Optoelectronic properties of zinc oxide: A first-principles investigation using the Tran-Blaha modified Becke-Johnson potentia
本工作利用密度泛函理论研究了半局域交换和关联效应对氧化锌电子和光学性质的影响。我们发现，包括这样的影响，使用反-Blaha修改的贝克-约翰逊势产生一个很好的描述这种材料的电子结构，给出的能带隙系统大于一个标准的局部泛函，如广义梯度近似。实验和理论带隙之间的差异，然后显着减少在计算成本低。我们还计算了ZnO的介电函数，发现ZnO的吸收边发生了紫移，这与实验结果吻合得很好。
2018-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Red Emission from Copper-Vacancy Color Centers in Zinc Sulfide Colloidal Nanocrystals
铜掺杂硫化锌（ZnS：Cu）在电磁波谱的UV、可见光和IR区域中表现出下转换发光;可见红光、绿光和蓝光发射分别被称为R-Cu、G-Cu和B-Cu。亚带隙发射产生于由点缺陷产生的局部电子态之间的光学跃迁，使得ZnS：Cu成为多产的磷光体材料和量子信息科学的有趣的候选材料，其中点缺陷作为单光子源和自旋量子比特表现出色。ZnS：Cu的胶体纳米晶体（NC）作为量子缺陷的产生、隔离和测量的宿主是特别有趣的，因为它们的尺寸、组成和表面化学可以精确地定制用于生物传感和光电应用。在这里，我们提出了一种方法，用于合成胶体ZnS：Cu NC的发射主要是R-Cu，这已被提出产生的Cu $_{Zn}$ -V $_S$复杂，杂质空位点缺陷结构类似于众所周知的量子缺陷，在其他材料中产生有利的光学和自旋动力学。第一性原理计算证实了Cu $_{Zn}$ -V $_S$的热力学稳定性和电子结构。温度和时间依赖的ZnS：Cu纳米晶体的光学性质显示蓝移发光和异常的高原强度的依赖性，随着温度从19 K增加到290 K，为此，我们提出了一个经验动力学模型的基础上热激活的两个流形的状态之间的耦合内的ZnS带隙。了解R-Cu发射动力学，结合控制合成方法获得R-Cu中心的胶体NC主机，将大大促进发展的Cu $_{Zn}$ -V $_S$和相关的配合物作为量子点缺陷的ZnS。
2023-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Designing artificial zinc phosphate tribofilms with tailored mechanical properties by altering the chain length
本研究针对ZDDP含硫的环境问题，制备无硫磷酸锌涂层，发现退火可通过改变成分缩短磷酸盐链长，进而调控硬度、模量与耐磨性，为定制力学性能的摩擦膜设计提供了途径。
2025-06-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
ZnO-based Semiconductors and Structures for Transistors, Optoelectronic Devices and Sustainable Electronics
本文综述了ZnO基半导体的关键性质、沉积方法及其在薄膜晶体管、光电器件和可持续电子中的广泛应用前景。
2024-11-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Photovoltaic effect in individual asymmetrically contacted lead sulfide nanosheets
可溶液加工的二维半导体材料是一种很有前途的光电材料，可以应用于低成本的太阳能电池。硫化铅纳米晶体引起了人们的关注，因为有效带隙可以通过电子限制在很宽的范围内进行调整，并且观察到的多激子产生有望提高效率。我们报告的接触金属功函数对晶体管的性能的影响，基于个人的二维硫化铅纳米片。使用钯，我们观察到高达31厘米2/Vs的迁移率。此外，我们证明，不对称接触的纳米片显示光伏效应和纳米片的高度对器件性能具有决定性的影响。与铂和钛接触的厚度为5.4 nm的纳米片显示出高达0.94%的功率转换效率（EQE 75.70%）。这些结果凸显了人们对此类材料寄予的厚望。
2015-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and Structural Properties of A-Site Ordered Chromium Spinel Sulfides: Alternating Antiferromagnetic and Ferromagnetic Interactions in the Breathing Pyrochlore Lattice
