电荷转移

摘要： 表面电荷转移掺杂是调制石墨烯电学特性的重要手段。发展高效、稳定的表面电荷转移掺杂剂对于提高石墨烯的电学和光电性能、从而推动其在电子和光电领域中的应用具有重要意义。本文围绕高效与稳定两个方面综述了近年来石墨烯表面电荷转移掺杂剂的研究现状以及掺杂石墨烯在光电器件应用方面的进展。根据掺杂剂的类型,着重介绍了最新发展的高效p型和n型掺杂剂,并概述了稳定掺杂方面的重要研究工作。此外,专门介绍了基于掺杂石墨烯透明电极的高性能光电器件。最后,根据表面电荷转移掺杂研究面临的主要挑战,对其未来的发展方向进行了展望。

摘要： 针对应用于物联网及人工智能等领域的CMOS图像传感器功耗受限于传统高压四管钳位光电二极管(Four Transistors Pinned Photodiode,4T-PPD)有源像素的问题,设计了低压4T-PPD有源像素。首先,基于热扩散、自诱导漂移及边缘场漂移理论,分析了PPD内部电荷转移机制的理论。其次,基于理论分析提出了用五指形像素层取代传统方形像素层,以解决低压PPD内部电荷不完全转移引起的图像拖尾。CMOS图像传感器采用0.11μm 1P3M标准CMOS工艺流片,测试结果表明:设计的五指形4T-PPD有源像素在低压1.5 V下,与传统方形像素相比残余电荷下降了80%,满阱容量为4928e^(-),动态范围可达67.3 dB,随机噪声仅为1.55e^(-)_(rms),性能指标可与传统高压4T-PPD有源像素相比拟。

摘要： 随着全球环境问题日益严重以及能源需求的不断增长,人们对高效环境修复与能源转换技术的需求日益增强.以半导体材料为光催化剂,可将可再生的太阳能转化为化学能,有望成为解决人类面临的能源和环境问题的有效途径.其中,开发高效稳定的光催化剂是该技术得以实际应用的关键.近几十年,研究人员开发出多种半导体材料并应用于光催化研究.其中,具有可见光响应的有机非金属光催化剂石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))因其稳定的分子结构,较小的禁带宽度(~2.7 e V)以及合适的能带结构而备受关注.然而,与大多数半导体光催化剂相似,由于传统g-C_(3)N_(4)上的光生电子和空穴极易复合,表面催化活性位点较少,可见光响应范围较窄,使得其催化效率不高.基于g-C_(3)N_(4)独特的有机分子结构,通过引入功能化的特定基团以优化g-C_(3)N_(4)的电子能带结构,促进载流子传输,拓展可见光响应范围,是提高其光催化效率的有效途径.已有研究表明,在各种功能化官能团中,具有强电负性的含氧基团对g-C_(3)N_(4)的Melon单元优化是非常有效的.因此,本文通过g-C_(3)N_(4)与氨基磺酸间的简单固相热反应成功合成了磺酸基功能化的g-C_(3)N_(4)纳米片(SACN),并实现了同步增强的相互作用.根据固体强酸特性,氨基磺酸可以在热处理的辅助下对g-C_(3)N_(4)进行酸刻蚀,从而增加其比表面积以及表面催化活性位点.更重要的是,理论计算与实验表征结果表明,磺酸基团的吸电子诱导效应所产生的电荷驱动力可极大改善g-C_(3)N_(4)的电荷转移动力学,有效抑制了它们的再结合.此外,吸电子诱导效应还可促进g-C_(3)N_(4)的局域电子再分布,进而降低g-C_(3)N_(4)的导带电位,增强光诱导电子的还原能力.光催化性能测试结果表明,SACN-400样品(前驱体中氨基磺酸加入量为400 mg)在光催化分解水制备氢气以及光降解传统污染物领域展现出较好的性能,其在入射光波长为420±15 nm时的产氢表观量子效率为11.03%.综上,本文为设计合成具有较高产氢性能以及污染物降解效率的石墨相氮化碳基光催化剂提供了一种简便有效的策略.

