摘要：氢气具有高燃烧热、无污染等特点,是替代化石燃料的理想能源.电催化水分解为高纯度氢气被认为是一种很有前途的方法.电催化分解水的关键是开发高性能、低成本的电催化剂.铂基电催化剂在酸性和碱性介质中都表现出良好的电催化活性,但经济成本限制了其进一步应用.近期研究表明,由过渡金属基材料组成的异质结构电催化剂也表现出高效电催化析氢的潜力.异质结构电催化剂的晶格匹配程度影响其界面电子结构,进而决定了析氢反应的动力学和活性.因此,开发用于析氢反应的晶格匹配异质结构电催化剂的构建方法具有重要意义,也颇具挑战性.为了解决上述问题,李炫华教授课题组及合作者报道了一种梯度加热外延生长方法,采用该方法制备了晶格匹配良好的MO_(2)C-MO_(2)N异质结构电催化剂,并用于高效制氢(***.,2022,61,e202209703).NH3状态温度图和密度泛函理论结果表明,NH3分子被吸附在MO_(2)C的(101)面上,作为MO_(2)N的成核位点.通过调节加热过程,可使吸附的NH3分子从不稳定的物理吸附转化为化学吸附,有效地调节了MO_(2)N的成核和生长过程,避免MO_(2)C和MO_(2)N之间的晶格失配,使得电导率增加2.5倍,电化学活性面积增加1.7倍.MO_(2)C-MO_(2)N晶格匹配良好的异质界面,电子从MO_(2)C传输到MO_(2)N,MO_(2)C-MO_(2)N的费米能级接近Mo位点的费米能级,电子转移到Mo活性位点,而Mo位点具有较低的氢吸附自由能,促进了H*的吸附和解吸行为.同时,考察了MO_(2)C-MO_(2)N异质结构电催化剂电催化水分解反应过程中的过渡态、吸附能、中间产物以及相应能垒下的可能反应途径.H_(2)O分解过程包括:H_(2)O首先在催化剂表面发生吸附和活化,然后解离成H*和OH*并转化为H*或OH–,最后以较低的反应吉布斯自由能实现H2析出.除了晶格匹配的异质界面电催化剂的设计外,电催化体系的构建也对电催化活性起着重要作用.典型的电催化水分解系统通常在液相水下工作,液相水具有很高的析氢传输阻力,不利于反应进行.文章作者将太阳能引入电催化系统,并以表面碳化木材、Ti泡沫、MO_(2)C-MO_(2)N、Nafion膜和IrO_(2)为原材料合理设计了光热电催化水蒸气裂解装置,实现了电催化水蒸气裂解制氢.具体过程如下:将表面碳化木材作为蒸汽发生器,在光照射下通过光热蒸腾效应将液态水转化为水蒸气,由于其强大的光收集能力和固有的多孔结构,可使太阳能蒸汽转化效率达到67.2%;将MO_(2)C-MO_(2)N和IrO_(2)作为阴极和阳极负载在Ti泡沫上,并采用Nafion膜进行阳极到阴极的质子传输.通过上述策略设计巧妙的催化装置晶格匹配良好,MO_(2)C-MO_(2)N表现出与商业Pt/C相当的催化性能,并且连续反应150 h后稳定性没有衰减.综上,文章提出了一种调节异质结构电催化剂界面晶格匹配度的新方法,为晶格匹配电催化剂的设计提供了依据;同时,作者设计的高效生产H2电催化水蒸气裂解装置为其他采用各种原位表征技术的光热辅助催化系统的开发提供了参考.

摘要：针对精准构建多组分固体催化剂纳米多元界面的难题,鉴于六方晶型氧化亚钴(hcp-CoO)与氧化锌(ZnO)具有超高的晶格匹配度(大于99.8%),采用晶格匹配策略定向构建Pt-Co-ZnO三元界面,设计合成了三元催化剂Pt-ZnO@CoO,并利用扫描电镜(SEM)、扫描透射电镜(STEM)、能量色散X射线光谱(EDX)、X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)、氢气程序升温还原(H_(2)-TPR)、二氧化碳程序升温脱附(CO_(2)-TPD)等方法对其形貌、元素分布、物相结构、元素含量、还原能力和吸附能力进行了表征,进而在固定床反应器上评价了其CO_(2)加氢反应的催化性能。结果表明:在制备的Pt-ZnO@CoO催化剂上,Co、Pt均高度分散于ZnO表面;催化剂经过还原处理,CoO和Pt前体被还原为纳米颗粒,从而形成Pt-Co-ZnO三元界面;Pt-ZnO@CoO催化剂对CO_(2)加氢反应显示出优异的催化活性和稳定性,这是因为其具有高密度的界面位点、较强的还原能力和较强的CO_(2)吸附能力。

摘要：本文根据Vagard定律,得到了Pb_(1-x)Sn_xTe/PbTe_(1-y)Se_y异质结晶格匹配条件,设计了生长参数,首次采用竖直液相外延炉生长了Pb_(1-x)Sn_xTe/PbTe_(1-y)Se_y品格匹配异质结,并制成了二极管激光器。

