| 2.1.3 激子的解离 |
| 2.1.4 电荷的输运与收集 |
| 2.2 有机光电探测器件结构 |
| 2.2.1 单层器件结构 |
| 2.2.2 平面异质结器件结构 |
| 2.2.3 体异质结器件结构 |
| 2.3 有机光电探测器的特征参数 |
| 2.4 本章小节 |
| 3 研究方案与器件制备 |
| 3.1 器件结构和实验材料 |
| 3.2 研究方案 |
| 3.3 器件的制备和测试表征 |
| 3.3.1 器件制备 |
| 3.3.2 测试表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 实验结果与分析 |
| 4.1 基于P3HT:IEICO-4F:PC_(61)BM的三元宽光谱有机光电探测器 |
| 4.1.1 器件的性能研究 |
| 4.1.2 器件的机理研究 |
| 4.1.3 载流子迁移率和传输特性研究 |
| 4.1.4 器件活性层的微观形貌 |
| 4.1.5 本节小节 |
| 4.2 基于PTB7:IEICO-4F:PC_(61)BM的三元宽光谱有机光电探测器 |
| 4.2.1 器件的性能研究 |
| 4.2.2 器件的机理研究 |
| 4.2.3 载流子迁移率和传输特性研究 |
| 4.2.4 器件活性层的微观形貌研究 |
| 4.2.5 本节小节 |
| 4.3 基于P3HT:PTB7:IEICO-4F:PC_(61)BM的四元宽光谱有机光电探测器 |
| 4.3.1 器件的性能研究 |
| 4.3.2 器件的机理研究 |
| 4.3.3 载流子迁移率和传输特性研究 |
| 4.3.4 器件活性层的微观形貌研究 |
| 4.3.5 本节小结 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（10）基于陷阱掺杂的三元有机光电倍增探测器性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 有机光电倍增探测器的技术简介 |
| 1.2.1 概述 |
| 1.2.2 阻挡层型有机光电倍增探测器 |
| 1.2.3 陷阱掺杂型有机光电倍增探测器 |
| 1.3 目前存在的问题与需求 |
| 1.4 论文主要内容及章节安排 |
| 2 有机光电倍增探测器的工作机理与性能参数 |
| 2.1 有机光电倍增探测器的基本结构 |
| 2.2 有机光电倍增探测器的工作机理 |
| 2.3 有机光电倍增探测器的性能参数 |
| 2.3.1 光响应度 |
| 2.3.2 外量子效率 |
| 2.3.3 噪声等效功率和比探测率 |
| 2.3.4 响应时间 |
| 2.3.5 线性动态范围 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 陷阱掺杂型有机光电倍增探测器的研究方案与器件制备 |
| 3.1 结构设计与材料选择 |
| 3.2 研究方案 |
| 3.3 器件制备与测试表征 |
| 3.3.1 器件制备 |
| 3.3.2 测试表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 陷阱掺杂型有机光电倍增探测器的研究 |
| 4.1 基于单掺杂C_(70)陷阱的有机光电倍增探测器的研究 |
| 4.1.1 C_(70)掺杂浓度对器件性能的影响 |
| 4.1.2 光谱响应分析 |
| 4.1.3 光致电容分析 |
| 4.1.4 瞬态响应分析 |
| 4.1.5 线性动态范围分析 |
| 4.1.6 本节小结 |
| 4.2 基于双掺杂C_(70):C_(60)陷阱的有机光电倍增探测器的研究 |
| 4.2.1 C_(60)掺杂浓度对器件性能的影响 |
| 4.2.2 光谱响应分析 |
| 4.2.3 光致电容分析 |
| 4.2.4 瞬态响应分析 |
| 4.2.5 线性动态范围分析 |
| 4.2.6 本节小结 |
| 4.3 基于双掺杂C_(70):DDQ陷阱的有机光电倍增探测器的研究 |
| 4.3.1 DDQ掺杂浓度对器件性能的影响 |
| 4.3.2 光谱响应分析 |
| 4.3.3 光致电容分析 |
| 4.3.4 瞬态响应分析 |
| 4.3.5 线性动态范围分析 |
| 4.3.6 本节小结 |
| 4.4 基于双掺杂C_(70):F4-TCNQ陷阱的有机光电倍增探测器的研究 |
| 4.4.1 F4-TCNQ掺杂浓度对器件性能的影响 |
| 4.4.2 光谱响应分析 |
| 4.4.3 光致电容分析 |
| 4.4.4 瞬态响应分析 |
| 4.4.5 线性动态范围分析 |
| 4.4.6 本节小结 |
| 4.5 三种双掺杂陷阱有机光电倍增探测器性能比较 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
四、异质结电流传输机理的研究（论文参考文献）
- [1]基于石墨烯的高效太赫兹调控器件的基础研究[D]. 王兰. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]钙钛矿MAPbX3/有机半导体的协同效应对光电探测器性能的调控[D]. 秦梓伦. 北京交通大学, 2021
- [3]钒酸铋可见光催化材料的改性研究进展[J]. 刘景景,张泽兰,李诗,刘宇,杨佩佩,李兴. 材料导报, 2021
- [4]基于界面电子态调控的钴基核壳结构的合成及电催化性能研究[D]. 仲夏. 吉林大学, 2021(01)
- [5]光/电催化二氧化碳还原的过渡金属纳米材料制备及构效关系研究[D]. 张丹彤. 吉林大学, 2021(01)
- [6]过渡金属硫化物/纳米碳界面结构设计及电解水催化特性调控[D]. 李泊林. 广西大学, 2021
- [7]钼基催化剂的设计合成及电解水产氢性能研究[D]. 吕雪锋. 广西大学, 2021(12)
- [8]纤维状TiO2-Au-BiOX（X=Br,I）三元异质结光催化剂制备及其性能研究[D]. 邱浩然. 西安理工大学, 2021
- [9]基于双受体四元宽光谱有机光电探测器的特性研究[D]. 薛佳伟. 西安理工大学, 2021(01)
- [10]基于陷阱掺杂的三元有机光电倍增探测器性能的研究[D]. 吴禧梅. 西安理工大学, 2021(01)