摘要： 因为一维纤维纳米结构接触面积大,所以作为储能的电极材料对电化学具有重要意义。在这里,一维NiMoO4纳米结构,在适当温度(550°C)下静电纺丝成功制备了纳米纤维(NMO-550NFs),在电流密度为1Ag−1在三电极装置中,NMO-550NFs的电极具有较大的比电容(727Fg−1)。其较高的比电容可能归因于独特的一维纳米结构来增强电荷转移和改善电解质离子在表面的扩散。因此,本文设计了一种具有独特纳米结构的高性能电极,可能会应用于未来的储能领域。

摘要： 一维(1D)材料与二维(2D)材料的结合可形成独特的混合维度异质结,其在继承2D/2D范德瓦尔斯异质结的独特物性之外,还具有丰富的堆叠构型,为进一步调控异质结的结构及性能提供了新的可操控自由度。p型1D单壁碳纳米管(SWCNT)与n型2D二硫化钼(MoS_(2))的结合,为调控异质结的能带结构及器件性能提供了丰富的选择。本文直接在高密度、手性窄分布的SWCNT定向阵列及无序薄膜表面原位生长MoS_(2),制备出高质量1D SWCNT/2D MoS_(2)混合维度异质结。深入分析形核点的表面形貌与结构,提出了“吸附-扩散-吸附”生长机制,用于解释混合维度异质结的生长。利用拉曼光谱分析,证实SWCNT与MoS_(2)间存在显著的电荷转移作用,载流子可在界面处快速传输,为后续基于此类1D/2D异质结的新型电子及光电器件的设计与制备提供了新思路。

摘要： 无机功能复合固体是指两个或多个固体通过化学键键合而形成的复合相,与传统单相合成相比,固体复合后发生了晶格畸变、轨道耦合、电子自旋和电荷转移等变化,能够实现材料原有功能的增强甚至产生新的功能。因而,在化学、能源、材料和电子等领域具有广泛的应用。

摘要： 介绍了一些有关抑制Cu_(2)O光腐蚀的最新研究进展。通过改变晶体形貌,发现(110)和(111)面相对于(100)面具有更好的光催化活性;通过控制晶体粒径,表明与纳米粒子相比,微晶Cu_(2)O的稳定性更好;通过构建异质结结构,可以有效地将电子或空穴从Cu_(2)O光催化剂中分离,增强了Cu_(2)O的光稳定性。以上策略的共同点都是改善载流子从Cu_(2)O到反应物或其他催化剂的转移,以避免载流子在颗粒内聚集,从而达到抑制Cu_(2)O光腐蚀的目的。认识与光腐蚀有关的载流子迁移过程及影响因素对于优化Cu_(2)O及复合光催化剂设计以提高性能至关重要。

摘要： 单原子催化还原二氧化碳制备可再生燃料和化工原料是一种有前途二氧化碳资源化技术.受MXene纳米片及其表面官能团调节的启发,本文利用不同的官能团(T=‒O和‒S)构建了Ti_(2)C基单原子电催化剂(TM@Ti_(2)CT_(x),TM=V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni),采用从头算量子化学方法,通过调控MXene表面官能团引起电子轨道重构和电荷转移,从而调控MXene基电催化剂的二氧化碳电催化性能.本文研究发现,氧官能团表面锚定的单原子催化剂(TM@Ti_(2)CO_(2))能够显著活化CO_(2).当CO_(2)分子吸附在TM@Ti_(2)CO_(2)表面上时,CO_(2)分子的轨道发生了重构,CO_(2)分子2π*u反键轨道劈裂,部分轨道与单原子的3d轨道结合沉入费米能级之下,导致CO_(2)分子发生形变.当CO_(2)分子吸附在TM@Ti_(2)CS_(2)后,2π*u反键轨道并未发生劈裂,因而CO_(2)分子并未产生形变.Bader电荷的研究结果表明,相比于硫官能团,锚定单原子一侧的氧官能团能够提供额外的电子参与CO_(2)活化的电荷输运当中.当电荷注入到缺电子中心的碳原子上时,CO_(2)的分子轨道发生了重构,导致CO_(2)分子活化.进一步解析CO_(2)在单原子催化剂表面的吸附过程发现,TM@Ti_(2)CO_(2)传输的电子有利于CO_(2)分子克服弯折所需能量,进而达到活化CO_(2)的目的.质子化反应研究也表明,活化后的CO_(2)分子能够降低形成COOH/HCOO中间产物的难度.在第三步质子化反应过程中,TM@Ti_(2)CO_(2)催化剂反应能垒均比TM@Ti_(2)CS_(2)高,不利于CO_(2)还原成甲烷.在此基础上,本文提出通过构建氧硫混合官能团表面来提升CO_(2)电催化还原性能.研究表明,氧硫混合官能团表面锚定的单原子不仅能够有效活化CO_(2)分子同时也降低了反应的能垒,为实验合成高效MXene基单原子CO_(2)还原催化剂提供了新思路.

