检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2024年第7期73卷 292-299页

作者：曹文彧张雅婷魏彦锋朱丽娟徐可颜家圣周书星胡晓东湖北文理学院物理与电子工程学院低维光电材料与器件湖北省重点实验室襄阳441053 湖北台基半导体股份有限公司大功率半导体技术湖北省重点实验室襄阳441021 武汉大学电子制造与封装集成湖北省重点实验室武汉430072 北京大学物理学院人工微结构和介观物理国家重点实验室北京100871

在InGaN/GaN异质结构量子阱内存在巨大的压电极化场,这严重地削弱了量子阱的发光效率.为了减弱量子阱内的压电极化场,通常引入应变调制插入层提升器件的发光性能.为了研究InGaN/GaN超晶格的应变调制效果和机理,实验设计制备了具有n型InG... 详细信息

在InGaN/GaN异质结构量子阱内存在巨大的压电极化场,这严重地削弱了量子阱的发光效率.为了减弱量子阱内的压电极化场,通常引入应变调制插入层提升器件的发光性能.为了研究InGaN/GaN超晶格的应变调制效果和机理,实验设计制备了具有n型InGaN/GaN超晶格插入层的外延结构及其对照样品.变温光致发光谱测试表明引入n型InGaN/GaN超晶格插入层的样品发光波长更短且内量子效率提升,相应的电致发光谱积分强度也显著增加且半宽减小,说明引入超晶格应变插入层可以在一定程度上抑制影响发光效率的量子限制Stark效应.理论计算结果表明:在生长有源区量子阱前引入超晶格应变层,可以削弱有源区量子阱内极化内建电场,减弱有源区量子阱能带倾斜,增加电子空穴波函数交叠,提高发射几率,缩短辐射复合寿命,有利于辐射复合与非辐射复合的竞争,实现更高的复合效率,从而提高发光强度.本文从实验和理论两方面验证了超晶格应变调制插入层可以有效改善器件性能,为器件的结构设计优化指明方向.

关键词： GaN 多量子阱超晶格应变调制

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非质子型二氧化碳电化学还原路径与锂-二氧化碳电池

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科学通报 2025年第9期70卷 1164-1176页

作者：刘忆雯潘慧何平固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心功能材料设计原理与应用技术江苏省重点实验室南京大学现代工程与应用科学学院储能材料与技术中心南京210023

在全球气候变化的大背景下,节能减排已成为国际社会的共同目标.二氧化碳(CO_(2))的还原不仅有助于构建可持续的碳循环体系,还能有效缓解温室效应.因此,CO_(2)还原被认为是实现“碳中和”的关键途径之一.近年来,质子型CO_(2)还原由于其... 详细信息

在全球气候变化的大背景下,节能减排已成为国际社会的共同目标.二氧化碳(CO_(2))的还原不仅有助于构建可持续的碳循环体系,还能有效缓解温室效应.因此,CO_(2)还原被认为是实现“碳中和”的关键途径之一.近年来,质子型CO_(2)还原由于其反应条件温和、操作简单及安全性较高等优势,受到了广泛的关注.然而,析氢反应的竞争、产物的低选择性、依赖能量输入等问题仍制约着该类技术的规模化与工业化.锂-二氧化碳(Li-CO_(2))电池作为一种新兴技术,利用Li^(+)与H^(+)相似的化学性质,在非质子体系中实现高选择性的CO_(2)还原,并具备高能量密度,从而提高了反应的可控性与功能性.尽管如此,该技术仍需克服高过电位、迟缓的反应动力学和严重的寄生反应等技术难题.本文综合分析学术界对质子与非质子型CO_(2)还原反应机制的现有认识,阐述Li-CO_(2)电池在CO_(2)还原中的优势.同时,从规避超氧物种的产生,调整反应路径和采用辅助策略三个角度,探讨优化Li-CO_(2)电池性能的方法,最后,对Li-CO_(2)电池技术未来的发展趋势进行展望,为其他非质子体系中的氧化还原提供指导思路.

