CuTSPc分子膜/p-Si(111)界面的光致电荷转移及其机制研究

本文利用L-B技术,在p-Si(111)基底上铺展了单层厚度只有6Å的CuTSPc超薄分子膜(简称超分子膜)和具有C₁₈脂链间隙的CuTSPc L-B膜两种膜系,首次观察到了CuTSPc分子膜在这种特定界面中的表面光电压谱。并且发现,当CuTSPc仅为一个单分子层时,这两种膜系的表面光伏效应最强。我们的研究结果表明,只有紧邻半导体基底的一个单分子层厚度的染料分子对光致界面电荷转移起关键作用。最后在实验上证实这种电荷转移是电荷直接注入机制,而非间接注入机制。     

过渡金属复合氧化物电子组态与表面光伏响应的关系（Ⅰ）：M…

利用表面光电压谱及场诱导表面光电压谱研究了部分过渡金属复合氧化物的电子组态与其光伏响应的关系，结果表明，在过渡金属Ｍ（Ｍ＝Ｃｕ，Ｃｏ，Ｎｉ）铁酸盐系列样品中，开壳层的Ｃｕ和Ｃｏ的电荷转移跃迁具有双激发态的成分，其中含有较强的低能电子跃迁；与它们相比，闭壳层的Ｎｉ和铁酸盐的ＣＴ跃迁则需要较大的能量。     

过渡金属复合氧化物电子组态与表面光伏响应的关系(Ⅰ)──M(Ⅱ)铁酸盐(M=Cu,Co,Ni)的研究

利用表面光电压谱及场诱导表面光电压谱研究了部分过渡金属复合氧化物的电子组态与其光伏响应的关系.结果表明,在过渡金属M(M＝Cu,Co,Ni)铁酸盐系列样品中,开壳层的Cu(Ⅱ)(铁酸盐)和CO(Ⅱ)(铁酸盐)的电荷转移跃迁(CT)具有双激发态的成分,其中含有较强的低能电子跃迁;与它们相比,闭壳层的Ni(Ⅱ)铁酸盐的CT跃迁则需要较大的能量.三者的FISPS证实了它们具有不同的CT跃迁性质,为其催化反应机理研究提供了微观信息.     

利用拉曼和表面光电压谱对一维TiO2@CdS核壳结构界面电荷行为研究

利用化学气相沉积法制备了直径约90 nm,长数十微米的高质量TiO2纳米线.通过化学浴沉积法(CBD)在纳米线表面生长CdS包覆层,形成了一维TiO2@CdS核壳结构.不同包覆层厚度的一维TiO2@CdS核壳结构拉曼光谱研究发现TiO2/CdS界面的光生电荷转移对CdS和TiO2拉曼响应均有增强效应.结合表面光电压谱研究发现表面包覆层的厚度对TiO2/CdS界面光生电荷转移有显著的影响.表面CdS包覆层厚度对拉曼和表面光伏响应影响的研究表明电子在CdS包覆层中的电子扩散距离在30～60 nm.     

Nd2O3纳米晶谱带特征和光伏响应的研究

利用紫外－可见反射光谱对不同粒径的Ｎｄ２Ｏ３纳米晶进行了光吸收特性研究。对其谱带的认证发现，随着样品粒径的变小，部分ｆ→ｆ跃迁的窄带明显增宽并发生红移；另外，在３００～５５０ｎｍ区的边带显著增强。指认这个边带为Ｏ２ｐ→Ｎｄ４ｆ的荷移跃迁。利用表面光电压谱及场调制表面光电压谱对其光伏响应特性、谱带归属及界面电子行为进行了研究，并借助于电荷转移和带间跃迁的概念解释了Ｎｄ２Ｏ３纳米晶谱图的特征。     

TiO2表面氧空位对Rup2P/TiO2/ITO薄膜电极光致电荷转移的影响

采用改性的TiCl4水解法制备出三种不同表面性质的TiO2-X(X=5,10,20,X表示加入NaOH的浓度,单位为mo·lL-1)样品.利用(1,10-邻菲咯啉)2-2-(2-吡啶基)苯咪唑钌混配配合物(Rup2P)作为敏化剂,制备出Rup2P/TiO2-5/ITO(铟锡金属氧化物)、Rup2P/TiO2-10/ITO和Rup2P/TiO2-20/ITO表面敏化薄膜电极.测试结果表明三种薄膜电极的光电转换效率Rup2P/TiO2-10/ITO最高,Rup2P/TiO2-20/ITO次之,Rup2P/TiO2-5/ITO最低.利用吸收光谱、表面光电压(SP)谱、荧光光谱和表面光电流作用谱等分析了Rup2P和三种TiO2的能带结构和表面性质;利用光致循环伏安和表面光电流作用谱研究了三种Rup2P/TiO2-X/ITO薄膜电极的光致界面电荷转移过程.结果表明,在光致界面电荷转移过程中,TiO2层表面氧空位对Rup2P/TiO2-X/ITO薄膜电极光致电荷转移产生重要影响.并进一步讨论了Rup2P/TiO2-X/ITO薄膜电极的光电流产生机理.     

