摘要 近期实验研究中,采用二甲亚砜(DMSO)和表面活性剂掺杂PEDOT:PSS混合物制备高效Si/有机杂化太阳能电池。通过极性溶剂后处理PEDOT:PSS薄膜,器件性能进一步提升。我们发现溶剂极性越高效率越高。甲醇处理使PEDOT:PSS电导率达1105 S cm⁻¹,对应杂化电池达到12.22%创纪录效率。X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱揭示绝缘PSS去除和聚合物构象变化是性能提升关键。电化学阻抗谱(EIS)显示甲醇处理器件表现出更大复合电阻和电容,印证这一简便低成本方法的有效性。 背景 硅-有机杂化太阳能电池结合晶硅高吸收与有机层轻量化、溶液加工特性,提供低温、成本效益光伏路径。空
摘要 我们报告一种简单、室温、一锅法制备CuS纳米颗粒包覆CuSCN复合材料,实现色调可调和导电性。按1:1:1摩尔比混合硫酸铜、硫代硫酸钠和三乙胺硫氰酸酯(THT),即刻形成白灰色CuSCN相。去除THT得深蓝CuS微粒,而添加不同量THT生成有色导电复合材料。CuS纳米颗粒非即时生成,约12 h后形成,TEM证实六方CuS颗粒直径3-10 nm。显著地,复合材料导电率高于纯CuS或CuSCN。红外吸收在包覆复合材料中亦更强。氮气保护下250°C退火10 mL THT制备的CuS包覆CuSCN电阻率最低达0.05 Ω·cm。该可规模化策略可推广至将CuS包覆于其他纳米材料(金属氧化物、聚合物
摘要 通过在流动氢气中1200°C退火1 h水热结晶的层状羟基硫酸盐前驱体,制得相纯(La₀.₉₇RE₀.₀₁Yb₀.₀₂)₂O₂S纳米荧光粉(平均晶粒≈45 nm;RE=Ho, Er),唯一排气为水蒸气。978 nm激光激发(高达2.0 W)下,Ho³⁺掺杂样品显示绿光(~546 nm)、红光(~658 nm)和强近红外(~763 nm)发射,可见光区(400-700 nm)色度坐标稳定在(0.30, 0.66)左右。Er³⁺掺杂荧光粉发射弱绿光(~527/549 nm)、弱红光(~668/672 nm)但显著近红外发光(~807/858 nm)。其可见光区色度随激发功率从0.7增至2.0
摘要 95%,pH 7.4磷酸盐缓冲液中受控释放,24 h释放~90% GEN。HeLa细胞摄取研究显示FGCN内化量显著高于GCN(p55%细胞凋亡,显著高于GCN(~22%)和游离GEN。研究证实叶酸偶联增强GEN递送、细胞摄取及宫颈癌细胞抗肿瘤疗效。 背景 宫颈癌仍是全球女性发病率主要原因之一,主要由高危人乳头瘤病毒(HPV)感染驱动。尽管有预防疫苗(Gardasil、Cervarix)和常规疗法——手术、放疗、化疗,但许多患者尤其是低资源地区患者疗效不足。黄酮类等天然化合物具抗癌活性且全身毒性较低。染料木素作为大豆异黄酮,抑制蛋白酪氨酸激酶和NF-κB,G2/M期阻滞细胞周期并诱导凋
摘要 我们研究了聚(3-己基噻吩)(P3HT)链在聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)基质中空间排列如何影响关键光物理参数——电子吸收、带隙和光致发光(PL)量子产率(QY)。通过将P3HT负载量从25 wt%降至2 wt%,观测到PL QY系统性增加、光学带隙红移以及P3HT结晶体结构的显著变化。这些现象与连续P3HT网络分解为孤立微纳米颗粒(数十纳米至数微米)相关。数据通过链间堆积变化和分子内扭转无序度降低解释,界面P3HT分子起决定性作用。 背景 共轭聚合物如P3HT因其激子动力学直接影响有机光伏器件性能,十余年来持续受关注[1-4]。P3HT聚集体和纳米结晶中的激子生成、辐射复合和电荷转