关键词：二氧化碳还原氧化还原路径锂-二氧化碳电池非质子型还原

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基于二氧化钒相变实现动态可调的亚波长光学材料和器件(特邀)

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光子学报 2022年第5期51卷 60-79页

作者：范仁浩侯本颀彭茹雯王牧南京大学物理学院和固体微结构物理国家重点实验室南京210093

亚波长人工微纳结构,诸如超构材料和超构表面等,可以实现很多天然材料所不具备的新颖光学性质,为电磁波的操控提供有效手段。但基于静态结构而研制出的光学材料和器件往往只具有固定的光学功能,难以应对复杂多变的实际应用需求。近年来... 详细信息

亚波长人工微纳结构,诸如超构材料和超构表面等,可以实现很多天然材料所不具备的新颖光学性质,为电磁波的操控提供有效手段。但基于静态结构而研制出的光学材料和器件往往只具有固定的光学功能,难以应对复杂多变的实际应用需求。近年来,人们将二氧化钒等相变材料引入人工微纳结构,实现了一系列可调光学材料和器件,其性能可实时改变和动态控制。本文回顾了二氧化钒的结构、相变机制及其物理特性等研究,展示了热、电、光等激发方式对二氧化钒相变的调控,系统总结了基于二氧化钒相变实现动态可调亚波长光学材料和器件的研究进展,期望推动发展新型亚波长动态可调的光电功能材料和器件。

关键词：超构材料等离激元动态调控二氧化钒相变超构表面

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碳中和目标下电化学储能技术进展及展望

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动力工程学报 2024年第3期44卷 396-405页

作者：周凡宇曾晋珏王学斌南京大学现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京210033

针对碳中和目标下可再生能源并网引发的电力系统不稳定的现状,介绍了电力系统各个环节对于储能的需求特性,讨论了电化学储能,包括超级电容器、碱金属离子电容器、碱金属离子电池、液流电池、其他二次电池、氢能等技术的特点与发展现状,... 详细信息

针对碳中和目标下可再生能源并网引发的电力系统不稳定的现状,介绍了电力系统各个环节对于储能的需求特性,讨论了电化学储能,包括超级电容器、碱金属离子电容器、碱金属离子电池、液流电池、其他二次电池、氢能等技术的特点与发展现状,分析了它们在适配大规模储能时所面临的挑战,展望了其未来应用前景和发展趋势。最后指出,电化学储能技术应朝着“高性能、高安全性、低成本”的方向发展。

关键词：碳中和可再生能源电化学储能电容器电池氢能

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二维材料范德华器件中界面的透射电子显微表征

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科学通报 2023年第22期68卷 2873-2885页

作者：郭泉林顾恬王悰张志斌刘开辉北京大学物理学院人工微结构和介观物理国家重点实验室北京100871 北京大学量子材料科学中心北京100871 广东省松山湖材料实验室东莞523808

二维材料范德华器件是以二维材料为基础组成的单元,依靠范德华相互作用构造的具有潜在颠覆性能的新器件,是近年来量子材料体系、电子器件领域以及半导体产业界的研究热点.二维范德华器件的性能与其界面息息相关,例如材料生长的质量受衬... 详细信息

二维材料范德华器件是以二维材料为基础组成的单元,依靠范德华相互作用构造的具有潜在颠覆性能的新器件,是近年来量子材料体系、电子器件领域以及半导体产业界的研究热点.二维范德华器件的性能与其界面息息相关,例如材料生长的质量受衬底表面的调控,电学器件的性能受界面接触电阻的影响等.因此,界面表征对材料质量的检测和器件工艺的优化至关重要.由于二维材料仅具有原子级厚度,必须用具有原子级及以上分辨能力的检测技术才能实现对其界面的直接表征.透射电子显微技术具有亚埃级空间分辨率、准确的元素分辨能力和原位探测技术等诸多优势,非常适合于二维范德华器件的界面表征.本文将全面综述二维材料范德华器件制备中3种主要界面的透射电子显微表征,包括二维材料生长过程中材料与衬底间界面的表征、异质结制造过程中平面界面和垂直界面的表征以及电子器件构造过程中金属电极与二维材料间接触界面的表征.通过梳理透射电子显微技术在这些界面处的原子级结构表征,揭示出二维材料范德华器件界面处的微观作用机制.这些关键的界面信息为阐明材料的生长机理、解析异质结的界面结构以及优化电子器件的性能提供了方向,同时为二维材料范德华器件在未来超大规模集成电路技术中的应用奠定了基础.

