摘要 在Au/WO3/Au器件中,潮湿环境下出现显著负光电导(NPC),归因于表面H+离子累积。445 nm紫光照射下,光生空氧化吸附H2O产生H+和O2。光激发电子能量不足以还原这些H+离子,后者捕获移动电子,增加肖特基势垒、降低电导。通过调节相对湿度(RH)、光强或偏压,可调控H+浓度和分布,实现正光电导(PPC)与NPC可控转换,优化电阻开关行为。 引言 三氧化钨(WO3)因独特八面体WO6框架容纳H+和碱金属等间隙物种,能调节颜色和电导从绝缘至金属区间,以其光-电-变色和电阻开关能力闻名。导带底低于H+还原能级,价带顶超出H2O氧化能级,允许表面吸附H2O被空氧化为H+和O2,却阻止
摘要 采用密度泛函理论结合非平衡格林函数,我们研究过渡金属(TM)原子V、Cr、Mn吸附于扶手椅黑磷烯纳米带(APNRs)边缘如何重塑其电子、磁性和输运特性。TM原子产生自旋极化边缘态,丰富带拓扑:Mn功能化APNRs在铁磁(FM)构型下成为半导体,而V和Cr诱导半金属行为。横向电场诱导斯塔克位移可使Mn-APNRs金属化,提供带隙调控旋钮。重要的是,Mn/Cr异质结表现为自旋p-n二极管,仅对一种自旋通道表现出显著整流。这些发现指明TM钝化APNRs作为自旋电子学和逻辑器件有前景的构建模块。 引言 自石墨烯发现以来,二维(2D)材料拓展纳米科学疆域。其中黑磷烯因其可观直接带隙(~2 eV)
摘要 WO3与石墨烯(GR)结合成为多种应用的高效光催化剂。然而,因复杂界面相互作用,光催化中载流子转移的确切路径仍不清晰。本研究制备WO3/GR层状薄膜,用拉曼、UV-vis和SEM表征。结果显示p型掺杂石墨烯显著增强WO3/GR复合材料结构和光学性质。通过UV驱动抗生素土霉素降解评估光催化活性。循环伏安法揭示直接在铜箔上生长的WO3/GR薄膜展现更高光电流和更大阻抗电阻,区别于传统WO3催化剂。为探究深层机制,我们经改进CVD工艺在硅衬底制备大面积WO3/GR器件并与WO3参比器件对比。电流-电压测量显示光诱导掺杂:光电流低于暗电流、光电阻超暗电阻——行为与纯WO3截然不同。本工作为分析W
摘要 我们报道一种磁性可回收三元纳米复合材料(ZnO/Fe3O4/g-C3N4),在可见光降解单偶氮染料方面表现出优异光催化性能。通过XRD、TEM、EDS、XPS、PL、UV-vis DRS和光电化学测量表征结构和光学性质。g-C3N4与ZnO形成的异质结扩展吸收窗口并抑制载流子复合,带来显著光催化活性,超越纯ZnO和g-C3N4。50 wt% g-C3N4复合材料(ZnO/Fe3O4/g-C3N4-50%)经五次循环保持95.3%活性,对甲基橙(MO)、茜素黄R(AYR)和橙G(OG)降解效率分别达97.87%、98.05%和83.35%。该催化剂磁性可回收、高稳定性和快速脱色,是工业废水
摘要 具有复杂形貌和高光催化活性的杂化纳米结构制备困难,常需专业技能和昂贵工艺。本文报道花状Au@CdS-CdS纳米花的分步合成,结合金核、硫化镉(CdS)壳和外延生长的CdS纳米棒。所得纳米花吸收覆盖整个可见光谱(达850 nm),光致电荷转移显著增强,荧光光谱证实。与单纯CdS和Au@CdS核壳纳米粒子相比,Au@CdS-CdS纳米花在400-780 nm和600-780 nm照射下表现出最高光催化降解速率。我们还提出合理的生长机制,可指导其他金属-半导体杂化物的复杂架构理性设计。 引言 太阳能是当今最清洁、最丰富的可再生资源。通过半导体光催化将阳光转化为化学或电能,被广泛视为能源生产和