摘要：采用等离子体辅助的分子束外延(MBE)方法制备了InAlN外延薄膜,探讨了InAlN材料In原子数分数和生长条件的关系,以及等效束流强度(BEP)对材料质量的影响。绘制了InAlN关于温度与In和Al BEP的生长相图,经过优化后生长了与GaN晶格匹配的InAlN外延薄膜。使用高分辨率透射电子显微镜、X射线衍射仪、原子力显微镜和阴极荧光光谱(CL)对制备的InAlN材料进行了测试和表征。结果表明,InAlN/GaN异质界面清晰,In_(0.18)Al_(0.82)N外延材料(002)面X射线衍射峰半高宽为263 arcsec,表面粗糙度仅为0.23 nm,CL发光波长为283 nm,弯曲系数为5.2 e V,根据CL图像估算的材料位错密度约为2×108cm-2。

摘要：构建高度定向、有序的一维/二维异质结催化材料是解决能源和环境危机的重要途径.本工作报道了在不添加表面活性剂条件下,纳米层状双金属氢氧化物(NiZn-LDHs)可以在生长过程中自发调控其生长晶面,并通过一种非经典取向结合生长机制,形成高度定向、有序的一维/二维异质结构.定向、有序异质结结构的形成源于一维NiZn-LDH纳米针的(101)面和二维NiZn-LDH纳米片的(100)面之间的晶格匹配.定向、有序异质结结构促使一维基元在二维基元上高度分散,而高度分散的一维NiZn-LDH富含缺陷,具有较强的CO_(2)吸附和活化能力.定向一维/二维异质结强化了一维和二维基元之间的相互作用,可加速光生电子从二维基元向含活性位点一维基元的定向传输,赋予催化材料优异的可见光光催化还原CO_(2)性能(C O的产出速率达16,950μmol g^(-1)h^(-1);CO选择性高达100%).本工作展示了各向异性纳米结构材料可以自发调控其生长行为,为高效、定向、有序的异质结催化材料的设计提供了新的思路.

摘要：从晶格匹配及能带阶跃角度讨论了 n沟 Si /Si1－ xGex HEMT结构的设计原理及方法， 对Ismail器件进行了分析和计算，所得二维电子气 (2DEG)的 ns与实验结果基本相符，并利用该设计 理论对 Ismail器件的异质结结构进行了优化改进，提高了器件 2DEG的 ns。

摘要：从晶格匹配及能带阶跃角度讨论了设计一个 n沟 Si/Si1-x Gex HEMT异质结层的原理及方法 ,对 ***器件进行了分析和计算 ,所得 2 DEG的 ns与实验结果基本相符 ,并利用该设计理论对 K. Ismail器件的异质结结构进行了优化改进 ,提高了器件 2 DEG的 ns。

摘要：由于GaN衬底缺乏，难以生产高质量GaN外延材料。解决这一问题的较好办法之一是使用ZnO衬底，这是因为：ZnO衬底与外延层之间有较好的晶格匹配而且它可设计出新的器件结构。ZnO与GaN、InGaN有相同的六角晶体结构，其结晶学空间群同为“P63mc”。GaN与ZnO之间的晶格失配为2．2％，而ZnO与InGaN（In组份18％时）之间是完全匹配的。

摘要：O482.31 2002064456硅发光研究进展=Development of silicon lumines-cence[刊,中]/叶好华,叶志镇,黄靖云（浙江大学.浙江,杭州（310027））∥半导体光电.—2002,23（1）.—4-7报道了通过不同的途径实现多孔硅、纳米硅、Si/SiO2超晶格、计算化设计与硅晶格匹配的直接带隙半导体等硅基材料的有效发光和该项工作的最新研究进展。

摘要：本文综述法国原子能委员会LETI红外实验室在双波段红外焦平面列阵方面所做的研究工作。在工艺上,该实验室采用的是通过分子束外延法在品格匹配的高质量CdZnTe衬底上生长的HgCdTe多层掺杂异质结构。器件的结构是n+ppn,而且在空间上是相干的。长波层是一个平面状的n+/p二极管,它是通过离子注入制成的,而波长较短的p-n二极管则是在分子束外延过程中通过掺铟在原位制成的。最后一个结是通过台面蚀刻而被隔离的,探测器通过铟丘与一个读出效率接近100％的读出电路互连。每个像元有一个或两个铟丘,用来按序或者同时访问两个波长,探测器的间距分别为50μm和60μm。每个波段中的单元探测器所呈现的性能接近用标准工艺制作的单色探测器的性能。为了优化双波段红外焦平面列阵的性能,LETI红外实验室专门为这种列阵设计了一种硅CMOS读出电路。本文介绍了128×128元(间距为50μm)中波红外(2μm～5μm)双色焦平面列阵在77K温度处操作时的光电性能。