摘要本研究探讨了六苯并蒈烯(HBC)纳米石墨烯的动态分层自组装行为及其对锂离子存储的影响。分子在自身内压作用下重组,形成类似水波纹的层间距模式。综合材料表征表明,这种组装完全由层内范德华力和层间π-π相互作用驱动,分子间不存在共价键连接。这种有序排列产生了多条锂离子传输通道——包括层间缝隙和层内纳米片通道——显著缩短了扩散距离,减轻了不可逆容量损失。引言随着可持续储能需求增长,研究者转向石墨烯基材料开发下一代锂离子电池(LIB)负极。纳米石墨烯及其复合材料展现出良好的电化学性能,而封装硅或金属纳米结构的核壳结构进一步提升了负极表现。石墨烯凭借优异的导电性、机械强度和巨大比表面积,仍是替代石墨的
摘要 本研究报道通过简便水热法和原位聚合分别制备装饰多壁碳纳米管(MWCNTs)的MoS₂和聚苯胺(PANI)电极。MoS₂|MWCNTs电极在1:1摩尔比下于1 A g⁻¹比电容达255.8 F g⁻¹,内阻低,1,000圈后电容保持率91.6%。PANI|MWCNTs电极同电流密度下达267.5 F g⁻¹,保持率97.9%。组装成用PVA-Na₂SO₄凝胶电解质的准固态不对称超级电容器(ASC)后,器件在1 A g⁻¹比电容138.1 F g⁻¹,能量密度在2,217.95 W kg⁻¹功率密度下达15.09 Wh kg⁻¹,在382.61 W kg⁻¹下达38.9 Wh kg⁻¹。结果
摘要 将光热和放疗功能整合至单一肿瘤特异性纳米平台是癌症治疗新兴策略。我们通过将超细钼硒化物(MoSe₂)量子点(NDs)组装到牛血清白蛋白(BSA)纳米球(NSs)上,并经聚乙二醇(PEG)连接器偶联叶酸(FA),构建了双模制剂。所得FA-MoSe₂@BSA NSs展现稳健近红外(NIR)吸收和X射线衰减,实现高效光热加热和放射增敏。体内外研究证实靶向肿瘤摄取、优异生物相容性,以及NIR与X射线联合照射下肿瘤活力的协同降低。这些发现凸显FA-MoSe₂@BSA NSs作为临床光热-放疗(PTT-RT)有前景的多功能平台。 背景 乳腺癌仍是全球主要发病原因之一,转移率和复发率高。传统疗法——手
摘要 2倍。通过调节ALD循环数可精准调控ZnO含量,从而优化倍率性能和循环稳定性。电化学分析表明,显著的容量增长源于合金化过程及低电压电解液降解驱动的聚合物层形成,可额外储存锂离子。GAZ复合材料为下一代锂离子电池高容量、高稳定性阳极提供了极具前景的路径。 背景 锂离子电池(LIBs)凭借安全性、高能量密度、低自放电主导便携电子市场[1–4]。但石墨阳极理论容量372 mAh g⁻¹难满足电动汽车能量需求[5–7]。因此研究者转向非石墨碳和过渡金属氧化物如ZnO、Fe₂O₃、Co₃O₄、MnO₂及其复合材料作为替代[8–16]。 ZnO理论容量978 mAh g⁻¹,近乎石墨两倍,且具优异锂
摘要 彩色太阳能电池(SCs)正迅速成为建筑一体化光伏(BIPVs)关键组件,但大多数设计以牺牲电学性能换取美观。本文呈现一种平面非晶硅(a-Si:H)SC,同时实现高纯度红、绿、蓝显示和体面的功率转换效率。色彩质量通过薄膜光子堆栈实现,结合分布式布拉格反射器(DBR)、双层抗反射涂层(ARC)和TiO₂缓冲层。全面光电模拟——通过RCWA和COMSOL求解麦克斯韦方程,耦合泊松方程与载流子输运方程——预测红、绿、蓝电池效率分别为4.88%、5.58%、6.54%。用SCs呈现苏州大学校徽展示了稳健的大角度图案显示,为美观零能耗立面铺平道路。 背景 城市能源需求加速了BIPVs发展,要求兼顾发
