摘要。本文介绍了一种用于氧化还原液流电池实验的系统,使操作员能够独立处理这种创新能源转换器的优势和挑战,特别是在测试新材料(在本例中为回收材料)方面。由于始终需要降低成本,特别是双极板的成本,因此包括回收方面。除了空穴回收讨论外,还需要在系统开发和评估的不同阶段使用材料回收。测试包括开发一个由四部分组成的系列实验,操作员将在其中深入研究电池结构、其特性以及电解质测试和交叉挑战。
1 俄亥俄州立大学电气与计算机工程系,美国俄亥俄州哥伦布 43210。2 Lumileds LLC,美国加利福尼亚州圣何塞 95131。3 俄亥俄州立大学材料科学与工程系,美国俄亥俄州哥伦布 43210。*通讯作者:rahman.227@buckeyemail.osu.edu 摘要:我们展示了通过高效隧道结实现的低开启电压 P 向下绿光 LED。由于 (In,Ga)N/GaN 界面中的极化场排列具有 p 向下方向,与传统的 p 向上 LED 相比,电子和空穴注入的静电耗尽势垒降低了。具有 GaN 同质结隧道结的单个 (In,Ga)N/GaN 异质结构量子阱有源区在 20A/cm 2 时表现出非常低的 2.42V 正向工作电压,当电流密度高于 100 A/cm 2 时,峰值电致发光发射波长为 520 nm。底部隧道结具有最小的电压降,能够实现向底部 p-GaN 层的出色空穴注入。III 族氮化物半导体在光电子学和电子学 1-12 中的广泛应用具有重要的技术意义,并已广泛应用于照明和显示应用。虽然过去十年来,紫/蓝光发射波长范围内的 GaN 基发光二极管的效率和功率输出有了显着提高,但较长波长的发射器仍然表现出较低的效率。对于为更长波长设计的发射器,(In,Ga)N 量子阱中的铟摩尔分数会导致与更大的晶格失配、量子阱内的缺陷以及阱-势垒界面处更高的极化片电荷密度相关的挑战,所有这些都会导致器件性能下降。13-16
摘要:密集的核-壳纳米线阵列具有作为超吸收介质用于制造高效太阳能电池的巨大潜力。通过对室温光反射 (PR) 光谱的详细线形分析,采用 GaAs 复介电函数的一阶导数高斯和洛伦兹模型,我们报告了具有不同壳厚度的独立 GaAs-AlGaAs 核-壳纳米线的 GaAs 近带边吸收特性。纳米线 PR 光谱的线形分析返回了能量在 1.410 和 1.422 eV 之间的双重共振线,这归因于 GaAs 纳米线芯中的应变分裂重空穴和轻空穴激子吸收跃迁。通过对 PR 特征的 Lorentzian 分析评估的激子共振光振荡器强度表明,与参考平面结构相比,纳米线中的 GaAs 带边光吸收显著增强(高达 30 倍)。此外,将积分 Lorentzian 模量的值归一化为每个纳米线集合内的总 GaAs 核体积填充率(相对于相同高度的平面层估计在 0.5-7.0% 范围内),从而首次实现了 GaAs-AlGaAs 核-壳纳米线的 GaAs 近带边吸收增强因子的实验估计,该因子在 22-190 范围内,具体取决于纳米线内核-壳结构。如此强的吸收增强归因于周围的 AlGaAs 壳(在目前的纳米结构中,其平均厚度估计在 ∼ 14 到 100 纳米之间)对入射光进入 GaAs 核的波导改善。关键词:III-V 化合物、GaAs-AlGaAs 核-壳纳米线、光反射光谱、近带边跃迁、增强光吸收、纳米线太阳能电池■简介
量子电子器件,例如量子点接触 (QPC) 和量子点,因具有电自旋控制的潜力而引起了人们对自旋电子学和量子信息处理应用的极大研究兴趣 1–6。这些器件可能构成未来量子电路的构建块,例如基于大量相同量子点使用 QPC 作为电荷传感器的量子比特阵列。为了实现大规模可制造性,首先必须建立可重复性,使得集成电路中的每个组件具有相同的工作参数。传统上,调制掺杂结构已用于量子电子器件,因为其易于制造。然而,随机分布的电离供体的背景静电势大大降低了可重复性 7,8。这种内在的可变性可以通过利用完全未掺杂的结构来避免,通过对金属顶栅施加适当的偏置将电荷载流子限制在异质界面处 9-12 。这些结构有许多优点,包括提高迁移率 13 、提高热循环特性 14 ,以及我们将在这里展示的量子传输特性的优越性。量子点接触是连接两个二维储层的窄一维通道,是最简单的栅极定义量子装置类型,使其成为研究可重复性 7,15,16 的理想选择。我们首先问一个问题:如果在同一晶圆上制造几个相同的装置,它们会表现出相同的行为吗?为了研究这个问题,我们在调制掺杂和未掺杂的晶圆上制造了 18 个名义上相同的 QPC,并观察定义和夹断一维通道所需的栅极偏置。我们还研究了 QPC 通道内电导量子化和静电势的均匀性,以及热循环下的可重复性。为了进行比较,我们还研究了空穴 QPC 中的可重复性。基于 III-V 半导体系统的空穴量子器件最近引起了广泛关注,因为它们