摘要 采用自蔓延高温合成法(SHS)制备细粒ZnS:Cu,混合物中用NaCl作熔剂,Zn和S按化学计量比投料,Cu掺杂浓度约1.5 wt%。SEM显示产物包含两个分级:一级颗粒~10 μm以上,另一级50-500 nm。EDS证实两分级成分本质不同:50-500 nm颗粒中Cu浓度~2 wt%,而~10 μm以上颗粒未检出Cu。讨论了导致颗粒尺寸依赖性选择性掺杂的原因及NaCl在合成过程中的作用。 背景 当前高度重视开发复杂半导体结构制造新技术。优化半导体材料合成方法,在单一工艺周期内制备高质量(化学计量、无杂质等)或复杂半导体结构(固溶体、纳米结构材料)极具研究价值。这类研究也有助于深化对
摘要 本研究提出一种高阶介质超表面,由硅纳米砖阵列构成。通过精确调控砖的长宽,器件为X线性偏振(XLP)和Y线性偏振(YLP)光提供两组不同的增量透射相位,透射效率持续超88%。利用此能力,成功设计两个工作在高阶衍射模式的偏振分束器,均展现高透射效率。此外制备了两个高阶衍射模式的涡旋光发生器,产生拓扑电荷为2和3的涡旋光束。介质超表面在高阶衍射模式下的应用为超高效光学器件铺平道路。 背景 88%。基于此平台,设计两个偏振分束器将正交偏振高效分离至不同方向,以及两个产生拓扑电荷2和3的涡旋光发生器,展示高阶衍射控制的多功能性。 方法 超表面设计见图1a。由900 nm厚晶体硅纳米砖构成,位于
摘要 我们通过在氧化铟锡(ITO)玻璃上顺序沉积TiO₂浆料和AuNP溶液,制备了具有可控堆叠架构的金纳米颗粒(AuNPs)掺杂TiO₂光阳极。通过调节各层AuNP浓度,探究了AuNPs在TiO₂基质中空间分布对光吸收和器件性能的影响。当致密AuNP层(≈1.3 μg cm⁻²)定位在与N719染料峰值吸收(~520 nm)匹配的TiO₂穿透深度处时,观测到最显著的等离子体增强吸收和光伏输出。该构型下短路电流密度(Jsc)升至10.8 mA cm⁻²,能量转换效率(η)达5.0%——较无AuNP参比电池分别提升15%和11%。研究证实,TiO₂中AuNPs的刻意定位是最大化DSSC性能的关键策
摘要 近期实验证明分子束外延法可在Ag(111)上生长原子级薄硼片——硼烯,观测到两种不同表面相,但其精确原子排列和热力学稳定性仍有争议。本研究采用密度泛函理论考察Ag(111)上最可能的硼烯多晶型——屈曲三角、β12和χ3。计算显示三种独立单层均热力学不稳定且呈金属性,而Ag(111)衬底可将其稳定。模拟扫描隧道显微镜(STM)图像复现了实验观测的条纹相和均匀相,明确识别了底层晶格结构。 背景 自石墨烯发现以来,二维(2D)材料因其独特的电子、力学和催化性能备受关注[1-7]。过去十年,多项理论预测了各种2D硼片(统称硼烯),呈现多样的六方空位排列和屈曲模式[8-21]。大量第一性原理研究
背景 多自由度(MDOF)运动参数对大型系统(飞机、机械臂、精密制造)的精确定位和姿态控制至关重要。航空航天、无人机、光学对准等领域亟需对位移、俯仰和偏转角进行高精度感知。 传统MDOF测量依赖高性能传感器阵列,要求高速同步运行且具备亚微米精度。微纳加工和纳米材料的最新进展使单芯片实现成为可能,在保持或提高精度的同时减小尺寸、成本和复杂度。 先前工作探索了三维传感器阵列和角度相关光栅技术,但常受限于装配误差和计算复杂性。本文提出的方法利用氧等离子体加工制备单个正交PDMS光栅对,实现了紧凑、低成本、高精度的MDOF测量平台。 实验 聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备 Sylgard 184 PD
