摘要我们提出了体心立方(bcc)纳米团簇幻数公式的修正。修正方程通过多种晶体结构的径向分布函数(RDF)计算得到验证,并额外报告了自然系统中观察到的截断bcc和面心立方(fcc)立方的RDF衍生数据。引言在最近的出版物[1]中,我们推导了一系列晶体纳米团簇的幻数公式。晶体学家知道理想bcc晶格的体配位数为八。RDF识别相对于中心原子的最近邻峰,每个峰的积分强度给出这些邻居的配位数。采用参考文献[2]的既定方法,我们计算了选定晶体的RDF。对于理想bcc立方体,第一壳层配位数为cn=1,这需要修正的截断半径。因此,我们在下文呈现截断bcc和fcc团簇的结果。正文在回顾参考文献[1]中提出的幻数方
摘要本文报道了一种新型受控纳米复合材料制备技术,适用于通过微纳组装方法进行材料设计。其原理基于利用表面电荷修饰颗粒的静电吸附进行层层组装。通过聚阳离子和聚阴离子控制表面电荷的极性和zeta电位,通过交替涂层层数控制zeta电位强度,并利用zeta电位测量加以确定。通过氧化铝(Al₂O₃)和二氧化硅(SiO₂)复合物作为研究模型,系统研究了表面zeta电位、表面覆盖率和处理时间对复合材料组装的影响,证明了静电吸附法进行复合材料组装的可行性。该技术在涉及纤维、须、纳米片甚至不规则泡沫状聚氨酯等不同材料和结构形式的受控组装中进一步展示了巨大潜力。采用此EA方法设计的复合材料在机械性能控制、复合陶瓷薄
摘要Eu²⁺活化磷光体凭借其明亮、稳定且环保的发射特性,是现代照明与显示技术的基石。本文报道了一种基于掺杂1.3 wt% Eu的沸石-3A的高效绿光发射磷光体。该材料通过高温固相反应合成,无需还原气氛或还原剂,工艺安全、经济且环境友好。我们系统研究了烧结温度对形貌、晶体结构和发光性能的影响,揭示了Eu³⁺随温度升高逐渐还原为Eu²⁺。优化样品展现出310-450 nm的宽阔激发带和523 nm的显著发射峰,光致发光量子产率达36.6%。结合商用紫外芯片,该磷光体产生纯绿光LED(CIE 1931坐标(0.295, 0.537)),在3 V下亮度达231.6 cd/m²。这些结果展示了一种简便、
摘要随着二维γ-炔烃纳米带和纳米结理论研究的快速发展,本文利用第一性原理计算,研究了基于扶手椅边缘γ-炔烃纳米带(AγGYNR)且在中央碳六元环中不对称氮(N)掺杂的纳米结的电子能带结构和输运性质。计算结果表明,单一或双重氮掺杂的数量和位置能有效调控电子能带,而结中部掺氮的六元环在电荷输运中起关键作用。具体而言,观察到了负差分电阻(NDR)效应,其峰谷比高达36.8。有趣的是,中央散射区分子链更长的氮掺杂结表现出更显著的NDR行为。微观机制分析显示,引入更长分子链的不对称氮掺杂结,因在高偏压下偏压窗口内存在输运通道,可产生更明显的脉冲状电流-电压依赖关系。此外,考虑自旋注入时,氮掺杂结还表现出
摘要 明亮与暗等离激元模式的建设性干涉产生等离激元诱导吸收 (PIA) 效应。本文理论研究了由法布里-珀罗 (F-P) 谐振模式与石墨烯准导模式建设性干涉实现的 PIA 效应。数值模拟揭示该结构相较前人工作至少三大优势:第一,消光比可达 ~99.999%,实现超高品质因数* (FOM*) 高达 10⁶;第二,通过调节耦合距离可优化 PIA 效应强度;第三,通过调控石墨烯费米能级可轻松调谐谐振频率。该体系在动态光开关和生化传感领域具有潜在应用。 背景 等离激元学因其非凡性质和在集成光子学、生物传感、能量捕获、光探测等领域的巨大潜力而受广泛关注。近年发现新型等离激元现象——假面等离激元 (SSP
