无机双钙钛矿太阳能电池材料Cs2AgBiBr6在电子束辐照下的降解行为研究

Cs₂AgBiBr₆是一种新型的无机无铅双钙钛矿材料,具备环境友好、高稳定性等特点,并在光伏、光电等领域具有良好的应用前景。透射电子显微镜作为一种常用的材料表征手段,能够直观地分析材料的微观结构及其演变规律。然而Cs₂AgBiBr₆在利用透射电子显微镜进行表征时,极易受到电子束辐照破坏,且其降解机制尚不明确。本文研究了单晶Cs₂AgBiBr₆在透射电子显微镜下受电子束辐照后的影响,通过高分辨像和选区电子衍射分析其结构演变。分析结果表明:单晶Cs₂AgBiBr₆表面因辐照分解效应导致原子丢失的同时,最先发生微小的晶格调整,生成初始的降解产物之一为Cs3Bi2Br9相;在持续的电子束辐照下,单晶Cs₂AgBiBr₆的降解产物为Cs₃Bi₂Br₉,BiBr₃,CsAgBr₂     

Dy3+和Eu3+共掺NaY(MoO4)2荧光粉合成与发光性能研究

用高温固相法制备了一系列2 at.%Dy³⁺和x at.%Eu³⁺(x=0,0.1,0.5,1,2,5)共掺NaY(MoO₄)₂样品。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及红外光谱(FTIR)表征结果表明所合成的样品为四方相结构,空间群为I4₁/a。进一步研究了样品的激发光谱和在近紫外光激发下的发射特性,结果表明Dy³⁺和Eu³⁺之间存在能量共振传递,从而增强了Eu³⁺的发光。2 at.%Dy³⁺和2 at.%Eu³⁺共掺样品的CIE色度坐标值(x=0.659,y=0.338)接近NTSC规定的标准值,因而有望作为显色性能优良的发光材料用于固态照明领域。此外，NaY(MoO₄)₂物化性能稳定,易采用提拉法生长,因此本研究结果可以为Dy³⁺和Eu³⁺共掺NaY(MoO     

Si_(0.2)Ge_(0.8)/Ge异质结的离子束辅助固相外延生长

采用离子束辅助固相外延技术,在Ge基片上制备了SiGe/Ge异质结。利用高分辨透射电镜(HRTEM)、能量散射谱(EDX)、喇曼散射谱对SiGe/Ge异质结的形貌、成分和结构等物理性质进行了表征。还利用上述分析手段研究了固相外延温度对SiGe/Ge异质结中SiGe外延层生长的影响。结果表明,低能条件下(30keV)离子注入有利于形成SiGe外延层;通过对SiGe外延层高分辨晶格像的傅立叶分析得出,900℃下进行固相外延能够有效抑制SiGe外延层中点缺陷的生成;而且利用该技术外延生长的SiGe层完全弛豫。     

激光熔覆制备Ni/Ni_3Al基双性能材料及其内部微观组织分析

为解决激光熔覆工艺制备Ni/Ni3Al基双性能材料过程中产生的裂纹问题并使之保持良好的力学性能,采用优化工艺参数获得了冶金质量良好的双性能样品。研究发现,对制备过程中裂纹产生的原因与机理进行分析,通过改变激光参数能够有效降低涂层的开裂倾向。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等检测手段对单层和多层涂层进行微观组织形貌、成分分析,物相表征,结果发现单层熔覆样品由于Ni基合金的稀释作用在涂层中形成了少量Al8Cr5和Al4Cr Ni15相,而进行多层熔覆后,涂层样品物相为单一的Ni3Al相,单一的物相组成可保持Ni3Al基材料优异的性能,更能充分体现双性能材料的特点。对激光熔覆制备双性能原始样品和经过870℃时效处理之后的试样分别进行硬度测试,结果表明,制备得到的双性能样品在较高温度下依然能够保持较高的硬度值。     

高分辨像的解卷处理用于S-Al_2 CuMg相及孪晶界面结构确定CSCD

S-Al2CuMg相是Al-Cu-Mg合金中重要的强化相,但它的晶体学结构还存在争议。利用高分辨电子显微学和像的解卷处理技术,获得了Al-Cu-Mg合金中S-Al2CuMg相在[100],[010]和[001]的原子投影图,进而验证PW模型是S相正确的结构模型。另外,将动力学校正引入到S相孪晶图像的处理过程,确定了S相孪晶面的位置。像解卷处理方法首次应用于金属材料并确定了S相缺陷结构,说明该方法适用于金属材料。通过解卷处理方法可以使原本不直接对应所观察材料的高分辨晶格像转变成点分辨率达到电镜的信息分辨极限的结构像。     