摘要： 有机发光二极管(Organic light-emitting diode,OLED)已广泛应用于手机等中小屏幕,叠层层OLED作为提升器件寿命、亮度和效率的方法倍受关注.以n型材料HAT-CN和p型材料m-MTDATA构筑中间连接层、NPB/C545T∶Alq/Alq为发光单元,通过多源真空沉积系统制备叠层OLED.器件的光电性能表明:150mA·cm^(-2)电流密度下,叠层器件的电流效率(5.7cd/A)和发光亮度(8 557cd·m^(-2))可达常规器件(2.3cd/A,3 460cd·m^(-2))的2.5倍,实现了低驱动电流密度下的高亮度和高效率.

摘要： 基于菲克定律和电子漂移理论,对离子注入和扩散全过程进行深入理论分析,提出了一种高效的任意梯度掺杂分布的实现方法。以实现线性梯度掺杂分布为例,分别通过模拟计算和工艺仿真验证了该方法的正确性。通过该方法,可以精确地计算离子注入能量、注入剂量,以及热扩散需要的时间等工艺参数,进而针对目标掺杂分布设计特定结构的光刻掩模板,只通过一次离子注入,即可制造具有任意分布函数的掺杂区域。应用该方法设计了一个具有梯度掺杂Photodiode的5μm CMOS图像传感器像素,与同条件下传统工艺的像素进行对照实验,实验结果表明具有梯度掺杂Photodiode的像素内部光生电荷传输效率提升显著;在控制除了Photodiode以外的其他区域结构完全一致的条件下,应用本文方法设计的像素与传统工艺设计的像素相比,在复位阶段对相同栅极电压的响应速度提升了10倍,满阱容量与动态范围提升了20%。

摘要： 为深入了解非晶态合金Co-Mn-B的电子及其催化性能,利用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/Lan12dz水平下,将团簇Co2MnB2的十余种可能构型分别在二、四重态下进行全参数优化计算和频率验证,最后获得两种类型的稳定构型.对这些稳定构型的电荷转移及其催化活性进行研究分析,结果表明:团簇Co2MnB2稳定构型中电子主要由Mn原子向B原子转移,Mn原子的引入起到调变B原子的电子流向作用.金属Co、Mn原子在二、四重态下对HOMO、LUMO轨道的贡献大小不一样;Mn原子的饱和轨道比Co原子更富电子.团簇Co2MnB2因空轨道因易于接受反应物的电子而具有良好的催化性能.构型4(2)具有较好的催化加氢、固氮性能.

摘要： 黏土矿物,作为一种廉价的基体材料,在催化、吸附和生物医学等很多领域具有潜在价值.对这类矿物进行功能设计,可以进一步提高其应用价值,然而实现可控的微观结构的调整是这类研究的难点.如何有效地结合理论和实验研究,进行黏土矿物表界面的功能设计,并阐释其中结构与性能变化机制,是矿物材料的一个研究重点.本研究以层状黏土矿物(高岭石、蒙脱石)与多种功能颗粒(Co3O4,MoS2)进行复合，探索了这些新型矿物材料复合体系中的界面结合机理。结合理论计算与实验表征，从原子尺度上首次阐明了黏土矿物特有的界面原子结构、电荷转移及氧化还原性能的变化机制。

摘要： 能源和环境问题日益严重,利用光催化技术解决这些问题受到了广泛关注.光催化半导体二氧化钛(TiO2)由于具有合适的能带位置,良好的稳定性和低成本而被广泛研究,用于光催化污染物降解和分解水产氢产氧等.然而,缺陷型TiO2材料中光生电子和空穴的快速复合大大限制了其光催化活性.因此,探索量子尺寸TiO2催化剂使得光生载流子从内部快速迁移到表面,从而减少TiO2颗粒内的电子和空穴复合是一种有效的策略.

摘要： 非接触静电放电发生时,放电参数会受到多种环境因素(如电极移动速度、气体压强、温度等)的影响而发生明显的改变.基于在实验中通过改变电极移动速度而观测到的放电电流峰值、上升时间和上升沿过程中所转移的电荷量,对引起放电结果参数明显差异的内在机制加以初步分析阐释.通过近似计算方法,讨论放电靶上所带的电荷量可能产生的变化.在静电放电过程中伴随着产生电场和磁场强度变化,可以用电磁场理论,从能量的角度研究非接触式静电放电.

摘要： 本文对活性炭负载铁基催化剂的低温烟气脱硝性能进行了实验研究.在实验研究的基础上,基于密度泛函理论(DFT),采用量子化学计算软件VASP模拟了NO、NH3和O2分子在α-Fe2O3(001)表面的吸附行为,并通过Bader电荷和差分电荷密度图分析了各分子吸附过程中的电荷转移,进而研究了NH3在α-Fe2O3(001)表面的解离和NO在α-Fe2O3(001)表面的氧化过程.研究结果表明,在120～240°C的温度区间适当增加Fe的含量可以提高NOX的脱除率.NO在α-Fe2O3(001)表面的氧化是较为合理的初始路径,活性炭负载铁基催化剂低温烟气脱硝反应机理倾向于E-R机理而非L-H机理.

