摘要 本文证明，利用原子力显微镜（AFM）探针进行动态犁式光刻（DPL），可在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）薄膜上以前所未有的速度生成密集的纳米级坑阵列。通过在敲击模式下以高侧向速度划过表面，探针以受控的间歇方式穿透聚合物并移除材料。临界划刻速度100 µm/s将坑的形成与纳米沟槽的产生区分开来。当速度超过该阈值时，每秒可生成4,800–5,800个坑，每个坑需要65–80次探针穿透以克服玻璃态聚合物的阻力。通过对弹性、塑性和堆积阶段的详细分析，解释了观察到的坑形貌和深度。实验结果结合应力松弛模量的理论建模，证实了DPL在聚合物薄膜高通量纳米制造中的可行性。 背景 纳米技术的快速发展推动了对纳

摘要 我们报道了一种简化的单锅合成法，制得直径15-35 nm单分散绿色荧光蛋白(GFP)掺杂二氧化硅纳米粒子。该法利用L-精氨酸催化溶胶-凝胶化学在双相环己烷/水体系中进行，允许GFP选择性掺入核、壳或两者中而不损害蛋白荧光。详细表征——TEM、DLS、zeta电位、荧光光谱、量子产率分析——证明GFP保留光物理特性，量子产率达0.62(游离GFP为0.38)。稳定性研究显示蛋白泄漏可忽略、热稳定性增强、光稳定性提高，蛋白酶实验确认抗酶降解保护。A549肺癌细胞细胞摄取实验揭示高效内吞内化和GFP胞质递送，极少溶酶体淬灭。确立GFP掺杂二氧化硅纳米粒子作为细胞内蛋白递送和高分辨生物成像的稳健

摘要 采用UV固化法制备喷墨打印银栅极电极，实现优异电阻率6.69×10⁻⁸ Ω·m。通过系统变换UV固化时间和样品与UV灯距离(D)，确定最优条件最小化残留有机物并最大化电导率。所得薄膜对玻璃衬底表现优异粘附，达ASTM标准4B级。本研究展示了一种可规模化、低温制备高性能银电极路径，适用于柔性印刷电子。 背景 200 °C)热固化或高能烧结。UV固化提供快速、低温替代方案，可在不超过140 °C条件下去除银纳米粒子墨水残留有机物，适合温敏衬底。 方法 玻璃衬底经异丙醇、四氢呋喃、去离子水超声清洗并最终IPA冲洗。银纳米粒子墨水(DGP-40LT-15C, Advanced Nano Pr

摘要 金磁纳米粒子(GoldMag)因结合Fe₃O₄和Au纳米粒子独特理化性能而备受关注。聚合物包覆GoldMag不仅提高复合粒子在缓冲液中稳定性，更在建立临床相关生物分子即时光学检测中起关键作用。本文采用聚(4-苯乙烯磺酸-共-马来酸)(PSS-MA)——一种同时含磺酸和羧酸阴离子基团的负性聚电解质——包覆正电荷GoldMag(30 nm)表面。PSS-MA包覆GoldMag复合物在544 nm处呈稳定表面等离子体共振(SPR)吸收峰。一对抗D-二聚体抗体偶联于该复合纳米粒子表面，在0.3-6 μg/mL范围检测靶蛋白D-二聚体。D-二聚体-抗体三明治桥接导致GoldMag组装引起特征峰位移

摘要 六方NaREF₄(RE=Y,Gd,Lu)氟化物是镧系掺杂上转换(UC)纳米材料的标杆宿主，其晶格促进强烈、光稳定发光。然而立方(α)相通常在低温主导，阻碍常规溶剂热法制备小尺寸六方(β)NaREF₄晶体。本研究采用异质核诱导策略，在α-NaGdF₄核上生长β-NaYF₄:Yb,Er壳层，获得水溶性、亚50 nm粒子。XRD、TEM、EDX结构分析确认核壳结构，阐明阳离子交换驱动六方壳层生长的作用。观测到Gd³⁺上转换发光进一步验证异质界面形成。该方法提供可规模化、低温路径制备明亮、生物相容UC探针。 背景 镧系掺杂UC纳米粒子因尖锐发射峰、光稳定性、近红外激发，成生物成像和传感理想材料