本文报道了尖晶石型硫化物LiInCr 4S 8、LiGaCr 4S 8和CuInCr 4S 8的磁性和结构性质的综合研究，其中Li+/Cu+和Ga 3 +/In 3+离子形成锌-铜型有序结构。同步辐射X射线衍射和磁化数据的基础上获得的多晶样品，这三个硫化物建议呼吸烧绿石磁铁交替反铁磁和铁磁相互作用的小和大的四面体，分别。测量的磁化过程的三个硫化物高达72 T是显着不同的。LiInCr 4S 8和CuInCr 4S 8的磁化曲线具有较大的磁滞回线，但形状不同，而LiGaCr 4S 8的磁化曲线没有磁滞回线。小四面体的几何挫折可能会产生各种各样的基态，表明这些反铁磁-铁磁呼吸烧绿石磁体中丰富的物理。
2018-01-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Colloidal Tin Sulfide Nanosheets: Formation Mechanism, Ligand-mediated Shape Tuning and Photo-detection
硫化锡（II）（SnS）胶体材料作为具有窄带隙的层状半导体，正在成为毒性更大的金属硫属化物（PbS、PbSe、CdS、CdSe）的潜在替代物，用于各种应用，例如电子和光电子器件。我们描述了一种新的和简单的途径来生产胶体SnS纳米片具有大的横向尺寸和可控的厚度，以及单晶。纳米片的合成是通过使用乙酸锡（II）作为锡前体来实现的，而不是有害的前体如双[双（三甲基甲硅烷基）氨基]锡（II）和涉及卤素的前体如氯化锡，这限制了大规模生产。通过改变配体油酸和三辛基膦，我们成功地调整了横向尺寸从150至约500 nm和厚度从24至29 nm的正方形纳米片和横向尺寸从230至1680 nm和高度从16至50 nm的六边形纳米片之间的形态。这两种形状的形成机制进行了深入的研究，这也支持DFT模拟。光电测量显示其相对高的电导率，对光具有显著的敏感性，这在光开关、光传感和光伏应用方面也是有希望的，这也是由于其降低的毒性。
2018-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Amplified Photocurrent in Heterojunctions comprising Nano-rippled Zinc Oxide and Perovskite-inspired Cs3Cu2I5
Kongju National University（Kongju 国立大学）；Chungbuk National University（Chungbuk 国立大学）；Yonsei University（延世大学）；Korea Institute of Materials Science (KIMS)（韩国材料科学研究所）
本研究通过引入精确优化的ZnO纳米波纹结构，改善Cs3Cu2I5光电探测器中的电荷传输路径，显著增强光电流，为低导电性0D材料在光电子和物联网传感中的应用开辟了新途径。
2025-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Understanding the UV luminescence of zinc germanate: The role of native defects
在光电子器件中，实现高效且稳定的紫外发射是一个具有挑战性的目标。在这里，我们调查的紫外发光锗酸锌Zn2GeO4微丝的光致发光测量作为温度和激发条件的函数。所发射的UV光由与原生缺陷结构相关联的两个带（宽带和窄带）组成。此外，借助密度泛函理论（DFT）计算了Zn_2GeO_4中与本征缺陷有关的电子能级的能量位置。特别是，我们的研究结果支持，锌化合物是负责窄的紫外波段，这是，反过来，分为两个组件具有不同的温度依赖性行为。根据Zn_i在晶格中的特殊位置解释了这两个组分的来源，并与DFT计算结果相一致。此外，动力学发光模型，提出了确定这种UV发射的温度演变。这些结果铺平了道路，利用缺陷工程在实现功能性光电子器件在紫外区工作。
2020-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic circular photogalvanic effect in colloidal tin sulfide nanosheets
硫化锡具有非常有趣的特性，例如高的光吸收系数和小的带隙，同时与其他金属硫属化物相比毒性较小。然而，生长原子级薄结构的硫化锡的限制阻碍了这些性能的实验实现。由于胶体合成的灵活性，可以合成非常薄的同时又很大的纳米片。电输运测量表明，这些纳米片可以作为场效应晶体管具有高开/关比和p型行为。的电荷传输的温度依赖性表明，在晶体中的缺陷是负责形成的空穴作为多数载流子。在用圆偏振光照射期间，这些晶体在零伏偏压下产生螺旋度相关的光电流，因为它们的对称性被不对称界面（衬底和真空）破坏。此外，所观察到的圆形光电流效应显示出明显的面内各向异性，沿扶手椅方向具有较高的光电流，源于该方向上的较高吸收系数。我们的新见解显示了硫化锡在电子和光电子学中的新功能的潜力，例如作为偏振传感器。
