基于Bi2O2Se纳米片的光电性能研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zyu03
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
具备着优异的结晶度、较高的表面积和体积比的二维材料常被用来制备光电探测器,制备的光电探测器具有较高的响应度和光电导率增益。最近,一种新型的二维半导体材料Bi2O2Se由于具有超高的电子迁移率特性、合适的带隙宽度、良好的环境稳定性和自调制掺杂效应等特点,它被应用在光电探测器、场效应晶体管、超级电容器等领域,并且显示出优异的性能。光电探测器是一种将光信号转换为电信号的电子设备,在火灾监测、工业控制、医疗分析以及光通信等方面有着广泛的应用。传统的光电探测器需要外加偏压才能持续工作,限制了其在极端条件下的应用,制作工艺也很复杂,然而光电化学型光电探测器可以利用半导体和电解质形成的内置电场,在没有外部电压的情况下正常工作。Bi2O2Se和光电化学型光电探测器的优点是本论文研究的起点,本论文是在Bi2O2Se纳米片的基础上制备光电化学型的光电探测器,并进行了测试。在第一个工作中,我们用复合熔融盐法合成Bi2O2Se纳米片,并将其作为工作电极制备了光电化学型的光电探测器,随后展开了光电性能的测试,测试是在电压为0 V的情况下进行的,因此本工作的亮点是自供电。测得的最大响应度和最快的响应时间分别为20μA/W和0.12 s,随后还测试了Bi2O2Se纳米片的时间稳定性和循环稳定性,结果表明Bi2O2Se纳米片具有良好的光电性能和稳定性。在第二个工作中,我们通过机械复合法合成Bi2O2Se/rGO复合材料,并且制备了基于固态电解质的Bi2O2Se/rGO的柔性光电探测器,相比较液态电解质型的光电探测器,这种固态电解质型的光电探测器拥有小巧的体积,轻薄的重量和便于携带等优点。光电化学测试结果表明,基于固态电解质的Bi2O2Se/rGO光电探测器在0 V下具有优异的光响应特性,当光功率为120 m W/cm2时,其光电流密度为400 n A/cm2,另外,在经过不同弯曲程度和多次弯曲次数后,Bi2O2Se/rGO光电探测器的电流值没有明显的下降,说明Bi2O2Se/rGO光电探测器显示出较好的柔韧性。最后,经测试的Bi2O2Se/rGO光电探测器显示出良好的稳定性,1000s后光电流虽有所下降,但是这个下降值是在允许的范围内,电流数值为原始值的81%。结果表明,Bi2O2Se/rGO的复合结构在柔性光电探测器领域具有较大的潜力,并且具备着较好的稳定性、优良的机械应变能力和优异的光电性能。
其他文献
随着移动机器人的应用场景越来越广泛,各式各样的机器人也逐步进入了人们的视野中,SLAM技术是移动机器人依靠自身搭载的传感器探索未知空间并进行精确导航的重要技术。目前已有的SLAM方法主要是基于理想场景下设计的,而在复杂环境中存在多种因素影响着SLAM系统运行的稳定性。本文主要针对真实复杂环境如:环境纹理缺失、光照不稳定场景等复合型非理想环境,对视觉SLAM中的视觉里程计以及回环检测模块进行了研究与
电磁诱导透明(Electromagnetically Induced Transparency,EIT)是三能级原子系统中量子相消干涉的结果,在透明窗口内,吸收和色散特性都发生了剧烈变化,这在慢光、光学存储和其他非线性光学过程中具备潜在的应用。在各种模型系统(光子晶体波导、光机械系统、耦合光学微腔和超材料等)中,通过设计相干激发路径,能产生类EIT效应,但是基于一维光子晶体纳米梁腔的类EIT效应在
