表面光电压谱
表面光电压谱_中教金源_解释说明以及概述
表面光电压谱中教金源解释说明以及概述1. 引言1.1 概述表面光电压谱是一种通过表面光电效应来研究材料表面电子结构的实验技术。
它利用光的能量激发材料表面上束缚态电子，使其跃迁到导带中，从而产生电流。
通过测量这种由光激发产生的电流与光的能量之间的关系，可以得到对材料表面电子能级分布、界面性质以及能带结构等重要信息。
1.2 文章结构本文首先进行了对表面光电压谱的定义和原理进行阐述，并介绍了相关实验方法和步骤。
其次，着重探讨了教金源解释表面光电压谱的基本原理及模型，以及相关实验验证和应用案例。
然后，对研究结果进行总结分析，并进行结果对比与相关性分析。
最后，在得出结论后，我们总结归纳了教金源解释对表面光电压谱的认识，并对可能存在的问题和展望进行了讨论。
1.3 目的本文旨在全面介绍和解释表面光电压谱这一重要实验技术，并详细描述教金源对表面光电压谱的解释和理论模型。
通过对相关实验验证和应用案例的介绍，我们希望读者能够深入了解表面光电压谱在材料科学、物理化学等领域中的重要性和广泛应用。
同时，通过对研究结果的分析和讨论，我们期望能够提供一定的启示和思考，并指出可能需要进一步研究和探索的问题和方向。
2. 表面光电压谱2.1 定义和原理：表面光电压谱是一种用于研究材料表面特性的实验技术。
它基于光电效应，通过照射材料表面的光束，可以测量到材料在不同波长下的电压信号。
这些波长对应于不同能级的激发和电子跃迁，因此可以提供关于材料表面能带结构、载流子动力学等重要信息。
2.2 实验方法与步骤：进行表面光电压谱实验时，需要以下步骤：1. 准备样品：选择适当的材料样品，并确保其表面净化和平整度。
2. 构建实验装置：搭建实验所需的专用仪器，包括光源、样品台、检测器等。
3. 调节参数：根据需要调节光源的波长、强度以及采集系统的参数等。
4. 测量数据：通过扫描或固定波长方式对样品进行照射，并记录相应的电压信号。
5. 数据处理：将得到的数据进行分析和处理，绘制出表面光电压谱图像。
《瞬态光学》课件
燃料燃烧过程中的瞬态光学研究
燃烧反应动力学
瞬态光学技术可以用于研究燃料燃烧过 程中的化学反应动力学，通过测量反应 物、产物和自由基的浓度变化，揭示燃 烧反应的机理和速率控制步骤。
VS
火焰温度和辐射特性
利用激光诱导荧光（LIF）和光谱分析技 术可以测量火焰中的温度和组分的辐射特 性，为燃烧诊断和火焰稳定控制提供重要 信息。
02
光学图像处理技术可以用于生物 医学成像、遥感监测、工业检测 等领域，对于获取高质量图像和 准确分析具有重要意义。
瞬态光学在生物医学中的应用
瞬态光学技术在生物医学领域的应用主要包括荧光寿命成像、光学相干成像和光声成像等技术。
这些技术可以用于研究生物分子结构和动力学、细胞代谢和功能、组织器官生理和病理等，对于生物医学研究和临床诊断具 有重要意义。
核聚变中的瞬态光学研究
高能激光与核聚变
瞬态光学技术可以用于研究高能激光与核聚变靶相互作用的过程，通过测量激光能量吸 收、等离子体膨胀和热斑形成等过程，为激光核聚变实验提供技术支持。
惯性约束聚变（ICF）
利用高能激光脉冲可以产生强大的冲击波，通过瞬态光学技术可以研究冲击波在聚变靶 中的作用机制，推动ICF技术的发展。
飞秒激光技术
利用飞秒激光的超短脉冲特性，实现超快时 间分辨的瞬态光学测量。
光学微腔与光子晶体技术
提高光子与物质的相互作用，增强瞬态光学 信号。
光学频率梳技术
用于产生连续、稳定的宽光谱光源，为瞬态 光学实验提供高质量的光源。
数字全息技术
实现高分辨率、高灵敏度的瞬态光学成像。
瞬态光学在交叉学科中的应用前光波在空间不同位置的相位关系 ，影响干涉和衍射现象。
光的偏振性
光波的电矢量振动方向在垂直于传播 方向的平面内。
光致界面电荷转移
Recently, our group successfully prepared a new kind of ultrathin CuTsPc molecular film which has some
characteristics of a one-dimensional conductor .
The wafer was then washed with pure water and dried.
Finally, the wafer was washed in chloroform to produce the lipid-free monolayer on the wafer.
The multilayer supramolecular films were prepared by repeating the above steps.
