首页期刊导航|中国科学：材料科学（英文）
期刊信息/Journal information
中国科学：材料科学（英文）
中国科学：材料科学（英文）
中国科学：材料科学（英文）/EISCI
正式出版
收录年代

    基于低浓度掺杂TTF-HLCT 一体化分子提供的多重激子循环通道增强深蓝光OLED的稳定性

    唐振宇龚乐帆郭浩清杨爽...
    2161-2168页
    查看更多>>摘要：目前,商用的深蓝有机发光二极管(OLED)使用的三重态-三重态融合(TTF)型发光材料只能捕获50％的三重态(T1)激子,导致其器件效率较低.基于窄带蓝色发射体的热激活延迟荧光(TADF)和超荧光策略可以实现接近100％的激子利用率,然而,在发射层(EML)中停留的高能量T1激子通常会导致不可避免的分子降解,从而限制了器件的使用寿命.为了解决这一问题,本文研究了一种TTF-杂化局域-电荷转移态(HLCT)一体化分子,旨在通过多个激子回收通道降低EML内T1激子的密度,从而提高高效深蓝OLED的稳定性.通过TTF过程回收T1激子,通过HLCT过程利用高能三重态(Tn)激子,可以提高EML中三重态激子的利用率.此外,低浓度掺杂的TTF-HLCT分子在TADF体系中可以减轻T1激子猝灭造成的效率损失.最后,实现了外量子效率(EQE)为25.9％、CIE为(0.131,0.050)、蓝光指数(CE由CIE,校准)为312 cd A-1 CIEy-1 的顶发射OLED,并且其寿命T90@1000 cdm-2从0.5小时延长到6.1小时.本工作揭示了低浓度TTF-HLCT分子掺杂的潜力,作为一种可行的解决方案,可以最大限度地减少效率猝灭,并解决蓝光OLED的稳定性问题.

    organic light-emitting diodestabilitymultiple ex-citon recycling channelsdeep blue emissionTTF-HLCT

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    用于集成型光电检测系统的高性能平面微型超级电容器阵列

    陈子璇闫长媛党纤曦王洋洋...
    2169-2181页
    查看更多>>摘要：薄膜微电容(TF-MSC)因其适合作为能量存储设备,集成在个人健康监测或实时环境检测等便携式电子产品中,而引起了越来越多的关注.然而,能量存储单元和检测单元的不同制造方式使得此类集成器件的制备变得复杂,同时也给材料的选择带来限制.为了打破这一限制,本文基于可同时应用于储能和可见光检测的Sb2S3多功能薄膜,制备了由叉指型TF-MSC阵列驱动的集成型光电检测装置.TF-MSC以原位沉积的Sb2S3@聚苯胺(PANI)薄膜作为负极,活性炭作为正极,在0.25 mA cm-2下的电容值为 18.44 mF cm-2,且在 1 mA cm-2下经7000次充放电循环后仍可保持97％的比电容.由于Sb2S3@PANI薄膜的可扩展和可编辑性,由多个TF-MSC面内集成的TF-MSC阵列,表现出成倍增加的储能能力和广泛的应用潜力.与TF-MSC阵列集成在同一基底上的垂直或横向Sb2S3光电探测器,在较宽的光强度范围下可获得快速响应.因此,这种多功能集成器件在便携式监控设备中具有广泛的应用前景.

    thin-film supercapacitorsmicro-supercapacitor ar-raysintegrated devicesself-powered photo-detecting systems

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    MoTe2/Ta2NiSe5/MoTe2范德华双异质结实现超快、宽带和偏振敏感光电探测器

    张洁莲黎思娜朱玲玉郑涛...
    2182-2192页
    查看更多>>摘要：高效光电探测器在监控、热成像、光通信和环境监测等领域具有广泛、迫切的应用需求.优化光电探测器参数如微型化、高量子效率、超快响应速度等,仍然是一项艰巨的任务.我们提出了一种由顶部/底部MoTe2和中间Ta2NiSe5层组成的双范德华异质结.利用双异质结界面增强光收集效率和产生两个对立的内置电场,使得器件具有400到1550 nm的宽光谱响应,并表现出优异的性能,包括82.9％的外量子效率和3.5/4.2μs的快速响应速度.此外,利用二维Ta2NiSe5纳米片的面内各向异性,我们实现了在635和1550 nm波长下的极化灵敏度,分别为16.3和8.1.这项研究为开发高性能和多功能光电探测器提供了平台,为先进光电器件的设计和应用提供了新的方向.

    polarimetric photodetectorTa2NiSe5/MoTe2 het-erojunctionphotovoltaicpolarization sensitivity

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于氯化物处理的钙钛矿自供电无电荷传输层光电探测器用于弱光检测

