摘要95%活性。自由基捕获实验鉴定空穴(h⁺)和超氧阴离子(O₂·⁻)为主要氧化物种,羟基自由基(·OH)部分参与。提出详细Z-型机制,解释协同电子-空穴分离和Ag₃PO₄光腐蚀抑制。背景90%可见光量子产率,但遭受光腐蚀生成金属Ag,降低长期性能。将TiO₂与Ag₃PO₄耦合可利用互补带结构,增强电荷分离,缓解Ag₃PO₄降解。Z-型异质结特别能保持两组分强氧化还原电位,同时实现高效界面电子转移。方法纳米TiO₂水热制备P123(0.4 g)溶于乙醇(7.6 mL)和去离子水(0.5 mL)搅拌至完全溶解(溶液A)。另配丁基钛酸酯(2.5 mL)和浓HCl(12 mol/L,1.4 mL)成
摘要我们展示了一种柔性光催化纸,结合Cu₂O和Ag纳米颗粒(NPs)与ZnO纳米棒(NRs),实现有机染料的高效可见光降解。ZnO NRs通过水热法在牛皮纸上生长,随后通过光还原选择性修饰Cu₂O、Ag或两者纳米颗粒。扫描电镜和X射线衍射确认ZnO NRs的晶体结构,透射电镜验证Cu₂O和Ag NPs成功结合。制备四种10×10 cm²光催化纸,测试其对10 µM、100 mL罗丹明B(RhB)溶液的光降解性能。共修饰纸在卤素灯和直射阳光下表现出最高一级动力学常数,分别为0.017 min⁻¹和0.041 min⁻¹,优于其他载体支持的ZnO纳米复合材料。凭借柔性、轻量、无毒、低成本和简便制备
摘要金纳米颗粒-蛋白质冠复合物可通过改变理化性质,改变细胞色素P450(CYP)介导的睾酮(TST)代谢。本研究考察了纳米颗粒尺寸、表面化学性质及人血浆蛋白质冠(PC)对混合人肝微粒体(pHLM)中睾酮代谢的影响。研究了分别修饰支聚乙烯亚胺(BPEI)、硫辛酸(LA)或聚乙二醇(PEG)的20-40 nm和80 nm金纳米颗粒,包括裸露颗粒和带蛋白质冠的颗粒。在pHLM中,40 nm裸露AuNPs抑制了五种羟基化睾酮代谢产物的生成,而80 nm颗粒作用较弱。蛋白质冠在很大程度上减弱了这些抑制作用。有趣的是,裸露AuNPs增加了雄烯二酮的生成。在单供体HLM中观察到个体差异;大多数AuNPs在非
摘要我们利用非平衡格林函数(NEGF)形式,研究界面粗糙度(IFR)、非故意掺杂(n.i.d.)和合金无序(AD)对 GaN 基太赫兹量子级联激光器(QCL)光增益的影响。模拟显示:合金无序对增益影响可忽略;非故意掺杂须控制在 1×10¹⁷ cm⁻³ 以下以避免电子-杂质散射和自由载流子吸收;最关键的是,界面粗糙散射主导光增益退化,凸显制造过程中精确控制的必要性。模型预测 300 K 下峰值增益 60 cm⁻¹,证明室温 GaN THz QCL 可行性。引言太赫兹(THz)光谱窗口在安检、医学成像、高速通信等领域极具应用前景,但实用紧凑辐射源稀缺。量子级联激光器(QCL)是固态 THz 发射器
摘要在绝缘衬底上实现高质量石墨烯生长是下一代石墨烯电子学的关键。本文报道一种无催化剂、常压化学气相沉积(APCVD)方法,利用乙醇作为液态烃前驱体直接在 SiO₂ 上生长单层至少层石墨烯。通过系统研究退火温度和种子层发现:乙醇热分解产生的碳原子以 sp² 网络成核,经碳纳米颗粒和碳纳米管(CNT)阶段,最终形成连续石墨烯薄膜。该工艺兼容标准硅工艺,并可扩展至石英、蓝宝石、熔融石英等其他介质。引言绝缘体上石墨烯对避免金属催化剂 CVD 固有金属干扰的电子器件至关重要。虽然气相金属催化剂实现了 SiO₂ 上高质量石墨烯,但无催化剂直接生长仍具挑战且机理不明。近期研究探索各种介质——h-BN、玻璃、