了解有机半导体在光照下的电荷传输的物理原理对于开发新型光电应用至关重要。我们研究了可见光谱中单色光对基于 2,8-二氟-5,11-双(三乙基硅乙炔基)蒽二噻吩的有机薄膜晶体管通道的影响。当晶体管通道被红光、绿光或蓝光照射时,测量到的电荷载流子比光子吸收产生的激子多,导致光子到电荷载流子的转换效率远大于 100%。我们使用一个模型来解释这一现象,该模型结合了空间电荷限制的光电荷和由于光生电子降低势垒而导致的源电极空穴注入增强。
用光照射纳米金属会驱动电荷载体(等离子体)的集体振荡和超出等离子体近场衍射极限的光局域化。等离子体的能量在几十飞秒内消散,要么通过光子辐射发射,要么通过电子-空穴激发,产生非平衡载流子分布。近年来,等离子体学的重点是等离子体能量收集。[1–3] 新兴的混合等离子体学领域旨在将金属纳米结构与其他材料(特别是半导体)连接起来,将等离子体转换为具有重大应用的电子激发。混合等离子体装置可用于光收集、光化学、光催化、光电探测器和单分子探测器。[2,4–7] 对于这些应用,辐射损耗是
半导体量子点 (QDs) 是量子信息和量子计量应用的重要光源(见概要:迈向完美的单光子源)。这些纳米级结构还可以解释物理学家无法理解的量子电动力学问题。这类问题包括当 QD 被限制在光子腔中时,QD 激子(由半导体内部的电子和空穴结合而成的准粒子)衰变的相互矛盾的理论预测。现在,现就职于澳大利亚新南威尔士大学的 Alexey Lyasota 和同事为其中一种理论提供了实验支持 [ 1 ]。他们的结果表明,如果不考虑激子光衰变通道之间的干扰,光与物质相互作用的理论描述是不完整的。
过去几十年来,有机半导体 (OSC) 因与传统有机半导体相比具有机械灵活性、低潜在制造成本和合成可调性等独特优势,在下一代印刷电子设备中备受关注。1 – 3 这些材料可广泛应用于有机光伏 (OPV)、4 – 6 有机场效应晶体管 (OFET) 7,8 到有机发光二极管 (OLED) 等等。9 为了充分发挥这些技术的潜力,人们付出了大量的努力来调整 OSC 的特性,包括其吸光能力和载流子传输,主要通过设计和合成新型半导体化合物。根据其传输的载流子类型,OSC 可分为 p 型(多数空穴传输)和 n 型(多数电子传输)材料。从历史上看,n 型 OSC 的发展在载流子迁移率和合成可扩展性方面明显落后于 p 型 OSC,因此,
电化学 (EC) 和光电化学 (PEC) 水分解代表了可再生能源转换和燃料生产的有前途的策略,并且需要设计用于氧析出反应 (OER) 的高效催化剂。在此,我们报告了二维 (2D) 钴基金属有机骨架 (Co-MOF) 纳米片的合成及其对 EC 和 PEC OER 的双功能催化性能。得益于大的表面积和丰富的孤立金属活性位点,Co-MOF 纳米片表现出优异的 OER 活性和稳定性。由于尺寸限制,纳米片高效的电子-空穴产生和分离有助于改善 PEC OER 中的可见光响应。这项研究提出了一种利用 2D MOF 独特的结构和电子特征来设计 EC/PEC 双功能催化剂的新策略。
敏感节点对之间的电荷共享。当入射离子撞击敏感晶体管(例如节点 mn2 中的 PMOS 晶体管)时,一列电子-空穴对会沿入射轨道电离。电离载流子扩散到相邻的晶体管,导致相邻敏感节点之间的电荷收集,如图 3 所示。对于传统的 DICE 触发器,敏感节点对将收集足够的电荷并导致 SEU。对于所提出的 MSIFF,增加的节点间距可有效减少由于复合过程引起的扩散收集。此外,从属锁存器的插入组件也有助于收集额外的载流子 [19]。它将显著降低电离载流子密度并阻止扩散收集过程。因此,敏感节点对不会同时收集足够的电荷,并且所提出的 MSIFF 中不会发生 SEU。