单层缺陷碲烯电子结构与光学性质的第一性原理研究

碲烯是性质优异的新型二维半导体材料,研究缺陷碲烯的电子结构有助于理解载流子掺杂、散射等效应,对其在电子和光电器件中的应用有重要意义.本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了常见点缺陷对单层β相碲烯电子结构和光学性质的影响,包括单空位、双空位及Stone Wales缺陷.研究发现,单层β相碲烯中单空位、双空位和Stone Wales缺陷的形成能在0.83—2.06 eV范围,低于石墨烯、硅烯、磷烯和砷烯中对应缺陷的形成能,说明实验上单层β相碲烯中容易形成点缺陷.点缺陷出现后,单层β相碲烯带隙宽度少有变化,禁带中出现依赖于缺陷类型的局域能级,部分双空位缺陷和Stone Wales缺陷使其由直接带隙变为间接带隙.同时我们发现,单层β相碲烯的光吸收性质与缺陷类型密切相关.部分缺陷能增大其静态介电常数,使它的复介电函数的实部、虚部及吸收系数在0—3 eV能量范围内出现新的峰,增强它在低能区的光响应、极化能力及光吸收.本文研究可为碲烯在电子和光电子器件中的应用提供理论参考.

基于二维碲烯的太赫兹光电探测器

制备了金属-碲烯-金属的太赫兹光电探测器,实现了毫米波-太赫兹波下的光探测。结果表明,基于对数天线碲烯的太赫兹光电探测器在零偏压下具有较高的光响应率(40 mA/W,0.12 THz),响应时间为8μs,噪声等效功率(NEP)为4 pW·Hz^(-0.5)。研究结果为高性能室温太赫兹光探测提供了一种新的发展路径。

α相碲烯的准粒子能带和光学性质:多体相互作用和激子效应

该文用第一性原理方法对α相碲烯的电子能带和光学性质进行了研究.通过GW方法考虑了多体效应对能带的影响,通过求解Bethe-Salpeter方程(BSE),考虑了电子空穴相互作用对光谱的影响.基于密度泛函的计算发现α相碲烯是具有间接带隙的半导体.考虑自旋轨道耦合后,它的带隙明显减小,且由间接带隙转化为准直接带隙.采用GW方法后,发现带隙值显著增大,这说明在碲烯中存在强的多体相互作用.在GW计算的基础上,求解了BSE方程,发现在不同k点网格密度情况下,光吸收谱中的激子峰的能量都明显比能带的直接带隙小,说明碲烯中有明显的激子效应.用BSE计算光谱时,我们还发现k网格点需要足够接近直接带隙最小处的k点才能得到正确的光谱.

用于产生红外脉冲的碲烯纳米片的化学气相输运生长

碲烯具有宽带吸收、高迁移率和独特的拓扑性质,在红外光学应用领域被寄予厚望。本团队利用化学气相输运方法制备了高结晶性碲烯纳米片;结合精准的端面转移技术,获得了利于光纤集成的可饱和吸收体;基于碲烯的非线性饱和吸收特性,在1.55μm波段实现了稳定的被动调Q脉冲输出,中心波长约为1558 nm,脉冲宽度约为1.44μs,重复频率在87~133 kHz范围内可调。本研究结果拓展了新型碲烯纳米材料的应用场景,为可调谐脉冲激光提供了解决方案。

碲掺杂石墨烯的制备及电催化Ⅰ_(3)^(-)还原反应的教学实验设计

培养化学工程专业本科生的自主创新能力,是新时代高校化工教育高质量发展的必然需求。面向北京化工大学化工类本科生的创新能力培养,设计了碲掺杂石墨烯的制备及其电催化Ⅰ_(3)^(-)还原反应性能的教学实验,内容包括碲掺杂石墨烯的制备,掺杂含量调控,结构和化学组成分析,电催化性能测试,和光电性能测试。通过本教学实验,可以拓宽学生的学术视野,了解前沿学科发展动态;结合实验操作,学生还可掌握多种实验技能。通过对催化剂的构效关系解耦,有助于提升学生的独立思考能力和培养创新思维。

烯基碲化合物的合成及其在烯烃立体选择合成反应中的应用

综述了近年来烯碲化合物的合成及其在立体选择合成中的应用。参考文献 4 9篇。

二异丁基烯丙基类碲盐的合成通法

近年来,有机碲化合物在合成中的应用越来越广泛,α-位带有吸电子取代基的碲叶立德能与羰基化合物作用形成α,β-不饱和酮、腈、酰胺。由于碲盐中的Te-C键键能小、极化度高,碲盐亦可直接与醛在中性条件下作用得到相应的α,β-不饱和化合物。烯丙基碲盐是半稳定的烯丙基碲叶立德的前体,形成的碲叶立德能与羰基化合物作用形成α,β-不饱和环氧化合物。考虑到二烷基蹄正离子也是一个好的离去基团,二烷基烯丙基碲盐能与亲核试剂作用发生烯丙基化反应。可以预料,烯丙基类碲盐将成为一类有用的有机合成中间体。为了拓宽这类碲试剂在有机合成中的应用,首先必须合成各种取代的烯丙基碲盐,但文献中仅报道了烯丙基碲盐的合成,未报道取代的烯丙基碲盐的合成,为此,本文企图报道一种合成各种取代的烯丙基碲盐的通法。

烯基碲醚化合物及在有机合成中的应用

本文综述了有机合成中间体烯基碲醚化合物的合成及在有机合成中的应用

二维单质材料及其在气体传感器中的应用

二维材料具有了高载流子迁移率、电导率和热导率等优点,因此成为目前研究的热点。近几年,随着石墨烯、磷烯、锑烯、碲烯以及锡烯等二维单质材料的兴起,越来越多的报道证明了二维单质材料用于气体传感的可行性与选择性探测的潜力。二维单质材料可以降低敏感材料的维度,提高比表面积,进而极大的增加了气体传感器的灵敏度,能够在相对较低的温度下提供实时、在线的气体传感。总结了近些年二维单质材料的最新研究进展,介绍二维单质材料的反应机理及其优势和特点,最后对该研究方向的发展进行了展望。

高效简便合成斜纹夜蛾Spodoptera litura F.性信息素成分(Z,E)-9,11-十四碳二烯-1-醇乙酸酯

高效简便合成高纯度斜纹叶蛾性信息素,为该虫生物防治提供技术支持。以(E)-2-戊烯-4-炔-1-醇为出发原料,制成(Z,E)构型的烯基碲试剂,然后与有机铜试剂偶联得到构型保持的(Z,E)共轭二烯,成功合成斜纹夜蛾性信息素成分(Z,E)-9,11-十四碳二烯-1-醇乙酸酯(5),纯度(对映体过量值e. e.)达到99. 5%。