    梁海霞张钧尧高玉山郭璞...
    2193-2200页
    查看更多>>摘要：有机-无机卤化物钙钛矿因其可溶液加工和优异的光电特性而在光电探测器(PD)中得到了广泛应用.然而,基于钙钛矿的PD一般需要电荷传输层提供足够的分离和传输驱动力,这会增加钙钛矿PD的材料成本.本研究通过溶液法制备了基于苯基三甲基氯化铵(PTAC1)处理的无电荷传输层钙钛矿自供电PD.以(CsFAMA)Pb(BrI)3作为光活性层,这种三元阳离子混合卤化物钙钛矿沉积后的垂直分布差异为电荷分离和传输提供了驱动力,PTAC1处理能加强电荷分离和运输.这种PD在自供电模式下表现出优异的光电探测性能,其中光暗电流比为1.8 × 105,响应度为 198 mA W-1,探测率为 1.48 × 1013/1.24 × 1011 Jones(暗/噪声电流法计算).没有封装的PD在700 h的测试中也表现出良好的空气稳定性,且该PD对0.64 nW cm-2的弱光仍有明显的响应,PD阵列也验证了这种弱光检测能力.本工作制备的钙钛矿自供电PD为弱光检测的发展提供了一种简单可行的途径.

    photodetectorsperovskitesweak light detectioncharge transport layer free

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    范德华材料Ta2Ni3Te5中巨大的面内振动和输运各向异性

    谈海歌张颖赵志生王昌龙...
    2201-2209页
    查看更多>>摘要：目前,Ta2M3Te5(M=Ni,Pd)层状范德华化合物可承载各种奇异电子态,且具有表现出非平凡输运现象的诱人潜力,因而重新引起人们的兴趣.其特征有Luttinger液体、量子自旋霍尔效应、高阶拓扑结构和超导电性.本文中,我们报道了单晶Ta2Ni3Te5的合成,并揭示了其在每个具有准一维键合特征的层内的多重平面内各向异性.我们的技术结合了偏振拉曼光谱、角度分辨光电发射光谱、第一性原理计算和电/磁输运测量的能力.链状低对称层状结构的声子振动产生了高度各向异性的拉曼响应,不同的链内和链间键合特性导致电子带和声学声子的各向异性色散,这共同导致[100]和[001]方向之间的巨大平面内迁移率各向异性(2000％).这一结果与我们的电输运和霍尔效应测量结果相符.因此,沿不同平面内方向的输运行为也表现出不同的温度和磁场依赖性.本工作揭示的丰富的面内各向异性表明,Ta2Ni3Te5是探索新型二维各向异性电子动力学的一个很有前途的平台,在下一代纳米电子器件中具有潜在的应用前景.

    in-plane anisotropyvibrational and electronic transport anisotropyquasi-1D layered structurefirst-principles calculationsangle-resolved photoemission spectroscopy(ARPES)

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    温度对石墨烯褶皱形成影响的理论研究

    赵超丁峰
    2210-2216页
    查看更多>>摘要：关于超平整、无褶皱石墨烯的制备的课题目前已引起科学家们的极大关注.理解褶皱形成的机理对于制备超平整、无褶皱石墨烯至关重要.本文通过分子动力学(MD)模拟,研究了单层石墨烯在单层和多层铜衬底上化学气相沉积(CVD)生长过程中的降温过程.结果显示,在单层铜衬底上,石墨烯从1300 K冷却到630 K时,初步观察到了褶皱,而在多层铜衬底上,褶皱形成的起始温度约为1080 K.基于这些模拟,我们提出了褶皱形成过程:首先在铜衬底上形成山丘状原子结构,有利于褶皱成核,然后褶皱在这些位置扩展.此外,我们发现褶皱产生的临界温度与石墨烯层和铜衬底之间的粘附力成反比.我们还探讨了摩擦对褶皱密度的影响,并确定了残余压缩应变与相邻两褶皱之间的距离呈近似线性关系.基于石墨烯与Cu(111)衬底之间的摩擦力与外部压缩载荷之间的平衡关系,我们提出了一个理论模型.模拟结果和理论模型均表明,随着摩擦力的增加,相邻两褶皱之间的距离会减小.

