摘要 过去二十年,纳米材料与纳米技术(NNs)深刻重塑废水处理领域。文献计量方法为描绘演变科学版图提供客观视角。本研究对Web of Science核心合集1997–2016年2,604条记录应用严谨文献计量技术。中国、美国、伊朗为最 prolific 贡献国,发文量分别962、324、140篇。中国境内,中国科学院、同济大学、哈尔滨工业大学领跑。中美构成国际合作骨干,但中国顶尖机构海外合作有限。RSC Advances(108篇)居期刊榜首,其次Desalination(97)、Desalination and Water Treatment(96)。最具影响力纳米材料——石墨烯、碳纳米管、
摘要 氢化纳米晶硅(nc-Si:H)是高性能平板显示、光电探测器、太阳能电池的领先候选材料。其多相本质引入空洞与悬挂键限制器件效率。本文提出直接高压PECVD法,通过微调沉积压力显著降低缺陷密度。利用拉曼光谱、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)、电子自旋共振(ESR)证实:450 Pa压力下缺陷密度达3.77×1016 cm−3,超越复杂功率或偏压方案的先前低缺陷结果。对应少数载流子寿命大幅增加,确证材料质量优越。本工作阐明离子轰击机制,表明中等轰击水平——而非最弱——利于nc-Si:H生长。 研究背景 nc-Si:H具更高电子迁移率、更好长波响应、较a-Si:H减弱Staebler
摘要 本文构建福斯特共振能量转移(FRET)体系:CdSe量子点(QDs)作供体,g-C3N4纳米片作受体,实现水相中Hg2+快速、低成本、高选择性检测。CdSe QDs/g-C3N4纳米复合材料通过水相静电自组装制备,得随机装饰纳米片,平均QD直径~7 nm。中性pH下供体荧光淬灭与Hg2+浓度(0–32 nM)线性相关,检测限5.3 nM。探针对常见金属离子(Na+、Mg2+、Ca2+、Pb2+、Cr3+、Cd2+、Zn2+、Cu2+92%初始荧光。真实水样(井水、湖水、自来水)定量回收率95.4%–101.6%,相对标准偏差<2%。该FRET平台稳健、可重复、环保,适用于汞污染监测。
摘要 本文报道一类新型半导体纳米线(NW)阵列:半椭球帽与倒置半椭球帽修饰砷化镓(GaAs)纳米线。帽层几何形状同时增强抗反射与散射入射光,使超薄有效厚度下仍实现卓越光限域。倒置半椭球帽修饰阵列在有效厚度仅约180 nm和约270 nm时,分别捕获90%和95%以上GaAs带隙以上光子。该性能在宽帽高范围与入射角下稳健,使其成为下一代太阳能吸收层理想选择。 研究背景 光伏(PV)技术飞速发展,但晶硅组件成本仍阻碍大规模部署。薄膜器件虽耗材少,因光学厚度减少导致光吸收受限。抗反射膜与表面纹理等光管理策略虽能缓解,但增加复杂度与成本。纳米结构吸收体——纳米线、纳米锥、纳米坑、纳米半球——提供固有
摘要 本文系统研究引入薄ZnO界面层(IL)的n-Ge金属-绝缘体-半导体(MIS)接触,以抑制金属/Ge界面费米能级钉扎(FLP)。观测到ZnO与n-Ge间0.22 eV适度导带偏移,配合界面层显著降低接触电阻(Rc),优于无ZnO器件。氩(Ar)等离子体处理ZnO进一步通过增加氧空位(Vo)浓度(作为n型掺杂剂)增强Rc降低。载浓3×1016 cm−3 n-Ge上实现Al/ZnO/n-Ge欧姆行为。重掺杂n+-Ge(P+注入)经Ar等离子体处理ZnO后,比接触电阻率达2.86×10−5 Ω·cm2。 研究背景 锗因载流子迁移率优于硅,成为先进MOSFET首选候选。尽管应变Ge沟道、表面钝