摘要 本研究探讨采用倒装芯片架构和多种网状p型接触几何结构制备的AlGaN基深紫外(DUV)发光二极管(LED)。通过三维有限差分时域(3D-FDTD)模拟,我们证明横电(TE)和横磁(TM)光提取效率(LEE)对网状结构的间距和倾斜度高度敏感。研究发现,较大填充因子并不提升LEE,因为p-GaN吸收、铝等离子体吸收和网状散射的竞争性损耗。值得注意的是,具有30°倾角的混合p-GaN纳米棒/p-AlGaN截断纳米锥接触,在280 nm发射波长下,分别将TE和TM偏振LEE提升约5倍和24倍。 引言 AlGaN基DUV LED在水净化、光疗、传感和光催化等领域需求日增。然而实现高外量子效率(E
摘要 尺寸依赖的表面现象——催化、量子点光致发光和等离子体共振——由金属和半导体纳米团簇的配位化学决定。本研究利用简洁的“神奇公式”量化这些依赖关系,将结构壳层数 n 与关键团簇属性相关联。我们分析了面心立方(fcc)、体心立方(bcc)、简单立方(sc)、六方密堆积(hcp)和金刚石立方晶格,以及柏拉图固体团簇,共涵盖 19 种不同几何结构。通过从纯空间坐标构建邻接矩阵和距离矩阵,我们计算了拓扑指数——维纳指数、超维纳指数、逆维纳指数和塞格德指数——其闭式表达式作为 n 的神奇函数浮现。结果表明 sc 晶格在顶点度信息含量方面最简单,并提供了与催化剂设计相关的表面原子分散度定量度量。 引言
摘要ZnO多孔纳米片(PNSs)通过将非晶BiVO₄锚定在碳酸锌纳米片上、500℃煅烧实现部分官能化。低BiVO₄负载量时表面转化为Bi₃.₉Zn₀.₄V₁.₇O₁₀.₅(BZVO)相。光电流和光致发光测量显示适度BZVO覆盖(Bi/Zn=0.01)显著抑制光致载流子复合,归因于非结区与垂直p-n BZVO/ZnO结间表面势梯度。弱自然阳光下,BZVO修饰ZnO PNSs降解活性艳红(KE-7B)速率比强可见光照射高八倍。结果表明各组分合理能带对齐对高活性阳光驱动光催化剂至关重要。引言100 nm)[13],可能降低比表面积,且界面接触常不完美,限制活性。二维(2D)超薄纳米结构提供高比表面积
摘要90%,为无机钙钛矿LED树立新操作稳定性基准。引言90% PLQY且低温合成,但含碘成分不稳定和铅毒性限制广泛应用。近期工作显示掺杂铋(Bi)或锰(Mn)等低毒元素可保持甚至增强光学性能同时缓解环境担忧。本研究引入两种无铅钙钛矿QDs——Bi掺杂Cs₂SnCl₆和Mn掺杂CsPbCl₃,分别发蓝光和橙光。两者共享相同氯化物阴离子,防止器件组装中阴离子交换反应。所得WLED展现优异色彩质量、高发光效率和创纪录操作稳定性。方法材料与化学品高纯碳酸铯、氯化铅、氯化铯、油酸、1-十八烯、四水合氯化锰、油胺、氯化锡、氯化铋、PMMA、盐酸、甲醇、甲苯、乙酸乙酯、正己烷分别购自Alfa Aesar、
摘要微通道板(MCPs)是光子和粒子探测中高增益电子倍增器关键部件。传统MCPs面临暗电流高、寿命有限、二次电子发射(SEE)性能欠佳等问题。本研究利用原子层沉积(ALD)在MCP孔道内沉积共形Al₂O₃ SEE层,系统表征了形貌、元素分布和结构均匀性(SEM和EDS)。发现8-10 nm Al₂O₃涂层使平均增益较常规MCP提升五倍,并在加速UV照射下表现出优越灵敏度和寿命。引言MCPs——4-25 µm孔径、0.2-1.2 mm长、高长径比孔阵列——在MCP-PMTs、夜视光学、电子显微镜和X射线成像中不可或缺。其性能取决于三个几何参数:偏压角(5-15°)、长径比(20:1-100:1)
