摘要单一纳米结构电输运决定下一代纳米器件性能。NiCo₂O₄ 纳米线广泛用作电催化、超级电容器和锂离子电池电极,其本征传导机制尚未完全阐明。我们报道通过热转化 CoNi-氢氧化物前驱体成功合成单根 NiCo₂O₄ 纳米线,并详细研究其温度依赖电输运。电流-电压测量揭示低电场 (3.0×10³ V cm⁻¹) Poole-Frenkel 传导。温度依赖电导显示半导体行为;100 K 以下符合 Mott 变程跳跃 (VRH) 模型,100 K 以上 VRH 和最近邻跳跃 (NNH) 机制均有贡献。这些洞见为优化 NiCo₂O₄ 基储能器件提供基础框架。引言高性能储能系统对电动汽车、电网储能和微电子
摘要电化学传感器具高灵敏度、快速响应和操作简便,适用于生物、医学和化学检测,但受限于电极材料稳定性差和成本高。本工作利用 PtNi 锯齿状纳米线进行咖啡酸(CA)电化学检测。反应过程中外层 Ni 去除促使表面活性 Pt 位点再生,带来优异 CA 感应电催化行为。碳负载 PtNi 修饰玻璃碳电极(PtNi/C 电极)展现宽 CA 检测范围(0.75–591.783 μM)、低检测限(0.5 μM)和卓越稳定性。在 0.5 mM 咖啡酸溶液中经 4000 次电位循环后,初始氧化峰电流保留 86.98%。亦展现优异抗干扰能力,可用于真实样品分析。背景具有特定结构、尺寸和形状的金属纳米材料因其卓越电催
摘要我们系统研究了 FinFET 基介质 RRAM(FIND RRAM)单元读出电流中观察到的随机电报噪声(RTN)。反复循环应力后,RTN 幅度和频率显著增加,损害数据完整性。测量显示高温退火可抑制这些噪声尖峰,实现实用的片上退火策略,恢复器件性能。引言CMOS 持续微缩带来速度和密度的显著提升,同时也放大了随机掺杂波动(RDF)和线边缘粗糙度(LER)等单原子变异性。在 20 nm 以下节点,这些变异表现为不可预测行为,特别是超微器件如 NAND Flash 和电阻式 RAM 中的随机电报噪声(RTN)。本工作聚焦于已成功集成进 1 kbit 阵列的 n 沟道 FinFET 基 FIND
摘要纳米颗粒毒性研究随其在日常产品中普及而加剧。某些纳米颗粒可刺激黏液分泌,潜在损害气道完整性。镧锶锰氧化物(LSM)是一种钙钛矿纳米颗粒,因高电导率、氧还原反应的强电化学活性、热稳定性和长期性能,广泛用于固体氧化物燃料电池(SOFCs)。然而,LSM 生物学效应数据有限。本研究将原代气管上皮细胞暴露于高达 500 µg mL⁻¹ LSM。结果显示对细胞活力、活性氧(ROS)产生、细胞色素 C 释放和 caspase-3 表达仅有中等影响。凋亡标志物基本未变,但 LSM 以剂量依赖方式显著抑制黏液分泌。因此,尽管 LSM 对气道细胞细胞毒性低,但其降低黏液产生的能力可能损害气道清除功能。引言镧
摘要我们证明室温磁控溅射沉积的非晶硅(a-Si)钝化,使 (001) 取向衬底上的锗(Ge)p-MOSFET 达到创纪录的高效空穴迁移率。0.9 nm a-Si 封层下,(001)器件峰值 μeff 达 278 cm²/V·s——近乎 Si 通用迁移率的三倍——同时保持低亚阈值摆宽和低漏电。(011) 和 (111) 取向器件迁移率较低、界面态密度较高,凸显晶面取向在 Ge-MOSFET 设计中的关键作用。背景锗提供比硅更高的空穴迁移率和更低热预算,成为下一代 CMOS 和薄膜晶体管的吸引人选择。发挥该潜力需要极低缺陷密度的界面。非晶 Si 封层作为领先钝化策略浮现,因其抑制界面态、具良好热稳
