摘要 针对 Ge 基质中应变工程自组装 GeSn/GeSiSn 量子点进行数值研究，旨在探究其在中红外波段直接带隙发射的潜力。利用 GeSiSn 合金作为 GeSn 量子点（QD）周围介质，可通过调节 Si 和/或 Sn 组分调整 QD 周围应变。通过改变 Sn 障垒组分，不同穹顶形 QD 尺寸下 GeSn QD 与 GeSiSn 周围层的晶格失配在 -2.3% 至 -4.5% 间调节。结果显示，满足特定 QD 直接性准则的发射波长可在 3 至 7 μm 宽泛中红外范围内连续调节，为全集成于 Si 光子系统的 IV 族激光源在传感应用中开辟新视角。 背景 近期通过掺锡实现 Ge 和 SiGe

摘要 单分散磁性核壳纳米颗粒对磁性流体、催化和生物医学成像至关重要。传统合成通常涉及多步骤——溶剂置换、配体置换、反复离心——阻碍实际应用进程。我们提出了一种简化的单锅热分解方案，制备均匀包覆 Ag 壳的 CoFe₂O₄ 核，在己烷中多分散指数（PDI）达 0.083。所得颗粒呈现来自 Ag 壳的尖锐局域表面等离激元共振（LSPR），室温表现软磁行为（H_c ≈ 70 Oe）而 5 K 保持硬磁特性（H_c ≈ 11 kOe）。 背景 核壳磁性纳米颗粒跨工程和生物医学领域引起浓厚兴趣，实现先进磁分离、可回收催化、药物递送和增强 MRI 造影。尖晶石铁氧体，特别是钴铁氧体（CoFe₂O₄），因

摘要 通过离子束刻蚀（IBE）制备了非密堆积排列的聚苯乙烯（PS）纳米颗粒薜膜。系统研究刻蚀时间、束流和电压，揭示 100 nm 纳米球极低的刻蚀速率（~9.2 nm/min），随长时间暴露因累积热能而变化。调节这些参数可将颗粒直径精准缩减至 34-88 nm。利用所得模板，通过金属辅助化学刻蚀制备了平均直径 54 nm 的有序硅（Si）纳米柱。研究展示了一种稳健、可扩展的亚 100 nm 纳米结构高保真、高耐久制备路线。 背景 聚苯乙烯纳米球作为纳米结构制造的多功能构建块，可创建有序纳米线、纳米柱、纳米孔、纳米点阵列、核壳复合材料、纳米网格和磁性量子点。纳米球光刻因其简便低成本而备受青睐。

摘要 核壳结构 Fe₃O₄@C 纳米颗粒通过简单水热法合成，随后 450 °C 煅烧。所得材料呈高度多孔结构，Brunauer-Emmett-Teller (BET) 比表面积达 238.18 m²/g，远超典型 Fe₃O₄ 粉末。在 pH 3 的含 Pb²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Cr⁶⁺ 水溶液中，吸附剂去除率分别达 100%、99.2%、96.6%、94.8%。磁性核实现颗粒从水中快速轻松分离，使该材料成为大规模水处理的实用候选者。此外，可扩展合成路线为生产多功能核壳纳米结构提供了低成本途径，适用于环境修复、催化和能源应用。 背景 重金属污染对人类健康和生态系统构成严重威胁，促使工业废水

摘要 高氯酸中快速击穿阳极氧化（RBA）制得高结晶度钛酸钛纳米管（TNT）粉末。250-550 °C 退火改变纳米管形貌、相组成和带隙能量，但仅 250 °C 以下保留开口管状结构。制备 TNTs 带隙 3.04 eV，高温退火后缩窄至 2.88 eV。X 射线光电子能谱（XPS）确认 TiO₂ 表面化学成分及残留氯，加热后氯减少。光致发光（PL）显示 350 °C 和 450 °C 退火样品电子-空穴复合减少，450 °C 粉末光电流最高。作为光催化剂，TNTs 在 UV 光下对染料脱色效果一般，但在自然阳光下可完全去除阴离子甲基橙（MO）和阳离子罗丹明 B（RhB）。卓越阳光性能源于窄带隙