Ti3C2/N-TiO2复合材料的制备及吸附/光催化去除污染物性能

首先利用煅烧TiN制备了N-TiO₂,并采用HF溶液腐蚀Ti₃AlC₂合成了Ti₃C₂,然后将两者以不同质量比值进行混合,通过超声法构建了一系列Ti₃C₂/N-TiO₂复合材料。采用X射线衍射仪、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、紫外-可见分光光度计等多种表征手段对样品的物相、形貌和组成进行了分析。以罗丹明B水溶液为模拟污染物,研究了样品对污染物的吸附性能和光催化降解性能。结果表明,6%Ti₃C₂/N-TiO₂复合材料显示出最好的污染物吸附性能和可见光光催化降解性能,其光催化降解污染物效率分别是10%Ti₃C₂/N-TiO₂、2%Ti₃C₂/N-TiO₂和N-TiO₂的1.2、1.4和1.9倍。...     

LaTiO3外延薄膜的显微结构与电学性能研究

本文利用脉冲激光沉积技术在LaAlO₃(100)和SrTiO₃(100)衬底上生长了LaTiO₃薄膜,利用高分辨X射线衍射和透射电子显微术对薄膜的显微结构进行了系统表征,利用霍尔效应测量系统对薄膜的电学性能进行了研究。XRD结果表明在两种衬底上生长的LaTiO₃薄膜均为单晶薄膜,SrTiO₃衬底上的薄膜具有更高的结晶度。透射电镜显微结构表征的结果显示,LaTiO₃薄膜在两种衬底上均实现了外延生长,SrTiO₃衬底上的薄膜具有更少的晶格缺陷,薄膜与衬底之间的界面也更平直和明锐。薄膜I-V曲线测量的结果表明SrTiO₃衬底上的LaTiO₃薄膜具有更低的电阻率。两种薄膜显微结构和电学性能的优劣主要源自于薄膜与衬底之间的晶格失配大小,更小的界面失配有利于高质量薄膜的外延生长。     

分子束外延InAs/GaSb II类超晶格材料

InAs/GaSb II类超晶格由于具有独特的能带结构和良好的材料性能被认为是第三代红外探测器的首选,近年来被广泛研究,并取得快速发展。分子束外延能够精确控制材料界面与周期厚度,是超晶格材料生长的主流手段。利用分子束外延技术在GaSb衬底上分别生长了中波、长波超晶格材料,并对所生长的超晶格材料的性能进行了全面表征,最后用制备的面阵器件验证了该材料的性能。}     

基于脉冲电沉积法制备RuO2材料及其超级电容器性能

RuO₂作为一种比较优秀的电极材料,在超级电容器中具有较大应用,但RuO₂电容性能受限于颗粒粒径大小以及分散性。为解决RuO₂颗粒容易团聚和分散性较差的问题,以RuCl₃·nH₂O为前驱体,采用新型脉冲电沉积法在泡沫Ni上电沉积RuO₂作为超级电容器的电极材料。并使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪以及电化学工作站表征材料的表面微观形貌、物相组成和电化学性能。结果表明：分别电沉积15 min和30 min, RuO₂在Ni上生长为一层50 nm和150 nm厚度均匀的薄膜;电化学性能测试表明其内阻较低以及充放电时间较长;电沉积15 min的P15样品在20 mV/s扫描速率下具有576 F/g的比电容,在1 A/g电流密度下具有400 F/g的比电容。因此,脉冲电沉积法制备的RuO₂材料具有比较优异的性能,在超级电容器的电极材料制备中具有一定的应用前景。     

高分辨电子显微像的定量分析与应用Ⅱ.InGaAs/GaAs应变层超晶格的高分辨像定量分析

使用高分辨像定量分析方法和像模拟技术,对外延生长的GaAs/InxGa1-xAs应变层超晶格的微观组态进行了详细的分析.用像模拟验证了成像位置与结构投影的对应关系.使用像点定位及畸变测量的分析方法,获得了晶格畸变位移分布图及畸变沿生长方向的分布曲线,扣除由四方畸变导致的点阵膨胀与收缩,得到了仅由In元素分布导致的点阵参数变化曲线.由晶格参数与In元素含量的线性对应关系,获得了超晶格中In元素沿生长方向的分布曲线.     