2020-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Doubly Triggered Conductance Across Thin Zinc Oxysulfide Films
化学分辨的电气测量（CREM）的氧化锌（ZnOS）覆盖层的黄金显示非常差的电导下，无论是电或光输入信号，而同时应用的两个产生极高的样品电流。的效果及其对波长和电参数的依赖性解释了在原位导出的能带图，其中的缓冲水平的电荷陷阱不能直接贡献电导，但是放大的光电导的数量级下的子带隙照明。这种与型双触发响应提出了有趣的应用和相关光电子器件中遇到的问题的答案。
2018-05-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Optoelectronic and Electronic properties of cubic bulk and 001 surface of CsPbBr3
利用第一性原理计算对CsPbBr 3的立方体及其（001）面进行了计算，揭示了其电子和光电性质.各种计算方案，如GGA，GGA+SOC和高精度的修正贝克约翰逊势（mBJ）的应用。从mBJ得到的电子能带隙的计算结果与现有的实验结果接近。立方体相的机械稳定性进行了研究，并发现绕过其他结构相。体相和表面的光吸收都超过了非铅基立方卤化物和锌基有机-无机杂化物。
2021-08-02 cond-mat.mtrl-sci
In-situ tuned photoelectric properties of PtS$_2$ transistor
应变工程是提高电子和光电子器件性能的一种有效且广泛使用的策略。在这里，我们展示了一种方法来调整铂硫化物（PtS $_2$）的光电性能，通过使用铁电衬底PMN-PT作为应变发生器。结果表明，$_2$光电探测器的漏电流和响应率都与PMN-PT的电致伸缩直接耦合，表现出高的应变调谐比$10^{3}$，高达$6.3\times 10^{3}$ A/W的高响应率和$9.3\times 10^{12}$ Jones的探测率。此外，在栅极电压Vg = 15 V时获得了高的光增益$\approx 5\times 10^{5}$。我们的研究结果提供了一种有效的方法来操纵电性能和优化二维层状（2D）材料的光电子器件的性能。
2021-05-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Third Harmonic Generation And Photoluminescence Measurements in Zinc Oxide And Aluminum doped Zinc Oxide Thin Films Grown by Atomic Layer Deposition
本文实验研究原子层沉积掺铝氧化锌薄膜的禁带、波长依赖三次谐波与单光子光致发光，发现最高4%弱掺杂可使三阶非线性响应较未掺杂样品数倍增强。
2023-04-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Atomistic Investigation on the Mechanical Properties and Failure Behavior of Zinc Blende Cadmium Selenide (CdSe) Nanowire
由于硒化镉（CdSe）纳米线在半导体和光电子工业中的应用，其力学性能是一个新兴的问题。采用分子动力学（MD）模拟方法研究了掺锌（ZB）CdSe纳米线在单向拉伸变形下的力学性能和破坏行为。我们采用Stillinger-Weber（SW）势来描述原子间的相互作用。研究了温度（100 K-600 K）、尺寸和晶体取向对CdSe纳米线拉伸响应的影响。我们的模拟结果表明，极限拉伸强度和杨氏模量的CdSe与温度呈反比关系。在100 ~ 600 K温度范围内，ZnSe纳米线表现为脆性断裂，没有发现脆韧转变温度，并且尺寸对CdSe纳米线的力学性能有显著影响。已经发现，随着横截面积增加，极限拉伸应力和杨氏模量也增加。[111]取向的ZB CdSe显示出最大的极限拉伸强度、杨氏模量和断裂韧性，而[100]取向的值最低。与其他方向相比，[110]方向显示出最大的失效应变。最后，对CdSe纳米线在100 K和600 K下的失效机理进行了研究。在100 K温度下，[100]取向的ZnSe沿{111}解理面断裂，而在600 K温度下，{111}面和{100}面都被激活，在较低的应变值下导致CdSe纳米线断裂。通过对该纳米线的力学和断裂特性的全面了解，可以指导ZB型CdSe基太阳能电池、光电和半导体器件的设计。