1. Introduction
much research has been devoted to the sensitization of semiconductor materials by organic dye films and their
application in a variety of solid state devices.
对于掺杂受主的半导体，价带空穴是多数载流子，导带电子为少数载流
子，称为P型半导体。
本征激发：当半导体从外界获得一定的能量，受到激发，电子从价 带顶端跃迁到导带底端，而产生出自由电子和自由空穴的现象。
本征激发的容易程度受到禁带宽度的影响。
透明导电玻璃
透明导电玻璃
光致界面电荷转移的机理
文献
A study of light-induced charge transfer at interface of copper tetrasulphonatophalocynine molecular films and p-Si(III)
表面光电压谱
表面光电压谱
表面光电压(SPV)谱是研究固体表面性质的最灵敏的方法之一(大约l08 q／cm2，q为单位电荷)．其灵敏度高于XPS和Auger电子能谱几个数量级，操作简单，再现性好，测试中不破坏样品，不改变样品的形貌。
表面光电压谱测量中一个关键的测量不确定因素是光源的稳定性，为此，我公司特别提供的光源为高稳定度500W氙灯，极大的提高了测量的精准度。
系列表面光电压谱测量系统主要有氙灯光源、自动扫描单色仪、光纤束、锁相放大器、光学斩波器、暗室和数据采集软件等部分组成。
主要技术参数：
◆光源类型：氙灯
◆光源功率：500W
◆光源稳定度：优于1%(可达到0.5%)
◆单色仪焦距：300mm(型)，500mm焦距(型)
◆单色仪相对孔径：f/3.9(型)，f/6.5(型)
◆单色仪输出带宽：0.1-16nm(型)，0.05-8nm(型)
◆光谱覆盖范围：200-1100nm(最佳光谱范围：330-1000nm)
◆单色仪数据接口：USB2.0
◆锁相放大器品牌型号：美国SRS公司SR510型
◆斩波器品牌型号：美国SRS公司SR540型
◆出光口类型：光纤输出
◆光纤束长度： 1
◆光纤束直径：1mm
◆暗箱水平或垂直方向均可操作，方便放置不同类型的固体、粉末或溶液
◆数据采集软件可直接控制单色仪进行波长与表面光电压信号采集，
可选型号：
规格描述
500W氙灯，300mm焦距单色仪，光纤束输出至暗箱，SR510+SR540，软件
【注】单色仪和锁相放大器配置可根据客户需要进行配置选择，但随机软件并非适用于所有品牌的锁相放大器，详情请咨询公司销售部。
《表面光电压谱》课件
《表面光电压谱》PPT课 件
表面光电压谱
简介
表面光电压谱是一种研究材料表面电子状态和光响应特性的实验技术。本课 件将介绍其原理、实验方法以及应用领域。
什么是表面光电压谱
表面光电压谱是通过照射样品表面的光束，测量样品在不同光能量下的光电 压信号变化，以研究材料的光电特性。
研究的目的和意义
通过表面光电压谱，我们可以了解材料表面的能带结构、界面态及其与光激发的相应关系，为材料设计与表征 提供重要依据。
可能的研究方向
未来的研究方向可能包括表面态的调控、新型材料的探索以及材料界面的结构与性质关系等。
结论
通过表面光电压谱的研究，我们可以深入了解材料表面的电子结构和光电性能，为材料研发和应用提供重要的 依据。
对未来研究的建议
鼓励进一步深入研究表面光电压谱的物理机制、新型测量方法和应用谱在材料科学、能源领域、光电子器件等多个领域都有广泛的应用。
实际应用案例
例如，可以用于研究太阳能电池材料的表面特性，优化器件性能；还可以用于研究催化剂的光催化性能等。
展望
发展方向和前景
表面光电压谱技术将继续在材料科学和光电子领域发展，提供更准确、高效的表面电子特性表征手段。
表面光电压谱的实验方法
我们使用一台高精度的光电压谱仪进行实验，该仪器能够准确测量样品在不 同入射光能量下的光电压信号。
实验步骤：准备样品，设置实验参数，照射样品，记录光电压信号，得到光 电压谱曲线。
实验结果的分析与解读
根据样品的不同情况，比如化学组成、形貌和外部处理方式等，光电压谱会出现不同的特征，可以通过对谱线 的变化进行分析和解读。 实验结果的解释：相对位置、峰值强度、势垒高度等可以提供关于样品表面电子结构的有用信息。
光电化学测试在光催化中的应用(一)
光电化学测试在光催化中的应用(一)一、光电流测试光电流测试是一种常用的光电化学测试方法，它通过测量光照射下材料产生的电流来评估材料的光催化活性。
