Ag/Bi_(2)O_(3)纳米块自供能紫外探测器的制备及性能

为了实现在无外部供能下对紫外光的有效探测,基于Ag修饰的Bi_(2)O_(3)纳米块(Ag/Bi_(2)O_(3))纳米块制备了自供能紫外探测器。通过煅烧法制备Bi_(2)O_(3)纳米块,随后采用室温溶液法在其表面沉积Ag纳米粒子,进而成功制备了Ag/Bi_(2)O_(3)纳米块,且对所制备样品的晶体结构和微观形貌等进行了表征。结果表明,Ag/Bi_(2)O_(3)纳米块的平均尺寸约为1μm,且Ag纳米粒子随机分布在Bi_(2)O_(3)纳米块表面。将涂覆Ag/Bi_(2)O_(3)纳米块的FTO作为工作电极,并进一步构建了自供能紫外探测器。在365 nm的紫外光照射下,Ag/Bi_(2)O_(3)纳米块紫外探测器能在零偏压下实现对紫外光的快速检测,这证实其具有自供能特性。相比于Bi_(2)O_(3)纳米块紫外探测器,Ag/Bi_(2)O_(3)纳米块紫外探测器的光电流得到明显提升,上升和下降时间分别缩短至29.1 ms和40.2 ms,并具有良好的循环稳定性。

基于Bi_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)复合材料的自供能紫外探测器的制备及性能研究

为了获得高性能的自供能紫外探测器,结合热聚法和溶液法成功制备了Bi_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)复合材料,并对其微观形貌、晶体结构、元素组成及价态进行了表征。结果表明,Bi_(2)O_(3)呈蜂窝状结构的块体,其附着在具有层状结构的g-C_(3)N_(4)纳米片上。基于该异质结制备了无需外加偏压即能工作的紫外探测器。在紫外光照射下,Bi_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)光电探测器能够立即产生光电流并达到最大稳定值约0.43μA,相比于Bi_(2)O_(3)纳米块紫外探测器,其光电流提升了约1.05倍。值得注意的是,Bi_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)紫外探测器还展现出了快的响应速度(约181.7 ms),并且其光电流与入射光强也具有良好的线性关系,表明该器件对不同强度的紫外光均能实现快速且稳定的探测。

基于OCO-2/3卫星的中国超大型燃煤电厂CO_(2)排放量的遥感反演

基于轨道碳观测者2/3(OCO-2/3)卫星数据和高斯羽流模型对发电厂CO_(2)排放量进行遥感反演。首先基于OCO-2(2014-09-06—2021-10-01)和OCO-3(2019-08-06—2021-10-01)数据检索中国超大型燃煤电厂(≥5000 MW)附近图像,共在托克托、嘉兴、外高桥电厂附近识别到7个CO_(2)羽流。综合利用3种大气背景值确定方法,经过高斯羽流模型估算的CO_(2)排放量范围为43~77 kt/d,模型拟合的相关系数0.50~0.87。单个羽流的不确定性变化为8%~32%(1σ),风速是最大的不确定性(6%~31%),其次是背景值(5%~18%)、增强值(1%~21%)和羽流上升(1%~8%)。经验证,估算结果与碳监测行动、碳简报、全球电厂排放数据库等排放清单一致性较高(托克托:(76.48±15.75)kt/d、外高桥:(55.98±6.90)kt/d、嘉兴:(64.55±15.89)kt/d)。这项研究有助于监测点源碳排放,这不仅是电力行业开展碳减排的前提,也有助于针对性制定区域碳减排政策,从而减少人为碳排放。

BiI_(3)修饰Cs_(3)Bi_(2)I_(9)自供能光电化学型探测器制备及其性能

在溶液法合成Cs_(3)Bi_(2)I_(9)前驱体溶液的基础上,采用添加BiI_(3)修饰Cs_(3)Bi_(2)I_(9)溶液的方法后得到Cs_(3)Bi_(2)I_(9)/BiI_(3)薄膜并制备出具有自供能特性的Cs3Bi2I9/BiI3薄膜光电化学型探测器。结果表明,添加的BiI3以第二相形式存在于Cs_(3)Bi_(2)I_(9)薄膜中,形成两相混合结构。在紫外光(365 nm)单色光照射下,Cs_(3)Bi_(2)I_(9)/BiI_(3)探测器的开关比达到3198,响应度和探测率分别为2.85×10^(-3) A/W和3.77×10^(10) Jones。在绿光(530 nm)单色光照射下,Cs_(3)Bi_(2)I_(9)/BiI_(3)探测器的开关比达到1172,响应度和探测率分别为6.9×10^(-4) A/W和1.76×10^(10) Jones,同时展现出红光波段(625 nm)的良好响应。相较于Cs_(3)Bi_(2)I_(9)探测器,Cs_(3)Bi_(2)I_(9)/BiI_(3)器件探测性能均有大幅度提高,归因于BiI_(3)对非辐射缺陷的钝化作用。本工作首次尝试将Cs3Bi2I9应用在光电化学型结构探测器中,通过BiI3的修饰成功提高了器件性能,为低毒铋基钙钛矿的光电探测应用性能提升提供了新思路。

