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同质结


分类

界面

掺杂位点和阳离子空位各自的调控导致相邻碳化钼晶体的能带结构发生异质性的变化,此种不对称的能带结构促使载流子定向迁移,伴随着能带弯曲的过程,最终诱导高活性同质结界面的形成。
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同质结界面:含量调控。
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在同一种Mo₂C材料中,这种不对称的能带结构促使电子/空穴定向地迁移,直至费米能级持平而终止,伴随着能带弯曲的过程,诱导了同质结界面的形成。
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通过一种简单的酸刻蚀工艺改变掺杂金属量和钼空位的密度,随着刻蚀程度的加大,两者呈现反向的变化,进而调整其相对比例,扩大同质结界面的丰度,最大程度地发挥同质结的效应。
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概念

恒电流间歇滴定技术(GITT)表明由于同质结概念的引入,其钠离子吸附性能得到了改善。
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构建

I“诱导同质结”:铁掺杂和钼空位的双植入促使了碳化钼同质结的构建
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“诱导同质结”概念的提出明确了同质结的构建和铁掺杂/钼空位策略的因果关系。
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此外,金属特性也通过费米能级上电子态的连续分布得到了证实,且在费米能级处,vFe-Mo₂C的总态密度(TDOS)达到了最高值,证实同质结的构建增强了电子电导能力,弥补了硫固有的绝缘缺陷,从而在加速钠硫电池的充放电速率方面发挥了决定性作用。
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形成

上述的能带弯曲和费米能级移动的过程代表了同质结的形成过程,也意味着内在电场(IEF)的构建过程。
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高活性p-n同质结的形成有利于载流子在界面处的快速传输,赋予反应位点高活性并促使对多硫化物的有效结合和原始S-S键的断裂,被认为是抑制穿梭效应和触发转化反应的关键步骤。
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效果

结合吸附能的对比结果,共同证明了同种结构内的连续能带弯曲使得同质结构能够有效地促进载流子在界面处的传输,从而赋予n型和p型半导体之间的界面以高活性,使其能够快速与NaPSs结合,最终显著提高了电荷存储容量。
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影响

此外,金属特性也通过费米能级上电子态的连续分布得到了证实,且在费米能级处,vFe-Mo₂C的总态密度(TDOS)达到了最高值,证实同质结的构建增强了电子电导能力,弥补了硫固有的绝缘缺陷,从而在加速钠硫电池的充放电速率方面发挥了决定性作用。
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