计算化学与紫外-可见吸收光谱法相结合揭示铬黑T指示剂的显色和变色机理
李翼, 曹兆祥, 刘鹏, 吴霞, 张冬菊
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405154
铬黑T是一种常见的金属离子指示剂,其颜色随溶液pH值不同而变化,且与其金属离子络合物颜色有明显差异,可有效指示反应终点,在分析化学领域有广泛应用。本文用计算化学方法研究了铬黑T及其典型金属离子(Mg2+、Ca2+)络合物的分子结构,计算了它们的紫外可见光谱,分析了其分子结构与电子光谱之间的内在关联,并使用紫外-可见吸收光谱法测定了不同pH值的铬黑T溶液及其钙、镁络合物的吸收光谱。理论与实验研究相结合阐释了铬黑T指示剂的显色和变色原理,研究结果有助于加深对铬黑T结构-性能关系的理解。
关键词: 铬黑T (EBT), 紫外-可见吸收光谱, 计算化学, 结构-性能关系
用于高性能水系锌离子电池正极材料的富1T-MoS2纳米薄片的制备及性能
樊鹏阳, 樊姗, 戴勤进, 郑晓英, 董伟, 王梦雪, 黄小潇, 张永
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240339
通过一步水热法成功制备了一种水系锌离子电池正极材料——富1T相的MoS2(1T′-MoS2)。表征结果与密度泛函理论(DFT)模拟计算表明,1T′-MoS2的电导率明显高于2H-MoS2,并且含有丰富的硫缺陷。这有助于大幅提升离子扩散速率和电荷转移速率,优化材料的电化学和动力学性能。因此,采用1T′-MoS2组装的电池在0.1 A·g-1的电流密度下,首次放电容量高达202 mAh·g-1。此外,在大电流密度下(1 A·g-1),其经过500次恒电流充放电循环后,电池的容量保持率为92%,显示出较高的容量和长循环稳定性。
关键词: 水系锌离子电池, 1T-MoS2, 硫缺陷, 正极材料
First-principles study on the structure-property relationship of AlX and InX (X=N, P, As, Sb)
Zhihao HE, Jiafu DING, Yunjie WANG, Xin SU
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240390
This paper delves into the theoretical mechanisms of the electronic structure and optical properties of aluminum-based semiconductors (AlX, X=N, P, As, Sb) and indium-based semiconductors (InX, X=N, P, As, Sb) as potential materials for optical devices. Band structure calculations reveal that, except for InSb, all other compounds are direct bandgap semiconductors, with AlN exhibiting a bandgap of 3.245 eV. The valence band maximum of these eight compounds primarily stems from the p-orbitals of Al/In and X. In contrast, the conduction band minimum is influenced by all orbitals, with a predominant contribution from the p-orbitals. The static dielectric constant increased with the expansion of the unit cell volume. Compared to AlX and InX with larger X atoms, AlN and InN showed broader absorption spectra in the near-ultraviolet region and higher photoelectric conductance. Regarding mechanical properties, AlN and InN displayed greater shear and bulk modulus than the other compounds. Moreover, among these eight crystal types, a higher modulus was associated with a lower light loss function value, indicating that AlN and InN have superior transmission efficiency and a wider spectral range in optoelectronic material applications.
关键词: aluminium-based semiconductor, indium-based semiconductor, first principle, electronic structure, optical property
外延生长具有厚度可调导电属性的非层状二维碲化锰纳米片用p-型场效应晶体管和优异的接触电极
贺梦菲, 陈超, 唐月, 孟思, 王遵法, 王立煜, 行家宝, 张欣宇, 黄佳慧, 卢江波, 井红梅, 刘翔宇, 徐华
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202310029
碲化锰(manganese telluride,MnTe)作为一种新兴的非层状二维材料,因其优异的性质以及在下一代电子和光电子器件中的巨大潜力,而受到研究学者们的广泛关注。然而,目前超薄二维MnTe的可控合成仍然是一个巨大的挑战,这限制了对其基础性质的研究和应用的深入探索。本文采用化学气相沉积方法成功合成了大面积的MnTe纳米片,并探究了其厚度对电学性质和器件应用的影响。通过提高MnTe纳米片的生长温度,样品厚度逐渐增加,晶畴尺寸从10 μm增至125 μm,形貌从三角形逐渐过度到六边形,最终生长成高度对称的圆形。结构表征和二次谐波测试表明,所制备的MnTe纳米片具有高度的结晶质量和优异的二阶非线性光学性质。此外,通过对不同厚度MnTe纳米片的电学输运测试,发现随着厚度从薄到厚,其导电特性从p型半导体逐渐转变为半金属。因此,利用半导体特性的薄层MnTe纳米片构建的光电探测器展现出出色的光响应性能。而将金属特性的厚层MnTe作为MoS2场效应晶体管的接触电极,显著提高了器件性能,如载流子迁移率可从12.76 cm2∙V−1∙s−1 (Au接触)提升到47.34 cm2∙V−1∙s−1 (MnTe接触)。
关键词: 二维材料, 碲化锰, 化学气相沉积, 场效应晶体管, 光电探测器, 接触电极

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