摘要 420 nm 照射下产生显著阳极光电流,并以甲醇为电子给体产氢、以 AgNO₃ 为电子受体产氧,无需额外助催化剂。增强的可见光性能归因于 Sn²⁺ 自掺杂进入 Sn⁴⁺ 晶格,形成中间能级有效窄化带隙。 引言 利用太阳能分解水制氢是可再生能源战略的基石。光催化和光电化学分水提供了资源可持续、环境友好、成本效益高的路径,优于传统热化学过程。挑战在于设计半导体光催化剂:带隙需吸收大部分太阳光谱、带边位置适配水氧化还原、高量子产率、长期稳定性。 二元氧化物 (TiO₂、ZnO、Fe₂O₃) 研究深入,但宽带隙限制可见光利用。三元氧化物 (SrTiO₃、NaTaO₃) 和复杂氧氮化物/硫化物
摘要 本文详细探讨了碳量子点 (CQDs) 边缘官能团调控对其荧光性质的影响。分别以柠檬酸与 NH₃·H₂O、H₂SO₄、H₃PO₄ 热解合成 N、S、P 掺杂 CQDs (N/S/P-CQDs)。边缘部分 –COOH 转化为 –C=O,并引入 –NH₂、–SO₂、–HSO₃、–H₂PO₄ 等官能团连接碳键。研究发现,N/S/P-CQDs 形成减少了 sp² 共轭 π 域边缘的 –COOH 含量,从而降低电子跃迁中的非辐射复合,有效提升荧光量子产率 (QY)。实验证实:N/S/P-CQDs QY 分别达 18.7%、29.7%、10.3%,远高于未修饰 CQDs 的 9%。本工作为提升荧光 C
摘要 钙钛矿薄膜中的陷阱态密度很大程度上决定了钙钛矿太阳能电池 (PSC) 的光伏性能。增大钙钛矿薄膜晶粒尺寸是降低陷阱态密度的有效途径。本工作在钙钛矿前驱体溶液中加入 NH₄SCN,获得晶粒尺寸增大的钙钛矿薄膜。晶粒增大的钙钛矿展现出比参比薄膜低得多的陷阱态密度,从而提升了 PSC 光伏性能。冠军器件功率转换效率 (PCE) 达 19.36%。该方法也可能影响其他基于钙钛矿薄膜的光电器件。 引言 30%。但报告最高 PCE 远低于 TS-QLE,主因是钙钛矿薄膜中缺陷辅助的非辐射复合。非辐射复合强度常取决于薄膜缺陷密度,多数缺陷因原子空位分布在晶粒表面和边界。因此,晶界面积较小的钙钛矿薄膜
摘要 本研究构建了基于铁蛋白 (Ft) 的 pH 诱导可逆组装系统 (PIRAS),用于靶向肿瘤治疗。利用铁蛋白天然的 pH 敏感性与独特空心腔腔,实现抗癌药物白藜芦醇 (RV) 的高效装载与释放。在 RV 负载铁蛋白 (RV@Ft) 表面偶联肿瘤靶向肽 Arg-Gly-Asp (RGD),形成生物相容性纳米颗粒 (RV@Ft-RGD)。铁蛋白在酸性条件下解离为中空多孔纳米球,中性条件下重组为密封中空纳米球。通过 pH 调控,RV@Ft-RGD (粒径 ~21 nm) 实现 79.6% 的高 RV 装载率。pH 触发释放实验显示:pH 5.0 下 24 小时释放率 50.3%;中性条件下 20
摘要 二维 (2D) 五聚石墨烯 (PG) 因其独特性质甚至超越石墨烯,在纳米电子学应用前景中备受瞩目。本研究利用第一性原理与非平衡格林函数 (NEGF) 计算,系统探究了单层 PG 与典型小气体分子 (CO、CO₂、NH₃、NO、NO₂) 的吸附行为及电子输运性质,评估其气体传感潜力。确定了气体分子的最优吸附位置与构型,揭示了电荷转移在吸附稳定性中的关键作用,以及化学键形成对吸附体系电子结构的影响。结果表明,单层 PG 对 NOx (x=1,2) 分子表现出最优吸附强度与显著电荷转移。NO₂ (NO) 吸附后 PG 的电流-电压 (I-V) 曲线电流分别骤降 88% (90%)。PG 对氮氧