摘要 我们报道了一种成本效益高、可规模化合成的二氧化硅气凝胶负载羟锌矿和Zn/Al碳酸羟滑石，其具有超薄层(<5 nm)、高比表面积(≈260 m² g⁻¹)和弱结晶性。针对Pb(II)批量吸附测试显示最大吸附容量分别为684.9 mg g⁻¹(SA-Zn-HZ)和555.6 mg g⁻¹(SA-Zn₃Al-HT)，超越大多数无机吸附剂。Langmuir和拟二级动力学拟合确认表面化学吸附机制。XRD、TEM和EDS映射显示Pb(II)以羟角铅矿(Pb₃(CO₃)₂(OH)₂)形式沉淀，源于载体相的沉淀-转化反应，解释了高效率和低pH影响。 背景 地表水和配水管网铅污染仍是全球环境与健康危机。

摘要 通过碳化F108/间苯二酚-甲醛复合物并经KOH活化，合成了具有独特微观结构的碳纳米球。三嵌段共聚物Pluronic F108用量决定最终形貌：具有微孔网络的多聚分散碳纳米球(PCNS)、具有分级多孔结构的单分散碳纳米球(MCNS)和团聚碳纳米球(ACNS)。比较分析显示MCNS电化学性能最优，在0.2 A g⁻¹下比电容达224 F g⁻¹，20 A g⁻¹下保持73%，10000次循环后保留93%初始电容。结果确立MCNS作为高性能超级电容器电极材料的前景。 背景 超级电容器因兼具高功率密度、快速充放电能力和超长循环寿命，成为关键储能器件。超级电容器性能根本取决于电极材料微观结构。

摘要 采用等离子体辅助分子束外延（MBE）在MgO(111)衬底上生长纤锌矿ZnO薄膜。设计不同初始生长条件监控薄膜质量。所有ZnO薄膜均呈高度(0001)取向织构，无平面内旋转，经原位反射高能电子衍射（RHEED）和原位X射线衍射（XRD）证实。原子力显微镜（AFM）图像显示：在氧气分子氛围中生长、且在氧等离子体生长ZnO前沉积Zn原子的薄膜呈脊状形貌；无初始Zn沉积的薄膜呈颗粒状形貌。这种人工设计的界面层深刻影响ZnO薄膜最终表面形貌和光学性质。室温光致发光（PL）测量显示：颗粒状形貌ZnO薄膜出现强缺陷相关绿光发射带，而平坦脊状表面形貌薄膜中几乎不可见。本工作表明，通过在衬底和外延层间设

摘要 我们考虑双向量子密钥分发协议遭受的攻击：不可探测的窃听者在消息模式下复制所有消息。证明在此攻击下消息模式无扰动，发送方与接收方互信息恒定等于1。因此，近期双向协议的安全性证明不完整，因未覆盖此类攻击。 背景 I_AB），仅因Eve可能在线路中就无法执行。 为寻求更高效协议，提出并实现了双向协议。特别是基于两个（称ping-pong(pp)协议）和四个（Ψ^∓, Φ^∓）贝尔态的纠缠光子双向协议，以及单光子确定性Lucamarini-Mancini(LM05)协议。后者各种变体、修正和推广见文献。两种变体分别在文献[7]和[14]实现。前者pp协议2008年由Ostermeyer和Wal

摘要 我们报告了在n型GaAs二维电子气（2DEG）中进行的横向电子聚焦（TEF）实验。在适度横向磁场（B⊥）下，电子从量子线注入器被导向探测器，在B⊥中产生一系列周期性聚焦峰。值得注意的是，奇数峰分裂为两个亚峰，各反映注入器发射的不同自旋分支。温度演化显示：最低温度下分裂清晰，随热能（k_BT）接近两倍自旋能隙（2ΔE）逐渐模糊，证实低温下交换驱动的自旋极化占主导。 背景 GaAs/AlGaAs异质结2DEG中的准一维（1D）系统电子输运，长期作为研究非相互作用量子力学和多体现象的基准。此类系统电导以n·(2e²/h)（n=1,2,3…）量子化，但近年实验发现丰富的低密度相，包括初生Wig