摘要 我们首次演示了一种直接在商用丝网印刷电极(SPE)上制造的微流控平台,工艺简单、快速、低成本。该器件称为CASPE-MFD(商用SPE基微流控器件),将聚二甲基硅氧烷(PDMS)微通道与玻璃涂层SPE基底结合。在人血清中,CASPE-MFD对前列腺特异性抗原(PSA)检测限(LOD)达0.84 pg/mL(25.8 fM),在0.001–10 ng/mL范围内表现出优异线性。该平台为即时检测(POC)诊断、环境监测和食品安全分析提供可规模化、低成本的解决方案。 背景 微流控系统在微米级通道中操控纳升至皮升体积,实现高通量、低试剂消耗分析。其与电化学传感器集成赋予卓越灵敏度、快速响应和最小
摘要 聚偏二氟乙烯(PVDF)薄膜因其压电、热释电和铁电特性,在柔性电子器件中应用日益广泛。然而传统极化薄膜制备通常需要多步拉伸和高温极化,限制了规模化并增加缺陷密度。本文提出一种简化浇铸工艺,利用玻璃亲水表面改性诱导自发自极化。经8小时混酸处理后,薄膜β相含量升至76.05%,热释电输出与热极化对照相当——且无需外部极化场。为进一步抑制振动诱导的压电噪声,我们将薄膜集成到新型双层传感器架构中。与单层设计相比,双层传感器实现38 dB信噪比(SNR)对比18 dB,压电干扰降低93%。这些发现为嘈杂环境下可穿戴红外和温度传感开辟了低成本、高性能路径。 引言 PVDF及其共聚物因强压电和热释电响
摘要 本文理论研究复合光子分子腔光机系统中的非线性光学现象,包括光学双稳态和四波混频(FWM)过程。光子分子腔由两个谐振腔模(WGM)微腔组成:一为高腔耗散κ的光机腔,另一为高品质因数(Q)的普通辅助光腔。通过控制系统参数——如两腔耦合强度J、两腔衰减率比δ、泵浦功率P——可调控光学双稳态。进一步研究了不同参数区域下FWM谱中呈现的正常模式劈裂。本工作为理解复合光子分子光机系统中的非线性现象提供了进一步洞见。 背景 光机系统(OMS)[1]由光腔与机械谐振子耦合构成,探索辐射压诱导的相干光子-声子相互作用,近年备受关注,因其为操控机械谐振子和电磁场提供平台,推动声子激光[2,3]、传感[4]、
摘要 本文理论研究准单分子与蓝脱谐光学阱中等离子体纳米孔腔的强耦合。采用有限差分时域(FDTD)法建模金纳米孔阵列为周期性等离子体腔,将分子视为感应偶极子。模拟显示:当分子位于电磁强度极小处——即最佳捕获位置——透射光谱分裂为两个明显峰值,这是拉比劈裂区的标志。重要的是,仅当分子偶极子与入射光传播矢量平行时才发生强耦合。 引言 光学偶极阱已成为操控原子和分子的基石技术,实现了玻色-爱因斯坦凝聚、基础物理精密测试及物理常数超精确测量[1–3]。红脱谐阱将粒子吸引至强度最大区,而蓝脱谐阱将粒子限制在光场节点,减少散射致热和光位移扰动[5–8]。但稳定蓝脱谐阱通常需复杂几何[9,10]。表面等离子体
摘要 200 ℃。薄膜含Co、C,并含可测量的N和O。延长NH₃等离子体脉冲可改善导电性;40秒NH₃脉冲下电阻率低至117 µΩ·cm。均方根粗糙度始终维持极低水平(~0.3 nm),表明薄膜表面平滑。 背景 在高速超大规模集成电路中,铜互连依赖阻挡层——典型为TaN——阻止铜扩散至层间介质(ILD),以及促进附着的衬层——通常为Ta。因单独在Ta上电镀铜成核不佳,需额外种子层,形成TaN/Ta/Cu堆叠。随着器件尺寸缩小,铜可用空间减少,该堆叠的高电阻率驱动人们寻找无种子层的阻挡/衬层体系。以钴替代钽可改善铜润湿性,实现直接在Co上电镀铜,省去单独种子层。 200 ℃才能稳定生长。在Cp配