随着物联网技术和可穿戴电子设备的快速发展,传统的电池能源供电已经暴露出许多缺点,例如使用寿命有限和废弃电池对环境的污染,此外,这些新型应用对能源的便携性、可穿戴性和柔性要求也越来越高。最近,具有输出功率高、制备简单、成本低等优点的摩擦纳米发电机,成为了近几年来相关领域的热点。由于具有良好的拉伸性和柔韧性且适用于人体穿戴,聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)被选取为框
近年来,为了保护人类健康和安全,迫切需要对室外空气环境中痕量二氧化氮(NO2)进行高灵敏度和高选择性的检测。异质结的构筑与光激发手段的有效结合是实现室温环境下高性能气体传感器的有效途径。然而,光激发对异质结构材料气敏性能的影响机制尚不清楚。本文以MoS2为研究对象,探索了异质结的构筑对MoS2气敏性能的影响。在此基础上,采用光辅助气体检测模式进一步改善异质结构复合材料气体传感器在室温环境下的气敏性
随着对有机无机杂化钙钛矿(Organic-inorganic hybrid halogen perovskite,OIHP)材料的系统研究,钙钛矿太阳能电池(PSCs)的光电转换效率取得飞速进展,已可以与硅太阳能电池相媲美,然而在面临实际应用的道路上却遇到环境稳定性差的问题。OIHP材料本身对水氧的敏感性,成为商业化的拦路虎。通过优化OIHP材料本身的性质及界面层材料的调控来提高水氧稳定性,是提升
物联网的高速发展对具有高灵敏度、高集成度、跨环境兼容性的小型化传感器的需求日益迫切。随着众多新兴纳米材料的出现,多种材料、不同工艺在传感领域得到了广泛应用。其中,碳纳米管以其超高的比表面积、超薄的体积、低的噪声、优异的稳定性等优势在传感领域展现出巨大潜力,成为气体传感领域最有前景的材料之一。尽管如此,构建基于碳纳米管薄膜的超灵敏亚ppm量级检测下限的气体传感器仍极具挑战性。其中,氢气作为一种新型清
通过范德瓦尔斯(van-der-Walls,缩写vd W)相互作用集成不同维度的材料形成异质结是设计材料新方法。目前关于异质结的设计大多集中在二维与二维材料之间,而不同维度材料之间的vd W集成的异质结还有待深入研究。由于集成了不同维度的限域效应,由它们形成的异质结往往能表现出优异的光电性能。本文在范德瓦尔斯相互作用基础上,考虑了一维碳纳米管(CNT)与二维硒化锗(GeSe)构成的一维(1D)/二
W UMa型相接双星因其与众不同的哑铃结构、掩食概率高、便于观测、掩食数据易获得等优越性,得到了广泛天文研究者的关注。随着光电测光、CCD测光等技术的日益精进,目前已经获得了相当数量的观测数据,这些数据资料让W UMa型相接双星结构、演化等研究得到了快速发展。本文在这些基础上,对两颗W UMa型相接双星LO And、V0339 Com进行了测光与轨道周期研究,研究结果如下:1.利用Wilson-D
近年来由于社会快速发展导致人们对能源的需求逐渐提高,仅依赖于昂贵的锂离子电池已变得越来越不切实际和不经济。而具有成本低廉、能量密度高、循环稳定性好和快速充/放电功能等优势的钾离子电池在近年来受到了广泛的关注。然而该项研究仍处于发展阶段,还存在一些技术上和工程上的问题:在充/放电过程中频繁嵌入和脱嵌半径较大的钾离子容易破坏通常使用的锂离子电池和钠离子电池电极材料,从而导致电池容量低、倍率性能下降、循
路径规划是机器人导航的关键技术,本文选取蘑菇繁殖算法(Mushroom reproduction optimizaion,MRO)进行路径规划,针对蘑菇繁殖算法存在的容易陷入局部最优、收敛精度低等问题,本文对蘑菇繁殖算法进行优化,并从多个测试函数上进行测试,验证改进算法的性能;利用蘑菇繁殖算法解决机器人路径规划问题,通过调研传统蘑菇繁殖算法和的思想和原理,以及各种群智能算法在机器人路径规划上的应用