n-GaAs(100)、Si(111)表面修饰卟啉分子的光致界面电荷转移特性的研究

利用表面光电压谱研究了四碘化四-(4-三甲胺苯基)卟啉(TTMAPPIH₂)修饰n-GaAS(100)和n-Si(111)半导体表面的光致界面电荷转移特性,结果表明,n-GaAs(100)表面修饰TTMAPPIH₂分子的光致界面电荷转移效率远比n-Si(111)表面修饰的高,并且发现在该卟啉分子的非吸收区也有明显的光致界面电荷转移现象,而与n-Si(111)间则没有这种转移特性。用电化学测量和UV光谱确定了TTMAPPIH₂相对于n-GaAs(100)、n-si(111)的能级位置关系,对TTMAPPIH₂分子与n-GaAs(100)和n-Si(111)间的不同光致界面电荷转移特性进行了解释。     

聚马来酸偶氮萘己单酯LB膜对n—Si（100）的光敏化作用

合成了聚马来酸{6-[4-(1-偶氮)-萘氧]己基}单酯功能化合物,并在不同基底(CaF_2,n-Si(100))上沉积其LB膜,利用UV-Vis和IR光谱对膜性质和结构进行了表征.对膜修饰表面的硅片表面光电压谱测试发现,它对单晶硅具有很强的敏化作用.对界面电子过程也进行了初步讨论.     

n—GaAs（100）,Si（111）表面修饰卟啉分子的光致界面电荷转移…

利用表面光电压谱研究了四碘化四－（４－三甲胺苯基）卟啉（ＴＴＭＡＰＰＩＨ２）修饰ｎ－ＧａＡＳ（１００）和ｎ－Ｓｉ（１１１）半导体表面的光致界面电荷转移特性。结果表明，ｎ－ＧａＡｓ（１００）表面修饰ＴＴＭＡＰＰＩＨ２分子的光致界面电荷转移效率远比ｎ－Ｓｉ（１１１）表面修饰的高，并且发现在该卟啉分子的非吸收区也有明显的光致界面电荷转移现象，而与ｎ－Ｓｉ（１１１）间则没有这种转移特性。用电化学测量和ＵＶ     

有机化合物表面光电压谱的研究

<正> 半导体与金属接触处产生表面势垒,当光照射在样品与金属的接触界面上时,在光照面和非光照面之间建立起电位差,记录这个电位差和入射光波长的关系得到表面光电压谱。表面光电压谱反映材料的光吸收性质和电子的带-带跃迁,同时又受到光生载流子寿命的影响。应用表面光电压技术已经测量了单晶半导体的光伏效应,少数载流子的扩散长度以及表面态等。近来,王德军等用表面光电压谱的方法研究了无机半导体粉末光催化剂的活性。     

Direct Imaging of Highly Anisotropic Photogenerated Charge Separations on Different Facets of a Single BiVO4 Photocatalyst

Spatially resolved surface photovoltage spectroscopy (SRSPS) was employed to obtain direct evidence for highly anisotropic photogenerated charge separation on different facets of a single BiVO₄ photocatalyst. Through the controlled synthesis of a single crystal with preferentially exposed {010} facets, highly anisotropic photogenerated hole transfer to the {011} facet of single BiVO₄ crystals was observed. The surface photovoltage signal intensity on the {011} facet was 70 times stronger than that on the {010} facets. The influence of the built‐in electric field in the space charge region of different facets on the anisotropic photoinduced charge transfer in a single semiconductor crystal is revealed.     

CdS/ZnO异质结构材料的光生电荷性质

本文制备了CdS/ZnO异质结构材料, 并以此为模型体系, 利用表面光伏技术研究了其光电性质, 结果表明, 利用表面光伏相位谱和瞬态光伏技术可以更进一步了解异质界面的光生电荷行为.     

Light-Induced Charge Transfer at Interface Between Lipid-Free RhTSPc Film and p-Si(111)

The present paper covers the lipid-free rhodium tetrasulfonato-phthalocyanine (RhTSPc) films prepared on p-Si(111) by using Langmuir-Blodgett technique. Their surface photovoltage spectra were measured. It was found that there is a strong interaction at the interface between the RhTSPc film and p-Si (111) and that the surface photovoltaic effect of the film system is maximum when only one monolayer of RhTSPc molecules coats p-Si(111), which is similar to that of CuTSPc films on p-Si(111) reported previously. These results confirm that only the monolayer of dye molecules being adjacent to the semiconductor surface plays a key role in the light-induced interfacial charge transfer process.     