摘要 聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)纳米凝胶与丙烯酸(AAc)共聚以调节下临界溶解温度(LCST)。所得PNIPAM-co-AAc纳米凝胶呈现两个明显的体积相变,LCST随AAc含量增加而升高。载药β-莰烯酮(β-LP)后,药物释放受温度和pH双重调控,且强烈依赖AAc比例。值得注意的是,PNIPAM-co-AAc20配方在酸性-中性pH和体温下药物释放70%。这些结果表明温度/pH双响应PNIPAM纳米凝胶是口服给药实现肠道特异性递送的有前景载体。 引言 刺激响应纳米载体在药物递送、成像和诊断中应用日益广泛。在诸多触发因子——pH、温度、氧化还原、磁场、光——中,温度和pH仍是控制释放
摘要 开发稳定、高性能的纳米复合材料对先进催化应用至关重要。本文报道了一种简单、可放大的制备碳纳米管(CNT)–Cu₂O纳米复合材料的方法,无需表面活性剂或稳定剂。通过调控反应温度和时间,实现了30–50 nm均匀Cu₂O纳米颗粒锚定在CNT上,该催化剂仅需35秒即可将对硝基苯酚(p-NP)还原为对氨基苯酚(p-AP)。经八次连续循环后仍保留92%活性,展现出优异的稳健性,适用于废水治理和复合材料制造。 背景 自发现以来,碳纳米管(CNTs)凭借卓越的化学稳定性、导电性、高比表面积和机械强度,成为催化、储能、传感和环境修复的多功能平台。众多研究将过渡金属纳米颗粒——如Cu、Pd、Au、Ag、P
摘要 尽管金属纳米颗粒在医学中得到广泛应用,但其体内清除机制仍知之甚少。本研究证实,肠道杯状细胞(GCs)和胃壁细胞(PCs)能主动转运多种金属纳米颗粒——三角银纳米板、磁性纳米颗粒、金纳米棒和金纳米簇——进入肠腔,随粪便排出。利用胆总管(CBD)结扎小鼠模型阻断肝胆途径,我们发现这些纳米颗粒在整个肠道的杯状细胞内积聚,且三角银纳米板和金纳米棒也在壁细胞内积聚。肠道组织未观察到病理改变。此外,中药提取物诱导的腹泻模型中,杯状细胞和壁细胞分泌纳米颗粒的速率显著增强,提示胃肠道蠕动对纳米颗粒排泄具有调节作用。这些发现揭示了一条此前未被认识的清除途径,可为纳米颗粒制剂的安全设计提供依据。 引言 纳米
摘要本研究利用直接喷墨打印工艺制备低漏电ZrO₂介质层,用于溅射铟镓锌氧化物(IGZO)薄膜晶体管(TFT)。制备了旋涂和喷墨打印两种ZrO₂薄膜以评估其成膜动力学和电学特性。高分辨透射电镜确认ZrO₂层均匀性,XPS显示喷墨打印薄膜氧空位密度降低。喷墨打印TFT展现优异饱和迁移率12.4 cm²/V·s,开关比10⁶,开启电压0 V,正偏应力(PBS)一小时后阈值电压漂移仅1.4 V。低关态电流源于致密无空位薄膜。然而器件在PBS下表现显著Vth漂移,归因于富铟背沟道易吸附H₂O和O₂形成受主陷阱。研究突显喷墨打印氧化物介质用于高性能可规模化氧化物TFT的潜力,同时强调需通过界面工程缓解偏压
摘要与传统无十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)种子介导生长产生的多分散纳米棒不同,我们通过在种子制备中简单添加CTAB,实现了银纳米颗粒的不同形貌——纳米球、纳米棒和三角纳米片。最佳CTAB浓度产生的银种子晶体,其老化时间决定最终纳米颗粒形貌。研究发现CTAB调节CTAB与柠檬酸盐的竞争吸附,引导银种子各向异性生长。该方法将可用种子寿命延长至52小时以上,简化了形貌可控银及其他金属纳米颗粒的合成。背景银纳米颗粒(AgNPs)因表面等离子共振、量子限域和宏观量子隧穿效应,在抗菌涂层、癌症治疗、催化、DNA传感和药物递送等领域应用广泛。各向异性AgNPs(纳米棒、纳米线、纳米片)的理化性质高度依赖尺