摘要基于机械剥离的少层 SnSe₂ 片制备场效应晶体管(FET),详细研究其电学和光电性质。借助一滴去离子(DI)水作为顶栅介质,SnSe₂ FET 在 1 V 偏压内实现 ~10⁴ 开关比,这对超高载流子密度(10¹⁸ cm⁻³)的 SnSe₂ 而言极具挑战。亚阈值摆幅和迁移率分别改善至 ~62 mV/decade 和 ~127 cm² V⁻¹ s⁻¹(300 K),得益于液体介质栅的高效屏蔽。有趣的是,SnSe₂ FET 展现栅偏压依赖的光电导率,载流子浓度与迁移率在光照下的竞争决定光电导极性。引言量子限域效应使二维(2D)原子层材料(ALMs)表现出与 3D 体材料截然不同的独特电子、光
摘要我们在两种不同 TiO₂ 光阳极上制备 CdS/CdSe 量子点敏化太阳能电池(QDSSCs):高度 (001) 取向纳米片(NSs)和商业 Degussa P-25 纳米颗粒。纳米片经水热法制备,呈 70% 暴露活性 (001) 晶面、5 nm 厚度、50 nm 横向尺寸。与 P-25 相比,纳米片具有更大孔径、更高比表面积(≈ 53 cm² g⁻¹)和改进的电子传输。因此,基于纳米片的 CdS/CdSe QDSSC 实现 4.42% 功率转换效率(PCE),较 P-25 参比器件的 2.86% 提升 54%。本工作表明,剪裁 TiO₂ 纳米结构暴露 (001) 晶面是提升 QDSSC
摘要我们提出了一条统一的一锅法路线,可制备高质量的二元和三元金属硫化物纳米晶(NCs),包括 PbS、Cu₂S、ZnS、CdS、Ag₂S、CuInS₂ 和 Cu 掺杂 CdS。该方法仅依赖无机金属盐和 n-十二烷硫醇(DDT),无需预制有机金属前驱体。反应初期形成层状金属-硫醇酸盐中间体,随后分解成核并随反应时间生长。所得 CdS NCs 表现出宽阔、微弱的表面态发射,而 Cu(I) 掺掺将发射红移,展示可调光学性质。这种可放大的方法可扩展至更复杂的多元硫化物体系。背景胶体无机纳米晶因其独特的尺寸依赖光学和电子行为备受关注,应用于发光二极管、生物标记、光伏和存储器件。金属硫化物 NCs 尤具吸
摘要我们报道了电沉积 n 型 ZnO 纳米棒与 p 型 Cu₂O、CuSCN 和 NiO 纳米结构的组装,用于高效光降解甲基橙(MO)。本研究首次系统考察半导体材料选择、异质结形成及相对晶向对光催化性能的影响。异质结构构型始终优于单一半导体,其中 ZnO/NiO(1 分钟)配置在 20 分钟内实现 20 mg L⁻¹ MO 溶液完全脱色,为所有测试架构中最快。该工作为解决环境污染和可再生能源挑战的纳米杂化光催化剂确立了实用设计框架。背景融合卓越光学、电子和磁性性质的混合纳米材料已成为环境修复和太阳能转换的关键角色。近期突破包括氧化石墨烯复合物、TiO₂/BiVO₄ 杂化物、3D 打印水凝胶复合
摘要酶联免疫吸附测定(ELISA)仍是疾病筛查的金标准,但其灵敏度高度依赖于抗原在聚苯乙烯(PS)板上的固定化效率。我们开发了一种简单、可重复的表面化学方法:先用 3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)修饰,再用戊二醛(GLU)交联,构建高密度、定向的蛋白质层。经 1% KOH 活化 PS 后,1% APTES 与 1% GLU 以 1:1 比例处理产生最强信号,GLU 过夜孵育可最大化结合量。利用该平台,HIV-p24(早期感染标志物)的检测限达到 1 nM,较传统 ELISA 提升 30 倍。改性表面对人血清和 HIV-TAT 仍保持优异特异性。该化学策略易于迁移至其他需要高捕获效率的生物