这种方法可以直观地反映材料在光催化反应中的电子转移能力。
例如，我们可以通过光电流测试来比较不同光催化材料的光催化活性，从而筛选出性能最优的材料。
二、光电压测试光电压测试是另一种常用的光电化学测试方法，它通过测量光照射下材料产生的电压来评估材料的光催化活性。
这种方法可以反映材料在光催化反应中的能带结构。
例如，我们可以通过光电压测试来研究光催化材料的能带结构，从而优化材料的能带结构，提高光催化活性。
三、光致发光测试光致发光测试是一种常用的光电化学测试方法，它通过测量材料在光照射下产生的发光来评估材料的光催化活性。
这种方法可以反映材料在光催化反应中的电荷分离效率。
例如，我们可以通过光致发光测试来研究光催化材料的电荷分离效率，从而优化材料的电荷分离过程，提高光催化活性。
四、电化学阻抗测试电化学阻抗测试是一种常用的光电化学测试方法，它通过测量材料在电化学过程中的阻抗来评估材料的光催化活性。
这种方法可以反映材料在光催化反应中的电荷转移过程。
例如，我们可以通过电化学阻抗测试来研究光催化材料的电荷转移过程，从而优化材料的电荷转移过程，提高光催化活性。
五、瞬态光电流测试瞬态光电流测试是一种常用的光电化学测试方法，它通过测量材料在光照射下的瞬态电流来评估材料的光催化活性。
这种方法可以反映材料在光催化反应中的动态过程。
例如，我们可以通过瞬态光电流测试来研究光催化材料的动态过程，从而优化材料的动态过程，提高光催化活性。
光电化学测试在光催化中的应用(二)在光催化领域，光电化学测试技术不仅限于上述几种方法，还有其他一些重要的应用，这些应用同样对光催化材料的理解和优化起着关键作用。
六、表面光电压测试表面光电压测试是一种通过测量光照射下材料表面产生的电压来评估材料光催化活性的方法。
这种测试方法可以提供关于材料表面电子结构和电荷分离过程的重要信息。
【国家自然科学基金】_x射线单晶衍射_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
科研热词 晶体结构 多金属氧酸盐 水热合成 合成 x射线衍射 配位聚合物 纳米线 纳米棒 单晶 keggin结构 过渡金属配合物 磁控溅射 碳化硅 氢键 锐钛矿 银 金红石 配合物 退火 超分子 表征 薄膜 荧光光谱 脉冲激光沉积 磷锗锌 磁性 溅射 混合价 水热法 固源分子束外延 发光性质 光谱性质 gan 黑紫橐吾 麻黄碱 高温高压 高温自加压 高氮化合物 高效液相色谱 高分辨x射线衍射仪 非线性光学性质 静电纺丝 镍配合物,晶体结构 镍(ⅱ)配合物 镍 镉 锌配合物 锌配位聚合物 锌 铁电薄膜 钴 钨膜
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
推荐指数 32 8 7 7 6 4 4 4 4 4 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
镍(ⅱ)配介物 镍 镉配合物 镉(ii)配合物 镉 锌配位聚合物 铜配合物 铜互连 铜-钠配合物 铜-邻菲啰啉配合物 铅(ⅱ)配合物 铁电薄膜 钼(ⅵ)配合物 钻配合物 钻(ⅱ)配合物 钯(ⅱ) 钨氧转移酶活性结构因子仿生配合物 钒氧配合物 针尖状 金属羧酸盐 量子化学 酰基衍生物 透过率 退火温度 迈克尔加成 过渡金属取代 过渡金属 超结构 超稳定 超导薄膜 超分子配合物 超分子化合物 超分子 诺氟沙星 表面能 表面形貌 表面光电性能 表面光电压谱 表面光电压光谱 表面光电压 螺羟吲哚 螺噁嗪 螺嘑嗪 蓝矾衍生物 蓝宝石衬底 苯甲酸单晶 苯并二氢吡喃 芴酮-芳香醛-双腙 芳烷基膦酸酯 芳基吡咯 色烯 腺苷 脉冲激光沉积(pld) 脉冲激光沉积
【国家自然科学基金】_表面能级_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81
多孔硅 基态结构 均匀辉光放电 吸附 同步辐射 可见光 发射光谱 制氢 共振吸收 光致发光 光电子能谱 光电子 光物理性能 光催化活性 光催化剂修饰 光催化剂 介质阻挡放电 二氧化钛 丝状放电 y_2o_3∶eu~(3+) y2o3:eu3+ ti合金 tio_2 pb(111)薄膜 nea光阴极 mn/sic mgh2 mg(0001)表面 judd-ofelt理论
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
推荐指数 5 3 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