摘要 异质外延岛的侧向有序常通过沉积前对衬底进行坑状图案化实现。控制这些坑的形状、取向和深度非同小可，因为亚稳态几何在退火或后续生长过程中会演化。本工作提出连续相场模型，预测Si(001)典型坑形貌随初始深度和形状的演化。模型包含表面扩散和强各向异性表面能密度，可复现硅Wulff形状。模型成功复现实验观测的亚稳态构型，揭示了无论初始深度如何，坑向整体平坦化演化的共同动力学路径。将模型扩展至具有不同平衡晶面的两种材料异质外延，展示了Ge外延生长过程中坑轮廓旋转，与近期实验观察一致。 背景 半导体错配异质外延（如Ge/Si、InGaAs/GaAs）常通过Stranski-Krastanov(SK

摘要 采用单步水热法开发了新型MoS₂/乙炔黑（AB）复合材料。系统表征显示少层、超薄MoS₂生长于AB表面。AB的引入提高了复合材料容量，实现1813 mAh g⁻¹的放电容量。 背景 锂离子电池（LIB）是便携电子设备（笔记本、手机）最重要的可充储能技术之一。面对日益严重的污染和化石燃料枯竭，研究界对LIB驱动电动汽车（EV）的前景日益看好。EV性能高度依赖LIB的容量和循环性。商用LIB广泛用的石墨负极（理论容量372 mAh g⁻¹）虽较旧碳材和纯锂负极大幅改进，但有限容量亟需替代以提升电池容量。学界大量研究致力于改进负极材料以获高比容量和循环性。引入超级材料石墨烯后，容量达石墨两倍

摘要 我们研究了溅射角度和时间对氧化铟锡（ITO）形貌及甲基铵碘化铅（MAPbI₃）钙钛矿薄膜性能的影响。将斜角溅射角度从0°增至80°，因PEDOT:PSS中间层表面润湿性改变，钙钛矿晶粒尺寸增大。以30°斜角、15 min沉积的ITO薄膜制得最高效器件（功率转换效率11.3%），凸显了电导率与光散射特性的平衡。 背景 氧化铟锡（ITO）凭借~96%可见光透射率和~10 Ω/sq方块电阻，仍是光电器件中最广泛的透明导电氧化物（TCO）。通过退火、气体比控制或掠角沉积（GLAD）调控ITO的光电特性，可获得柱状微观结构和各向异性的各向异性薄膜。基于CH₃NH₃PbI₃（MAPbI₃）的钙钛矿

摘要 本研究探讨了电化学阳极氧化制备的自组织TaOₓ纳米管阵列（直径20–90 nm）的生物相容性。所有阳极氧化样品均为非晶态。表面润湿性随纳米管直径变化，符合Wenzl几何粗糙度模型。人成纤维细胞体外实验显示明显的润湿性依赖响应：35 nm直径阵列表现出最佳生物相容性，归因于其致密的局部粘着点和优异的亲水性。研究表明，调控纳米管直径和表面粗糙度可显著提升钽氧化物表面的生物相容性。 背景 钽（Ta）是一种稀有、坚硬、耐腐蚀且生物惰性的金属，其超薄氧化膜赋予极佳生物相容性。其柔韧性和低毒性使其成为牙科和骨科植入体、骨重建及模拟天然骨结构的多孔支架的理想材料。相比钛，钽支持更多细胞外基质沉积、细

摘要 我们利用单步常压化学气相沉积（AP-CVD）工艺，在Si/SiO₂衬底上制备了高质量、原子级薄的WS₂薄膜，单晶域尺寸超过400 µm。通过系统优化前驱体选择、腔体压力、生长温度、保持时间、硫用量和气体流速，实现了平均尺寸超100 µm的单层WS₂晶域。拉曼、AFM、TEM和PL分析确认了薄膜的单层厚度、六方晶体结构及层数依赖的光学响应，证明其适用于可规模化的光电器件。 背景 二维（2D）材料凭借量子限域效应、高载流子迁移率和柔韧性，成为下一代电子学和光子学的关键。虽然石墨烯导电性优异，但零带隙限制了其半导体应用。过渡金属二硫属化物（TMDCs）如WS₂具有直接带隙、强自旋-轨道耦合和