Ga_(2)O_(3)/p-GaN异质结自供电日盲紫外光探测器的制备与光电性能研究

采用水热法在p-GaN衬底上生长Ga_(2)O_(3)纳米棒阵列,构建了Ga_(2)O_(3)/p-GaN异质结自供电日盲紫外光探测器。首先对异质结的形貌和结构性能进行了研究,并进一步对异质结紫外光探测器的伏安特性和紫外光探测性能进行了探索。结果表明在0 V偏压和254 nm紫外光照下,器件表现出明显的自供电日盲紫外光响应,响应度为718.8 mA/W,并具有良好的稳定性和重复性。结合异质结能带理论对器件的自供电紫外光响应机理进行了讨论。

自供电β-Ga_(2)O_(3)/(PEA)_(2)PbI_(4)异质结深紫外光电二极管的制备与特性

成功制备了β-Ga_(2)O_(3)/(PEA)_(2)PbI_(4)异质结深紫外光电二极管,其具有极低的暗电流(fA级),并且可以在0 V偏压下以自供电模式正常运行,在0 V偏压下的光暗电流比(PDCR)约为103,深紫外光响应度(R)为0.08 mA/W。在负偏压和正偏压下均展现了极高线性度(1.08、1.04)。进一步系统地研究了深紫外光电二极管的高温探测性能。随着温度的升高,由于载流子迁移率降低,导致其深紫外光响应特性有所降低,R从300 K下的2.5 mA/W降低至500 K下的0.4 mA/W。基于β-Ga_(2)O_(3)/(PEA)_(2)PbI_(4)异质结的深紫外探测器展现了优异的探测水平,但是由于温度升高导致散射更强,其整体探测性能有所下降。

阳极刻蚀提升Ga_(2)O_(3)肖特基势垒二极管击穿特性

提出了一种采用阳极刻蚀提升Ga_(2)O_(3)肖特基势垒二极管(SBD)击穿特性的新方法。基于氢化物气相外延(HVPE)法生长的Ga_(2)O_(3)材料制备了Ga_(2)O_(3)纵向SBD。在完成阳极制备后,对阳极以外的Ga_(2)O_(3)漂移区进行了不同深度的刻蚀,刻蚀完成后,在器件表面生长了SiO2介质层,随后制备了场板结构。测试结果显示,刻蚀后器件的比导通电阻小幅上升,而反向击穿电压均大幅提升。刻蚀深度为300 nm的β-Ga_(2)O_(3)SBD具有最优特性,其比导通电阻(Ron,sp)为2.5 mΩ·cm^(2),击穿电压(Vbr)为1410 V,功率品质因子(FOM)为795 MW/cm^(2)。该研究为高性能Ga_(2)O_(3)SBD的制备提供了一种新方法。

增强型β-Ga_(2)O_(3)/4H-SiC异质结VDMOS的设计与研究

由于β-Ga_(2)O_(3)材料难以形成P型掺杂,目前β-Ga_(2)O_(3)功率器件大多为无结耗尽型。为了解决β-Ga_(2)O_(3)器件难以形成增强型的问题,提出了一种具有β-Ga_(2)O_(3)/4H-SiC异质结的纵向双扩散金属-氧化物-半导体场效应晶体管(VDMOS)。添加P型4H-SiC后,利用形成的PN结的单向导通性得到了正阈值电压,实现了增强型器件。使用Sentaurus TCAD仿真软件模拟了器件结构并研究了其电学特性,通过调节SiC厚度、SiC沟道浓度、外延层厚度和外延层浓度四个重要结构参数,对器件的功率品质因数进行优化设计。优化后的器件具有1.62 V的正阈值电压、39.29 mS/mm的跨导以及5.47 mΩ·cm^(2)的比导通电阻。最重要的是器件的关态击穿电压达到了1838 V,功率品质因数高达617 MW/cm^(2)。结果表明,该β-Ga_(2)O_(3)/4H-SiC异质结VDMOS为实现高性能增强型β-Ga_(2)O_(3)功率器件提供了一种可行的设计思路。