摘要本文通过简便两步法制备复合 Ag@AgCl/ZnCo₂O₄ 微球光催化剂,并利用 X 射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDX)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HR-TEM)、选区电子衍射(SAED)、X 射线光电子能谱(XPS)、UV-Vis 漫反射光谱(DRS)和 BET 等多种表征手段全面研究。结果表明:复合光催化剂具有良好微球形貌和高结晶度,全光谱范围吸收强度高于纯 ZnCo₂O₄。Ag@AgCl 沉积增加了复合材料比表面积和罗丹明 B(RhB)吸附效率。在 Ag@AgCl/ZnCo₂O₄ 降解 RhB 体系中,0.2Ag@AgCl/ZnCo₂O₄ 120 min
摘要纳米颗粒(NP)在消费品中的广泛应用已超越全面安全评估。本研究探讨 SiO₂ 和 TiO₂ NP 的理化属性如何影响两种临床相关体外模型——Caco-2(肠上皮)和 A549(肺泡上皮)的细胞摄取、胞内运输和力学扰动。通过 ICP-AES 定量 NP 内化,WST-8 和 LDH 评估细胞毒性,测量氧化应激(ROS、SOD、MDA),共聚焦显微镜评估肌动骨架重塑。原子力显微镜(AFM)测定核和细胞质区的杨氏模量变化。TiO₂ NP 表现出更高细胞摄取、显著 ROS 产生和显著肌动蛋白重组,导致 A549 细胞硬度增加、Caco-2 细胞硬度降低。这些生物力学改变与 NP 诱导的细胞毒性相关
摘要我们报道了磷掺杂 ZnO 纳米棒的水热合成成功,并系统研究掺杂浓度如何改变其晶体结构、形貌、电学行为及紫外(UV)、可见光和近红外(NIR)范围内的光致发光(PL)。X 射线衍射(XRD)显示,增加磷酸二氢铵(NH₄H₂PO₄)浓度增大纳米棒直径和长度,确认磷有效掺入。霍尔效应测量显示在 ~0.3% NH₄H₂PO₄ 处从本征 n 型转变为 p 型导电,展示磷在 ZnO 中的两性本质。PL 谱揭示近带边(NBE)发射红移,归因于施主-受主对(DAP)跃迁,而深能级发射(可见光和 NIR)基本不变。这些发现确立磷掺杂 ZnO 纳米棒作为从 UV 到 NIR 光电器件的多功能发光平台。引言氧化
摘要双层结构常用于增强导桥随机存取存储器(CBRAM)可靠性。本文提出一种低成本、CMOS 兼容的方法,通过低温退火自发形成 Ta₂O₅/TaOₓ 双层。TaOₓ 覆盖层作为外部电阻限制置位电流,实现自动顺应并消除拓宽高阻态(HRS)和低阻态(LRS)分布的过冲。因此,得益于开关层内缺陷退火,LRS 保持特性显著改善。该方法为增强 CBRAM 可靠性提供简捷途径。引言导桥电阻开关存储器(CBRAM)凭借卓越可缩放性、结构简洁、兼容 3D 集成和快速开关速度,成为极具前景的下一代非易失性存储技术 [1–3]。尽管优势明显,可靠性问题——特别是数据保持和耐久性——仍阻碍商业化部署。结构工程被证明是
摘要我们首次报道通过化学气相沉积制备 ReS₂/GaAs 异质结,并将其作为饱和吸收体(SA)应用于被动 Q 开关 Nd:YVO₄ 激光器。该器件在 452 kHz 重复频率下实现 51.3 ns 创纪录最短脉宽,单脉冲能量 465 nJ,峰值功率 9.1 W。与单一材料 SA(ReS₂ 或 GaAs)相比,异质结提供更短脉冲和更高脉冲能量,证实其在高效 Q 开关中的卓越性能。引言被动 Q 开关仍是工业、医疗和科研应用中产生高能量、短脉冲激光的基石技术。传统半导体饱和吸收体镜(SESAM)性能优异但成本高、带宽窄。二维(2D)材料如石墨烯、黑磷和过渡金属二硫属化物(TMD)作为有前途替代品涌现