2020-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Chlorine and zinc co-doping effects on the electronic structure and optical properties of γ-CuI
本研究通过第一性原理计算探究氯锌共掺杂对γ-CuI闪烁体电子结构与光学性质的调控作用，揭示各掺杂元素的影响规律，为优化其闪烁探测性能及拓展光电子应用提供理论指导。
2024-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Optical Properties of Aluminium-Doped Zinc Oxide Thin Films Synthesized via AACVD Using Nitrogen as a Carrier Gas
本文研究以氮气为载气通过AACVD制备铝掺杂氧化锌薄膜，发现铝掺杂和氮退火可调控其结构、厚度、吸光度及带隙，掺杂超过15%时有助于提升光电器件的光学性能。
2025-02-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Interfaces in epitaxially grown Zn3P2 nanowires and their composition dependent optoelectronic properties for photovoltaic applications
本文研究了外延生长Zn3P2纳米线的界面结构及缺陷形成，通过调节V/II比实现光电性质可调谐，为光伏新材料组合提供了可能。
2025-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Chalcogenide perovskite BaZrS3 thin-film electronic and optoelectronic devices by low temperature processing
由于其优异的可见光吸收和高化学稳定性，硫属钙钛矿钡锆硫化物在过去几年中作为用于光电子学的混合卤化物钙钛矿的潜在替代物而引起了显著关注。然而，BaZrS 3薄膜在1000 ℃以上的高加工温度严重限制了它们在器件应用中的潜力。在此，我们报告的BaZrS 3薄膜的合成温度低至500 ℃，通过改变化学反应途径。X射线衍射和拉曼光谱证实了BaZrS 3薄膜为单相结构。原子力显微镜和扫描电子显微镜表明，晶体尺寸和表面粗糙度一致降低退火温度。较低的温度进一步消除了与高温处理相关的硫空位和碳污染。在较低温度下合成硫属化物钙钛矿薄膜的能力消除了其器件制造的主要障碍。光电探测器表现出快速响应和80的开/关比。所制造的场效应晶体管显示出双极行为，电子和空穴迁移率分别为16.8 cm 2/Vs和2.6 cm 2/Vs。
2021-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-dependent Raman spectra of 2H-MoS2 from Machine Learning-driven statistical sampling
University of Liège（列日大学）；European Theoretical Spectroscopy Facility（欧洲理论光谱设施）；Utrecht University（乌得勒支大学）
本文通过机器学习驱动的统计采样计算了2H-MoS2的拉曼光谱，揭示了温度依赖的频移和线宽变化，验证了理论计算与实验结果的一致性，为非晶态钼硫化物研究奠定基础。
2026-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Optoelectronic characteristics and application of black phosphorus and its analogs
黑磷（BP）的带隙从0.3eV到2eV可调，使得其能够填充石墨烯中的间隙。在对BP的性质进行更全面的研究时，科学家们发现许多二维材料，如碲、锑烯、铋烯、硒化铟和硫化锡等，与黑磷具有相似的结构和性质，因此被称为黑磷类似物。本文简要介绍了黑磷及其类似物的制备方法，重点介绍了机械剥离法（ME）、液相剥离法（LPE）和化学气相沉积法（CVD）。按单元素材料和多元素材料的分类，介绍了它们的表征和性能。重点研究了利用BP及其类似物作为可饱和吸收体（SA）的被动锁模光纤激光器的性能，并通过对工作波长的分类进行了论证。最后介绍了BP神经网络及其类似物的应用，并对其未来的研究前景进行了展望。
2021-02-26 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Synthesis and optical characterization of Mn-doped ZnS nanocrystalline thin films prepared via chemical bath deposition