科研热词 推荐指数 光致发光 3 近边x射线吸收精细结构 2 界面结构 2 密度泛函理论 2 同步辐射光电子能谱 2 分子取向 2 高电荷态离子 1 键合 1 铜粉 1 表面敏化 1 薄膜 1 蓝光发射 1 脉冲激光烧蚀 1 能级寿命 1 能带结构 1 肖特基二极管 1 缓冲层 1 纳米颗粒 1 纳米zno薄膜 1 纳米tio2 1 稀土元素 1 稀土 1 磁控溅射 1 碳纳米管 1 硅纳米线 1 硅橡胶 1 界面态密度 1 电晕老化 1 电子结构 1 热电子发射 1 浅陷阱 1 氧化铝薄膜 1 模耦合 1 材料 1 晶体结构 1 掺杂机理 1 掺杂 1 射频磁控溅射法 1 复合颗粒 1 均匀放电 1 场发射 1 吸附结构 1 全量子理论 1 光致界面电荷转移 1 光学特性 1 光学性质 1 光学微盘腔 1 光催化 1 低气压 1 伏安特性 1 仿生合成 1 介质阻挡放电 1
【国家自然科学基金】_分子光谱学_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140802
推荐指数 8 6 5 4 3 3 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
金匮肾气丸 量子理论 重金属 酸性铬兰k 酸性橙ⅱ 酞菁 配合物 配分函数 配位超分子 配位 透射电镜 透射ftir 选择性分布 退激发机制 还原类型 近红外光谱 辐射陷获 辐射寿命 转基因食品 质子转移反应质谱 计算机模拟 西北地区侏罗纪煤 褐马鸡 表面光电压光谱 表征 血清白蛋白 血卟啉二盐酸盐 蛋白质结构 蛋白质 葛根素 营养 莽草酸 莠去津 荧光探针 荧光性质 荧光分析 荧光光谱成像 芪3 色素食品安全 自组装 自由酞菁 脱氧核糖核酸 脉冲电场 胰岛素 胃癌 肿瘤诊断 肉苁蓉 聚集与光谱特性 结构组成 结构稳定性 结合模式 细长金属管 细胞株 纳米复合材料
科研热词 荧光光谱 荧光 拉曼光谱 红外光谱 紫外光谱 相互作用 光谱学 傅里叶变换红外光谱 表面增强拉曼光谱 牛血清白蛋白 激光光谱 截面 密度泛函 太赫兹 光谱法 iccd ftir dna 镉 量子点 重金属污染 荧光猝灭 荧光光谱法 自组装 聚集 纳米多孔二氧化硅 碰撞能量转移 甲烷 浓度猝灭 氢键 槲皮素 振动模式 密度泛函理论 吸收系数 叶绿体 原子力显微镜 化学发光 化学反应 分子印迹聚合物 光致发光 光合作用 傅里叶红外光谱 一氧化碳 一氧化氮 bbot 鼻咽癌 鸡胚 鲱鱼精dna 鱼精dna(fsdna) 魔角旋转 高压 飞行时间质谱
一种原子力显微镜和表面光电压谱联用方法
一种原子力显微镜和表面光电压谱联用方法1.原子力显微镜（AFM）是一种用于观察材料表面形貌和力学特性的重要工具。
Atomic force microscopy (AFM) is an important tool for observing the surface morphology and mechanical properties of materials.2. AFM通过探针与样品表面之间的相互作用来进行成像和测量。
AFM images and measures the interaction between the probe and the sample surface.3.表面光电压谱（PES）是一种通过照射材料表面来测量其电子结构的技术。
Photoemission spectroscopy (PES) is a technique for measuring the electronic structure of materials by illuminating the surface.4.将AFM和PES结合起来可以同时观察材料的表面形貌和电子结构。
Combining AFM and PES allows for the simultaneous observation of material surface morphology and electronic structure.5.这种联用方法可以帮助科学家更全面地了解材料的性质和特性。
This combined method can help scientists to gain a more comprehensive understanding of the properties and characteristics of materials.6.通过AFM可以观察到表面的微观形貌，比如凹凸不平和微观结构。
