摘要 钽硫化物纳米片因其电子性质和器件应用备受关注。传统溶液超声剥离受限于超声可能导致亚微米碎片。本研究成功采用高效多步插层无超声工艺剥离1T-TaS₂。所得TaS₂纳米片平均厚度3 nm,横向尺寸数微米。原子力显微镜进一步确认少层和单层TaS₂片形成。少层TaS₂保持1T结构,而单层TaS₂显示晶格畸变,可能采用三角棱柱配位的1H类结构。 研究背景 层状过渡金属二硫属化物(TMDs)因独特结构特征和能源、电学领域优异性能,作为二维材料备受瞩目。因层状结构,TMDs常作为客体插层宿主(从路易斯碱到碱金属),可利用有机锂或碱金属萘化物还原化学和超声物理剥离成纳米片。剥离TMDs在电学、催化、储
摘要 提出一种利用直流介电泳(DC-DEP)制备金属-纳米线-金属架构硅纳米线(Si NW)器件的简便可放大路线。器件表现出明显的整流I-V特性,极性取决于电压扫描方向。该行为源于电测量过程中的非对称焦耳加热。反偏工作时器件呈现强光响应,归因于Si NW/Pt界面强内建电场,显示在光电探测器、逻辑元件和传感器中的应用潜力。 研究背景 一维半导体纳米线具备高表面体积比、量子限域和优异晶体质量,广泛用于光伏、LED、光电探测器。硅纳米线(Si NW)已集成于太阳能电池、LED、光电探测器等器件,利用其可调电学光学性质。 Si NW合成途径包括自下而上(VLS、MBE、激光烧蚀)和自上而下(DRI
摘要 半导体锶锗化物(SrGe₂)在近红外区具有大吸收系数,是多结太阳能电池极具吸引力的材料。本研究首次报道利用反应沉积外延(RDE)在Ge(100)、(110)、(111)衬底上合成SrGe₂薄膜。证实薄膜形貌高度依赖衬底温度(300-700 °C)和晶向。在Ge(110)上500 °C获得单取向SrGe₂薄膜,为将SrGe₂集成进高效薄膜光伏器件提供路径。 研究背景 碱土硅化物长期因太阳能电池、热电、光电应用受关注。锗化物虽研究较少,理论预测具备优异电学光学性质。SrGe₂作为典型碱土锗化物,结晶为BaSi₂型斜方结构(空间群Pnma,62号,Z=8)。它是带隙~0.82 eV的间接带隙
摘要 理论预测通过精心设计的界面应变控制轨道有序,可使钙钛矿锰酸盐薄膜居里温度(T_C)提升超一个数量级。本研究证实,在La₀.₆₇Sr₀.₃₃MnO₃(LSMO)层间插入BaTiO₃(BTO)层系统增强铁磁有序并提升LSMO/BTO超晶格T_C。X射线线性二色性(XLD)测量确认BTO施加的拉伸应变使LSMO层中e_g(x²-y²)轨道优先占据。结果表明调控轨道占据是提升超薄LSMO薄膜T_C的有效途径,面内轨道占据强化双交换铁磁耦合。发现为设计远超室温工作的磁电子器件开辟新途径。 研究背景 钙钛矿锰酸盐薄膜随厚度减薄T_C显著下降,即“死层”效应,限制了场效应晶体管、磁隧道结、自旋阀、非
摘要 CeO₂₋ₓ纳米晶(纳米铈)的氧化还原性能始终伴随Ce³⁺与Ce⁴⁺氧化态转换。我们在水溶胶体系中通过氧化剂刺激监测纳米铈Ce³⁺→Ce⁴⁺氧化过程,利用不同距离纳米铈表面的Ce³⁺离子发光信号追踪反应动力学。观测到的Ce³⁺发光变化表明,Ce³⁺→Ce⁴⁺反应在纳米铈内部发展,由氧化纳米铈表面水分解产生的扩散氧触发。首次观测到Ce³⁺发光强度因Ce³⁺↔Ce⁴⁺可逆切换而产生的显著振荡。这种阈值效应由纳米铈吸吸氧驱动,当晶格氧空位浓度、胶体溶液氧化剂浓度和温度达到特定临界值时出现。纳米铈根据环境氧化还原条件吸吸和释放氧的能力,使其成为真正自我再生的永久抗氧化剂。 研究背景 纳米晶体广
