摘要 本文报道分子束外延（MBE）系统在GaAs（001）衬底上生长的中波（MWIR）和长波红外（LWIR）InAs/GaSb II型超晶格（T2SL）面内电输运性质。通过基于界面错配阵列（IMF）技术生长GaSb缓冲层，缓解T2SL与GaAs衬底巨大晶格失配。为补偿InAs/GaSb T2SL应变，采用特殊快门序列获得类InSb和类GaAs界面。发现MWIR InAs/GaSb T2SL在低温呈型、高温呈型导电。有趣的是，导电类型转变温度依赖于生长温度。另一方面，LWIR T2SL导电完全由电子主导。重要的是，LWIR T2SL低温下主导散射机制为界面粗糙度散射机制。 背景 自Sai-Ha

摘要 我们引入焦耳热分解（JHD）法，向高掺杂4H-SiC衬底施加直流电，在短短几分钟内实现Si面（0001）表面多层石墨烯（MLG）外延生长。拉曼光谱用于量化焦耳产生温度对MLG质量、均匀性、应变、层数和电学行为的影响。结果显示生长温度（由电流控制）和时长均关键影响缺陷密度，而层数仅取决于温度。最优条件——约1470°C、5 min——生产约45层、无缺陷、均匀的MLG薄片（~12×5 mm²）。利用线性传输线法测得Au-MLG特定接触电阻5.03×10⁻⁵ Ω cm²，方块电阻52.36 Ω/sq。 背景 石墨烯卓越的力学、电子和热学性能将其推向纳米电子、透明电极、可印刷光子学研究前沿（

摘要 镁合金因低密度和高比强度在航空航天、汽车和电子领域备受青睐。然而，运行条件下快速腐蚀和磨损限制其广泛应用。无电镀镍-磷（Ni-P）涂层提供低成本、耐腐蚀表面，引入纳米Al₂O₃颗粒进一步改善力学和电化学性能。本研究在控制良好的镀液中向AZ91D镁合金沉积Ni-P-Al₂O₃复合涂层。通过监测沉积速率和涂层成分确定最优Al₂O₃负载量、搅拌速度、pH和温度。扫描电镜（SEM）显示早期沉积阶段Al₂O₃减缓生长，但Ni-P基质整体生长速率维持。X射线衍射（XRD）显示Al₂O₃掺入使Ni(111)晶粒细化~8%，晶面间距减小~3%。3.5 wt% NaCl电化学测试表明3.6 wt% Al₂

摘要 我们采用自旋极化密度泛函理论研究钒（V）在原始Cu(111)和石墨烯覆盖Cu(111)（Gra/Cu(111)）上的吸附。考察两种覆盖度——0.11 ML（1/9 ML）和1 ML。在洁净Cu(111)上，V在两种覆盖度下均偏好表面下间隙位点，吸附能分别为2.17 eV/原子（1/9 ML）和1.61 eV/原子（1 ML）。低覆盖度自旋极化显著（1.34 μB/原子），全单层时消失。引入石墨烯缓冲层削弱V-Cu相互作用并恢复弱V-C耦合；两种覆盖度下石墨烯狄拉克点基本被破坏，而在1/9 ML时碳晶格出现0.16 μB/原子净磁矩。这些发现为在铜衬底上设计钒基催化剂和自旋电子器件奠定基础

摘要 我们报道通过热压路线成功合成Bi掺杂n型多晶SnSe。样品表现出显著电学和热学输运各向异性，归因于压制轴向的优选(h00)晶粒取向。773 K时，8% Bi掺杂样品垂直压制方向电导率12.85 S cm⁻¹，平行方向6.46 S cm⁻¹；热导率分别为0.81和0.60 W m⁻¹ K⁻¹。双极传导机制导致n-p转变，转变温度随Bi含量升高。研究表明热压可有效掺杂多晶SnSe，为模块级热电器件铺平道路。 亮点 Bi掺杂n型多晶SnSe经热压成功制备。 各向异性输运性质源于压制方向沿(h00)优选晶粒取向。 双极传导导致样品温度驱动的n-p转变。 背景 热电材料将废热转化为电能或提供