AFM can be used to observe the microscale morphology ofthe surface, such as roughness and microstructure.7. PES能够提供关于材料电子能级和能带结构的信息。
钛箔上生长α-Fe2O3纳米氧化膜及其光电性质研究
ｓ ｍｉ ｏ ｄ ｃ ｏ ｌ ｃ ｒ ｎ ｃ ｃ ｎ ｕ ｔ ｉ ． ｈ － ｕ ｅ ｏ ／ ｅ ０３ ａ ｏ ｔ ｅｕ ｅ ｆ ｍ ｈ ｗｅ ｈ ｔ ． ８ ｍＡ ・ ｍ之 ｏ ｅ ｃ ｎ ｕ ｔ ｒｅｅ ｔ ｉ ｏ ｄ ｃｉ ｔ Ｔ ｅ Ｉ Ｖ ｃ ｒ ｆＯ Ｆ ２ ｎ ｓｒ ｔ ｒ ｌ ｓ ｏ ｄ ｔ ａ ５ ｏ ｖｙ ｖ 一 ｎ ｕ ｉ ０ ｅ ｆ
Ｐｒ ｐａ ａ ｉ ｎ ａ ｅ ｒ ｔｏ ｎｄ Ｐｈ０ Ｏ ｌ ｃ ｒ ｎｉ ｏ ｒ ｉｓ ｏ — ２ ｎ ｓ ｒ ｔ ｅ ｔ ｅｅ ｔ Ｏ ｃ Ｐｒ ｐｅ ｔｅ ｆ Ｆｅ ０３Ｎａ ｏ ｔ ｕｃ ｕｒ
Ｆｉ ｓ ｏ ｔ ｎｉ ｍ ｉ ｌ ｎ Ｔｉａ ｕ ｍ Ｆｏ ｌ ｓ
ｐ ｏｏｏ ａｅｓｅ ｔ ｍ （Ｐ ）ｐ ａｅｓｅ ｔ ｍ （Ｓ ａ ｄ／Ｖ ｃ ｒｅｔｓ Ｔ ｅｒｓｌ ｈ ｗ ｔａ ＯＦ ２ ３ ａ ｏｔ ｅｕｅ ｈ ｔ ｈ ｇ ｐ ｃｒ Ｓ Ｓ， ｈ ｓ ｐ ｃｒ Ｐ ） ｎ － ｕｖ ｔ ｈ ｕｔ ｓｏ ｔ ｔ ｅ０ ｎ ｓ ｔｒ ｖ ｕ ｕ ｅ． ｅ ｓ ｈ — ｎ ｕ ｒ
界条 件 下最稳 定 的铁氧 化 物 ． 毒且 环境 友好 ． 无 广泛
氧化， 温度 ３ ０℃， 间 １ ５ 时 ０ｈ
产 物 表 征 ： 采 用 场 发 射 扫 描 电 子 显 微 镜
（Ｅ Ｅ Ｊ Ｍ．０ １ ，Ｊ Ｏ ）和 Ｘ 射 线 衍 射 仪 ｆ ／ Ｆ Ｓ Ｍ， Ｓ ７ ０ Ｆ Ｅ Ｌ Ｄ
ｐｈ ｔｖ ｈａ ｅ ｎ ｐ ｔ ｅ ｅ ｔｏ ｈ ｍｉ ａ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｏ ｈ ｓ ｔ ｅ ｍａ ｘ ｄ ｔｏ ｐ ｏ ｃ ｓ ｏ ｏ ｏ ｇ ａ ｄ ｈｏｏ ｌｃ ｒ ｃ ｅ ｃ ｌ ｒ ｐ ｒｉ ｓ ｆ ｔ ｅ ｅ ｈ ｒ ｌ ｏ ｉ ａ ｉｎ ｒ ｄｕ ｔ ｗｅ ｅ ｔ ｉ ｄ ｙ ｓ ｆ ｃ ｒ ｓｕｄ ｅ ｂ ｕｒａ ｅ
表面光电压谱 ppt课件
2020/4/14
3
一．表面光伏原理
二． 表面光伏技术分类
三．表面光伏测量的应用
半导体材料导电类型的确定 少数载流子扩散距离的测定 表面态参数的测定 光生电荷性质研究 光催化应用 太阳能电池 表面光伏气敏特性研究
2020/4/14
26
光致电荷转移过程
e-
(n-Si/TiO2)/B’
e-
(n-Si/TiO2)/B’
2020/4/14
27
对于稳态表面光伏的影响因素
1．样品吸收特性(消光系数、跃迁属性等) 2．样品内阻 3．样品粒径 4．调制频率 5．环境因素 6．外场 7．电极 8．相位
2020/4/14
28
瞬态表面 光伏检测
稳
动
态
态
2020/4/14
表面光电 微区扫描
15
Kelvin探针表面光伏技术（动态）
2020/4/14
2005.1～2007.12 国家基金委项目
能够给出接触势垒高度的改变量（表面功函改变）
2020/得4/14到表面光电压谱
17
CPD (mV)
300 250 200 150 100
2020/4/14
4
SPV检测原理
1. 带－带跃迁情况 2. 亚带隙跃迁情况
2020/4/14
5
SPV检测原理
1. 带－带跃迁情况 2. 亚带隙跃迁情况
2020/4/14
6
图 2. n－型(左图)和p－型(右图)半导体材料在光诱导 下， 表面势垒高度(Vs)的变化过程。
【国家自然科学基金】_表面化学修饰_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140729
科研热词 推荐指数 修饰电极 13 表面修饰 12 碳纳米管 10 化学修饰电极 7 电催化 6 多壁碳纳米管 6 辣根过氧化物酶 5 纳米金 5 抗坏血酸 5 生物相容性 4 多巴胺 4 壳聚糖 4 化学修饰 4 不可逆双安培法 4 金电极 3 表面活性剂 3 血红蛋白 3 荧光光谱 3 自组装 3 磷酰胆碱 3 直接电化学 3 生物材料 3 环己烷 3 有机修饰 3 循环伏安法 3 静电组装 2 选择氧化 2 表面改性 2 葡萄糖传感器 2 荧光淬灭 2 膨体聚四氟乙烯人工血管 2 胆碱 2 纳米复合材料 2 纳米二氧化硅 2 磷脂聚合物 2 电化学阻抗谱 2 电化学行为 2 电化学沉积 2 电化学传感器 2 电催化氧化 2 生物传感器 2 牛血红蛋白 2 溶胶-凝胶 2 氯过氧化物酶 2 核壳结构 2 循环伏安 2 基因治疗 2 吸附 2 分散性 2 内皮细胞 2 光催化 2 二氧化碳 2