摘要拖曳光束能吸引物体,是一类特殊光束。目前利用全息技术塑造复杂光学拖曳光束用于基础研究和实际应用。但大多数报道聚焦于生成二维(2D)拖曳光束和简单三维(3D)拖曳光束,限制了光束成形机制和应用的进一步发展。本文介绍设计多个空间位置独立可控的3D拖曳光束,每个光束可按任意几何曲线规定并按任意角度扭转。我们的方法计算各曲线的计算机生成全息图(CGH),通过添加各自线性相位光栅将所有CGH复用编码为单一相位全息图,使不同3D曲线出现在焦区不同位置。实验证明3D构型下光学拖曳光束生成可轻松实现。本研究生成的光束特别适用于多微加工光学捕获和复杂3D操控等应用。引言早已证实光能施加力。用光束吸引物体的想
摘要本研究考察后退火温度对远程等离子体原子层沉积(RP-ALD)在250°C沉积于p型Si上HfO₂薄膜结晶的影响,随后在氮气中快速热退火(RTA)。场发射透射电镜、XPS、掠入射XRD和AFM揭示:退火过程中氧从HfO₂向Si界面扩散。400°C以下薄膜和界面层保持非晶,由HfO₂和SiO₂组成。450-550°C薄膜变为多相多晶,界面形成结晶SiO₂层。550°C以上薄膜采用单相斜方晶系,界面层完全转化为结晶SiO₂。引言氧化铪(HfO₂)薄膜因高密度、高折射率、宽带隙和热稳定性,适用于多层光学镀膜、保护层、栅介质和钝化层。常规沉积技术——电子束蒸发、化学溶液沉积、反应溅射、MOCVD、M
摘要通过水热合成、冻干和高温退火制备了具有丰富微孔网络的MoS₂/还原石墨烯气凝胶复合材料。多孔结构直接作为无粘结剂电极,增强电子传输并构建三维离子传输通道。气凝胶在100 mA g⁻¹下展现1041 mAh g⁻¹比容量,100圈后保持667 mAh g⁻¹——保持率58.6%。这些优异指标源于MoS₂纳米片与导电石墨烯的协同作用,以及无粘结剂架构。本工作为将过渡金属二硫属化物与石墨烯整合制备高性能多孔电极材料用于储能器件提供了可规模化路线。引言电动汽车和柔性电子的加速普及加剧了下一代储能研究。锂离子电池(LIBs)凭借高能量密度和长循环寿命仍是标杆,成为材料创新焦点。二维过渡金属二硫属化物
摘要本工作制备了采用原子层沉积AlOy/HfOx功能层的Ru基RRAM器件并开展研究。在电压置位过程中观察到负差分电阻(NDR)行为,并探讨其物理起源。基于电阻切换物理理解,测得的NDR行为被认为与部分单极性复位效应相关,该效应源于氧空位与RuO2界面层热释放氧离子的复合。电学特性测量和X射线光电子能谱(XPS)结果验证了该物理解释。引言作为最具前景的新兴非易失性存储器之一,电阻式随机存取存储器(RRAM)在材料优化、性能提升和器件集成方面被广泛研究。因结构简单、操作速度快、功耗低、微缩潜力无可比拟等显著优势,RRAM广泛应用于类脑神经形态计算和可重构布尔逻辑,也展现出作为存储级内存(SCM)
摘要两个InGaN/GaN多量子阱(MQW)样品采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)在相同条件下生长,仅GaN覆盖层厚度不同:样品A覆盖30秒,样品B覆盖200秒。光致发光(PL)测量显示薄覆盖层样品PL强度显著更强。厚覆盖层样品在高激发功率下呈现两个明显PL峰,且PL峰能随温度曲线随激发功率增加从反V型转变为常规S型。此外,厚覆盖层样品热稳定性在高激发功率下恶化。这些异常归因于厚覆盖层样品中铟分布不均导致的两类局域态之间的载流子重新分布。深局域态表现出优越热稳定性,浅局域态更易受热淬火。显著的铟不均匀性可能源于延长的低温GaN覆盖层生长,阻碍铟扩散并促进成分波动。引言InGaN/GaN M
纳米材料