分级介孔结构组成的ZnO微球及光催化性能

以硝酸锌、脲素及酒石酸为反应物,采用水热法制备碱式碳酸锌前驱体微球,通过煅烧前驱体制备了介孔氧化锌微球。通过扫描电子显微镜（SEM）可以观察到,氧化锌微球的直径约为2~4μm,由大量厚度约为10 nm的介孔纳米片组装而成。X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）结果表明：ZnO微球为六方纤锌矿结构,结晶较好。比表面积测试（BET）表明ZnO微球为介孔材料,孔径为20~50 nm,ZnO微球比表面积约为29.8 m2/g。以亚甲基蓝为目标降解物,对介孔氧化锌微球进行了光催化降解实验。实验结果表明,所合成的介孔ZnO微球对亚甲基蓝的光催化性能较好。

锥状TiO_2纳米带制备及光电性质研究

采用化学气相沉积法,利用金属钛片为钛源,在金属Pd颗粒的催化下原位生长了锥状TiO2纳米带。扫描电镜（SEM）、XRD和透射电镜（TEM）表征结果表明所制备的锥状TiO2纳米带长度为数十微米,接近基底的底端宽度为1-4μm,顶端形成几十纳米的尖端;此纳米带晶型为金红石结构;锥状TiO2纳米带生长方向是长度方向为[110],横向是[001]方向。对比实验验证了金属Pd颗粒对锥状TiO2纳米带的生长初期起着重要的作用。笔者认为纳米带生长的初期由VLS生长机制决定,而固态Ti原子的扩散对锥状纳米带的形成起着重要的作用。单根TiO2纳米带不同位置的微区拉曼谱均有442cm^-1、604cm^-1两个响应带,分别对应着TiO2金红石相Eg和A1g的拉曼活跃模式。表面光电压谱的研究发现锥状TiO2纳米带具有良好的光电特性,在光催化、光电器件等领域具有潜在应用前景。

CdS/CdS0.48Se0.52轴向异质结纳米线的非对称光波导及双波长激射

本文利用可控的化学气相沉积法合成了高质量的轴向Cd S/Cd S0.48Se0.52异质结纳米线.扫描电子显微镜表征发现这些纳米线具有光滑的表面结构;荧光显微图像表明纳米线由Cd S和Cd SSe两部分沿轴向构成;微区荧光光谱研究表明界面区具有高的结晶质量;光波导研究表明异质结纳米线具有非对称光传输特性;进一步的激发功率依赖的荧光光谱研究表明此结构可以实现红和绿双波长激射,并且红色激射阈值低于绿色激射.理论模拟表明波导光可以两相间有效传输.

二维过渡金属硫化物二次谐波:材料表征、信号调控及增强

二维过渡金属硫化物(transition metal dichalcogenides,TMDCs)由于可实现从间接带隙到直接带隙半导体的转变,能带宽度涵盖可见光到红外波段,及二维限域所带来的优异光电特性,在集成光子以及光电器件领域受到了广泛的关注.最近随着二维材料基础非线性光学研究的深入,二维TMDCs也展现出了在非线性光学器件应用上的巨大潜能.本综述聚焦于二维层状TMDCs中关于二次谐波的研究工作.首先简述一些基本的非线性光学定则,然后讨论二维TMDCs中原子层数、偏振、激子共振、能谷等相关的二次谐波特性.之后将回顾这些材料二次谐波信号的调制及增强工作,讨论外加电场、应变、表面等离激元结构、纳米微腔等方法和手段的影响机理.最后进行总结和对未来本领域工作的展望.理解二维TMDCs二次谐波的产生机制及材料自身结构与外场调控机理,将对未来超薄的二维非线性光学器件的发展产生深远的意义.

二维过渡金属硫族化合物中激子-极化激元的研究进展(特邀)

二维过渡金属硫族化合物的直接带隙、大跃迁偶极矩、强激子结合能、可范德华集成和谷极化特性,使其在激子-极化激元研究与应用中显示出巨大潜力。当激发粒子密度达到一定程度时,激子-极化激元可通过受激散射凝聚成单个宏观量子态(玻色-爱因斯坦凝聚态),它们不受粒子数反转的限制,可实现超低阈值激光。同时结合其谷极化特性,可为强耦合状态的谷电子学应用如光自旋开关和谷极化双稳态器件等提供潜在应用。分别对二维过渡金属硫族化合物中的激子-极化激元、谷极化激子-极化激元和激子-极化激元的玻色爱因斯坦凝聚的研究进展进行了系统综述,最后总结分析了未来实现二维激子-极化激元激光需解决的关键科学问题并对其发展进行了展望。

利用拉曼和表面光电压谱对一维TiO_2@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.