摘要 报道了一种利用直流磁控溅射制备晶圆级少层MoS₂/SiO₂/Si异质结并原位装饰Pd纳米颗粒的可放大制造方法。器件在室温下表现出显著的氢响应增强,灵敏度高达9.2×10³%,远超单独的Pd/SiO₂/Si或MoS₂/SiO₂/Si。传感性能强烈依赖Pd层厚度,5 nm左右为最佳。微观结构分析和电学测量揭示了机制,证实Pd催化和界面电荷转移是响应增强的原因。研究确立Pd修饰MoS₂/SiO₂/Si异质结作为高性能室温氢传感器的极具前景平台。 研究背景 氢气(H₂)作为清洁丰富的能源载体广泛用于燃料电池,但其无色无味、极易爆炸的特性带来重大安全隐患,亟需可靠实时的H₂泄漏检测。传统金属氧化
摘要 通过简单的固态加热法制备了聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/金/石墨烯(PEDOT/Au/GO)三元复合物。TEM和XRD证实复合物呈页岩状形貌,金纳米颗粒均匀分散。电化学研究显示,PEDOT/Au/GO修饰玻碳电极(GCE)对亚硝酸盐(NO₂⁻)和碘酸盐(IO₃⁻)均表现出优异电催化活性。安培测试显示100-1000 μM线性响应,检测限(LOD,S/N=3)分别为0.53 μM(亚硝酸盐)和0.62 μM(碘酸盐)。10 μM时氧化/还原峰值电流分别达9.59 μA和11.47 μA,彰显复合物的高灵敏度和快速响应。 研究背景 亚硝酸盐(NO₂⁻)广泛存在于环境、食品、农业基质中,长期暴
摘要 水系钠离子电池(ASIB)凭借钠资源丰富和水系电解质固有安全性,正成为极具前景的储能平台。本研究构建了一种ASIB架构,采用Na₄Mn₉O₁₈/碳纳米管(NMO/CNT)复合正极、锌金属负极和新型Na⁺/Zn²⁺混合离子电解质。微球状NMO/CNT材料通过简便喷雾干燥法制备,在4 C倍率下经150次循环仍保持53.2 mAh g⁻¹可逆比容量。研究确立了NMO/CNT复合材料作为高倍率、安全ASIB的极具竞争力的正极候选者。 研究背景 锂离子电池(LIB)凭借高能量密度主导便携电子市场,但锂资源稀缺和开采成本高构成长远挑战。水系LIB最早由Dahn团队1994年报道,因低成本、本质安全
摘要 研制了一种新型铁-铂(FePt)纳米颗粒平台,经聚吡咯(PPy)包覆后结合光热治疗(PTT)与光声成像(PAI)用于癌症治疗。FePt@PPy纳米颗粒展现出优异的生物相容性、光热稳定性和强近红外(NIR)吸收,在808 nm激光照射下高效消融肿瘤并产生稳健PA信号。体外研究证实其强效杀伤癌细胞和清晰PA对比,定位FePt@PPy为极具前景的多功能诊疗一体化剂。 研究背景 光热治疗因其精确的时空控制和有限的全身毒性,成为癌症消融的高选择性、微创方法。FePt纳米颗粒将NIR光转化为热能,光热转换效率优于金纳米颗粒,且提供双模CT/MRI造影。但表面功能化对改善水溶稳定性和生物相容性至关重
摘要 磁性聚(N-异丙基丙烯酰胺)(Fe₃O₄-PNIPAAm)纳米复合材料在生物医学和环境领域极具应用前景。本研究对比了乳液聚合、原位沉淀和物理混合三种合成路线,分别制得Fe₃O₄-PNIPAAm-1、-2、-3。扫描电镜、Zeta电位、热重分析、振动样品磁强计和动态光散射结果表明,Fe₃O₄-PNIPAAm-1和-2表现出更优的热稳定性、表面电荷和磁化强度,形成高度稳定的胶体。所有复合材料即使在低浓度下均能显著诱导大肠杆菌和金黄色葡萄球菌DNA损伤并降低细胞活力。Fe₃O₄-PNIPAAm-1对两菌株抗菌效果最强,金黄色葡萄球菌比大肠杆菌更敏感。研究表明乳液聚合是制备具有增强抗菌性能Fe₃