摘要 单晶石墨烯成本高昂,多晶石墨烯难以兼顾透明度与方块电阻,限制了其作为透明导电电极的应用。本研究提出通过红外激光刻蚀构建多层石墨烯薄膜栅格 (MGFG),在保持低方块电阻的同时大幅提升透光率。实验证明,通过调节栅格参数,MGFG 透光率可提升 200 倍,方块电阻仍低至 340 Ω/sq,品质因数 (FoM) 从 0.1 跃升至 3.6。制备的 MGFG 成功演示了可控局域热场与高效除雾功能。这种激光刻蚀栅格策略将极大推动石墨烯透明电极的工业化应用。 引言 石墨烯凭借优异的电学与光学性质,被视为透明导电电极 (TCE) 的理想候选材料。化学气相沉积 (CVD) 法在金属衬底上生长的大面积
摘要 混合有机-无机钙钛矿因其长载流子扩散长度、高吸收系数和优异的光伏性能而备受关注。载流子输运性质,特别是微观散射机制,是器件效率的核心。本研究通过气-溶液反应制备了 CH₃NH₃PbI₃ (MAPbI₃) 薄膜,并利用温度依赖的霍尔效应测量探究薄膜中的散射过程。经不同热处理后,出现了两种截然不同的温度-迁移率趋势,揭示了不同的散射机制。研究发现,退火过程中在晶界形成的分解产物 PbI₂ 主导了散射行为。进一步考察了 PbI₂ 在 MAPbI₃ 薄膜中的钝化作用,凸显了其对载流子输运的影响。 背景 混合有机-无机钙钛矿已迅速发展为高效率的光电材料,广泛应用于光伏、光探测器、LED 和激光器
摘要 纤维无处不在但通常是被动的。在纤维中实现光电子学将彻底改变多个应用领域,包括生物合成与可穿戴电子、环境传感、能量收集。然而,由于缺乏一种材料加工策略,允许将晶体半导体(如硅)制成的器件以有序、可寻址、可扩展的方式包裹进纤维,高性能电子器件在纤维中的实现仍是巨大挑战。当前纤维传感器制造方法要么不可扩展,要么将半导体选择限制在非晶材料(如硫系玻璃),其电子性能劣于硅,导致此类传感器带宽和灵敏度不如标准硅光电二极管。我们小组证实了一种通用的纤维内制造逻辑电路和传感系统的方法,类似于超大规模集成电路 (VLSI),这催生了现代微处理器。我们开发了一种通用的混合制造方法,在二氧化硅、硅和高温金属中
摘要 理解纳米晶体生长机制对于调控其理化性质至关重要。长期以来奥斯特瓦尔德熟化 (OR) 被认为是主导生长路径,但近期证据凸显定向附着 (OA) 作为重要互补机制。本工作采用简单湿化学法合成氧化锌 (ZnO) 纳米颗粒 (NPs),系统研究其在乙醇中的尺寸、形貌和表面演变,利用透射电镜 (TEM)、动态光散射 (DLS) 和 X 射线衍射 (XRD) 表征。结果表明反应参数——温度、时间、pH、前驱体浓度——直接影响 NP 形貌和表面粗糙度。值得注意的是,OA 前的“粗糙”表面状态显著增强了胶体稳定性,为设计具有定制性能的纳米悬浮液提供了稳健平台。 引言 氧化锌纳米颗粒因其独特的光学、电子和
摘要 亚细胞器靶向递送抗癌药物是最大化疗效、最小化副作用的有前途策略。本研究基于 IR780 碘化物 (IR780) 和二硫化钛 (TiS₂) 纳米片构建了线粒体靶向药物递送纳米平台。得益于 TiS₂ 纳米片的大比表面积,纳米平台可高载抗癌药白藜芦醇 (RV)。制备的纳米复合材料 (IR780-TiS₂/RV) 用于高效的光热触发肿瘤化疗。IR780-TiS₂/RV 表现出良好的稳定性和生物相容性,RV 和 IR780 载药比分别约为 112% 和 56%。近红外 (NIR) 照射下,IR780-TiS₂/RV 产生的热量可触发 RV 释放。凭借线粒体特异性 IR780 的结合,IR780-T
