化學/Chemistry
中國化學會,正常發行
選擇卷期
- 期刊
奈米可說是21世紀以來最熱門的科技名詞，生活中到處都能夠發現「奈米」的蹤跡，隨著材料尺度越來越精細，對於奈米結構的鑑定技術也是日新月異，從17世紀開始的光學顯微技術，一直到20世紀末的掃描式探針顯微術及電子顯微技術和拉曼光譜，科學家對於材料結構上的鑑定越來越細微，而其中二維層狀的奈米材料更是近年來研發的重點，例如石墨烯、二硫化鉬、MOOH，這些層狀材料已經證實在光電或能源應用上有著極大的潛力。
- 期刊
永續能源議題一直以來皆是全世界所關注的重要議題，擁有高能量密度與零排放汙染的氫能是備受矚目的綠色能源；在眾多的製備氫氣方法中，藉由轉化太陽能來驅動水分解反應的光催化水分解反應，以及利用電能來驅動水分解反應的電催化水分解反應逐漸受到重視。近年來，在眾多二維材料(2D Materials)中，兼具半導體特性與電催化活性的二維層狀複金屬氫氧化物(Layered double hydroxides, LDHs)，成為少數能同時應用於光催化與電催化反應上的材料而開始受到重視，其獨特的材料特性與彈性的材料選擇性，使層狀複金屬氫氧化物成為實現氫能普及的關鍵之一。本文將簡述二維層狀複金屬氫氧化物特性、優點、製備方式並進一步探討其材料應用於光催化與電催化水分解反應上的發展。
- 期刊
由於時代的進步，不論是產業或是一般民生對於各種電子設備的需求越來越多，連帶地對於電力的需求和儲能裝置的性能也要求越來越高。另一方面，因環保意識逐漸抬頭，所以近幾年對於電動汽車、電動機車的使用日益普及，這些需求都帶動了電能應用產業的發展。本文針對近幾年發展快速的二維層狀材料進行材料鑑定方法與電化學應用方面進行介紹。
- 期刊
利用同步輻射X光技術，鑑定氧化石墨烯和其還原或氮摻雜影響，透過元素分析的化學組態、電子結構、和能帶結構，提升對相關石墨烯材料的了解。利用化學合成法，將塊狀石墨解離成可溶於水的氧化石墨烯片，再透過水熱還原法，減少石墨烯片表面氧化物量，因表面電阻率和光致螢光產生明顯變化，經由X 光吸收和發射光譜鑑定出苯環結構重組和氧化官能基轉換，並得出元素分辨的能隙結構與表面混合sp^2和sp^3鍵結環境有關，最終經過高水熱還原後，其能帶結構出現線性能量與動量分布趨勢。另外，氧化石墨烯使用微波氮摻雜法，除了氮摻雜比例可增加外，也有效還原氧化官能基和其苯環結構，使用光電子能譜定義出氧和氮官能基鍵結，而費米能階下出現明顯價帶極限變化(5.1 eV → 2.6 eV)，再經由元素相關X光能譜，分析石墨烯和表面官能基相關未佔據態行為，由共振或非共振下探測法，將高低氮摻雜下價帶結構和價電子分布對應出相似的能隙行為。相比於一般分析方法，同步輻射技術將更可針對複合性材料做元素相關的電子結構和化學鍵結環境分析。
- 期刊
在次微米尺度下，光學顯微術是一種快速且低破壞的檢測方式，具有非侵入性且樣品只需極少的前處理就可以進行檢測。因此，在特定材料領域，如能找到一個好的方式來應用光學顯微術，則可以加速該材料的發展及應用。文章中，我們將從基本的光學顯微術開始談起，到拉曼光譜及光致發光，而最後是尖端的超解析應用。希望透過這個開頭，讓讀者們試著思考這些光學顯微術在各領域內可應用的位置，期待擦出不同的火花。畢竟我們身處資訊爆炸的21世紀，在跨領域的交流中我們隨時可能種下創新的小小種子，孕育能量帶動台灣的進步。
- 期刊
本文對電子密度，intracule和extracule電子密度，Fukui函數，以及量子信息熵等理論概念做了一簡要介紹與回顧。以石墨烯為例，對這些量的一些可能應用，用PBEPBE/6-31G*密度泛涵理論，在週期性邊界條件約束下，做了一些近似模擬靜態計算。石墨烯的這些不同量之間，表現出驚人相似的簡單規則空間分佈，令人印象深刻。這或許也在這些方面揭示了其電子整體上，表現出的驚人一致性規則行為。
- 期刊
在本研究中，我們提出了一種新穎且適合溶液法製程的技術，用來改善一般鈣鈦礦CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x太陽能電池的薄膜品質及光電轉換效率。此種新技術利用表面修飾工程，在無機奈米粒子硫化鉛表面接覆鈣鈦礦材料的前趨物(CH_3NH_3I)，並加入一般鈣鈦礦材料的前趨物溶液中，使之扮演類似成核點的晶種，用以改善及控制CH_3NH_3PbI_(3-x)Cl_x的成核成長機制，增進薄膜結晶性質與表面覆蓋率。使用此新製程技術的太陽能電池之光電轉換效率可到17.4%，與一般元件相比，大約提升了25%的效率。藉由同步幅射2D GIWAXS及時間解析螢光光譜的量測，光電轉換效率的增益可歸因於垂直向結晶性質的改善，造成更長的載子擴散長度及更有效率的載子傳輸能力。
- 期刊
利用自然界乾淨的水資源轉換成高能量密度的氫氣燃料，已逐漸直接影響到人類生活上的需求，因此開發電解水之催化反應電極材料，提高產生氫氣之效率，是許多乾淨能源技術的發展重點之一。目前產氫催化效率最佳之材料皆為地球上之貴重金屬，例如具有優良活性的鉑金屬。但無論如何這些催化材料都不適合應用在大面積的產氫系統上。因此，開發一個非貴重金屬且為地球上含量豐富之元素作為材料，並具有高效能的產氫催化效果，是現在能源開發上相當重要的一項研究課題。本文將介紹目前已經被報導的地球含量豐富的電催化析氫觸媒，說明如何經由特殊的材料設計與合成，來達到高效能的電解水產氫。
- 期刊
本文討論G. Kimball的自由雲球模型定性與定量的兩個發展，其中定性的最新發展是我們的串珠分子模型，而定量的最新發展則是加州理工化學教授W. Goddard III的電子力場方法。以烷類分子為例，定量的電子力場方法所計算的結果，特別是其電子雲球分佈，與動手作出來定性的串珠模型的形狀幾乎完全一樣。我們也利用這個電子力場方法，仔細分析甲烷分子的立體幾何的各種能量貢獻，結果顯示價殼層電子對的排斥能並非是甲烷分子採用正四面體的真正主要原因，四個價殼層電子對與碳原子核間有比較大的吸引能，才是造成甲烷是正四面體結構的關鍵。本文為串珠分子模型提供一個理論基礎，串珠模型是目前唯一的實體模型，可以用來更忠實的模擬許多微觀分子的電子構造。