摘要： 利用基于多目标粒子群优化算法的卡里普索(CALYPSO)软件预测了CuInS2晶体在常压下的结构.结果表明CuInS2晶体在常压下为四方晶系,空间群为1-42 d.计算了CuInS2晶体的弹性常数矩阵,得到的弹性常数满足了晶体的机械稳定型条件.通过弹性常数计算了体模量,杨氏模量和剪切模量.最后,分别用杂化泛函方法计算了CuInS2的能带结构和投影态密度,结果显示CuInS2晶体为直接带隙半导体,带隙为1.22 eV.为了进一步分析CuInS2晶体的性质,计算了电荷密度和电子局域函数.结果显示,Cu在CuInS2中的成键过程发生了电荷转移,Cu原子和S原子之间是共价键为主,In原子和S原子之间是离子键为主.

摘要： 压力是独立于温度、组分的影响物质结构和性质的基本变量.随着高压下原位结构和性质测量技术的快速发展,压力在科学研究中起着越来越重要的作用.本文工作主要集中在高压下分子间弱键变化规律以及高压下分子内质子转移和电荷转移.由于高压可以调节氢键的重新排列,先后对磺酰胺14和甲酸铵12进行了高压研究,并通过密度泛函理论和高压拉曼、高压角散同步辐射X射线衍射相结合获得了这两种分子高压下氢键重新排列的方式,可以帮助更好地理解基于外场力-高压下的新的组装方式.在基于分子间弱键小分子高压研究的基础上,又研究了基于分子间弱键作用的金属有机骨架材料高压下的负压缩行为.

摘要： 本文制备了三种硅衬底结构的复合电池，研究了各类复合电池的界面形貌，光学特性，IV特性以及电荷转移过程，由此证明开阔的硅衬底结构更有利于有机物形成良好的覆盖层，得到较好的界面质量，进一步提高复合电池的性能。

摘要： 聚苯胺材料的结构及性质与电化学聚合条件之间具有密切的联系,通过对苯胺电化学聚合过程进行研究并提出聚合机理,从而推断电聚合条件的影响,是优化聚苯胺电化学制备工艺的必要手段和必经途径.在苯胺的电聚合过程中,不同的阴离子对聚苯胺薄膜的形成速率、形核过程、导电性及电化学性质等产生不同程度的影响.采用循环伏安曲线及交流阻抗测试等电化学测试方法,在含有NO3-,SO42-,Cl-,ClO4-及PO43-等不同种类阴离子的酸性溶液中,对苯胺在金电极表面的电聚合过程进行了研究,并采用等效电路图对聚合原理进行进一步的分析.结果表明,苯胺在含有不同种类阴离子溶液中氧化为阳离子自由基的难易程度顺序为:NO3-＞SO42-＞ClO4-＞Cl-＞PO43-,于金基体上发生电荷转移的难易程度不同,按由难到易的顺序为:ClO4-＞PO43-＞Cl-＞SO42-＞NO3-.

摘要： 通过溶胶-水热法合成了Ni和Zn双金属共掺杂的TiO2纳米粒子,并以其作为SERS活性基底对吸附在表面的4-巯基苯甲酸(4-MBA)探针分子进行了SERS研究.结果显示,吸附在Ni和Zn共掺杂TiO2表面上的4-MBA分子展现了不同程度的SERS增强;适当比例的双金属掺杂有利于TiO2基底对吸附分子的SERS增强.此工作将有助于进一步扩展纳米TiQ作为SERS活性基底的研究及其应用.

摘要： 本发明提供合成物(小分子、低聚物及聚合物)，其可用于改良横越纳米晶体表面或含有纳米晶体的基质内的电荷传送，本发明也提供制造及使用此新颖合成物的方法。

摘要： 本发明提供组合物(小分子、低聚物及聚合物)，其可用于改良横越奈米晶体表面或含有奈米晶体的基质内的电荷传送，本发明也提供制造及使用此新颖组合物的方法。

摘要： 本发明提供即使不采用氧化活化剂、还原活化剂也可发挥氧化及还原催化功能的电荷转移型催化剂、和利用该催化剂的氧化还原功能材料及含有电荷转移型催化剂的材料。本发明的电荷转移型催化剂，是可用于防污、抗菌、防臭用途的电荷转移型催化剂，是由电子给予元素、电子接受元素、促进电子从上述电子给予元素向上述电子接受元素转移的电子载体化合物、利用转移至上述电子接受元素中的电子进行还原反应的还原中心元素、和利用通过电子的转移而产生的上述电子给予元素的空穴来进行氧化反应的氧化中心元素的复合氧化物晶体，或者，采用上述电子给予元素、电子接受元素、电子载体化合物、还原中心元素形成的复合氧化物晶体、和采用上述电子给予元素、电子接受元素、电子载体化合物、氧化中心元素形成的复合氧化物晶体的混合物形成的。