摘要 本文演示了一种结合后沉积刻蚀的低成本浸提法，在氧化铟锡（ITO）玻璃上制备周期性聚苯乙烯纳米球（PS NS）单层阵列。该单层阵列作为光子晶体窗口，提升 InGaN/GaN 发光二极管（LED）的光提取效率（LEE）。通过调节浸提速度和 PS NS 悬浮液浓度，实现了 100 nm 直径、x 和 y 方向均为 100 nm 周期的阵列。优化结构在 20 mA 下使 LED 输出功率提升 38%，验证了该方法在可扩展 LED 制造中的有效性。 背景 光子晶体（PCs）常用于提升 LED、太阳能电池、光电探测器等光电器件性能。PCs 在波长尺度创建周期性折射率调制，可将导引模式衍射为辐射模式

摘要 本文展示了一种电化学还原法，在碳纳米管（CNTs）辅助下将氧化石墨烯（GO）还原为电化学还原氧化石墨烯（ERGO）。适量加入 CNTs 可实现 GO 更快、更高效的还原。该纳米管/纳米片复合材料沉积在电极上作为电化学储能的活性物质。研究发现复合膜的比电容强烈依赖于 GO/CNTs 质量比和循环伏安扫描速率。制得的 ERGO/CNT 复合电极展现出 279.4 F/g 的比电容，且循环性能优异，6000 次循环后比电容保持率超过 90%。ERGO 与 CNTs 的协同效应及 CNTs 穿入 ERGO 层间的交叉结构被认为是复合电极高电化学性能的关键。 背景 近年来，超级电容器为满足高功率

摘要 本文报道了一种通过非注射胶体法合成的成分可调、无镉 Cu 掺杂 ZnInS/ZnS 核壳胶体纳米晶（CNCs）。采用油酸盐前驱体替代粉末前驱体，所得纳米晶表现出近乎无缺陷的光致发光。通过调节 Zn/In 比例可控制 Cu 掺入量，实现 550–650 nm 的发射波长可调。ZnS 壳层将量子产率（QY）从 6% 提升至 65%。通过精确的化学计量控制，纳米晶的发射机制从混合深陷阱/掺杂发射转变为以斯托克斯位移的掺杂相关峰为主。稳态与时间分辨荧光光谱揭示了发射机理。作为概念验证，蓝光 LED 激发的 Cu 掺杂 ZnInS/ZnS CNCs 产生白光，CIE 坐标为 (0.33, 0.31

摘要 缺乏纳米安全指南，碳纳米管（CNTs）用于水净化的长期可持续性存疑。当前CNT风险测量被不确定性笼罩。通过不同废水净化途径，CNT相关新风险不断演变，基于CNT物理特性的风险评估存在知识空白。虽科学界努力设计风险估算，但对CNT未知健康风险认知仍显匮乏。缺乏通用CNT安全指南是具体阻碍。本文填补这些空白，从基于CNT水净化技术提出若干新风险分析路径和框架外推。提出CNT安全时钟辅助风险评估与管理，建议此可作为可接受CNT安全指南基础。特别强调基于CNT理化性质（直径、长度、长径比、类型、电荷、疏水性、官能化等）测量风险，这些决定CNT在废水处理厂行为及后续环境释放。 背景 获取清洁安全

摘要 在体异质结太阳能电池活性层引入纳米异质结构可显著提升器件性能。本文报道通过在聚合物溶液中添加镉或锑黄烷酸酯前驱体，在 P3HT:PC₆₁BM 混合体中原位生成 CdS 或 Sb₂S₃ 纳米晶。热退火使前驱体分解形成均匀分散纳米晶，构建紧密的聚合物-纳米晶界面，增强光吸收、空穴迁移率与表面粗糙度。掺杂 3 wt% CdS 或 Sb₂S₃ 的器件功率转换效率（PCE）分别达 2.91% 与 2.92%，大幅超越常规 P3HT:PC₆₁BM 器件。UV-Vis、SCLC 与 AFM 研究证实纳米晶带来的电荷传输与形貌优势，凸显原位合成构建高效混合太阳能电池的有效性。 研究背景 有机光伏