摘要 本文研究碳中间层插入对Pt/Co/Ta竞速道中Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)、电流驱动畴壁(DW)速度及倾斜的影响。磁光克尔显微镜揭示:DMI强度主要由Pt/Co界面决定,Pt/Co/Ta与Pt/Co/C/Ta堆叠相近。Pt/Co/Ta中畴壁在几MA/cm2电流密度下达数十m/s速度,而Pt/Co/C/Ta需约双倍电流达相当速度,凸显自旋轨道扭矩(SOT)效率与钉扎势垒的影响。相比场驱动畴壁运动(FIDWM),相同有效场下电流驱动速度大~103倍,表明焦耳热显著贡献。且观测到显著电流诱导畴壁倾斜(FIDWM中无),凸显厄尔斯特场作用。结果为高效基于SOT的竞
摘要 电纺技术可从羧甲基壳聚糖/聚氧乙烯(CMCS/PEO)溶液高效制备纳米纤维。本工作旨在探索电纺CMCS/PEO纳米纤维膜在水果保鲜中的应用潜力。检测了纳米纤维膜的微观结构、抗菌性、亲水性及透气性。对比市售保鲜膜与CMCS/PEO纳米纤维膜对草莓腐烂率和失重率的影响。结果表明:电纺CMCS/PEO膜能有效抑制草莓水分流失,凭借透气性与抗菌活性显著延长货架期。此外,CMCS/PEO复合纳米纤维膜无毒可食,可用于食品工业。 研究背景 食品保护膜/涂层开发已从物理/机械处理转向化学保护。关注点聚焦于蛋白质、脂质、多糖等具备食用性的生物材料,而非传统塑料、纸、石蜡膜。随着环保意识增强,可食性涂层
摘要 未甲基化胞嘧啶-磷酸-鸟苷(CpG)寡脱氧核苷酸是强效Toll样受体9(TLR9)激动剂,能激发Th1偏向免疫应答,作为癌症治疗药物或疫苗佐剂极具前景。然而,CpG极易被核酸酶降解且细胞摄取有限,需大剂量全身给药,引发安全隐患。本研究构建新型递送平台:以3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)修饰Fe3O4磁性纳米颗粒(FeNPs),通过静电作用共价结合CpG。所得FeNP/CpG复合物直径~50 nm,稳定性优异,显著促进骨髓源树突状细胞(BMDCs)对CpG内化。在C26结肠癌和4T1乳腺癌异种移植模型中,肿瘤内注射FeNP/CpG显著抑制肿瘤生长(C26模型抑制率达94.4%)并减少
摘要 利用高功率探针超声在液相中剥离石墨可高效制备石墨烯纳米片(GNPs)。本文对三种商业鳞片石墨等级,分别在60、100、200、300 W功率下,超声10、30、60、90、120、180 min进行系统研究。表征GNPs分散液的浓度、横向尺寸、缺陷密度(拉曼ID/IG)及沉降稳定性。浓度随√(功率×时间)增长,~120 min后趋于平稳。横向尺寸1–3 µm,ID/IG为0.1–0.3,确证低缺陷密度。沉降测试显示96 h后保留~70%初始浓度,胶体稳定性良好。TEM与电子衍射证实300 W、120 min条件下获得少层GNPs。研究为工业化GNPs合成提供了明确的参数选择指南。 研究
摘要 本文报道一种高性能电化学双电层超级电容器(EDLC)电极——少层石墨烯钝化多孔硅(PSi)。PSi基质通过p型硅片电化学刻蚀制备,随后经Ni辅助化学气相沉积(CVD)同步生长共形石墨烯层并随退火温度升高重构孔隙网络。优化的混合多孔PSi电极在极高扫描速率1000 mV/s下面积电容达6.21 mF/cm2,10,000次循环后电容保持率高达131%。石墨烯表面经KOH活化引入微孔进一步增大比表面积,面积电容提升31.4%至8.16 mF/cm2。结果展示了稳健、高倍率的储能平台,适用于微电子器件。 研究背景 微型化电子器件(MEMS、微传感器、植入式生物医疗器件)急需紧凑、可靠、高功率