摘要： 一种将两个或更多驱动电压施加到电荷转移单元的驱动电路包括：至少一个电流镜像电路，其接收参考电流，并输出预定电流；至少一个切换电路，其切换从所述至少一个电流镜像电路输出的电流，以将多个驱动电压施加到电荷转移单元；以及至少一个时间常量电路，其在通过切换电路进行切换时，对参考电流给出预定时间常量。

摘要： 一种电荷转移器件，包括：检测信号电荷用的检测MOSFET；在信号电荷被检测后除去该信号电荷的重置MOSFET。所述重置MOSFET包括浮置扩散层(3)；杂质层(4)；重置栅极(9)。所述检测MOSFET包括与浮置扩散层(3)相连的检测栅极(5)。所述浮置扩散层(3)包括第一半导体区(3a)和第二半导体区(3b)。将第一半导体区(3a)的杂质浓度设定为当把重置信号加给重置栅极(9)时，使该第一半导体区(3a)在电压低于重置电压(Vrd)情况下不被消耗的浓度。

摘要： 本发明涉及一种基于宇宙射线的电荷耦合器件电荷转移效率在轨测试方法，该方法通过对同一天在轨暗场测试采集到的十幅图进行统计，得到十幅图中宇宙射线轨迹总数，然后统计每条宇宙射线轨迹在图像上经过的列数，找出每条宇宙射线轨迹中灰度值最大的像素，以该像素为中心像素，其上下左右各个方向上的像素灰度值逐渐降低，寻找各方向上像素的灰度值介于图像背景灰度值的1.5倍和中心像素灰度值之间的所有像素即为宇宙射线信号源覆盖的像素。通过计算宇宙射线轨迹上所有像素的平均灰度值、宇宙射线上方信号源像素的灰度值总和以及宇宙射线下方信号源像素的灰度值总和，计算出总的电荷转移损失率，以此求出基于该条宇宙射线的电荷耦合器件的单次电荷转移效率。本发明实时性强，方法简单，计算结果准确。

摘要： 本发明提供即使不采用氧化活化剂、还原活化剂也可发挥氧化及还原催化功能的电荷转移型催化剂。本发明的电荷转移型催化剂，是由电子给予元素、电子接受元素、促进电子从上述电子给予元素向上述电子接受元素转移的电子载体元素、利用转移至上述电子接受元素中的电子进行还原反应的还原中心元素、和利用通过电子的转移而产生的上述电子给予元素的空穴来进行氧化反应的氧化中心元素的复合氧化物晶体形成的，作为上述电子给予元素采用了钼或钨的至少一方，作为上述电子接受元素采用了铝，作为上述电子载体元素采用了由氧化铝、二氧化硅形成的复合氧化物或混合物，作为上述氧化中心元素采用了铑，作为上述还原中心元素采用了钡。

摘要： 一种将两个或更多驱动电压施加到电荷转移单元的驱动电路包括：至少一个电流镜像电路，其接收参考电流，并输出预定电流；至少一个切换电路，其切换从所述至少一个电流镜像电路输出的电流，以将多个驱动电压施加到电荷转移单元；以及至少一个时间常量电路，其在通过切换电路进行切换时，对参考电流给出预定时间常量。

摘要： 一种电荷转移层,包括腙电荷转移化合物,桧油(savinyl)黄和抗氧剂。双层光导体包括与支持体结合的电荷转移层和电荷产生层。

摘要： 一种电荷转移器件,包括:检测信号电荷用的检测MOSFET;在信号电荷被检测后除去该信号电荷的重置MOSFET。所述重置MOSFET包括浮置扩散层(3);导质层(4);重置栅极(9)。所述检测MOSFET包括与浮置扩散层(3)相连的检测栅极(5)。所述浮置扩散层(3)包括第一半导体区(3a)和第二半导体区(3b)。将第一半导体区(3a)的杂质浓度设定为当把重置信号加给重置栅极(9)时,使该第一半导体区(3a)在电压低于重置电压(Vrd)情况下不被消耗的浓度。