摘要具有独特蛋黄-壳结构的NiO/NiCo₂O₄混合物通过简单水热法和后续热处理合成。透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分别表征样品元素分布、组成和微观结构。矢量网络分析(VNA)研究微波吸收性能。结果表明,NiO/NiCo₂O₄混合物凭借独特蛋黄-壳结构实现优异电磁波吸收性能。具体而言,样品最大反射损耗(RL)达-37.0 dB(12.2 GHz),RL低于-10 dB的吸收带宽为4.0 GHz(吸收体厚度2.0 mm)。此外,高温制备的NiO/NiCo₂O₄混合物表现出优异热稳定性。探讨了改善微波吸收性能的可能机制。背景近年来,随着无线通信兴起和电子设备广泛应用,
摘要对于半圆等离子体透镜,螺旋相位是自旋依赖表面等离子体极化子(SPP)聚焦的起源。通过用另一螺旋相位或Pancharatnam-Berry相位抵消自旋依赖螺旋相位,我们实现了与激发光自旋态无关的SPP聚焦。基于SPP的惠更斯-菲涅耳原理和数值模拟分析证明,不同自旋态下SPP聚焦的位置、强度和轮廓完全相同。此外,自旋无关SPP聚焦不受半圆狭缝半径、中心角和形状变化影响。本研究不仅进一步揭示自旋依赖SPP器件机制,还提供克服自旋态对SPP场影响的有效途径。引言三维(3D)自由空间中,光学透镜在塑造光流方面不可或缺,如聚焦、成像和光学傅里叶变换(FT)。然而,常规透镜固有局限也逐渐显现。受光衍射限
摘要我们在满足GB/T 19277/ISO 14855的实验室规模堆肥体系中,考察了接枝官能化锐钛矿TiO₂(g-TiO₂)的聚乳酸(PLA)纳米复合材料90天生物降解行为。通过监测表面形貌、结晶度、热转变、分子量演变和CO₂释放,揭示降解途径。PLA/TiO₂纳米复合材料比纯PLA降解更快、更不均一,主要因接枝TiO₂增强水渗透和水解。结果表明可通过调节TiO₂负载量加速PLA堆肥降解。引言聚乳酸(PLA)作为领先可降解聚合物,因可再生来源和生物医用、消费品潜力备受青睐。但其较低热变形温度、韧性一般和降解缓慢限制广泛应用。引入无机纳米颗粒——如纳米粘土、碳纳米管、氧化锌、锐钛矿TiO₂——是
摘要背景我们设计了一种药物洗脱胃肠(GI)支架,通过活性氧(ROS)敏感纳米纤维垫释放胡椒长碱酯(PL)。PL负载垫旨在利用ROS触发提供局部抗胆管癌(CCA)细胞效应。方法我们通过将硒代胱氨酸连接到甲氧基聚乙二醇(MePEG)再接聚乳酸(PLA)合成了二硒键连接的嵌段共聚物(LEse)。通过电纺丝不同比例的聚己内酯(PCL)和LEse混合物,制备含PL纳米纤维垫。这些垫涂覆在硅胶膜覆盖的胆道支架上。评估了体外药物释放、ROS响应性和抗癌活性,随后进行HuCC-T1异种移植瘤动物实验。结果高LEse含量纳米纤维表现出ROS触发的PL释放加速,而纯PCL垫响应性极低。垫释放的PL对多种CCA细胞
摘要二维半导体MoS₂因其宽带可饱和吸收和高三阶非线性成为超快光子学有前景材料。本研究制备MoS₂掺杂溶胶-凝胶玻璃,形成MoS₂/SiO₂复合材料。该复合材料表现出3.5%调制深度和20.15 MW cm⁻²可饱和强度,同时保持3.46 J cm⁻²光学损伤阈值——显著高于常规半导体可饱和吸收镜。将复合材料引入环形腔Er掺杂光纤(EDF)激光器,实现两种不同锁模机制:90 mW泵浦功率下传统孤子态输出780 fs脉冲,以及100-600 mW泵浦范围内稳定长脉冲态输出1.21 ps脉冲,最大平均输出功率5.11 mW。结果证明该复合材料作为坚固、高损伤阈值可饱和吸收体用于光纤激光应用的可行性