摘要 本研究探讨硅基InGaN/GaN多量子阱(MQW)LED的光致发光性能。器件引入周期性硅δ掺杂n型GaN层或插入InGaN/AlGaN间隔层等不同拉伸应力调控架构,探究应力介导的复合机制。光致发光(PL)测量显示,释放拉伸应力的样品外量子效率显著提升,达17%——较基线结构提高7倍。深入分析表明,非辐射复合率从(3.6–4.7)×10−2 s−1降至(2.5–2.8)×10−2 s−1;室温辐射复合率从(7–9)×10−4 s−1增至(5.7–5.8)×10−3 s−1。这些改善归因于MQW界面浅局域态受抑,使InGaN深辐射中心主导复合过程。 研究背景 硅基InGaN/GaN MQW
摘要 表面增强拉曼散射(SERS)凭借单分子级灵敏度,成为多领域极具吸引力的光学传感技术。然而,高昂的制造成本与复杂工艺阻碍了其工业化应用。本文报道了一种简便廉价的方法:利用CO2激光蚀刻商用PTFE(特氟龙)薄膜,构建疏水微圆阵列与超疏水基质的双重润湿表面。该表面将银纳米颗粒与靶分子限域于亚毫米级“虚拟微孔”中,随快速蒸发(约10分钟)实现分析物剧烈富集。以亚甲基蓝(MB)和罗丹明6G(R6G)为探针,检测限达1×10−14 M;牛血清白蛋白(BSA)检测验证了其生物样品适用性。该方法制得的SERS基底成本极低(约¥20),兼具卓越灵敏度与重现性,展现广阔商业前景。 研究背景 自1974年
摘要 讨论了磁性多层膜中间接交换耦合的原位热控制新机制,针对不同间隔层设计。展示磁滞回线的温度诱导变化与不同类型竞争层间交换相互作用相关。理论分析表明,测得的磁化强度回线阶梯状形状和滞后是由于强铁磁膜内纳米晶粒的局域平面内磁各向异性。实验与理论对比用于对比基于(i)间接(RKKY)与直接(非RKKY)层间交换相互作用竞争、(ii)间接铁磁与间接反铁磁(均为RKKY型)层间交换竞争的磁化翻转机制。这些详述系统丰富磁相空间的结果,有助于实现RKKY在磁性多层膜中热控制磁化的实际应用。 研究背景 Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)型间接交换耦合(IEC)和巨磁阻
摘要 超宽带隙β-氧化镓(β-Ga₂O₃)凭借4.6-4.9 eV宽带隙、8 MV/cm高击穿电场、卓越Baliga图形优势(BFOM)及优异化学热稳定性,成为下一代功率电子学极具前景的半导体材料。然而,金属与Ga₂O₃间的接触问题严重制约β-Ga₂O₃器件性能。本文综述β-Ga₂O₃ MOSFET接触研究进展。为改善接触性能,总结分析四大主要途径:预处理、后处理、多层金属电极、引入中间层。对比显示后两者研究更深入、效果更优,优于不可避免产生不可控损伤的预处理。最后提出改善欧姆接触的展望。 引言 近年,氧化镓(Ga₂O₃)凭借优异材料性质被视为制备高功率、高效器件的有力候选。Ga₂O₃有五种
摘要 有机-无机杂化和全无机铅卤化物钙钛矿已成为下一代光电子学领军候选材料。二维(2D)Ruddlesden-Popper(RP)变体因其带隙可通过层厚调控,实现精确电子-空穴限域并提供卓越化学和光稳定性而特别引人注目。本研究提出简单一锅法协议,在环境温度下制备单分散(BA)₂(MA)ₙ₋₁PbₙX₃ₙ₊₁量子点(QDs),平均直径10 nm。溴化物(Br)系列(410-523 nm)和碘化物(I)系列(527-761 nm)展现窄发射带宽(12-75 nm),随MA/卤素比可预测位移。值得注意的是,Br系列实现48.6%光致发光量子产率(PLQY),超越传统3D MAPbX₃ QDs同时提供