本研究通过化学浴沉积法合成掺锰ZnS纳米晶薄膜，并通过XRD、SEM和光谱分析证实其晶体结构和光学性能，为光电子和光伏应用提供材料基础。
2025-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Computational Design of Mixed-valence Tin Sulfides as Solar Absorbers
二元锡硫化物由于其简单的化学计量和半导体性质而吸引人，并且是潜在的成本有效的光电材料。Sn的多价性允许更多的中间组合物Sn $_x$ S $_y$，其结构和性质是令人感兴趣的。Sn $_2$ S $_3$已经被考虑作为混合价半导体。其他中间成分仍然难以捉摸。本文采用群智能晶体结构搜索方法结合第一性原理能量计算，对Sn $_x$ S $_y$系列化合物的相稳定性进行了全面的研究。我们发现，混合价Sn $_x$ S $_y$化合物分解成纯价SnS和SnS $_2$的稳定性一般弱于Sn $_x$ O $_y$对应物，可能是由于化学键的差异。除了确定实验发现的Sn $_2$ S $_3$的稳定相，我们的计算表明，Sn $_3$ S $_4$相是另一种混合价组合物，其相对于分解成SnS和SnS $_2$显示出边缘稳定性。其他研究的组合物在环境条件下可能是亚稳态的，具有轻微的正形成能力。我们发现两种结构的Sn $_3$ S $_4$具有很低的能量，这两个功能的一维链状碎片通过打破边缘连接的八面体层的SnS $_2$。这两种结构都表明晶格声子的稳定性和一个显示准直接带隙与计算值为1.43 eV，理想的太阳能吸收器。进一步分析的组成-结构-性质的关系支持的概念，低维的锡-S基序和范德华相互作用可能会导致不同的结构类型和化学组成，具有功能的性质，尚未确定的Sn $_x$ S $_y$系列与混合价。
2019-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optoelectronics of Inverted Type-I CdS/CdSe Core/Crown Quantum Ring
倒置I型异质结构核/冠量子环（QR）是量子效率高的发光体，其光谱特性是高度可调谐的。在这里，我们研究的光电性能的I型核心/冠CdS/CdSe量子点在锌相-对比横向尺寸和冠宽。为此，我们检查它们的应变分布，跃迁能量，跃迁矩阵元素，空间电荷密度，电子能带结构，带混合概率，光学增益谱，最大光学增益和微分光学增益。我们的框架使用的有效质量包络函数理论的基础上的8带k $\cdot$ p方法采用价力场模型计算的原子应变分布。增益计算是基于密度矩阵方程，并考虑激子效应与带内散射。在QR横向尺寸和相对宽度的核心和冠（ergo的组合物）的变化影响他们的能级，带混合概率，光学跃迁矩阵元素，发射波长/强度等的QR的光学增益也强烈的尺寸和组合物依赖于进一步依赖于注入载流子密度引起带填充效应。它们还影响不同尺寸和成分下的最大增益和微分增益。
2017-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Formation mechanism, stability and role of zinc and sulfur vacancies on the electronic properties and optical response of ZnS
本研究结合实验与DFT理论计算，证实锌空位使闪锌矿ZnS从绝缘变为半导体特性并产生可见光吸收，揭示了空位调控ZnS光学性质的机制，为其在光电器件中的应用提供了依据。
2025-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Effective conduction-band model for zincblende III-V semiconductors in the presence of strain: tuning the properties of bulk crystals and nanostructures
本研究推导了一个紧凑的有效哈密顿量，描述应变下闪锌矿III-V半导体导带，通过折叠降阶八带k·p模型获得参数解析式，为器件设计提供可靠预测工具。
2025-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Heterotwin Zn3P2 superlattice nanowires: the role of indium insertion in the superlattice formation mechanism and their optical properties