摘要 本研究探讨GaAs衬底及其相邻层对垂直变形InAs/InGaAs量子点(QD)结构光生伏特(PV)效应的影响，并与常规准形变InAs/GaAs QD对比。分子束外延(MBE)生长结构，底部接触分别置于n⁺缓冲层或GaAs衬底。缓冲层接触样品光电谱显示QD、润湿层(WL)和缓冲层特征；衬底接触样品额外出现EL2缺陷中心起始特征。后者导致双极性PV，源于QD相关跃迁与衬底相关缺陷竞争。缓冲层接触谱中无衬底影响，但变形堆叠中n⁺GaAs缓冲层负面影响PV和光电导(PC)。这些发现指导变形QD结构设计以实现高效光子器件。 背景 半导体纳米结构，特别是In(Ga)As QD，已成为红外光子学基石材

摘要 TiO₂长期作为光催化主力，但其宽带隙(3.2 eV)限制吸收于紫外光(仅占太阳能约4%)。近年研究聚焦调控TiO₂光学性质，常通过与第二金属氧化物半导体耦合。TiO₂接触MoO₃时，MoO₃价带光生空穴可转移至TiO₂，减少电子-空穴复合、增强电荷分离。此外引入等离子体Ag或Au纳米颗粒通过近场增强和光散射提升光电流。本研究采用两步阳极氧化制备三维TiO₂纳米管核心，经水热生长MoS₂后退火形成MoO₃壳层核壳结构(TNTs@MoO₃)，经FE-SEM和XPS表征，进一步修饰Au纳米颗粒利用表面等离子共振(SPR)实现卓越光催化性能。 背景 全球能源需求持续增长，推动太阳能、地热、潮汐

摘要 在2–5 nm尺寸范围内，纳米金刚石在458 nm激光激发下表现出1325、1600和1500 cm⁻¹三个明显拉曼带。切换至257 nm激光使1500 cm⁻¹带移至1630 cm⁻¹。与sp²键合碳不同，这些带相对强度在458 nm和257 nm激发下保持不变。值得注意的是，1600 cm⁻¹带半峰宽和强度在高达50 GPa压力下保持不变。高压拉曼测量得出2–5 nm纳米金刚石体积模量约560 GPa。研究颗粒经表面污染物纯化并分散于Si或NaCl中以确保本征行为。 背景 过去三十年纳米金刚石研究显著进展，但量子限域对其力学性质和拉曼响应影响仍未充分探索。当晶体尺寸接近激子玻尔半径时

摘要 本文报道磁控溅射在n型GaAs上沉积MoS₂薄膜实现的创纪录横向光伏效应(LPE)。MoS₂/n-GaAs异质结展现随激光光斑靠近电极线性上升的光伏电压，峰值达208.2 mV，对应灵敏度416.4 mV/mm。该值远超MoS₂/Si及其他MoS₂基器件报道值。对比MoS₂/p-GaAs结LPE仅7.3 mV。能带排列分析将优异性能归因于形成高导电反型层的强内建场(E_bi=1.07 V)，实现高效横向载流子扩散。最优MoS₂厚度约30 nm，平衡载流子扩散与复合。结果表明MoS₂/GaAs异质结构是高性能位置敏感探测器的有前景平台。 背景 9%)[9]和自驱动光探测器(探测率3.5×1

摘要 本研究探讨Al₂O₃/ZnO纳米层状结构中双层厚度变化对形貌、光学透明度和电导率的影响。利用原子层沉积(ALD)制备五组纳米层状结构(25/25 nm、10/10 nm、5/5 nm、2/2 nm、1/1 nm)，通过TEM和AFM分析结构，椭偏光谱(SE)和UV-vis光谱表征光学响应，霍尔效应测量电学行为。结果表明：较薄双层产生更平滑表面，带隙蓝移高达0.4 eV(归因于Burstein-Moss效应和量子限域效应)，电阻率可调范围跨越两个数量级。这些发现表明Al₂O₃/ZnO纳米层状结构中双层工程为高透明导体和高电阻层提供了多功能途径，适用于光电子器件。 背景 纳米层状结构由交替纳