摘要 通过共价偶联甲氨蝶呤(MTX)与糖胺聚糖软骨素硫酸酯(CS)制备自组装纳米凝胶(NGs)。MTX-CS NGs得益于CS对CD44受体的高亲和力(该受体在许多肿瘤细胞上过表达),显著增强了水溶性并改善了生物分布。体内实验证实,与游离MTX相比,MTX-CS NGs能实现更高的肿瘤内药物浓度,同时显著降低全身毒性。结果确立了基于CS的偶联物作为难溶性抗癌药物靶向递送的强大平台。 研究背景 甲氨蝶呤(MTX)作为叶酸类似物,自1950年代引入以来仍是多种恶性肿瘤化疗的基石。但其临床应用受限于水溶性差、清除快、剂量依赖性不良反应(尤其是粘膜炎和骨髓抑制)。靶向递送可通过增强肿瘤摄取、减少正常
摘要 生物医学应用中对丝素蛋白(SF)支架制剂的需求日益增加。研究者通过戊二醛交联丝素蛋白与不同比例的骨诱导性重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2),制备了三种溶液:(i) 3% SF无rhBMP-2 (SF),(ii) 3% SF与等量rhBMP-2 (SF+rhBMP-2),(iii) 12% SF与3% rhBMP-2 (4SF+rhBMP-2)。利用电纺丝技术制备纳米支架,评估rhBMP-2对SF支架骨诱导潜力的增强效果。应力-应变关系显示,rhBMP-2的添加不降低纤维机械强度,且随SF浓度增加支架机械强度提高。溶胀研究表明rhBMP-2结合增加了支架的水分保持能力。人骨髓间充质
摘要 10⁹次循环)和自顺应效应。氮原子钝化HfO₂薄膜缺陷改变了电流传导机制:高阻态(HRS)从Poole-Frenkel传导转变为Schottky发射;低阻态(LRS)转变为空间电荷限制电流(SCLC),表明氮原子形成Hf-N-Oₓ空位簇(Vₒ⁺)限制电子在开关层中移动。 研究背景 电阻随机存取存储器(RRAM)由夹在两电极间的绝缘层组成,因结构简单、低功耗、高速操作(<300 ps)、非破坏性读取等优势,被视为下一代非易失性存储器有力候选。但RRAM高工作电流和性能退化是便携电子应用的主要问题。Pt/HfO₂/TiN结构提供导电路径诱导电阻开关,但非晶HfO₂缺陷增加漏电路径,导致功耗和
摘要 在锂离子电池(LIB)研究中,粘结剂是关键却常被忽视的组分,能决定负极性能。本系统比较五种粘结剂——聚偏二氟乙烯(PVDF)三种型号(HSV900, 301F, Solvay5130)、水溶性苯乙烯-丁二烯橡胶与羧甲基纤维素钠混合物(SBR+CMC)、聚丙烯腈衍生物(LA133)——在氧化铜(CuO)负极中的表现。电化学测试显示水基粘结剂,特别是SBR+CMC,显著改善与铜箔结合、循环稳定性和倍率性能。SBR+CMC 50圈容量保持率87%,PVDF不足30%。结果凸显SBR+CMC适用于过渡金属氧化物负极,在消除有害有机溶剂的同时提升性能。 研究背景 锂离子电池凭借高比能量、长循环寿命
摘要 本文报道采用溶胶-凝胶辅助水热法成功合成银包覆球形Li₄Ti₅O₁₂(LTO)颗粒。以乙二醇和硝酸银为前驱体,考察银含量对电化学性能影响。XRD证实LTO尖晶石结构完好,银以金属相独立存在。电化学阻抗谱(EIS)显示高导电Ag层大幅降低电荷转移电阻,赋予优异倍率性能。最佳5 wt.% Ag负载下,复合材料0.5 C比容量186.34 mAh/g,5 C循环100圈容量保持率92.69%,甚至10 C下100圈仍保持89.17%。结果表明薄而均匀的Ag包覆增强电子电导率和循环稳定性,Ag包覆球形LTO作为高功率锂离子电池负极极具前景。 研究亮点 溶胶-凝胶辅助水热法制备球形LTO/Ag复