摘要 本文展示了一种可规模化的溶液法金属辅助化学刻蚀 (MacEtch) 技术,在 6 英寸单晶和多晶硅片上制备均匀硅纳米线 (SiNW) 阵列。SiNW 长 470 nm,密度 3.02×10¹¹ cm⁻²,提供宽带抗反射效果,300-1100 nm 波长范围反射率 <6%。全片均匀性优异,中心到边缘反射率变化 <22%。尽管有效少数载流子寿命因表面积增加而适度下降,SiNW 纹理化多晶 Al-BSF 电池平均效率达 17.83%,优于传统酸纹理对照器件。该低成本、室温、高通量工艺已具备商业光伏部署条件。 引言 硅纳米结构相比平面硅具有优越的捕光和抗反射性能,无需昂贵抗反射涂层即可提高太阳
摘要 本工作首次演示了通过水热法制备的 CoMoO₄ 纳米片阵列,经等离子体辅助硒化在 450°C 低温下直接转化为碳布网络纤维上的三维 (3D) CoMoSe₄ 纳米片阵列 (CoMoSe₄@C),作为钠离子电池 (SIB) 负极。等离子体辅助硒化使氧原子能在不破坏形貌的前提下,于 450°C 低温被硒原子取代。得益于明确的 3D 结构带来的高比表面积、高电子导电性和双金属电化学活性,CoMoSe₄@C 电极在 0.5-3 V 电压窗口、0.1 A/g 电流密度下实现 475 mAh/g 的大钠离子存储容量。此外,从第 2 循环起容量保持率超 80%,50 圈后仍保持 301 mAh/g 的
摘要 现代图像传感器像素间距持续缩小,传统染料基彩色滤波器(通常数微米)已成为分辨率瓶颈。本文报道一种利用圆形纳米孔-纳米盘混合晶格的等离子体结构色滤波器,单像素面积仅180×180 nm²,理论分辨率达~141,000 dpi。关键在于解耦的局域表面等离子体极化子(LSPP),使每个纳米结构独立产生颜色。实验与模拟证实该滤波器具备宽广色域、大视角及偏振不敏感特性,适用于高密度光存储、微米级安全成像及新一代纳米光学滤波器。 引言 数字成像技术将传感器单元推向亚50 nm级,但光学彩色滤波器滞后。传统染料/颜料滤波器需数微米像素,不可避免跨越多个传感器像素,降低空间保真度。结构色通过光与纳米结
摘要 通过电纺制备TBOT/PVDF前驱体纤维,经一步低温水热法成功将CuS纳米花锚定在锐钛矿TiO₂/PVDF纳米纤维上。Cu²⁺与硫脲的化学计量比调控了CuS的结晶度与形貌。CuS的引入降低了TiO₂的带隙,显著改善电子-空穴分离,使可见光下罗丹明B(RhB)降解速率较纯TiO₂/PVDF提升三倍。纤维保持柔韧性,并具备自清洁功能:染料液滴2小时内光降解,疏水性使水滴滚动带走灰尘。该柔性、可循环、自清洁的光催化剂在水处理中展现巨大应用潜力。 引言 人类活动加剧环境恶化,水体有机污染物治理迫切需要可持续策略。光催化为绿色降解污染物提供途径。TiO₂虽化学稳定,但宽带隙(~3.2 eV)和载
摘要 本文通过比较研究CdS纳米带(NBs)和纳米线(NWs)的光致发光(PL)特性,在低温下观测到自由激子A、中性供体束缚激子、中性受体束缚激子及表面相关激子(SX)的辐射复合发射,并利用功率依赖和温度依赖PL测量进行了分析。结果表明,SX发射在CdS纳米带和纳米线的发射中占主导地位,SX发射强度与表面积与体积比呈正相关,即SX发射强度与纳米结构的表面积成正比。同时发现CdS纳米线中的激子-声子相互作用弱于纳米带。此外,在室温下CdS纳米带观测到激光发射,阈值为608.13 mW/cm²,而纳米线无激光发射,这可归因于纳米线表面深能级跃迁引起的热效应导致损伤阈值较低。基于上述观测,SX发射显
纳米材料