退火工艺对Bi_(2)Te_(3)薄膜近红外光响应性能影响的研究

采用物理气相传输法(PVT)在p-Si衬底上制备了n-Bi_(2)Te_(3)薄膜。在不同温度下对薄膜样品进行退火处理,利用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜以及光致发光光谱对退火处理前后的薄膜形貌与微观结构进行表征。研究了退火温度对Bi_(2)Te_(3)薄膜形貌结构以及红外光响应能力的影响。结果表明在200~400℃的温度区间内,退火温度为250℃时可有效提高薄膜结晶度,细化晶粒,减少薄膜缺陷,降低缺陷能级对Bi_(2)Te_(3)薄膜红外光响应性能的影响,使得在250℃获得的高结晶质量的Bi_(2)Te_(3)薄膜的红外光响应性能均优于其他的退火温度获得Bi_(2)Te_(3)薄膜和未处理的,表明采用PVT方法制备的Bi_(2)Te_(3)薄膜的最佳退火温度是250℃。

植物种群的自然稀疏规律-- -3/2还是-4/3？

由密度导致的植物种群的自然稀疏现象,是植物种群生态学研究的热点。但关于植物自然稀疏规律(种群密度和个体平均质量的幂律关系)的机理,却有两类截然不同的理论解释,分别对应着-3/2和-4/3幂律。作者重点介绍这两类自然稀疏幂律的代表性理论模型:Yoda的-3/2自疏法则和基于WBE模型的-4/3自疏规律,以及它们各自的理论基础。由于研究方法等原因,目前的数据尚不足以否定一条自疏上限线的存在,也不能令人信服地推翻-3/2而确立-4/3幂值的自疏规律。

植物种群-3/2幂自疏定律假设的点评

通过对国外大量研究报道的综合分析，详细阐述了－３／２幂自疏定律假设的概念、表达式、发展及存在的问题，旨在澄清对植物种群－３／２幂自疏定律假设的认识，推动我国植物种群密度制约机制研究的发展．

风浪成长关系的分析及其对3/2指数律的支持

系统地分析比较了迄今根据观测已提出的一些风浪成长关系。通过研究发现 :这些风浪成长关系式存在较大的不协调性。然而 ,当消去无因次风区后 ,由这些关系式得到的无因次波高与无因次周期关系却与 3/ 2指数律有着非常好的协调一致性。还分析 Wen etal构造出的代表平均状况的风浪成长关系。发现由这一风浪成长关系得到的无因次波高与无因次周期关系是与平均状况的 3/ 2指数律完全一致的。上述风浪成长关系构成对 3/ 2指数律的观测支持 ,从而说明了 3/ 2指数律的普遍性。

2-3-SAT问题相变现象剖析及其应用

３－ＳＡＴ问题有一个非常奇妙的相变现象．对于固定的变量数Ｎ，合取范式的可满足概率随着子句个数Ｋ的变化而发生剧烈的变化；当Ｋ≈４．３＊Ｎ时，可满足概率急剧地从１变为０．相变现象决定了问题的难易分布，对于快速求解算法的设计有着非常重要的意义．文章着重讨论了ＳＡＴ问题的更一般形式，即２－３－ＳＡＴ问题的相变现象．研究了相变点处的２－子句和３－子句个数的关系，发现了２－子句和３－子句在约束能力意义下的当量关系。

满足新版IEC1000-3-2标准规定(2000版)的单相LC滤波整流器的设计

本文对用于满足新版IEC10 0 0 3 2 (第二版 )电流谐波限制标准规定的单相全桥LC滤波整流器进行了分析和设计。结果表明 ,如果设计适当的滤波电感值 ,本文所述的无源功率因数校正方法可以满足标准所要求的规定。本文分析了新版IEC10 0 0 3 2标准中划分为A类和D类电力电子产品满足标准规定的条件情况。计算机仿真和实验验证理论分析和计算结果。

3/2接线高压输电线路的建模与仿真

超高压输电线路接线方式上大多采用3/2接线,设计运行此种接线方式必须对各种线路的故障过程给予足够的重视。文章利用Matlab软件中Simulink library提供的SimPowerSystems工具箱,对3/2接线高压输电线路建立模型,并结合实际工作经验,以输电线路中发生A相永久接地故障这一过程为算例进行仿真,并对仿真结果进行分析;同时,此模型对线路故障的各种类型均能做出仿真分析。

下转换发光粉体SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)在硅太阳能电池中的应用

采用化学共沉淀法结合水热处理方法制备了颗粒尺寸约为40 nm的发光粉体SrAl2O4:Eu2+,Dy3+。荧光光谱测试显示,该粉体在受到250～450 nm紫外光激发后可发射出约510 nm的可见光,且发射光与激发光强接近,因此该粉体具有下转换功能特性。将质量分数10%的SrAl2O4:Eu2+,Dy3+与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在N,N-二甲基甲酰胺溶剂中充分混合后,采用丝网印刷技术将其涂覆于市售硅太阳能电池板上形成覆盖下转换薄膜的太阳能电池,对涂覆和未涂覆下转换材料的太阳能电池进行了光电性能测试,结果表明涂覆下转换材料的太阳能电池的开路电压和短路电流均得到提高,并且电池的光电转化效率从7.96%提高至8.96%,提高了1%。