GaAs/InGaAs量子点应变场的TEM研究

运用透射电子显微术(TEM)对由分子束外延(MBE)制备的GaAs／InGaAs多层量子点样品进行观察和分析。利用对量子点周围应变场分布的模拟，定性解释了量子点形貌及其周围发现的凹陷区域。通过对量子点高分辨像显示的晶格错配和化学成分分析研究，解释了所研究样品中量子点尺寸逐层增大的现象。研究结果为量子点材料生长过程中应变场的控制提供了一些思路。     

GaAs/Al0.3Ga0.7As QWIP 暗电流特性HRTEM 研究

采用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)生长GaAs/Al0.3Ga0.7As 量子阱材料,制备300 m300 m 台面,内电极压焊点面积为20 m20 m,外电极压焊点面积为80 m80 m 的单元样品两种。用变温液氮制冷系统对样品进行77 ~300 K 暗电流特性测试。结果显示,器件暗电流曲线呈现出正负偏压的不对称性。利用高分辨透射扫描电镜(HRTEM)获得样品纳米尺度横断面高分辨像,分析结果表明:样品横断面处存在不同程度的位错及不均匀性。说明样品内部穿透位错造成相位分离是引起量子阱光电性能变差的根本原因,不同生长次序中AlGaAs 与GaAs 界面的不对称性与掺杂元素的扩散现象加剧了暗电流曲线的不对称性。     

二维半导体异质结MoS2/MoSe2中一维量子阱形成机制的电子显微学研究

本文使用两步化学气相沉积法(chemical vapor deposition, CVD)成功合成了单层二维半导体MoS₂/MoSe₂面内异质结,通过扫描透射电子显微学(scanning transmission electron microscopy, STEM)对异质结中不同类型的量子阱进行了原子尺度结构和局域应力分析,探索了二维半导体材料中,不同结构特征处诱导形成一维量子阱结构的机理。主要包括：(1)晶格失配的二维半导体异质结界面处周期性位错阵列诱导形成的量子阱超晶格;(2)二维半导体晶格内非60°晶界所包含的周期性位错诱导形成周期可控的量子阱超晶格;(3)由连续4|8元环结构组成的60°晶界诱导形成的超长单一量子阱结构。     

冷冻电镜含水切片技术观察胰岛β细胞的三维超微结构

冷冻电镜含水切片技术(CEMOVIS)作为冷冻厚生物样品制备技术，对高压冷冻的样品直接进行冷冻切片，能够获得完全含水状态的生物样品的超微结构，更好地反映出细胞接近其生理条件的真实状态。本文应用冷冻含水切片技术结合冷冻电子断层扫描和三维重构技术观察到了小鼠胰岛β细胞内细胞器的高分辨超微结构。     

聚合物固态电解质及其在锂电池应用的研究进展

本文综述了有机聚合物固态电解质的研究进展,主要内容包括固态电解质的类别与特点、优劣势与性能要求,以及不同种类聚合物固态电解质的性质。根据聚合物的分子结构,可将其分为聚醚类、聚碳酸酯类、聚酰胺类、聚硅氧烷类、聚丙烯酸酯类等,不同分子链结构的聚合物固态电解质在材料与锂电池性能表现上各有特点。此外,本文还分析了聚合物固态电解质的研究难点,指出了目前在材料开发和固态电池应用中存在的不足,并展望了其未来发展应用前景。     