科研热词 表面修饰 碳纳米管 纳米粒子 生物传感器 修饰电极 辣根过氧化物酶 超疏水 纳米金 直接电化学 电催化 循环伏安法 多壁碳纳米管 化学修饰电极 制备 镁合金 铜离子 超级电容器 表面改性 表征 荧光猝灭 自组装单层膜 聚苯胺 聚合物 耐蚀性能 细胞色素c 稀土 离子液体 生物材料 玻碳电极 测定 氧化铁 气敏性能 极谱络合吸附波 普鲁士蓝 巯基聚乙二醇 壳聚糖 固定化 四氟钆钠 压电免疫传感器 化学修饰 分散度 光电子能谱 催化剂 修饰 二氧化钛 pdms 黏附力 鸟嘌呤 高选择性 马赫-曾德干涉(mzi) 预硫化 靶向药物
非晶态光学材料 非共价表面修饰 非共价主要从事功能化碳纳米管的研究 静电纺丝 除杂 阳极氧化 防覆冰 镍 镉离子 锡 锌镍电池 锂离子电池 银溶胶 铝酸酯偶联剂 铜纳米颗粒 铜 铂黑纳米粒子 铂纳米粒子 铂 铁 钼 钯 钛酸锶 钕修饰载体 钌 金钠米棒 金纳米粒子 金磁微粒 金溶胶 金属酞菁 重油残渣 重整 酸性离子液体 酸性碳材料 酞菁铜 邻氯苯胺 邻氯硝基苯 选择加氢 连接子扩增 还原硫化 过氧化氢 载波钝化 超支化聚(胺-酯) 质子交换膜燃料电池 计时安培法 表面酸性修饰 表面粗化 表面活性剂 表面增强拉曼散射 表面增强拉曼光谱 血红蛋白 血清癌抗原19-9 血液相容性 蜂毒素
染料敏化太阳能电池(研究生报告)
一. 研究进展
太阳能电池是根据光生伏特原理，将太阳能直 接转换成电能的一种半导体光电器件，是一个 新的科学领域。
目前，硅太阳能电池较为成熟，如，单晶、多 晶和非晶硅太阳能电池。制作工艺复杂，成本 高。改进工艺、寻找新材料、电池薄膜化。
近20年，探索高比表面积的纳米薄膜电极的制 备方法，这种纳米微粒形成的薄膜经光敏材料 或者窄带隙纳米微粒修饰可以提高膜的光电转 换特性，所以纳米薄膜电极是提高太阳能电池 转换效率的有效途径之一。
2. 目前状况： 稳定性差；寿命短；材料失活；光电转换效率低；
3. 提高效率的两个途径 合成新型光电功能材料； 构建新型结构光电器件；新的分析测试 技术；光电界面过程理论研究；
4. 新材料 — 纳米粒子薄膜，多元组分复合，纳米粒子掺杂，表面修 饰纳米薄膜等材料； 新技术 — 表面光电压谱，光谱电化学分析仪，XPS，AFM，IR等
Wavelength / nm
图3 TiO2/ZnO/ITO薄膜在0.0 V(a), 0.2 V(b)和-0.2 V(c)时的EFISPS谱
Potovoltige /V
200 b
150
a 100
c
50
0.2 V 0.0 V -0.2 V
0 300 350 400 450 500 550 600 650 700
Gratzel研究突破的关键：
多孔纳米TiO2薄膜具有高比表面积，不 但能吸附更多的单层染料分子，而且太 阳光在粗糙表面内多次反射，可被染料 分子反复吸收，极大地提高了太阳光的 利用率。
二.研究意义
1. 1972年Fujishima 光解水实验，奠定了光电化学的基础；80年代 初热点；90年代纳米技术，新的发展机遇。
光催化第二章PPT课件
TiO2的等电点pHZPC=5.8， 所以，pHZPC处的导带位置ECB=－0.1－0.059pH=－0.44
三、通过测定平带点位实验获取
• n型半导体：平带点位接近导带，可以认为就是导带位置； • p型半导体：平带点位接近价带，可以认为就是价带位置； • 如果已知带隙宽度就可以确定能带位置。
上述机理最重要的是阐明电荷迁移过程，光催化
本质上是氧化还原过程，目前较好的研究手段是光电 化学方法
电化学技术研究过程 电化学技术研究
电子迁移
注入能量
高灵敏和快捷
表征光催化动 力学特征
提高催化速 率
获得实时动 力学数据
估测带隙宽度、能级位置和电 荷迁移特别是界面电荷迁移
2.5.1 光电化学理论基础
本征半导体的载流子浓度低，电子和空穴数接近，Fermi能级位于带隙中间位置，表明电 子在价带出现的概率很高而在导带中出现的概率很低。通过杂质掺杂本征半导体、或者非计量 化合物半导体等，半导体都表现n型或P型半导体的特征。
2.3光学性质分析
• 2.3.1 固体紫外-可见漫反射光谱
半导体光催化材料具有其特性，因此有一些满足其特性的表征方法。作为光催化剂，其高效宽谱的光学