基于PSASP的潮流计算中3/2接线方式相关问题探讨

电力系统分析综合程序(Power System Analysis Synthesis Program,PSASP)对变电站母线拓扑结构做了简化,潮流计算中不能反映变电站内部各引流线及CT潮流变化。通过分析PSASP程序和3/2接线方式的特点,提出了增加母线节点法和断面定义法两种解决方案,并通过实际案例进行了验证。应用结果表明:两种方案均能够有效解决3/2接线中CT过载无法观测的问题。

Bi_(2)Te_(3)柔性热电器件的制备与发电性能研究

基于热电发电器件的环境能量收集对于下一代免充电电子设备的发展具有重要意义。通过选择聚酰亚胺膜(PI膜)柔性基板材料,设计基板及热电粒子尺寸,并对基板进行无损分割等方法,设计制作了一种垂直结构微型柔性热电器件。该微型柔性热电器件在热端温度33℃,冷端温度13℃时,可产生155.1 mV的开路电压,其最大输出功率可达到0.81 mW,功率密度为9.34 mW/g(2.53 mW/cm^(2)),器件最小弯曲半径可以达到9 mm。结果表明:本文设计方法合理,器件与粒子微型化,基板柔性化的方法,解决了碲化铋(Bi_(2)Te_(3))材料因为本征脆性而难以制作柔性热电器件的难题,可以在保证器件发电能力的基础上使器件具有一定的柔性,使其能更好地贴合热源表面工作,为可穿戴设备如体表传感器进行供电。

WO_(3)/TiO_(2)催化剂活性组分W对SO_(2)的氧化特性

采用超声浸渍法制备了不同W负载量的WO_(3)/TiO_(2)催化剂,研究了W负载量、温度及SO_(2)浓度对催化剂表面SO_(2)氧化过程的影响。结果表明,催化剂表面SO_(2)氧化率随W负载量及温度的升高而增大,当W负载量由1%增至7%时,SO_(2)氧化率由0.034%升高至0.210%;而当温度由280℃升高至400℃时,SO_(2)氧化率由0.043%升高至0.240%。通过N_(2)吸附、XRD、Raman、NH_(3)-TPD、H_(2)-TPR及XPS等方法对催化剂样品进行表征。结果表明,活性组分W的增加会导致WO_(x)增加,该结构能够减弱催化剂表面Brønsted酸性位点强度,增强SO_(2)在催化剂表面的吸附,同时导致催化剂表面吸附氧(O_(α))增多,促进SO_(2)氧化;针对W负载量5%的催化剂原位红外试验结果表明,通入SO_(2)后会与催化剂表面W—O—W结构反应形成HSO_(4)^(-),同时将W^(6+)还原为W^(5+)。反应过程中,O_(2)并不直接氧化SO_(2),而是与中间产物反应重新生成W—O—W,使得W^(5+)再次氧化为W^(6+);另外,O_(2)会促进HSO_(4)^(-)向吸附态的SO_(3)转化,促进SO_(3)在催化剂表面的脱附。

LD泵浦的1.3at.%Er^(3+):CaF_(2)中红外高功率固体激光器(特邀)

3μm波段激光是高精度外科手术的理想光源,也可作为长波中红外光参量振荡器的有效泵浦源。LD直接泵浦Er^(3+)掺杂晶体是获得2.7~3μm波段中红外激光的有效技术途径,具有成本低、结构紧凑简单等优点。由于Er^(3+)2.8μm激光下能级阻塞问题,一般需要高浓度掺杂,但高浓度掺杂易引起强烈的光吸收,增强了激光晶体的热效应,从而阻碍了激光功率的提升。低声子能量的氟化钙晶体特有的萤石型结构使得三价稀土离子极易形成"团簇",将低浓度Er^(3+)掺杂到氟化钙晶体中即可获得高效率的中红外激光增益介质。笔者课题组使用温度梯度法成功生长了低浓度掺杂1.3at.%Er^(3+):CaF_(2)激光晶体,利用LD直接泵浦获得了2.2 W的中红外激光输出,这是目前利用LD端面泵浦同类晶体中的最高中红外激光输出功率。同时,文中还对上转换泵浦方式下该晶体的2.8μm激光特性进行了研究。实验结果表明,低浓度掺杂的1.3at.%Er^(3+):CaF_(2)晶体是一类具有产业化前景的中红外激光材料,有望推动长波中红外激光器向着结构紧凑、成本低的方向发展。