    wrinklesgraphenemolecular dynamics simulationchemical vapor deposition

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    富Fe2+层状材料FeOCl的低热导率

    汪琳周天培台晓琳王铭浩...
    2217-2224页
    查看更多>>摘要：层状无机材料的弱层间耦合和大面积表面为构建低导热性无机固体材料提供了基本框架.合成具有足够散射和非谐波性的稳定层状材料,从而降低热导率,仍是一项挑战.本文在层状无机FeOCl材料体系中,通过一步氧化还原反应成功获得了一种结构稳定的富含Fe2+的层状材料,实现了表面和界面的同步改性,并实现了超低的热导率.具体而言,系统的X射线吸收精细结构(XAFS)分析和电子能量损失光谱(EELS)分析表明,碱金属原子的层间插层和表面缺陷的引入诱导了大量Fe2+的存在,从而增强了其非谐波性和声子散射.此外,声子态密度(PDOS)分布也提供了确凿的证据,证明了散射概率的提高和声子模式整体的软化.所制得的层状无机材料Fe(Ⅲ)1-nFe(Ⅱ)nO1-xCl[K+]m不仅结构稳定,而且在298 K时的热导率比原始FeOCl降低了近60％,低至0.29Wm-1K-1,这在层状无机材料中是极低的.这项研究为低导热层状材料的设计提供了新的视角.

    layered materialsFe2+-richintercalationdefectsthermal conductivity

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    聚多巴胺增强的高稳定性二维AgCrSe2膜用于污水净化

    王月苏越麒张昊李文敏...
    2225-2231页
    查看更多>>摘要：传统二维纳米片膜在分子和离子分离领域具有巨大潜力,然而在实际污水处理中不可避免地会出现溶胀和易氧化的问题.本研究利用一种新型二维纳米片AgCrSe2,采用聚多巴胺(PDA)原位交联策略,成功构筑了高稳定性二维AgCrSe2-PDA膜.该膜能够耐受酸性、碱性介质以及氧化性溶液(0.3 wt％过氧化氢),展现出优异的抗溶胀和抗氧化稳定性.此外,该膜对带负电的染料和乙二胺四乙酸(EDTA)络合的重金属离子的截留率接近100％,通量约为5.0Lm-2h-1 bar-1.值得注意的是,经过140小时的错流过滤,尽管膜通量略有下降,但该膜对Cu-EDTA的截留率仍保持在90％左右.这种高稳定性的膜结构源自于PDA与AgCrSe2纳米片之间的配位相互作用.本研究为开发高稳定性的二维膜提供了有效的策略,为工业污水净化提供了新型膜材料.

    2D AgCrSe2 membranesin-situ PDA crosslinkinganti-swellinganti-oxidationheavy metal ions removal

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    一种实现单层MoS2光致发光显著增强的有效缺陷工程策略

    陈荧黄卓睿刘华伟喻国粮...
    2232-2238页
    查看更多>>摘要：二维过渡金属硫族化合物(TMDCs)材料被认为是拓展摩尔定律的极具前景的候选材料.然而,该材料的低光致发光效率严重限制了其实际应用,其本质源于材料制备中不可避免引入的缺陷.在本文中,我们报道了一种Sr掺杂单层MoS2的有效缺陷工程策略,该策略在实验上通过简便的化学气相沉积(CVD)一步法成功实现.所制备的具有亚毫米(～324 μm)级的大尺寸样品的光致发光可实现高达两个数量级的增强,并伴随着载流子寿命的显著增强.这一现象主要归因于Sr掺杂后MoS2体系中其三激子向激子转换.与此同时,掺杂样品的辐射质量和稳定性也显著提升.第一性原理计算进一步阐明了其调控机制,即在MoS2中引入适当互补缺陷能级与其自身的缺陷能级协同,从而可调节其载流子组分,以实现光致发光的显著增强.此外,我们的缺陷工程策略也适用于其他掺杂剂,如钙掺杂剂.我们的工作报告了一种可以显著提升单层MoS2的荧光性能的有效缺陷工程策略,这为设计和调控二维TMDCs的光电特性提供一种极具前途的方法.

    MoS2substitutional dopingphotoluminescence in-tensity enhancementfirst-principles calculations

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    具有高对称性可重构整流的单栅PdSe2/WS2二极管

    陈天鸿吴琦高原王军转...
    2239-2245页
    查看更多>>摘要：二维材料由于其丰富的材料组合和可调节的能带结构,为构建可重构的电子器件提供了绝佳的机会.本文使用PdSe2/WS2范德瓦尔斯平面结构造了具有高对称性p-n/n-p结模式的单栅极可重构二极管.栅极调制的带-带隧穿机制为反向整流提供了与正偏同等的电流,同时器件通过控制双极性的WS2构成同质n-p结实现了高反向整流比.通过栅压调制,器件的p-n/n-p结模式能够形成高度对称,整流比具有1E-04到1E+04的无极调节能力,器件因此显示出高性能的可重构整流功能.我们也基于双模整流功能构建了逻辑反相器.本工作有助于拓展二维材料多功能器件的研究.

    two-dimensional materialsPdSe2van der Waals heterojunctionreconfigurable devicerectification

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据