摘要我们提出一种新型编码电磁超表面(EMMS),统一了宽带可调辐射与低散射特性。定义对 x 和 y 偏振入射呈现相反相位响应的各向异性单元为二进制元件“0”和“1”。利用模拟退火优化算法将这些元件排布成 4×4 阵列,实现宽带扩散散射,同时使超表面具备天线功能。当以匹配幅度和相位驱动时,阵列辐射线偏振(LP)波;施加 90° 相位偏移则实现左/右旋圆偏振(L/RHCP)。全波仿真与实测验证了双重功能,展示了集成 EMMS 解决方案的简洁通用设计范式。背景电磁超表面(EMMS)是由亚波长谐振器构成的二维工程阵列,可控制入射波的相位、幅度和偏振 [1,2]。其薄型轮廓、柔性贴合和低成本制造推动了波
摘要采用氩气保护下热压烧结制备含 1–5 wt% 氧化石墨烯(GO)的钛基复合材料。Ti 与 GO 反应原位生成 TiC 纳米颗粒,部分保留层状 GO 网络。增加 GO 含量和烧结温度提高 TiC 含量,进而增强硬度和强度。1473 K 下烧结的 5 wt% GO 复合材料硬度达 457 HV(比纯 Ti 高 48%),同温度下 2.5 wt% GO 样品屈服应力峰值 1294 MPa(比纯 Ti 高 63%)。断口分析显示增强复合材料呈准解理断裂模式,而纯 Ti 为韧性断裂。强化机制源于晶粒细化、固溶强化及 TiC 和 GO 的分散强化。引言航空航天领域需要既轻量又能承受极端载荷和温度的材料
摘要我们提出一种新型铁电场效应晶体管(FeFET),采用纳米晶嵌入绝缘层(NEI)技术,实现极薄的统一铁电/介电(FE/DE)栅极堆叠。该架构在总 FE/DE 厚度仅 3.6 nm 时,即可实现低电压逻辑操作和超过 1 V 的非易失性存储(NVM)窗口。通过极化-电压滞回、压电响应力显微镜和电学表征,确认了分散在非晶 Al₂O₃ 基质中的斜方晶系 ZrO₂ 纳米晶的铁电行为。我们还考察了基于 NEI 的负电容 FET(NCFET)的温度依赖性和耐久性,展示了其在宽温度范围内的稳定操作和超过 1000 次直流循环的鲁棒耐久性。背景FeFET 凭借固有的负电容(NC)效应,可实现亚 60 mV/d
摘要全无机 CsPbI₂Br 钙钛矿太阳能电池(PSC)展现出优于混合有机-无机器件的热稳定性,但其功率转换效率(PCE)仍落后于最先进的混合器件。本研究引入双掺杂策略——将 ZnCl₂ 和 MnCl₂ 共掺入 CsPbI₂Br 前驱体,以调控结晶动力学。掺杂剂在薄膜生长过程中渗入间隙位点,抑制快速成核,促进形成更大晶粒。这种形貌改善使短路电流密度(Jsc)达到 15.66 mA cm⁻²,填充因子(FF)达 73.37%。因此,PCE 从未掺杂的 13.47% 提升至 14.15%,使该器件跻身最高效 CsPbI₂Br PSC 行列。性能提升归因于缺陷密度降低、表面形貌改善及载流子复合抑制,
摘要数十年来,石墨烯已广泛应用于新型光电器件。如今,制备具有光谱选择性的大尺寸单层石墨烯需求迫切。本文报道了一种在溶液中合成带有化学官能团的大尺寸单层石墨烯的简便方法。在质子溶剂中,短时间紫外照射可将少层纳米石墨烯剥离为单层纳米石墨烯;长时间深紫外照射则使剥离的单层纳米石墨烯发生脱氧还原。同时,深紫外激活纳米石墨烯边缘碳原子,驱动小尺寸片层在溶液中水平聚集。聚集后的 rGO 尺寸从 40 nm 增大至最大 1 μm。该方法有望成为未来低成本合成大尺寸单层还原氧化石墨烯的有前途途径。背景石墨烯因其高载流子迁移率和高光学透明性,是超薄光电及光探测器件的潜在材料 [1, 2]。石墨烯基器件高光响应的