摘要媲美铂的无金属碳电催化剂用于氧还原反应(ORR)是研究重点。本文报道一种简便的活化辅助碳化路线,制备氮掺杂纳米多孔碳微纤维(Me-CFZ-900),BET比表面积达~929.4 m² g⁻¹。合成以三聚氰胺为氮源、竹源生物废弃物为碳原料、氯化锌为活化剂。碱性介质电化学评价显示Me-CFZ-900呈准四电子ORR路径,起始电位逼近1.0 V vs. RHE,长期稳定性优于商业Pt/C。详细XPS和拉曼分析揭示石墨氮、吡啶氮、吡咯氮共存并贡献催化活性。研究展示将可再生生物质转化为高性能ORR催化剂的可放大、低成本策略。背景燃料电池和金属-空气电池依赖高效ORR实现高能量转换。传统Pt基催化剂虽
摘要在硅衬底上实验实现一种新型AlGaN/GaN横向反向阻断电流调节二极管(RB-CRD),具有沟槽肖特基阳极和混合沟槽阴极。集成肖特基势垒二极管(SBD)实现0.7 V开启电压和260 V反向击穿电压。混合沟槽阴极作为电流调节二极管(CRD)与阳极SBD串联,产生1.3 V拐点电压并在200 V以上正向工作。RB-CRD在25-300 °C保持稳定输出电流,负温度系数小于-0.152%/°C。背景宽禁带半导体正在重塑高功率、高频、高温电子学。GaN因大禁带、高电子迁移率和临界电场脱颖而出。AlGaN/GaN异质界面自发极化和压电极化产生高密度二维电子气(2DEG),实现低导通电阻高击穿电压器
摘要超声引导纳米气泡(NB)递送已成为部位特异性药物传输的无创策略。壳聚糖基NB具有优异生物相容性和化疗药物高负载能力。本研究制备阿霉素盐酸盐(DOX)负载壳聚糖NB,量化其粒径、ζ电位、包封效率(EE=54.18%)和药物释放曲线,评估成像性能、生物安全性及MCF-7乳腺癌细胞治疗功效。超声(US)照射5小时后DOX-NBs释放46%药物,无US仅9%;细胞内DOX水平和凋亡率显著高于游离DOX。结果表明生物相容性壳聚糖NB是超声介导靶向阿霉素递送的有前景平台。背景化疗仍是恶性肿瘤治疗基石,但阿霉素等药物全身毒性限制治疗指数。局部给药可提高肿瘤部位药物浓度同时保护正常组织。超声靶向微/纳米气
摘要本文演示一种简单的溶液法Cs₂CO₃表面改性致密TiO₂(c-TiO₂),提高其功函数、降低表面粗糙度,使平面型Sb₂S₃太阳能电池功率转换效率(PCE)从2.83%提升至3.97%——提高40%。该工作为高性能、地球丰富吸收剂材料的电子传输层提供简单可放大的增强路径。背景10⁵ cm⁻¹)、高介电常数利于激子解离、优异稳定性和低毒性脱颖而出。平面Sb₂S₃器件(FTO/c-TiO₂/Sb₂S₃/HTL/Au)因结构比用中孔TiO₂的敏化器件更简单,利于工业放大。但平面电池效率目前滞后(2.5-5.8%),因Sb₂S₃层内载流子传输依赖晶粒尺寸、结晶度和界面接触。前人努力集中于通过化学浴沉
摘要二氧化钛纳米颗粒(TiO₂ NPs)广泛存在于化妆品、食品添加剂、涂料中,孕妇不可避免接触。其抗菌活性已知,但对妊娠期母体肠道菌群影响尚不清楚。本研究让孕期Sprague-Dawley大鼠暴露于5 mg/kg bw/天 TiO₂ NPs(妊娠第5-18天),监测妊娠第0、10、17天粪便菌群。α多样性指数(Shannon、Simpson、Chao1)对照组与暴露组无显著差异,但β多样性分析显示菌群结构显著改变,暴露后Ellin6075和Dehalobacteriaceae减少、Clostridiales增加。功能推断(PICRUSt)显示第二孕期2型糖尿病相关通路富集、牛磺酸代谢抑制。相应