InAs/GaSb Ⅱ类超晶格长波焦平面阵列台面ICP刻蚀技术研究

本文采用SiO₂/SiN作为掩膜对InAs/GaSbⅡ类超晶格红外材料进行感应耦合等离子体（ICP）刻蚀条件研究,得到InAs/GaSbⅡ类超晶格较好的刻蚀条件以提升红外探测器性能。对ICP刻蚀过程中容易出现台面侧向钻蚀以及台面底部钻蚀两种现象进行了详细研究,通过增加SiO₂膜层厚度以及减小Ar气流量,可有效减少台面侧向钻蚀;通过减小下电极射频功率（RF）,可有效消除台面底部钻蚀。采用适当厚度的SiO₂/SiN掩膜以及优化后的ICP刻蚀参数可获得光亮平整的刻蚀表面,表面粗糙度达到0.193 nm;刻蚀台面角度大于80°,刻蚀选择比大于8.5:1;采用优化后的ICP刻蚀条件制备的长波640×512焦平面器件暗电流密度降低约1个数量级,达到3×10－4 A/cm2,响应非均匀性、信噪比以及有效像元率等相关指标均有所提高,并获得了清晰的焦平面成像图。     

锂离子电池正极材料Li[Ni1/3Mn1/3Co1/3]O_2的制备与显微结构研究

本文通过正交实验探索了影响Li[Ni_1/3Mn_1/3Co_1/3]O_2材料显微结构和性能的实验因素;利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对所合成样品的微观形貌和显微结构进行表征。结果表明通过改进制备条件,可以合成颗粒尺寸细小、结构完整、结晶性好的Li[Ni_1/3Mn_1/3Co_1/3]O_2材料,这有助于改善其电化学性能。     

固相法制备LiMnO2材料最佳温度的探究

层状LiMnO₂正极材料由于其高理论比容量(285 mAh g^-1)、高能量密度、低成本引起了学者们的广泛注意。为了能制备出稳定的层状LiMnO₂正极材料,并获得优良的循环性能,本文通过改进的高温固相法制备出了稳定的层状LiMnO₂正极材料采用了XRD和电化学测试等手段对材料的晶体结构组成,电化学性能进行了测试表征,研究结果如下:本文成功合成了具有层状结构的LiMnO₂正极材料。对其不同温度下合成的材料进行XRD测试以及电化学性能测试,发现不同温度下制备的LiMnO₂正极材料均出现一定程度的团聚,且颗粒粒径分布不均匀;在0.1C放电倍率下,750℃下制备得到的LiMnO₂正极材料具有最高的放电比容量(131 mAh g^-1),经过60次循环后,材料放电比容量为100 mAh g^-1,容量保持率为76.3%。     

基于晶格大失配In0.58Ga0.42As材料的高效四结太阳电池

Ⅲ-Ⅴ族晶格失配多结太阳电池是实现高效太阳电池的主要途径之一,但面临晶格失配材料的高质量生长及其所导致的子电池光电转换效率下降的难题。重点针对晶格失配子电池结构中的(AlGa)InAs缓冲层开展台阶层厚度优化研究,设计了150、200和250 nm三组不同台阶层厚度的缓冲层结构,并完成三组样品的外延生长实验。通过材料测试和子电池电性能测试,系统分析了台阶层厚度对In_0.58Ga_0.42As材料外延生长质量和子电池电性能的影响。获得了晶格弛豫度为96.71%的In_0.58Ga_0.42As子电池材料,制备的子电池开路电压达到205.10 mV。在此基础上,结合GaInP/GaAs/In_0.3Ga_0.7As三结电池研制了晶格失配四结薄膜太阳电池,其光电转换效率达到32.41%(AM0,25℃)。     

碲硒锌镉单晶体的垂直布里奇曼法生长与性能研究

碲锌镉(CdZnTe)是目前最重要的室温半导体核辐射探测器材料。而在CdZnTe晶格中以Se替位部分Te得到碲硒锌镉(CdZnTeSe),将使得晶格中离子键的成分增加,从而提高晶体的硬度,降低Cd空位和Te夹杂物缺陷浓度,提升材料质量。为了获得适宜于核辐射探测器制备的CdZnTeSe晶体,研究了富Te条件下CdZnTeSe晶体的垂直布里奇曼法生长,成功制备出直径为21 mm、长度超过70 mm的Cd_0.9Zn_0.1Te_0.97Se_0.03单晶锭。所得Cd_0.9Zn_0.1Te_0.97Se_0.03晶体的(110)面X射线衍射摇摆半峰宽达到0.104°,而Te夹杂相的尺寸小于5μm,表明晶体具有良好结晶性。Cd_0.9Zn_0.1Te_0.97Se_0.03晶锭尾部的能带隙和红外透过率均低于晶锭的头部和中部,这可归因于Cd_0.9<...