摘要 本研究报道通过两步阳极氧化制备多孔阳极氧化铝（PAA），随后溶胶-凝胶法沉积ZnO，制得ZnO/PAA复合膜。利用XRD、TG/DTA、FT-IR、SEM、TEM、SAED和水接触角（CA）系统表征。通过粘附、菌落计数、SEM和CLSM量化对Shewanella putrefaciens150°）和最低生物膜粘附，在测试样品中展现最佳抗生物膜性能。 背景 工业表面生物膜形成导致腐蚀、食品腐败和巨大经济损失。表面粗糙度、微观结构、亲水性和抗菌添加剂等属性决定细菌粘附和生物膜成熟。多孔阳极氧化铝（PAA）提供可调纳米孔隙，吸引生物医学和食品加工应用。氧化锌（ZnO）是公认抗菌剂；其活性受晶

摘要 开发了一种简单的室温路线，在甘油稳定剂存在下直接从高浓度水溶性氯化锌（65-80 wt%）和碱性溶液制备ZnO纳米颗粒。ZnCl₂浓度和甘油/Zn²⁺摩尔比强烈影响颗粒尺寸和形貌：随ZnCl₂浓度和甘油比增加，纳米颗粒从50-120 nm棒状转变为20 nm球状。甘油作为水溶性多元醇，即使在极端锌浓度下也能有效防止团聚并充当模板。 背景 氧化锌（ZnO）纳米颗粒是用途最广的半导体之一，应用于电子、光电、太阳能电池、场发射器件、传感器和光催化。其固有生物相容性和低毒性也使其适用于药物递送、生物传感、紫外防护和抗菌涂层。 传统合成路线——化学气相沉积、溶胶-凝胶、水热、激光烧蚀和微乳液——

摘要 我们呈现扫描隧道显微镜（STM）研究，考察名义厚度5和9单层（ML）的Au薄膜在Ru(0001)上，300 K沉积后1050 K退火。9 ML薄膜展现新的横向周期性超结构：振幅达0.03±0.01 nm的微弱高度涟漪，横向周期4.6±0.4 nm。超结构显示长程无序。 背景 体相Au(111)表面以其22×√3重构闻名，可描述为由弹性应变畴产生的鱼骨纹[1-7]。表面应力主导此重构，其受台阶、缺陷或薄膜应变修饰已被广泛记录[8-12]。Au/Ru(0001)体系中，晶格失配（Ru 0.271 nm vs Au 0.288 nm）引入额外界面应力，可改变重构。早期超薄Au膜（≤3 ML）

摘要 我们通过电纺丝ZnO纳米纤维种子层与精确定时水热生长相结合，构建了结构色。定向纤维产生的光学切换图案随入射光角度变化而改变外观。聚二甲基硅氧烷（PDMS）复制证明该工艺具备可扩展性、可调性，且适合后处理修饰。 背景 结构色相较传统颜料具有环保、抗光化学降解、能产生传统染料无法实现的角度依赖图案等优势。这些特性吸引了纺织、涂料、化妆品、防伪印刷和传感技术等领域的关注。近期研究表明氧化锌（ZnO）纳米结构通过准有序散射呈色，受纳米结构尺寸和间距控制。 准有序散射需要种子层促进水热生长。种子层决定图案几何，因水热合成在40-80°C水溶液中进行，生长区域由种子层布局决定。制备光学切换图案需定

摘要 宽区量子级联激光器（QCL）功率扩展通常导致光束质量劣化，呈现多瓣远场图案。本文演示了一体化塔尔博腔的锥形QCL阵列。锥形直端连接塔尔博腔的阵列实现基模超模式运行。基模超模式侧向远场显示近衍射极限发散角2.7°。五单元阵列输出功率约为单脊波导激光器三倍，发射波长约4.8 μm。然而，锥形端连接塔尔博腔的阵列无论腔长如何均表现高阶超模式运行。 背景 1994年发明的量子级联激光器（QCL）因其波长灵活性和便携性，成为中远红外最重要的光源之一[1-3]。应用覆盖自由空间光通信、定向红外对抗（DRICM）、爆炸物/毒素/污染物痕量化学传感及医疗检测[4-7]。部分应用需高输出功率以提升干扰效