摘要本文提出一种基于Ag纳米线和磁性纳米颗粒掺杂聚二甲基硅氧烷(AgNWs & MNs-PDMS)三明治结构的新型柔性磁场传感器。MNs作为磁场敏感单元,AgNWs在变形过程中形成导电网络。磁致伸缩导致AgNWs & MNs-PDMS传感器电阻变化。此外,MNs增加电子导电路径,降低初始电阻并提高变形时灵敏度。值得注意的是,AgNWs与MNs的相互作用在磁场传感中起不可替代作用,故研究了拉伸和收缩时的电阻变化。MNs与AgNWs质量比1:5时,磁场灵敏度最高达24.14 Ω/T。最后建立磁致伸缩和压阻传感模型探究机制。背景柔性电子器件因易于交互和长期监测能力近年备受关注。凭借轻便、便携、优异电
摘要被动碱性直接乙醇燃料电池(DEFC)有望为便携设备提供可持续动力,但乙醇跨膜仍是关键挑战。本文报道一种交联季铵化聚乙烯醇/氧化石墨烯(QPVA/GO)复合膜,显著降低乙醇渗透率同时提升离子电导率。15 wt% GO掺杂1 M KOH条件下,膜乙醇渗透率为1.49×10⁻⁷ cm² s⁻¹(30 °C)和3.65×10⁻⁷ cm² s⁻¹(60 °C),离子电导率达1.74×10⁻² S cm⁻¹(30 °C)和6.24×10⁻² S cm⁻¹(60 °C)。单电池被动碱性DEFC中,最大功率密度30 °C达9.1 mW cm⁻²,60 °C达11.4 mW cm⁻²,超越商业Nafion
摘要荧光成像是现代诊断基石,实现分子、细胞、组织动态的实时可视化。半导体纳米晶体—量子点(QDs)兼具尺寸可调发射、宽吸收和优异光稳定性,是标记生物分子和编码微粒子的理想荧光团。本研究提出一种简化的无溶剂法,通过层层自组装将水溶性PEG功能化CdSe/ZnS QDs掺入多电解质微囊多层膜中。所得中空微囊尺寸均一(平均4.45±0.65 μm),表面电荷控制稳健,荧光峰590 nm与游离QDs相同。流式细胞术和荧光显微镜证实微囊形成均一群体,信号强度高(~10⁴ PE单元),可在标准实验室仪器轻松检测。这些PEG化QD编码微囊作为明亮、光稳定的生物成像和诊疗一体化剂极具前景,可进一步功能化实现刺
摘要本文报道一种可放大规模的路线,通过热解将天然叶片转化为多孔、高比表面积碳骨架,随后经熔融扩散和硒蒸气浸渍。所得无粘结剂、自支撑碳-硒复合材料在100 mA g⁻¹下120圈后可逆容量达520 mAh g⁻¹,2 A g⁻¹下500圈后保持300 mAh g⁻¹,无可测容量衰减。叶片固有的层级孔隙和适度石墨化加速Na⁺/e⁻传输,实现近理论硒利用率,为高性能Na-Se电池提供可持续有前景的路径。引言便携电子设备和电动汽车激增,需要兼具高能量密度和长期稳定性的电池。锂离子电池虽占主导,但成本和资源限制规模化。钠离子电池(SIBs)凭借丰富Na资源和可比电化学势成为有力替代。SIBs化学体系中,
摘要电子束(e-束)已作为探测探针和清洁能源应用于众多领域。本文研究了纳米-微米尺度e-束辐照下受体表面局部温度范围与分布的多种测量与估算方法。结果表明:电流密度105-6 A/cm2的高强度e-束可在数秒内气化固态Si和Au,局部表面温度超3000 K;降至103-4 A/cm2时,短时间内引起1000-2000 K局部温升,导致金属纳米线及Cr、Pt、Pd薄膜局部熔化、Mg-B薄膜相变。基于自由支撑Si3N4窗口的薄膜热电偶可检测高达2000 K的峰值局部温度,低温区测量精度高。文中还讨论了e-束下表面温度分布、厚基底热耗散、及e-束高动能转化为表面热能的低转化率。研究结果为e-束新型应用
纳米材料