摘要 同晶阴离子交换已成为调控铯铅卤化物（CsPbX₃）钙钛矿纳米晶（NCs）组成和带隙能量的强大策略。常规方法常需剧烈试剂或长反应时间。本文提出直接、环保新法，利用超声驱动胶体CsPbBr₃ NCs与水相CsX（X=Cl、I）溶液阴离子交换。交换快速进行，实现高达93% Br⁻被Cl⁻或I⁻替代，同时保持NCs原始立方形貌。所得材料展现全可见光谱可调光致发光（PL）、窄发射带宽、高PL量子产率（PLQY）和稳健稳定性。该法为卤化物钙钛矿NCs光学性质工程化提供可放大路径，服务于下一代光电应用。 背景 全无机CsPbX₃（X=Cl、Br、I）钙钛矿纳米晶因创纪录高PLQY、亚20 nm发射线

摘要 引入磨石（MS）装置通过真实剪切剥离生产大尺寸少层氧化石墨烯（FLGO）以最小化碎片化。MS由两块玻璃板构成，上板旋转、下板静止，产生真实剪切力。采用温和氧化石墨（MOG）进行MS剥离以兼顾性能与产率。通过测量UV-vis吸收优化旋转转速（10、20、30、40、50 rpm）、溶液浓度（0.5、1、2 mg/ml）、剥离次数（1、2、3次），并在最优条件下研究氧化时间（30、60、90 min）影响。随后离心分离FLGO，经TEM和AFM表征。所得FLG尺寸达~10 µm，略小于原始石墨，提示轻微碎片化，但远大于超声剥离得FLGO（<1 µm），证明MS剥离成功。 背景 石墨烯优异性

摘要 钛阳极氧化生成的自组织TiO₂纳米管阵列因其独特结构、光学、电学性质备受关注。本综述考察阳极氧化工艺，阐明阳极氧化参数和后处理（热退火、掺杂、表面改性）如何决定管径、结晶度、功能性。讨论管形成机制见解、形貌与相组成调控新进展、最具前景的生物医学应用——包括骨整合、药物递送、抗菌涂层。亦概述未解挑战与未来研究方向。 引言 二氧化钛（TiO₂）因化学惰性、耐腐蚀、生物相容性长期受重视。自Fujishima开创TiO₂光催化分水，TiO₂成材料科学基石，支撑防晒霜至太阳能电池等应用。1991年碳纳米管发现激发对其他纳米管材料兴趣，TiO₂纳米管因高比表面积、可调孔径、生物系统相容性成为关键候

摘要 报道一种柔性纤维染料敏化太阳能电池（FFDSSC），实现创纪录6.35%光电转换效率。采用刷涂技术和连续TiCl₄处理制备多层TiO₂光阳极，抑制电子复合、增强电荷捕获。对电极为铝芯上沉积复合Pt层，通过两步电化学-热分解路线形成微孔表面，电荷转移电阻低至3.11 Ω·cm²。对比测试显示复合Pt电极性能媲美纯Pt线对电极，却大幅减少铂用量，使器件廉价且可放大。所得FFDSSC兼具高弹性、柔韧性和可拉伸性，成为未来可穿戴电子学极具前景的候选者。 背景 染料敏化太阳能电池（DSSCs）兼具低成本、高转换效率、环境友好，是硅光伏的有力替代。但传统DSSC依赖刚性玻璃基底，限制便携或纺织系统

摘要 背景 心率变异性（HRV）是自主神经系统（ANS）平衡的敏感标志，可预测心血管结局。本实验室前期工作表明，大鼠吸入多壁碳纳米管（MWCNTs）增强交感和副交感张力，暗示工程纳米颗粒（ENs）可改变心血管功能。本研究延伸观察，记录MWCNT吸入后实时血压、心率和心脏性能，并关联HRV改变。 方法 雄性Sprague-Dawley大鼠（275–300 g）植入遥测发射器（HD-S21，Data Sciences International），暴露于5 mg/m³ MWCNT气溶胶5 h。暴露前、中、暴露后1天和7天持续采集心电图（EKG）和血压数据。麻醉大鼠用压力-容积（PV）环导管（Mil