摘要 采用固相法合成了Cr³⁺和F⁻复合掺杂的LiNi₀.₅Mn₁.₅O₄正极材料,并考察了掺杂量对材料物理和电化学性能的影响。通过XRD、SEM、TEM和HRTEM表征结构与形貌,结果显示样品呈现明显的尖晶石特征,未发现Cr³⁺和F⁻杂相,尖晶石结构更加稳定。充放电测试、循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)结果表明,当Cr³⁺和F⁻掺杂量均为0.05时(即LiCr₀.₀₅Ni₀.₄₇₅Mn₁.₄₇₅O₃.₉₅F₀.₀₅),材料展现出最优电化学性能:在0.1、0.5、2、5、10 C倍率下的放电比容量分别为134.18、128.70、123.62、119.63和97.68 mAh g⁻¹。
摘要 传统纳米颗粒制备疏水性抗癌药物往往依赖有机溶剂,引发残留毒性担忧。本文展示了一种完全绿色的合成方法,制备叶酸修饰的10-羟基喜树碱(HCPT)纳米针(HFNDs),在消除有机溶剂的同时实现了高药物负载(70.2%)和强大的靶向能力。体外实验显示,HFNDs在HeLa细胞中的细胞摄取优于非靶向的壳聚糖-HCPT纳米针,MTT实验表明在同等HCPT剂量下细胞毒性增强。体内成像证实HFNDs在肿瘤中优先积累,HeLa异种移植瘤治疗研究显示显著的肿瘤抑制且全身毒性极小。这种无溶剂方法为安全、高效的化疗药物递送和成像提供了一个有前景的平台。 背景 过去二十年,研究致力于通过纳米颗粒递送系统克服传
摘要 提出一种新型 4 晶体管/2 电阻(4T2R)非易失性 SRAM(nv-SRAM),将基于浅沟槽隔离(STI)的电阻式随机存取存储器(RRAM)直接集成于标准 CMOS 逻辑工艺中。该单元采用自抑制负载机制,在保持传统 SRAM 快速读写特性的同时实现数据非易失性存储。因 RRAM 位于浮动节点相邻的 STI 区域,设计保持完全逻辑兼容性且无需额外工艺层,数据保持期间实现零静态功耗。 研究背景 随着 CMOS 进入纳米级,标准 SRAM 单元漏电流急剧上升,静态功耗达便携和物联网设备不可接受水平。研究者探索多种单元拓扑和偏置方案缓解此问题,常引入 RRAM 或 MRAM 等非易失性存储
摘要 三维(3D)周期性纳米结构因其独特光子、声子、电子性质备受青睐。利用胶体晶体或光聚合物的常规模板法常受限于设计灵活性不足、渗透或去除步骤中结构坍塌。本文引入混合工艺,将近场纳米图案化(PnP)与溶液法氧化锌(ZnO)渗透循环耦合。预涂覆 ZnO 层保护聚合物模板,实现可控纳米壳厚度,将高度收缩降至 16%——显著优于先前非真空方法(34%)。所得 3D ZnO 反向结构展现高比表面积、后烘焦低碳含量、3.0 eV 带隙,确认材料质量。该可扩展、低成本工艺为 ZnO 基光子晶体、传感器、能量器件铺平道路。 研究背景 3D 周期纳米结构因卓越光学力学性质在光子晶体(PhCs)、声子晶体(P
摘要 报道通过控制多 Mesa 沟道(MMC)架构中通孔长度,在常关 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管(HEMT)方面取得突破。制备沟道宽度达 300 nm 的增强型(E-mode)器件,展示正阈值电压 +0.79 V(100 nm/2 μm)和 +0.46 V(300 nm/6 μm)。器件导通电阻低于常规三栅纳米带 HEMT,同时保持高漏电流和改善热稳定性。通孔长度控制表面钉扎和横向耗尽,实现可扩展常关 GaN 功率电子器件。 研究背景 III-V 宽禁带氮化物因大禁带、高临界场、高电子饱和速度,在高频高压应用中性能卓越。AlGaN/GaN 异质结构形成二维电子气(2-DEG)通道