关键词：二维材料透射电子显微技术范德华器件界面表征

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La3Ni2O7中近邻库仑相互作用诱导的电荷序研究

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物理学报 2025年

作者：杜政忠李婕卢毅南京大学物理学院与固体微结构国家重点实验室南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心

Ruddlesden-Popper型双层镍酸盐材料La3Ni2O7在高压（>14 GPa）下表现出约80 K的超导转变温度（Tc），引起了广泛关注[1]。该材料独特的双层结构赋予其不同于铜基超导体的电子结构特性，其超导机理具有重要的研究价值。实验发现该体... 详细信息

Ruddlesden-Popper型双层镍酸盐材料La3Ni2O7在高压（>14 GPa）下表现出约80 K的超导转变温度（Tc），引起了广泛关注[1]。该材料独特的双层结构赋予其不同于铜基超导体的电子结构特性，其超导机理具有重要的研究价值。实验发现该体系中存在电荷密度波与自旋密度波序，可能与超导态存在竞争关系，深入探究其形成机制对于理解该体系的超导本质具有重要意义。本工作结合密度泛函理论与动力学平均场理论（DFT+DMFT），在包含两个子格点Ni-eg轨道的低能有效模型基础上，引入Hartree平均场处理近邻格点间库仑相互作用，系统研究了非局域库仑相互作用对电荷有序行为与电子关联效应的影响。计算结果表明，当V≤Vc1≈0.46 eV时，体系保持子格点对称性，谱函数无显著变化；当V> Vc1时，子格点对称性破缺，体系进入电荷有序相，且谱函数发生明显的重构。进一步增大V至Vc2≈0.63 eV后，体系进入完全极化态，其中一个子格点近乎空，占据主要集中于另一子格点，后者接近3/4填充。本研究揭示了近邻库仑相互作用在驱动电荷不均匀分布及调控电子关联中的关键作用，为全面理解La3Ni2O7中的低能有序态提供了新的视角。

关键词：镍基超导电荷序动力学平均场

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为绿色能源赋能:动力电池和储能电池的发展与创新

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科学通报 2025年第9期70卷 1115-1117页

作者：周豪慎固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心功能材料设计原理与应用技术江苏省重点实验室南京大学现代工程与应用科学学院储能材料与技术中心南京210093

电池由正极、负极和电解质等组成.基于正负极活性材料中化学能与电能的相互转换,电池可实现充电和放电过程中能量的储存与释放,被广泛应用于消费电子产品、电动交通工具、可再生能源储存、电力系统调节、军事和航空航天等领域.随着全球... 详细信息

电池由正极、负极和电解质等组成.基于正负极活性材料中化学能与电能的相互转换,电池可实现充电和放电过程中能量的储存与释放,被广泛应用于消费电子产品、电动交通工具、可再生能源储存、电力系统调节、军事和航空航天等领域.随着全球能源结构转型和新能源汽车行业快速发展,具有高能量密度、高安全性等特点的动力电池和安全环保、成本低廉的储能电池已成为未来能源技术发展的重要方向,在推动能源革命和支撑能源新业态发展方面发挥着日益重要的作用.

关键词：动力电池负极消费电子产品能量储存

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基于超构表面光谱编码的红外宽谱微型光谱仪

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光学学报 2025年第5期45卷 250-257页

作者：万源庆刘威骏余浩祥王漱明南京大学固体微结构物理国家重点实验室江苏南京210093 南京大学物理学院江苏南京210093 南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心江苏南京210093

为了解决传统红外光谱仪体积大,而微型红外光谱仪因受体积限制光谱范围普遍较窄的问题,提出一种基于超构表面的红外宽谱微型光谱仪。根据光谱编码的原理,针对1~10μm波段设计了透过率较高的偏振不敏感的通道结构,这些结构的光谱透过率... 详细信息