吸收性能是保证光催化活性的一个必要而非充分条件，因此分析固体光催化的官学吸收性能是必不可少
的。由于固体样品存在大量的散射，所不能直接测定样品的吸收。通常采用固体紫色-可见漫反射光谱
(1-4)
调节外电压，当施加正向偏压时，Vsc增大促进电子和空穴分离；当施加负向偏压，Vsc减小， 使得Vs为零时对应的外加电压值成为平带电压Vfb。
n型：Vfb=Ecs-μ； p型：Vfb=Evs+μ
(1-5)
n型半导体表面导带电位和平带电位差μ；p型半导体表面价带电位和平带电位差μ，μ是一个在
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50
光电转换效率很低！
量子点敏化太阳电池的I-V特性曲线
电池性能随CdS负载量的增加而提升，填充因子有所下降。 51 17:40
纳米ZnO的表面光伏特性研究
17:40
52
纳米ZnO性质研究
ZnO的发光性质的研究（热点研究领域）
光生电荷的研究
17:40
53
纳米ZnO性质研究
ZnO的发光性质的研究（热点研究领域）
ZnO/CdS异质结构 紫外可见漫反射吸收光谱
17:40
可见吸收随CdS的增多而红移， 48 强度逐渐增大
ZnO/CdS异质结构薄膜的的表面光电压谱
光伏响应的阈值和强度随CdS量的不同发生了有规律的变化
17:40 49
532 nm 激发 激发水平50 mJ/pulse
17:40
Yu Zhang，Tengfeng Xie, Dejun Wang et al. Nanotechnology, 2009, 20, 155707
Wavelength (nm)
dc SPV spectrum of ZnO array with illumination on top from 600 nm to 300 nm. Inset: Schematic setup of Kelvin Probed based SPV measurement.
17:40 45
Zn掺杂TiO2微球的瞬态光伏
激发波长 355 nm 激发水平50mJ
(a)
激发波长 532 nm 激发水平50mJ
(b)
17:40
染料敏化前
染料敏化后
46
14
基于Zn掺杂TiO2微球薄膜电极 Voc随Zn含量的增加而增加。 的染料敏化太阳电池的性能测试
0% 0.25% 0.5% 1%
光生电荷的研究
17:40
54
关于光生电荷性质了解
纳米ZnO
分离产生有效的 光生电子－空穴 光生电荷 产生 复合
自建场产 生的分离 Dember
效应
产生荧光
17:40
55
TEM images of the ZnO quantum dots (a) and ZnO nanorods (b)
17:40 56
17:40 20
表面光伏技术分类
表面光伏检测方法
表面光电 压谱(SPS) 稳 态
17:40
瞬态表面 光伏检测
表面光电 微区扫描
动 态
21
瞬态表面光伏测量
17:40
22
瞬态PV的测试
不同导电类型对测试的影响
p-type
17:40
n-type
From:J. Appl. Phys. 91, 9432 (2002)
思考题：
1、说明表面光电压谱测量原理；并列举两种表面 光伏测量方法 2、利用表面光电压谱方法测量材料的禁带宽度 3、说明染料敏化光电气敏的检测原理
17:40
1
表面光伏现象： 原理、实验和应用
王德军
谢腾峰
吉林大学化学学院
2011 年 6 月
17:40 2
一．表面光伏原理
二． 表面光伏技术分类
三．表面光伏测量的应用
80
80 60 40 20 0 250 300 350 400
P h o to v o lta g e (m V )
100
+ 0 .8 V
100
0
-1
0V - 0 .2 V - 0 .4 V - 0 .6 V - 0 .8 V - 1 .0 5 V
60
-2
40
-3
20
-4
0
450
500
300
350
400
0.5% Zn SEM
1% Zn SEM
Zn/Ti摩尔比为0.5%时， TiO2微球尺寸接近均一。 热处理前后形貌基本一致。
0.5% Zn FESEM
0.5% Zn 450℃ FESEM
17:40
44
Zn掺杂TiO2微球的表面光电压谱
应该做它的表 面光电流！！
不同Zn/Ti摩尔比的TiO2微球的表面光电压谱。 插图为表面光电压谱/场诱导表面光电压谱的装置示意图
激子直径 2.5 nm
SPS response of ZnO quantum dots under different eletrical fields
57
250
300