摘要 本研究展示原子层沉积(ALD)与水热合成相结合,将电纺聚酰胺-6(PA-6)纳米纤维(NFs)装饰氧化锌(ZnO)。场发射扫描电镜(FE-SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和球差透射电镜(STEM)揭示:ZnO种子层厚度由ALD循环数控制,水热处理时间决定独特“睡莲”状和“毛毛虫”状微纳结构的形成。抗菌实验显示ZnO/PA-6核壳复合材料显著抑制金黄色葡萄球菌活性,毛毛虫状结构抑制效果最显著。 研究背景 有机-无机层级纳米结构利用仿生设计的高比表面积,在催化、超疏水表面、光电子、压电子和抗菌材料中应用广泛。柔性纤维因高长径比、轻质、高强度成为先进纳米结构理想衬底。电纺丝是制备可进一
摘要 分子检测技术多样,但基于溶液中固态纳米孔的检测是当前极具前景的高通量、低成本技术。本研究制备固态纳米孔平台检测过氧化氢(H₂O₂),该物质不仅是无标记产物还是氧化还原反应关键参与者。成功利用聚焦Ga离子束制备直径~50 nm氮化硅(Si₃N₄)纳米孔,通过碳二亚胺偶联化学将辣根过氧化物酶(HRP)固定化于纳米孔内表面。固定化HRP酶能在单纳米孔通道诱导氧化还原反应。实时监测并研究了单个聚集ABTS•⁺分子易位事件。设计的固态纳米孔生物传感器可逆,可多次检测H₂O₂。 研究背景 纳米孔检测技术源于库尔特计数器和细胞离子通道。纳米孔检测溶液中通过的带电分子,分子进入纳米孔改变孔导电度,产生
摘要 合成了聚乙二醇二缩水甘油脂酸酯(DEG-1)与聚乙烯多胺(PEPA)固化的杂化非晶聚合物,并掺入高氯酸锂(LiClO₄)。差示扫描量热、广角X射线衍射、红外光谱、扫描电镜和光学显微镜揭示:LiClO₄与环氧链形成给体-受体配位复合物,提高玻璃化转变温度(Tg),同时产生类无机微观包裹物。 研究背景 液态电解质主导当前锂离子电池,室温离子电导率10⁻³-10⁻² S/cm。高温运行可省冷却系统,但液态电解质快速降解且易形成锂枝晶威胁安全循环寿命。固态聚合物电解质(SPE)作为替代方案因不燃、不漏液、兼容多种电极而备受关注。聚乙烯氧化物(PEO)因能配位Li⁺离子成研究最多SPE寡聚物,但
摘要 聚醚醚酮(PEEK)凭借卓越化学稳定性和生物力学相容性成为生物医学植入材料首选,但其疏水惰性表面阻碍细胞附着。本研究探讨氩等离子体活化与金溅射涂层对PEEK表面的协同效应,构建促进小鼠胚胎成纤维细胞粘附铺展的纳米结构界面。通过重量法、接触角测量、X射线光电子能谱(XPS)、电动势分析、原子力显微镜(AFM)量化表面极性、化学性、形貌。细胞响应经粘附实验、荧光成像、扫描电镜(SEM)评估。结果显示:等离子体处理生成极性基团、增加表面氧含量;金沉积进一步增强润湿性并引入纳米结构金属层。金涂层厚度与细胞粘附改善直接相关,150-300 s沉积形成的连续金层为成纤维细胞增殖提供最优环境。该等离子
摘要 利用HF/AgNO₃溶液电解刻蚀n型Si(100)晶片制得高密度、垂直取向硅纳米线(SiNWs)。纳米线直径20-300 nm,形貌多样(圆形、矩形、三角形)。光学测试显示近紫外区最大反射率19.2%、最小3.5%,可见-近红外平均反射率<10%,远优于未刻蚀衬底65.1%。SiNWs计算带隙1.20 eV,略高于体Si 1.15 eV,显示量子限域效应。导电原子力显微镜测试独立纳米线呈线性欧姆I-V特性(至2 V),平均电阻率33.94 Ω·cm。 研究背景 纳米结构材料展现尺寸依赖的电学光学性质,区别于块体。硅间接带隙限制发光效率,一维SiNWs通过量子限域增强辐射复合。SiNWs
纳米材料