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第1章 杂化电化学／化学方法在石墨上合成半导体纳米晶1

1.1 引言1

1.1.1 材料电沉积中的维度控制：技术发展水平2

1.1.2 电化学／化学制备半导体量子点3

1.2 金属纳米粒子的尺寸选择性电沉积5

1.3 对电化学Volmer-Weber生长过程中粒子尺寸分布的理解7

1.4 金属纳米粒子到半导体量子点的转变11

1.4.1 金属氧化物中间体11

1.4.2 金属氧化物到金属盐的转变与表征12

1.5 E/C合成材料的光致发光谱15

1.6 E/C合成的量子点的应用举例：基于新原理的光探测17

1.7 结论18

参考文献19

第2章 电沉积半导体量子点薄膜22

2.1 引言22

2.1.1 概述22

2.1.2 与纳米晶材料表征有关的一些特殊问题23

2.2.1 CdS和CdSe25

2.2 从DMSO溶液中电沉积厚膜半导体25

2.2.2 多种多样的硫化物和硒化物27

2.2.3 CdTe28

2.3 超薄膜和分立纳米晶的沉积31

2.3.1 基底对于非水溶液沉积膜的影响31

2.3.2 外延生长31

2.3.3 变换半导体32

2.3.4 改变基底39

2.4 电沉积纳米半导体膜的电学表征43

2.4.1 扫描探针电流－电压谱44

2.4.2 光电化学光电流谱50

2.5 电沉积纳米晶半导体膜的潜在应用54

参考文献55

第3章 超晶格及多层膜的电沉积59

3.1 超晶格及多层膜的背景介绍59

3.1.1 概述59

3.1.2 在多量子阱中的量子限域59

3.1.3 自旋依赖的传输现象61

3.1.4 层状纳米结构的力学性质62

3.2.2 超晶格和多层膜的单浴及双浴电沉积63

3.2 超晶格和多层膜的电沉积63

3.2.1 概述63

3.2.3 金属多层膜和超晶格的电沉积66

3.2.4 半导体及陶瓷多层膜和超晶格的电沉积69

3.3 超晶格和多层膜的表征77

3.3.1 X射线衍射77

3.3.2 扫描隧道显微镜79

3.3.3 透射电子显微镜80

3.4 研究进展及展望80

参考文献82

第4章 刻蚀多孔半导体：形成及表征88

4.1 引言88

4.2 半导体刻蚀机理89

4.3 孔的刻蚀机理91

4.4 孔刻蚀半导体的回顾92

4.4.1 硅93

4.4.2 Ⅳ－Ⅳ族材料96

4.4.3 Ⅲ－Ⅴ族材料97

4.4.4 Ⅱ－Ⅵ族材料102

4.4.5 TiO2103

4.5 光电化学表征104

4.5.1 阻抗104

4.5.2 光电流106

4.5.3 发光109

4.5.4 多孔半导体中的电子传输111

4.6 多孔刻蚀半导体的应用112

4.7 结论114

参考文献115

第5章 纳米晶多孔硅的电化学形成及改性120

5.1 引言120

5.2 纳米晶多孔Si、Ge、GaAs、GaP、InP的合成120

5.3 硅－电解质界面的结性质121

5.3.1 硅在HF水溶液中的化学124

5.3.2 电化学形成多孔硅124

5.4 多孔硅的性质130

5.4.1 多孔硅的结构特点131

5.4.2 多孔硅的发光性质132

5.4.3 多孔硅的电学性质133

5.5 多孔硅的电致发光134

5.6 电化学功能化135

5.7 应用136

参考文献137

第6章 纳米结构薄膜电极中的电荷传输145

6.1 引言145

6.2 从单晶到量子点146

6.3 电荷传输过程的限制因素148

6.4 Schottky势垒模型的失效149

6.5 作用谱分析151

6.5.1 技术及定义151

6.5.2 有效电荷分离区域152

6.6 扩散模型155

6.7 激光脉冲诱导的电流瞬变156

6.8 阱的影响159

6.9 电解质中的电荷传输159

6.9.1 液体电解质159

6.9.2 “固体电解质”161

6.10 强度调制的光电流和光电压谱162

6.11 纳米结构中载流子的双极扩散164

6.12 在纳米结构半导体－后触点界面上的电场165

6.13 弹道电子传输167

6.14 纳米结构电极的电荷传输及应用167

6.15 结论168

参考文献168

7.1 染料敏化太阳能电池体系的一般描述174

7.1.1 太阳能电池是如何工作的174

第7章 染料敏化的太阳能电池：工作原理174

7.1.2 染料敏化太阳能电池与其他类型的比较176

7.2 染料敏化太阳能电池的详细描述178

7.2.1 染料化学及光化学：概述178

7.2.2 纳米晶半导体膜181

7.2.3 电子从染料向TiO2的注入182

7.2.4 半导体薄膜多孔纳米晶结构的重要性183

7.2.5 陷阱及不连续电荷效应186

7.2.6 染料的氧化还原电势以及HOMO能级的重要性187

7.3.2 光电压188

7.3.1 光电流188

7.3 DSSC的输出参数188

7.3.3 填充因子189

7.3.4 DSSC电池的性能189

7.4 DSSC工作模式的进一步评述190

7.5 DSSC的模型化192

7.6 液体电解质与固态DSSC的比较194

7.7 应用前景195

参考文献195

8.2 纳米结构半导体薄膜的制备与表征198

8.2.1 胶体悬液法198

第8章 半导体纳米结构分子组装体的电致变色和光电致变色性质198

8.1 引言198

8.2.2 电化学沉积200

8.2.3 自组装膜200

8.3 光致变色效应200

8.4 电致变色效应202

8.4.1 纳米结构金属氧化物膜202

8.4.2 染料和氧化还原发色团改性的纳米结构氧化物膜203

8.4.3 表面束缚荧光探针206

8.5 结束语208

参考文献209

第9章 聚合物电解质、纳米粒子和纳米片逐层自组装超薄膜中的电子转移和电荷存储214

9.1 引言214

9.1.1 电子转移和电荷存储的重要性214

9.1.2 逐层自组装的原理214

9.1.3 评述范围216

9.2 自组装发光二极管、光致变色和电致变色显示器216

9.2.1 纳米结构聚合物薄膜型发光二极管216

9.2.2 基于氧化还原聚合物薄膜的发光二极管218

9.2.3 光致变色和电致变色显示器221

9.3 自组装整流二极管223

9.3.1 p-n结225

9.3.2 Schottky二极管231

9.4 单电子导电性－自组装库仑堵塞器件232

9.5 自组装多层膜中的光诱导能量和电子转移235

9.6 锂蓄电池的自组装电极238

9.7 结论和展望241

参考文献243