摘要 微尺度能量器件（如电起爆系统）需要紧凑、高能量、低点火温度的材料。本研究通过交替磁控溅射铝（Al）和聚四氟乙烯（PTFE）层，制备了反应性Al/PTFE纳米层状结构，构建亚稳燃料-氧化剂-惰性体系。该薄膜表现出410°C的起始温度和3,034 J g⁻¹的放热量。我们将该纳米层状结构与铜（Cu）爆箔集成形成薄膜桥，其爆炸更剧烈、抛射质量更大、等离子体温度更高，优于传统Cu桥。得益于额外化学能，飞片动能提升约30%。研究证实，Al/PTFE纳米层状结构与Cu爆箔耦合可显著提升电起爆器性能，同时保持微尺度尺寸。 背景 过去十年，纳米结构能量材料因其低点火温度、快速能量释放、高能量密度和可调

摘要 我们采用密度泛函理论探讨碱金属吸附如何改变石墨烯型氮化镓（g-GaN）的电子与光学行为。所有体系均表现出热力学稳定性，六元环中心（TM）为最优吸附位点。碱金属原子向g-GaN层的电荷转移诱导明显的n型掺杂，化学吸附主导结合机制。显著的是，吸附后功函数大幅下降；铯功能化g-GaN达到0.84 eV，凸显其在场发射器件中的应用前景。碱金属覆盖还提高了静态介电常数并拓宽吸收光谱，为调控g-GaN光电性能提供了多功能途径。 背景 传统体相GaN作为宽禁带半导体，支持极端电压、频率和温度下运行，具备高发光效率、优异热导率、耐化学腐蚀性和抗辐射性。在二维（2D）材料领域，g-GaN近期通过迁移增强

摘要高密度无机纳米颗粒正成为放射医学中的强效剂，从X射线成像到放疗剂量增强。本文报道一种可扩展水相合成，通过偏硼酸还原氯化铱(III)制得2-3 nm铱纳米颗粒（IrNPs）。值得注意的是，该方法无需表面活性剂或稳定剂即可获得均匀单分散、无配体颗粒。透射电镜和X射线衍射确认颗粒晶态铱核心，体外肝细胞和巨噬细胞系实验显示耐受高达10 µM IrNPs和10 µM氯化铱(III)。溶血研究显示100 µM浓度下无显著红细胞损伤。这些发现凸显IrNPs未来体内应用前景。研究背景贵金属纳米颗粒凭借独特光学、电子和催化性质成为纳米医学核心。金和银纳米颗粒在传感、治疗、抗菌方面研究深入，但铂族金属在生物医

摘要刺激响应聚合物在生物医学和先进材料应用中日益重要。本文报道一种交联聚合物，聚(低聚(乙二醇)二丙烯酸酯-甲基丙烯酸)（P(OEGDA-MAA)），通过沉淀聚合制备。该材料在水介质中显示下临界溶解温度（LCST）型体积相变温度（VPTT）33°C，在乙醇中显示上临界溶解温度（UCST）型VPTT 43°C，浓度均为1 mg mL⁻¹。相变通过调节浓度和pH高度可调，为生物医学及其他响应系统提供多功能平台。研究背景响应温度、pH、离子强度等外部触发的聚合物在执行器、药物递送、组织工程中至关重要。其中，具有明确VPTT的热响应聚合物——通常称LCST聚合物——备受关注。典型例子聚(N-异丙基丙烯

摘要通过聚醇合成路线将尺寸和浓度可控的银（Ag）纳米颗粒（Ag NPs）掺入TiO₂致密层，以提升钙钛矿太阳能电池（PSC）性能。X射线衍射证实Ag掺入后锐钛矿TiO₂晶格保持不变，透射电镜显示Ag NP尺寸直接影响钙钛矿吸收层的集光能力。研究发现10 nm Ag NPs在1.5 mol%（Ag:Ti）掺杂下实现最高功率转换效率（PCE）13.26%，归因于加速电荷传输、减少复合和增强可见光吸收。研究背景钙钛矿太阳能电池过去十年从3.8%飙升至22.1% PCE，得益于其直接带隙、高载流子迁移率和强吸收系数。平面PSC结构中，致密TiO₂层作阻挡层，介孔TiO₂或ZrO₂骨架为钙钛矿沉积提供高