摘要 铜纳米线有潜力达到甚至超过氧化铟锡(ITO)作为柔性透明导电电极的性能。但大规模生产需高速、低成本且不损伤柔性基底的制备工艺。主要瓶颈在于透明电极成型后去除纳米线表面有机残留的后处理,这对获得高光电性能至关重要。本文提出超紫外辐照+乙酸浴的简易、可扩展、快速后处理。仅2 min紫外处理+10 min酸浴,即测得方块电阻Rₛ=42 Ω/sq,550 nm透过率T=87%。此外,铜纳米线电极在750-2500 nm近红外区保持高透明度,适合红外太阳能电池等应用。 研究背景 透明导电电极(TCE)广泛用于触摸屏、显示器、太阳能电池、LED。要求优异光电性能和低成本大规模制备。550 nm透过率
摘要 本文报道一种通过垂直堆叠完整银纳米环和半纳米环产生尖锐法诺共振的等离激元纳米结构。该设计在垂直入射光照下激发亚辐射模式,产生新的旋转模式和可调谱光谱响应。在近红外区实现高品质因数共振,展现出集成纳米传感器和光子电路的巨大潜力。 研究背景 表面等离激元极化子(SPPs)实现纳米尺度光-物质相互作用的前所未有控制,推动纳米制造、光学表征和全场计算电磁学发展。局域等离激元共振在金属纳米盘、三角形、纳米棒、纳米环等结构中得到广泛研究。法诺共振源于宽窄激发通道干涉,已在环-棒组装、等离激元寡聚体、非球形簇、石墨烯器件、量子点中演示。但因复杂模式杂化和依赖入射角的阻滞效应,在特定波长实现法诺共振仍具
摘要 通过水热法合成不同La含量(Ce:La=1:0, 3:1, 1:1, 1:3, 0:1)的一维Ce-La纳米棒。采用改进沉积-沉淀法负载Au制备Au/Ce-La纳米棒催化剂。BET、ICP、XRD、SEM、TEM、EDX、XPS、UV-Vis DRS、H₂-TPR全面表征证实La以LaOₓ形式存在于棒中,所有组分均保持棒状形貌。催化测试显示Ce/La=3:1(Ce₀.₇₅-La₀.₂₅)催化剂活性最佳:1.0%Au/Ce₀.₇₅-La₀.₂₅(300°C煅烧)在30°C实现CO完全转化,稳定至200°C。 研究背景 CO是强呼吸毒素,不可逆结合血红蛋白,室内空气和汽车尾气中的CO构成严重
摘要 本文提出一种利用周期性挤出介质纳米棱柱阵列激发表面等离激元共振(SPR)的等离激元传感器。纳米棱柱几何结构将入射光汇聚至金属-介质界面,介质作为分析物介质。器件在垂直入射照明下工作,采用光谱询问。与传统Kretschmann构型相比,该器件提供更高灵敏度和更优优值(FOM),且兼容标准纳米制造工艺。 研究背景 SPR传感器是生物医学和材料科学无标记光学检测的基石。传统设计依赖角度或光谱询问,Kretschmann构型最广泛:光通过高折射率棱镜耦合入薄金属膜,需精确入射角满足波矢匹配条件。大入射角限制了传感器实用性和集成潜力。已提出多种垂直入射策略:窄金属沟槽、纳米腔、介质光栅等,利用亚纳
摘要 本文采用微升级溶液工艺制备大面积均匀银纳米线(AgNW)薄膜。通过拖拽两板间微升液滴弯月面,将交叉AgNW沉积在Au基底上。通过控制简单实验参数调节热点密度,改变薄膜光学性质。交叉AgNW薄膜作为表面增强拉曼散射(SERS)基底,展现出巨大的电磁场增强和良好的重现性。 研究背景 表面等离激元共振(SPR)是金属表面导带电子受光激发的集体振荡。贵金属纳米结构的SPR吸收带位于可见区,对尺寸、形状、间距和介质极敏感。当两纳米颗粒纳米级间距靠近时,电磁场聚集在间隙形成热点。许多研究致力于可靠制备SERS热点,如纳米颗粒聚集、图案化纳米结构阵列、纳米球覆盖金属膜等,但规则间隙尺寸制备仍是挑战。A
纳米材料