CeO2纳米晶的光电量子尺寸效应

ＣｅＯ_２纳米晶的光电量子尺寸效应王德军，崔毅，李铁津，董相廷，洪广言（吉林大学化学系，长春，１３００２３）（中国科学院长春应用化学研究所，长春）关键词纳米晶，ＣｅＯ_２，表面光伏，量子限域纳米材料结构功能特性的研究有着重要的高科技应用背景［１］，但有...     

How does back-reaction at the conducting glass substrate influence the dynamic photovoltage response of nanocrystalline dye-sensitized solar cells?

In dye-sensitized nanocrystalline solar cells (DSC), the transfer of electrons from the conducting glass substrate to triiodide ions in solution is an important loss mechanism that can be suppressed by using thin compact blocking layers of TiO(2). Whereas back-reaction at the substrate is relatively unimportant under short circuit conditions, it must be taken into account at the maximum power point or at open circuit. The influence of the back-reaction on open circuit photovoltage decay measurements and on intensity modulated photovoltage (IMVS) measurements has been studied by model simulations and by experimental measurements. The simulations demonstrate that reliable information about DSC properties such as trapping distributions can only be derived from transient or periodic photovoltage responses if the back-reaction is suppressed by the use of suitable blocking layers.     

纳米TiO2的光生电荷迁移特性研究

利用场诱导光电压谱(简称FISPS)和瞬态光伏(简称TPV)技术研究了TiO₂的光生电荷的产生和传输机制.发现光生电荷在体块TiO₂上的迁移机制不同于在纳米TiO₂上的迁移机制，也不同于在结界面空间电荷区的迁移机制. 400 ℃处理的TiO₂颗粒表面具有大量的表面态，光生电荷被表面态捕获-释放机制控制着光伏行为的过程是慢过程. 800 ℃处理的TiO₂已经形成了完整的能带结构，光伏响应除了表现带-带跃迁外,还有一个在带边的自由激子带，光生电荷被表面自建场驱动进行传递的过程是快过程. 600 ℃处理的TiO₂混晶由锐钛矿型和金红石型两种构型组成，在两相之间存在着较低势垒的结界面．它的光伏响应受控于两种机制 ：光生电荷在两相间结界面空间电荷区的传输和在表面自建场驱动下的传输.当激发光强较小时，界面空间电荷区的光生电子由于积累的浓度较小而不能隧穿过结界面，这种场助隧穿只有在外场作用下才能发生.     

Photovoltaic Properties of Titanium Dioxide Nanowires with Different Crystal Structures

Titanium dioxide(TiO₂) nanowires with different crystal structures were successfully synthesized, and their charge transfer properties were further investigated by surface photovoltage(SPV), transient photovoltage(TPV) and surface photocurrent(SPC) techniques. The results reveal that both the surface states and the charge transfer rate of different TiO₂ nanowires are highly dependent on their crystal structures.     

掺镧多孔TiO2纳米晶表面电子结构与能量转换机制

采用溶胶-凝胶法制备多孔掺镧纳米晶二氧化钛样品. 结合光声与表面光伏技术, 研究样品的光声和表面光伏特性. 分析认为, 掺镧后在表面上富集的La-O-Ti化合物形成的施主态活性中心吸附氧和H2O分子后生成的活性氧和羟基, 导致了吸附表面光激发电荷转移跃迁的催化光反应(sensitized photoreaction)机制. 实验证实, 适当的镧掺杂不仅可以增强样品的表面光伏特性, 而且可以有效地抑制非辐射跃迁的发生, 提高光量子效率. 实验在指认与样品非辐射退激有关的电荷转移跃迁过程的同时, 证实非辐射跃迁过程与样品表面是否生成活性氧和羟基活性中心无关.     

齐聚苯撑乙烯-二氧化硅复合膜的制备及其光电性质研究

聚苯撑乙烯（PPV）及其复合物由于光致发光效率高及电荷传输性能好,故在光电器件方面的应用已受到广泛重视,但聚合物材料有自身的局限性,主要是：（1）在矣合时残留杂质影响器件的稳定性;（2）聚合物结构复杂多变使其发光机理与微观结构模糊不清。因此具有化学结构,化学纯度高的剂聚苯撑乙烯（oligo-PV)及其复合物的合成和理论研究吸引了许多研究者。