磷化锌，Zn 3 P2，纳米线构成了下一代太阳能电池的潜在构建块，由于合适的光电性能和地壳中丰富的构成元素的组合。沿着纳米线轴的周期性超结构的产生可以提供额外的机制来调整它们的功能特性。在这里，我们提出的汽-液-固生长的磷化锌超晶格驱动的周期性异晶。这种不常见的平面缺陷涉及在孪晶边界处的Zn与In的交换。我们发现锯齿形超晶格的形成是由液滴的总表面能的降低所驱动的。通过阴极发光测量，异孪晶的化学变化不影响光学性质的均匀性。这里提供的基本理解带来了在纳米线技术中使用II-V族半导体的新观点。
2020-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Thiol-amine co-solvents aided direct synthesis of ZnTe thin films by spin coating for low cost optoelectronic applications
本研究提出一种利用硫醇-胺共溶剂直接溶解ZnTe并通过旋涂制备薄膜的新方法，通过控制退火温度调节其光学带隙，为低成本光电应用提供可行方案。
2024-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Characterization of ZnO:Si Nanocomposite Films Grown by Thermal Evaporation
采用共蒸发法制备了氧化锌和硅的纳米复合薄膜。这导致ZnO纳米晶嵌入硅中。组成材料的晶体结构的失配导致ZnO纳米晶体处于应力状态。这与样品中的氧空位一起导致在520nm处的良好的光致发光发射。此外，硅背景在620nm处给出光致发光发射。发现该结构随着时间的推移相当稳定，因为均匀分散的ZnO纳米晶体不团聚。这种纳米复合材料有望成为未来光电子器件的有用候选材料。
2007-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Unravelling the Role of Stacking Disorder on the Optoelectronic Properties of Zn3P2
Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology（加泰罗尼亚纳米科学技术研究所）；Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）；Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Lund University（隆德大学）；Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）；Catania University（卡塔尼亚大学）
通过透射电镜和第一性原理计算，发现Zn3P2中一种新型平面缺陷，其形成能极低且不引入带隙态，但可能通过吸引点缺陷间接影响器件性能。
2026-06-08 cond-mat.mtrl-sci
PEG- and PVP-assisted wet-chemical synthesis of ZnS nanocrystals via hydrothermal and co-precipitation methods for route-dependent structural and bandgap tuning
Ghulam Ishaq Khan Institute of Engineering Sciences and Technology（古拉姆·伊沙克汗工程科学与技术学院）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本研究通过PEG和PVP辅助的湿化学法合成ZnS量子点，利用水热和共沉淀方法实现结构和带隙调制，PVP表现出更好的分散性和生长抑制效果。
2026-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Band Gap Tuning of DC Reactively Sputtered ZnON Thin Films
氮氧化锌（ZnO $_x$ N $_y$）是一种新型的具有带隙可调的半导体材料。在这项研究中，一种新的直流反应溅射协议，制备ZnO $_x$ N $_y$薄膜具有不同的元素浓度，通过精确控制工作压力。使用UV-可见光谱法对带隙进行严格分析，并通过EDAX光谱法进行补充以确定元素组成的变化。利用原子力显微镜、X射线衍射仪和拉曼光谱仪研究了薄膜的微观结构与禁带宽度的关系，并利用乌尔巴赫定理对缺陷态进行了分析。这项研究揭示了在带隙调整过程中形成的中间结构的存在，这对未来旨在开发异质结构和二维超晶格的光子学应用的研究具有重要意义。
2023-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Mechanisms behind slow photo-response character of Pulsed Electron Deposited ZnO thin films