摘要等离子体金属纳米颗粒耦合到有机太阳能电池以克服光吸收与载流子收集间的权衡。它们通常位于有源层内部或外部。然而，尚无详细比较纳米颗粒位于有源层内外时的光吸收差异。本文比较Ag纳米球在有机太阳能电池中位于光电活性层内部和外部时的捕光能力。结果表明：纳米颗粒置于有源层外部时首选大尺寸颗粒；嵌入均匀有源层内部时则倾向于小尺寸颗粒。研究背景有机太阳能电池（OSCs）因轻量、低成本、低温制备、半透明、机械柔性等优势，是替代主流无机太阳能电池实现性价比高光伏（PVs）的理想候选者。近期OSCs进展展示单结器件超10%功率转换效率（PCE），使其与Si和GaAs对应物直接竞争。单结地面OSCs在全球AM1

摘要通过化学处理和快速击穿阳极氧化（RBA）制备钛酸盐纳米管（TNTs），获得三种不同形貌和晶相。壁厚低于30 nm通过声子限域、减少平均自由程和增强边界散射显著降低热导率。非晶TNTs（TNT_Amor）导率略低（0.98 W m⁻¹ K⁻¹）于锐钛矿纳米管（TNT_A；1.07 W m⁻¹ K⁻¹），而混相多壁TNT_A,T达最低值（0.75 W m⁻¹ K⁻¹）。结合尺寸限域、表面粗糙度和声子散射的理论模型与实验数据吻合，揭示TNT_A,T表面粗糙度因子0.26，TNT_A为0.18，TNT_Amor为0.65。这些发现强调了无序TNTs中传播子的作用，并验证了晶态和非晶态二氧化钛纳米结

摘要阻变随机存取存储器（RRAM）单元的变异性是开发高密度RRAM阵列的关键挑战之一。虽然不同过渡金属氧化物薄膜阻变切换时变异性来源各异，但随机氧空位生成/复合普遍被认为是主要原因。通过分析实验数据，建立了一个将后续切换特性与接触式RRAM单元初始状态联系起来的随机模型。结合传导网络模型和陷阱辅助隧穿机制，利用蒙特卡洛模拟展示了RRAM介质膜中本征氧空位浓度和分布的影响。接触式RRAM阵列测量数据与基于随机分布本征空位的模型预测特性吻合良好。验证了形成特性与初始状态的强相关性，将形成行为与预形成氧空位联系起来。本研究全面理解了接触式RRAM器件变异性来源，并提出一种复位训练方案以降低后续RRA

摘要本研究提出若干简单方程，探讨尺寸和密度对聚合物纳米复合材料中纳米颗粒数量、表面积、增强效率和比表面积的影响。此外，通过多个方程阐述纳米颗粒尺寸和界面层厚度在界面/界面层性能及纳米复合材料拉伸强度中的作用。纳米颗粒的聚集/团聚也被视为大颗粒处理，讨论其对纳米颗粒特性、界面/界面层性能和拉伸强度的影响。小尺寸有利于提高纳米颗粒数量、表面积、增强效率和比表面积。仅2 g半径10 nm（R=10 nm）、密度2 g/cm³的孤立良好分散纳米颗粒，即可与聚合物基体产生250 m²的显著界面面积。此外，仅靠厚界面层无法产生高界面/界面层参数和显著力学性能，因为填料尺寸和聚集/团聚也控制这些项。研究发现

摘要通过插层阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS），制备了具有可控层间距的热还原氧化石墨烯（TRG）复合材料。一个简单的后处理步骤——用离子液体（IL）1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰)亚胺（EMI-TFSI）冲洗SDS插层TRG（TRGS），通过库仑相互作用进一步扩大层间距。在EMI-TFSI电解质中电化学测试显示，所得TRGSE电极比能量密度在1 A g⁻¹时从34.9升至61.8 Wh kg⁻¹，证实更大层间距增加了IL离子可及的表面积。研究背景超级电容器，即电双层电容器（EDLC），因其高功率密度、长循环寿命、宽温域和低维护，在电动汽车和便携电子中极具吸引力。EDLC储能依赖电