退火条件对Sn量子点生长和红外光学性质的影响

首次采用固相外延生长技术在Si(001)表面直接生长Sn量子点,并应用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)和同步辐射傅里叶红外光谱(FTIR)研究了退火条件对量子点样品的表面形貌、结晶性和红外光学性质的影响。AFM结果表明,随着退火温度的升高和退火时间的延长,量子点的平均尺寸变大,面密度减小。XRD结果显示,外延得到的Sn量子点为四方结构的β-Sn,与衬底的相对取向为Sn(110)//Si(001)。由于β-Sn量子点的尺寸仍较大,同步辐射FTIR谱中没有观察到量子点的特征吸收峰。

Sn量子点的研究进展

Sn量子点可用于制作单电子器件、高密度存储单元、红外探测器以及发射器等,具有重要的研究意义。介绍了离子注入、分子束外延、磁控溅射和固相外延等各种制备Sn量子点的生长技术,综述了Sn量子点的光学性质、电学性质以及理论计算研究结果,指出了Sn量子点研究面临的关键问题以及研究方向。

Sn量子点/石墨烯复合材料的合成及储锂性能

Sn基材料是目前高容量锂离子电池电极材料研究的热点,但循环性能较差阻碍了其大规模应用。以氧化石墨烯为载体,通过化学还原法在载体表面成功均匀负载<10 nm的Sn量子点,合成Sn量子点/石墨烯(SnQds/rGO)复合电极材料。结果表明,Sn质量分数为90wt%的SnQds/rGO复合材料具有良好的综合电化学性能,首次放电容量和库伦效率分别为939 mAh/g和66.6%,经过200次循环后容量可达621 mAh/g,容量保持率为66.1%。小尺寸的Sn量子点与石墨烯复合能够增强电极材料的结构稳定性和降低阻抗,改善电极材料的循环性能和倍率性能,但会导致首次库伦效率有所降低。