氧化锌（ZnO）半导体材料具有良好的光电性能，是紫外光探测器的理想材料。基于ZnO纳米结构的光电探测器在紫外光下显示出非常高的光电导性，但它们受到慢光响应时间的困扰，慢到几十个小时，甚至更多。大多数研究认为，大气中的吸附物，如水和氧气在表面上创建电荷陷阱态，并显着增加光电导和响应时间，但也有有限的研究，声称缺陷诱导态作为空穴陷阱中心负责这些问题。然而，其潜在的物理机制仍不清楚。本文研究了吸附态和缺陷态对脉冲电子沉积ZnO薄膜光响应特性的影响。为了区分这两种机制，我们比较了在紫外光和高真空下拍摄的裸ZnO和SiO_2掺杂的ZnO薄膜样品的时间相关的光响应测量。我们表明，在ZnO的光响应的主要机制是吸附/脱附的氧和水分子，即使在高真空下进行测量。当样品被薄SiO2层包裹时，吸附/脱附速率可以显著提高，并且这些分子的影响部分被去除。
2019-06-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Mixing thermodynamics and photocatalytic properties of GaP-ZnS solid solutions
固溶体的制备是提高光催化材料光催化性能的有效手段。然而，占位无序对所得化合物的混合稳定性和电子性质的影响是难以预测的，因此在实现增强的光催化活性之前可能需要许多实验试验。在这里，我们采用基于密度泛函理论的第一性原理方法来估计混合自由能和结构和电子性质的（GaP）$_{x}$（ZnS）$_{1-x}$固溶体，一个代表性的基于半导体的光电材料。我们的方法依赖于一个多构型的超晶胞方法，考虑到构型和振动的贡献的自由能。还被认为是锌的多晶型物和纤锌矿之间的相竞争。我们证明了与可用的实验数据的总体极好的一致性：（1）锌-镁合金作为能量上最有利的相出现，（2）对于所有组合物，固溶体能带隙位于$2$ ~eV范围内，以及（3）对于组合物$x \le 75$，固溶体的能带隙是直接的。我们发现，在环境条件下，大多数（GaP）$_{x}$（ZnS）$_{1-x}$固溶体是稍微不稳定的分解成GaP-和ZnS-丰富的区域。然而，组合物$x \approx 25$、50和75%呈现稳健的亚稳态，由于其有利的能带隙和相对于真空的带级，其是用于在可见光下分解水的有希望的析氢光催化剂。所采用的理论方法提供了有价值的见解潜在的固溶体光催化剂的物理化学性质，并提供了有用的指导，其实验实现。
2018-12-07 cond-mat.mtrl-sci
First principles prediction of structural and electronic properties of TlxIn(1-x)N alloy
从第一性原理出发，研究了Zn掺杂TlxIn（1-x）N合金的结构和电子性质.在密度泛函理论（DFT），修正的贝克-约翰逊（MBJLDA）方法的交换相关势，和完全相对论赝势的能带结构已经得到。在该假设合金中计算的带隙对Tl含量的依赖性表现出直到25%的铊含量的线性行为，其中其值变得接近于零。反过来，在布里渊区的伽马点处的分裂能量，与自旋-轨道耦合有关，预计在相对低的约5%的铊含量下与带隙的值相当。这些结果表明，TlxIn（1-x）N合金作为一种有前途的光电应用材料。此外，TlN的能带结构揭示了拓扑绝缘体所具有的一些特殊性质。
2014-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Atomic Structure of Self-Buffered BaZr(S,Se)$_3$ Epitaxial Thin Film Interfaces
本文利用像差校正扫描透射电子显微镜解析了LaAlO$_3$上BaZr(S,Se)$_3$薄膜界面，发现自组装类岩盐缓冲层可适应近40%的晶格失配并促使薄膜转为钙钛矿结构，为异质外延生长提供了新见解。
2024-07-31 cond-mat.mtrl-sci
The Effects of Ligand Substituents on the Character of Zn-Coordination in Zeolitic Imidazolate Frameworks
本研究通过密度泛函理论和X射线吸收光谱，探究了配体取代基对ZIFs中Zn配位特性及电子结构的影响，发现卤素端基可显著减小带隙，为定制ZIFs提供了理论依据。
2023-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Colloidal two-dimensional metal chalcogenides: Realization and application of the structural anisotropy