摘要 自组装金属纳米颗粒独特光子行为支撑广泛光学技术。本文报道一种简便蒸发法在硅片上制备金纳米棒(GNRs)垂直阵列。通过调节阵列在探针分子溶液中浸泡时间,精确调控表面形貌从而优化拉曼增强性能。有限元模拟有序和无序GNR组装局域电磁(EM)场与实验数据高度吻合。最佳浸泡时长下,底物展现卓越灵敏度、重现性和稳定性:检测罗丹明6G(Rh6G)低至10−11 M并保持一致SERS信号。结果确立GNR垂直阵列作为生物传感和分子检测可靠平台。 引言 贵金属纳米结构——金、银、铜等——可见光照射下产生强烈局域电磁场,实现表面等离子体共振(SPR)和表面增强荧光(SEF)、表面增强拉曼散射(SERS)等强
摘要 垂直对齐碳纳米管阵列(VACNTs)是下一代热界面材料(TIMs)关键。传统热氧化SiO2作为缓冲层,而原子层沉积(ALD)提供在催化剂沉积前制备无针孔、致密Al2O3、TiO2、ZnO等氧化物途径。研究显示VACNT生长对缓冲层化学高度敏感;Al2O3产生最厚、最致密阵列且以三壁管为主。沉积温度影响显著——生长速率650℃以下峰值后下降,可能因奥斯瓦尔德熟化和催化剂亚表面扩散。最后,将VACNTs与石墨烯复合于环氧基质中制备复合膜,展现优异垂直(≈1.25 W m−1 K−1)和横向(≈2.50 W m−1 K−1)热导率,远超纯环氧树脂。结果突显ALD生长缓冲层在定制VACNT性能用
摘要 10 nm薄膜霍尔迁移率(µH)超50 cm2 V−1 s−1,5 nm薄膜仍保持µH 40 cm2 V−1 s−1。X射线反射率(XRR)揭示质量密度(dm 10 nm时dm ≈ 7.2 g cm−3(体值),t < 7 nm时骤降至6.6-6.8 g cm−3,与氧流速无关。我们为<10 nm薄膜提供尺寸效应定量洞察,表明薄膜厚度与电子平均自由程(λ)比值控制µH。 引言 掺锡氧化铟(ITO)仍是光伏和光电器件基准透明导电氧化物(TCO)。In2O3结晶于碧玺型晶格(空间群Ia-3),具有角共享InO6八面体,通过显著5s/5p轨道重叠促进高载流子迁移率。近期研究在氢化或Ce掺杂I
摘要 采用溶胶-凝胶法制备了三种不同晶向——(200)、(117)和混合取向的Bi₃.₁₅Nd₀.₈₅Ti₂.₉₉Mn₀.₀₁O₁₂(BNTM)薄膜。在200 K至475 K范围研究极化疲劳,揭示相反温度依赖性:(200)取向薄膜随温度升高疲劳加剧,而(117)取向薄膜疲劳改善。混合取向薄膜呈非单调趋势。温度依赖阻抗谱揭示(200)取向薄膜活化能显著较低(0.12-0.13 eV),其他取向为0.17-0.31 eV,指示更快氧空位扩散。压电响应力显微镜(PFM)显示(200)薄膜以中性头尾畴壁为主,而(117)和混合薄膜更多非中性尾尾/头头构型。结果凸显畴壁性质和空位动力学在决定取向依赖疲劳
摘要 我们证明采用室温(RT) O2等离子体增强ALD Al2O3栅极介质制备的a-IGZO薄膜晶体管(TFT)展现卓越性能:场效应迁移率19.5 cm2 V−1 s−1,亚阈值摆幅(SS) 160 mV dec−1,阈值电压(VT) 0.1 V,开关比4.5×108,以及优异偏压稳定性。高迁移率和低偏移归因于富氢Al2O3层,其钝化a-IGZO沟道界面态和氧空位,产生额外载流子。该方法实现零热预算高性能TFT,理想适用于柔性电子。 背景 非晶In-Ga-Zn-O(a-IGZO) TFT因高迁移率、优异均匀性、可见光透明性和低温工艺性,成为下一代显示器、柔性器件和可穿戴设备领先候选者。为适配
纳米材料