为了解决传统红外光谱仪体积大,而微型红外光谱仪因受体积限制光谱范围普遍较窄的问题,提出一种基于超构表面的红外宽谱微型光谱仪。根据光谱编码的原理,针对1~10μm波段设计了透过率较高的偏振不敏感的通道结构,这些结构的光谱透过率曲线相关性较低,利用深度学习方法重建光谱,对于较为光滑的光谱曲线,其重建准确率在90%以上,作为光谱重建研究的补充,重建了包含较窄单峰的光谱曲线。研究结果表明,所设计光谱仪对光的利用效率较高、结构紧凑且易于集成,在红外宽带光谱探测方面具有良好的应用场景。

关键词：超构表面光谱编码红外光谱光谱仪

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拓扑选择性非厄密趋肤效应

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物理学报 2025年

作者：杨星刘梦蛟侯佳浩李添悦王漱明南京大学物理学院固体微结构国家重点实验室南京大学人工微结构科学与技术协同创新中心

拓扑边界态因在带隙中的鲁棒性和无损耗的传输特性备受关注，但在复杂系统中实现其稳定激发仍是一个挑战。本文提出了一种利用亚对称性保护的边界态与长程非互易耦合系数，实现具有拓扑选择性的非厄密趋肤效应(Non-Hermitian Skin Effec... 详细信息

拓扑边界态因在带隙中的鲁棒性和无损耗的传输特性备受关注，但在复杂系统中实现其稳定激发仍是一个挑战。本文提出了一种利用亚对称性保护的边界态与长程非互易耦合系数，实现具有拓扑选择性的非厄密趋肤效应(Non-Hermitian Skin Effect, NHSE)的方法。该方法能够选择性地对平庸体态施加非厄密趋肤效应，同时保持拓扑边界态不受影响，从而实现拓扑模式与体态模式在空间上的有效分离，并在能带密集的系统中实现鲁棒的边界态激发。此外，我们将该模型扩展到二维体系，实现了角态与体态模式的有效分离。我们通过紧束缚模型进行理论预测，分析了该模型中非厄密效应对能谱和趋肤性质的调控机制，并利用有限元仿真在光学耦合环中验证了这一机制的可行性，研究了非厄密趋肤效应的本征态特性，并实现了拓扑态的鲁棒激发。该机制将非厄密物理与拓扑光子学相结合，为提升光子系统中信号的稳定性提供了新的思路与方向。

关键词：拓扑光子学非厄密趋肤效应光学耦合环

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兼容水和油分散性的二氧化锡量子点的制备及其晶体尺寸、晶面结构和能隙的调控

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南京大学学报(自然科学版) 2024年第6期60卷 1028-1035页

作者：朱华艺崔雨辰习智原章建辉固体微结构国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京大学物理学院南京210093

二氧化锡(SnO_(2))是一种直接带隙的本征半导体材料,常温下的体带隙约为3.6 eV,具有化学和热稳定性好、电子迁移率高、透光性好、成本低和无毒且环境友好等优点,被广泛应用于气敏传感器、催化材料、电极材料、光电材料及太阳能电池中.... 详细信息

二氧化锡(SnO_(2))是一种直接带隙的本征半导体材料,常温下的体带隙约为3.6 eV,具有化学和热稳定性好、电子迁移率高、透光性好、成本低和无毒且环境友好等优点,被广泛应用于气敏传感器、催化材料、电极材料、光电材料及太阳能电池中.针对兼容水和油分散性的SnO_(2)的应用需求与现有SnO_(2)商品只能分散于水的矛盾,开发了一种溶剂热结晶的方法,成功制备了兼容水和油分散性的SnO_(2)量子点(SnO_(2)quantum dots,SnO_(2)QDs),通过调控溶剂热结晶时间(0~24 h),获得晶粒尺寸、能隙、(110)晶面占比分别在2.12~4.16 nm,3.72~4.15 eV和12.6%~43.3%可调的不同结晶质量的SnO_(2)QDs.所得量子点可应需要来稳定分散于水、乙醇、乙酸乙酯等多种水或油性溶剂中,形成可长期在室温下储存的黄色澄清的SnO_(2)QDs分散溶液.

关键词：二氧化锡量子点材料晶面调控带隙调节

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