摘要92%效率,证实优异稳定性。引言工业快速扩张释放有机/无机毒性污染物,威胁生态和人类健康。高效清洁降解技术至关重要。光催化,特别是TiO₂等异相催化剂,为从水和空气去除有机污染物提供经济、无毒方案。TiO₂宽带隙(~3.20 eV)限制其仅能被UV光激活,阻碍实际应用。敏化、金属/金属氧化物掺杂、半导体耦合等策略被探索以将TiO₂活性延伸至可见光区。贵金属(Au、Ag、Pt、Pd)和CeO₂等金属氧化物(带隙≈2.92 eV)可捕获光生电子、减少复合、产生活性氧,从而增强光催化性能。CeO₂的Ce³⁺/Ce⁴⁺氧化还原对在电子转移和自由基生成中特别有效。聚苯胺(PANI)是吸收可见光、促进
摘要传统化疗常因严重副作用和多药耐药快速出现而失败。我们研究了C₆₀富勒烯作为纳米载体递送阿霉素(Dox)以特异性靶向白血病细胞。非共价C₆₀-Dox复合物(1:1和2:1比例)经紫外-可见光谱、动态光散射和HPLC-MS/MS表征,确认形成稳定的140 nm纳米颗粒,适合生物应用。在白血病细胞系(CCRF-CEM、Jurkat、THP-1、Molt-16)中,这些复合物在纳摩尔浓度下细胞毒性比游离Dox高达3.5倍,细胞内积累证据支持增强递送。研究表明C₆₀富勒烯作为纳米载体改善Dox抗白血病疗效极具前景。引言纳米生物技术为更具选择性和效力的抗癌疗法提供路径。C₆₀富勒烯作为球形碳纳米结构,
摘要通过在共熔NaCl-KCl中反应草酸铅(PbC₂O₄)和二氧化钛(TiO₂),利用熔盐合成(MSS)和模板MSS分别成功制备了球形和棒状PbTiO₃(PTO)粉末。X射线衍射确认所有样品为纯四方相。在950℃、5 h条件下,PbC₂O₄:TiO₂:NaCl:KCl摩尔比从1:1:10:10变至1:1:60:60对球形形貌影响可忽略。相反,利用棒状锐钛矿TiO₂模板和1:1:60:60摩尔比,在800℃、5 h条件下获得棒状PTO(直径480 nm-1.50 µm,长度达10 µm)。能谱显示化学计量Pb:Ti比约1:1。熔盐含量对棒状生成至关重要:盐量不足阻碍棒状合成,而延长反应时间有利于
摘要我们报道了通过电沉积Cu₂O立方体置换反应制备的无表面活性剂、低Au负载Cu₂O@Au和Au空心立方体。Cu₂O@Au复合材料在-1.0 V vs. RHE下CO的法拉第效率(FE)达30.1%——约为单独Cu₂O或Au的两倍——凸显了Cu₂O/Au金属-氧化物界面的催化优势。背景二氧化碳(CO₂)是导致全球变暖的主要温室气体,通过捕集、封存或转化为高值化学品缓解CO₂已成全球优先事项[1,2]。常规CO₂去除法——如地下封存[3,4]——能耗高,而电化学还原(CO₂RR)提供在常温常压下生产燃料和化学品的有前景路径[8-10]。然而,CO₂RR面临固有挑战:分子化学惰性、热力学驱动力相对
摘要多频段超材料吸收体(MPAs)因其近乎完美的吸收、亚波长厚度和可定制响应而备受关注。然而,传统设计的谐振峰间距较宽,导致显著的非谐振损耗和光谱信息遗漏。本研究提出一种双频太赫兹MPA,由两层金条/介质层背靠连续金膜组成,实现仅相隔0.30 THz的两个≈100%吸收峰。相对频率间距Δ = 2(f₂–f₁)/(f₁+f₂)为13.33%,仅为既往报道最小值的四分之一。通过调节条带长度,Δ可降至6.45%。扩展至三频段结构——增加第三对金条/介质层——可获得三个≈100%吸收峰,峰间间距分别为0.14 THz和0.17 THz,对应相对间距6.57%和7.22%。这些超窄离散间距为探测紧密相邻
纳米材料