摘要 我们研究氢氧化铵(NH₄OH)作为生长添加剂在无种子Au衬底上水热合成ZnO纳米线(NWs)中的作用。通过系统改变NH₄OH浓度(0-50 mM),实现NW密度两个数量级以上变化。室温光致发光(PL)研究显示,较高NH₄OH水平引入额外表面缺陷,降低紫外-绿光发射比(IUV/IG)。这些发现凸显生长化学对ZnO NWs缺陷介导光学响应的关键影响,对定制下一代电子和光电子器件材料至关重要。 研究背景 自下而上合成已成为支撑现代电子和光电子技术的高性能纳米材料生产基石。ZnO因其形成单晶纳米结构(如纳米带和纳米线)并展现优异电子性能而重获关注。这些一维(1D)纳米结构因独特的表面体积比和缺
摘要 利用简便水热法,我们设计了形貌由表面活性剂调控的层级SnO₂纳米花。引入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)后,所得花状结构高度多孔,对乙醇和H₂S表现出卓越感应性能。180°C下对100 ppm H₂S响应值达368,响应/恢复时间仅4 s/20 s——比其他气体优越一到两个数量级。研究表明PVP不仅塑造纳米花形貌,更赋予器件卓越选择性和速度。 研究背景 金属氧化物气体传感器对检测有害、易燃、爆炸性蒸气至关重要。二氧化锡(SnO₂),一种带隙3.6 eV的N型半导体,凭借本征非化学计量、化学稳定性和快速电子响应仍是主力材料。传感器性能内在关联纳米结构——高比表面积、多孔性和结晶度促进吸附、解吸和
摘要 采用溶胶-凝胶法合成LiNi₀.₅₋ₓGaₓMn₁.₅O₄(x=0, 0.04, 0.06, 0.08, 0.10)正极并系统研究。X射线衍射确认无序Fd3m尖晶石相;镓掺杂抑制LiₓNi₁₋ₓO副相并增加阳离子无序,改善电子电导率和Li⁺扩散。25°C和55°C电化学测试显示,最优掺杂LiNi₀.₄₄Ga₀.₀₆Mn₁.₅O₄在3C下100循环后保持115.7 mAh/g容量的98.3%,在1C/55°C下50循环容量保持率98.4%。Ga掺杂材料还展现优越倍率性能,高倍率下超越纯LNMO。 研究背景 LiNi₀.₅Mn₁.₅O₄(LNMO)是领先的高电压正极(4.7 V vs Li
摘要 本研究证实单个V/SiOₓ/AlOᵧ/p++Si阻变存储器件仅通过调节顺应电流限制(CCL)即可作为选择器或存储元件工作。正向成形步骤施加低CCL(1 μA)时,器件表现出单向阈值开关,归因于钒电极形成的VOₓ层中的金属-绝缘体转变(MIT)。高CCL(30 μA)则诱导双极电阻开关,由SiOₓ层中导电丝的形成与断裂主导。1.5 nm AlOᵧ层凭借高热导率在两种模式下均降低关态电流,温度依赖测量揭示低阻态(LRS)中高能垒(0.463 eV),增强低CCL下的非线性。这两种功能的共存为设计兼具选择器和存储能力的交叉点阵列提供了灵活性。 研究背景 电阻式随机存取存储器(RRAM)凭借超
摘要 常规化疗常因生理屏障难以在肿瘤部位达到治疗浓度,导致疗效欠佳和全身毒性。包裹疏水性药物的纳米载体可通过提高药物溶解度、延长循环时间、利用增强渗透和滞留(EPR)效应增强肿瘤聚集来克服这些障碍。本研究评价新型两亲性二嵌段共聚物聚乙二醇羧基-聚(ε-己内酯)(PEG-PCCL)的全身安全性及其递送紫杉醇(PTX)的能力。动态光散射和透射电镜表征显示PEG-PCCL纳米球平均直径97±2.6 nm,Zeta电位-18.4 mV。体外细胞毒性实验(MTT和LDH释放)表明即使在1 mg/mL下对HEK293T和Hep-G2细胞毒性可忽略,小鼠溶血和兔静脉炎研究确认优异血液相容性和最小血管刺激。P
纳米材料