摘要 近年来，石墨烯纳米网格（GNM）因其高柔性和可调电子特性，在纳米科学和纳米技术领域广泛应用备受关注。本文利用电子束光刻（EBL）制备不同颈宽的大面积、均匀矩形（r-GNM）和圆形（c-GNM）石墨烯纳米网格阵列，系统表征其电子性能。电测显示，不同颈宽GNM基顶栅场效应晶体管具有不同I_on/I_off比。其中颈宽30 nm的r-GNM器件实现最大I_on/I_off比~100，带隙估算达0.23 eV，据作者所知这是颈宽<30 nm石墨烯纳米带或GNM的最高值。此外，基于光导效应的大面积r-GNM太赫兹器件室温响应率达10 mA/W。还探索了太赫兹成像实际应用，器件响应时间<20 ms，

摘要 感音神经性听力损失是最普遍的慢性残疾，影响各年龄段人群。传统人工耳蜗体积庞大、需外部供电、限制患者舒适度。本文提出一种新型仿生耳蜗传感器，模拟基底膜的频率选择力学特性，通过摩擦纳米发电机（TENG）收集声能。器件在双层聚四氟乙烯（PTFE）膜上布置九个梯形排列的银电极，在可听频谱（20–3000 Hz）实现明显共振峰。其由声振驱动的自供电运行，为听力康复提供紧凑、用户友好的替代方案。 背景 全球范围内，感音神经性听力损失源于衰老、噪音暴露、耳毒性药物和创伤，损害频率辨析和日常交流。耳蜗基底膜按频率分离声波，将机械振动转化为电信号刺激听神经。传统植入体通过外部处理器和植入电极阵列将声信号

摘要 在晶体硅（CS）薄膜上采用双面金字塔光栅可显著拓宽光吸收性能。前表面光栅有效抑制短波段反射，后表面光栅在长波段实现类似效果。本研究分析双面结构各组件的光子吸收分布，并以裸CS为基准对比。理论模拟表明，合理调控光栅参数能大幅降低宽带反射，促成黑硅形成并提升整体捕光能力。然而，结果显示增加后光栅并未转化为硅体内更高的有效吸收。 背景 微纳加工进展使纳米级表面纹理和工程形貌成为新一代光伏技术的基石。对CS薄膜太阳能电池而言，优化结构参数对逼近Yablonovitch理论极限至关重要。因每个高于带隙能量的吸收光子仅产生一个电子-空穴对，光子吸收在各层的分布决定最终转换效率。本文聚焦前金字塔光栅

摘要 锗因其在钠离子电池中的高理论容量而备受关注，但其动力学迟滞和显著的体积膨胀限制了实际应用。本文首次报道了一种简单水热法合成高纯度CuGeO₃（CGO）纳米线，并评估其钠存储性能。CGO纳米线展现出306.7 mAh g⁻¹的初始放电容量和61.7%的高初始库仑效率，经过60次循环后仍保持171 mAh g⁻¹，表现出优异的容量保持率和倍率性能。这些结果确立了CGO纳米线作为钠离子电池极具前景的负极材料地位。 背景 自问世以来，锂离子电池（LIBs）主导了便携式和汽车储能领域，但锂资源的稀缺威胁其未来规模化发展。钠作为一种储量丰富、电化学特性相似的碱金属，已成为可充电电池的有力替代方案。

摘要 金属纳米颗粒-薄膜系统已证明能聚焦颗粒与薄膜间隙隙光，适用于表面增强拉曼散射和等离子体催化。快速发展的等离子体手性也可在该系统实现。本文研究耦合手性粒子链在金膜上的电磁能聚焦效应和手性近场增强。系统在颗粒-薄膜间隙及手性近场显示大电场增强。左旋圆偏振光（LCP）和右旋圆偏振光（RCP）激发下共振峰增强性质显著不同。基于等离子体杂化分析了圆偏振光与手性粒子-薄膜系统相互作用导致的这种差异。增强光学活性为该手性粒子链-薄膜系统增强手性分子传感提供应用前景。 背景 金属纳米结构中自由电子相干集体振荡与入射光耦合产生的局域表面等离子体共振（LSPR）在纳米结构周围关联强电磁近场。LSPR主要问