350
400
450
140 120
+ 1 .0 V
500 140
120
1
P h o to v o lta g e ( m V )
+ 0 .6 V + 0 .4 V + 0 .2 V 0V
15
表面光电压谱仪
浙江大学 科学院北京化学所 燕山大学(2) 黑龙江大学(2) 辽宁师范大学(2) 河南大学 西南交大 上海交大 东北师范大学（2）
哈尔滨工业大学（2） 四川理工学院
17:40 16
表面光伏技术分类
表面光伏检测方法
表面光电 压谱(SPS) 稳 态
17:40
瞬态表面 光伏检测
表面光电 微区扫描
l
Eg = 1/l (nm) × 1240 = 1/390 × 1240 = 3.18 eV
17:40 42
表面光伏测量应用实例：
1、太阳能电池研究
2、光电气敏特性研究
3、光催化研究
17:40
43
1、太阳能电池研究的应用 Zn掺杂TiO2微球的形貌分析 Zn掺杂TiO2微球染料敏化太阳电池应用
0% Zn SEM 0.25% Zn SEM
HO
O 2N
O H NC OH N N N N HO
O CNH NO
2
The SPS and FISPS of azo pigments A ejun.
41
Phys. Chem. B 2000, 104, 8177-8181
半导体材料的禁带宽度的测定
表面光伏检测方法
表面光电 压谱(SPS) 稳 态
17:40
瞬态表面 光伏检测
表面光电 微纳尺度扫描
动 态
14
稳态表面光电压谱
Schematic representation of the experimental set-up for 17:40 surface photovoltagespectroscopy
在材料科学上的应用
半导体材料导电类型的确定 少数载流子扩散距离的测定
表面态参数的测定
表面光伏气敏特性研究 谱带认证 半导体材料的禁带宽度的测定
17:40
39
半导体材料导电类型的确定
1、光伏响应方向 或相位角
三种方式来确定
17:40
40
利用场效应光伏响应
A
C
OH N N N N
O CNH NO
2
A
17:40
C
The SPS and FISPS of azo pigments A and C
29
e(n-Si/TiO2)/B
e(n-Si/TiO2)/B
17:40
30
17:40
31
光致电荷转移过程
(n-Si/TiO2)/B’
e-
(n-Si/TiO2)/B’
e-
17:40
32
半导体材料导电类型的确定 少数载流子扩散距离的测定 表面态参数的测定 纳米尺度表面光伏特性研究
表面光伏气敏特性研究 谱带认证
17:40 3
40－50年代， Brattain和Bardeen诺贝尔讲演揭开 了表面光伏研究的序幕 60年代，Johnson和 Goodman等人利用SPV方法 测量了少数载流子的寿命，并发展了少数载流子扩散长 度的理论模型，奠定了硅太阳能电池的基础。 70年代，Gatos等人系统地进行了亚带表面光伏的 研究，对半导体的表面态进行了研究。 90年代，SPV相关技术发展的最活跃，Lagowski等 人 用SPV扫描Si片表面，结合扫描探针技术的尖得到 SPV测量，较大的改善了分辨率。
450
500
W a v e le n g th /n m
W a v e le n g th /n m
17:40 4
Surface Photovoltage phenomena:
Theory, experiment and application
L.Kronik, Y Shapira Surface Science Reports 254(1999)1-205
17:40
5
SPV检测原理
1. 带－带跃迁情况
近场扫描
17:40
34
对于稳态表面光伏的影响因素
1．样品吸收特性(消光系数、跃迁属性等) 2．样品内阻 3．样品粒径 4．调制频率 5．环境因素 6．外场
7．电极
8．相位
17:40
35
样品内阻对表
面光伏的影响
17:40
36
样品粒径对表 面光伏的影响
17:40
37
相位影响
17:40
38
23
Front illumination
Figure 2. the transient photovoltage of the heterostructure illuminated from the front side ( the inset of fig.2) with the illumination Intensity of 7mJ.
动 态
17
Kelvin探针表面光伏技术（动态）