二维金属硫族化合物由于空间限制，表现出非常好的光学响应和载流子输运能力。基于溶液的合成技术，如胶体热注入和离子交换提供了一种成本有效的方式来制造这种低维半导体纳米晶体。多年来，胶体化学的发展使得合成各种各样的纳米片成为可能，包括纤锌矿和锌混合型CdSe，岩盐PbS，黑磷类SnX（X=S或Se），六方铜硫化物，硒化物，甚至过渡金属二硫属化物（TMD）如MoS2。通过改变实验条件和应用具有特定官能团的封端配体，可以精确地调节这些胶体金属硫属化物晶体的尺寸、几何形状和光学性质。本文综述了近年来二维胶体金属硫族化合物（CMC）的合成方法以及基于光谱和器件相关测量的性能表征。这些发现揭示了它们在光电子学、光电子学和自旋电子学等领域的巨大应用前景。具体而言，二维CMC的形成机制进行了讨论。胶体纳米晶体的生长成一个二维的形状被发现需要一个内在的结构不对称性或协助共存的配体分子，作为层状双层模板或“刻面”的晶体通过选择性吸附。通过对这些二维CMC进行光学表征，特别是超快光谱测量，揭示了它们独特的电子和激子特征。
2021-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Laser Annealing of Transparent ZnO Thin Films: A Route to Improve Electrical Conductivity and Oxygen Sensing Capabilities
Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón, CSIC-Universidad de Zaragoza（阿拉贡纳米科学与材料研究所，西班牙科学理事会-萨拉戈萨大学）；Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, LMGP（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，格勒诺布尔理工学院）
本文通过超短脉冲激光扫描退火技术优化氧化锌薄膜的电导率和氧传感性能，显著降低电阻率并提升其在气体传感中的应用潜力。
2025-04-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effect of Ag doping on structural, optical, and photocatalytic properties of ZnO nanoparticles
在$400\,^{\circ}\mathrm{C}$上，采用一种基于短时间固相研磨和煅烧前驱体粉末的简单快速的方法成功制备了Ag掺杂ZnO纳米粒子。采用X射线衍射（XRD）、紫外-可见分光光度计和光致发光（PL）光谱研究了Ag稀掺杂对ZnO纳米粒子的结构、光学和光催化性能的影响。X射线衍射分析表明，Ag掺杂ZnO以六方纤锌矿结构固化。在PL测试中，随着银掺杂量的增加，深能级发射强度降低。X射线光电子能谱学（XPS）分析表明，Ag主要以金属态存在，ZnO主要以纤锌矿结构存在。这种金属状态伴随着独特的氧化锌性能脱色甲基紫，有效。第一性原理计算表明Ag在ZnO中的深能级具有n型行为，而在具有晶界的ZnO结构中，通过浅态的p型性质占主导地位，与本工作中研究的粉末样品相同。研究结果表明，银掺杂ZnO纳米粒子在光电子学、自旋电子学和废水处理等领域具有良好的应用前景。
2015-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Ni Doping on the Structural, Morphological, Optical, and Electrical Properties of Nanocrystalline Cd1-xMnxS Thin Films
Dibrugarh University（迪布鲁加尔大学）
研究镍掺杂对Cd₁₋ₓMnₓS薄膜结构、形貌、光学和电学性质的影响，发现掺杂能调节其性能，适用于薄膜太阳能电池等光电子器件。
2026-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Silver Alloyed Wide Bandgap (Ag,Cu)(In,Ga)S2 Thin Film Solar Cells With 15.5% Efficiency
University of Cambridge（剑桥大学）；University of Luxembourg（卢森堡大学）；Istituto Italiano di Tecnologia（意大利理工大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）；Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW)（巴登-符腾堡州太阳能和氢能研究中心）
通过银合金化改进ACIGS太阳能电池性能，实现15.5%的高效率和948mV的开路电压。
2025-12-01 cond-mat.mtrl-sci
