摘要 本研究利用PICS3D仿真程序，研究不同氧化孔径尺寸和腔长的850 nm GaAs高速垂直腔面发射激光器（VCSEL）频率响应特性。采用5 µm氧化孔径时，25 °C和85 °C下3 dB带宽分别从18.4 GHz和15.5 GHz提升至21.2 GHz和19 GHz。仿真结果还表明，将腔长从3λ/2减至λ/2，可使3 dB带宽在25 °C和85 °C下进一步从21.2 GHz和19 GHz提升至30.5 GHz和24.5 GHz。据此，在改进结构上制造的高速VCSEL器件在85 °C下实现了50 Gb/s数据速率。 引言 短短几年内，垂直腔面发射激光二极管（VCSEL）已成为光数据链

摘要 10⁸开关比。理论预测InSe FET在弹道极限下可保持高性能至亚10 nm栅长，但低电阻欧姆接触仍是主要瓶颈。本文提出新型三明治铟接触架构——铟/InSe/铟，同时消除隧穿势垒、抑制肖特基势垒并提供有效n型掺杂。第一性原理计算显示接触电阻降至0.032 ± 0.002 Ω·mm，较传统顶部接触降低50%以上。7、5、3 nm栅长器件模拟表明，三明治接触分别提升驱动电流69.4%、50%、49%，降低固有延迟20.4%、16.7%、18.9%。能量-延迟积（EDP）基准显示，三明治接触InSe FET超越MoS₂器件，满足国际半导体技术路线图（ITRS）2024规格，逼近理想黑磷FET上

摘要 本文报告了多晶化学气相沉积（CVD）薄膜与机械剥离单晶MoS₂单层在紫外-臭氧处理下的不同氧化行为。随处理时间从0增至5 min，两种MoS₂的光致发光发射和拉曼模式均消失，表明结构因氧化而降解。光学吸收和X射线光电子能谱（XPS）分析提示两者均形成MoO₃。此外，CVD MoS₂可能还生成氧空位、钼氧硫化物或钼硫酸盐。电阻测量显示：CVD MoS₂转化为掺杂MoO₃，而剥离MoS₂转化为可忽略掺杂的MoO₃。结果表明单层MoS₂的结晶度强烈影响紫外-臭氧处理效果，对MoS₂及其他二维半导体器件集成有重要启示。 引言 过渡金属二硫属化物（TMDs）如MoS₂因在晶体管、光电器件、异质结

摘要 直径<5 nm的爆轰纳米金刚石（DNDs）被证实容纳氮-空位（NV⁻）色心，浓度达1.1 ± 0.3 ppm，为人为制造NV⁻中心的纳米金刚石中创纪录。浓度源于电子顺磁共振（EPR）g=4.27半场线的积分强度，该线源于NV⁻基态三重态的禁戒Δm=2跃迁。共聚焦荧光显微镜揭示了单个NV⁻发射体的明亮红色光致发光（PL），当外部磁场约100 mT使基态和激发态自旋能级交叉（基态能级反交叉，GSLAC）时，观测到显著PL下降。这些结果展示了亚10 nm DNDs中NV⁻中心的量子灵敏本质，为高分辨率传感和成像应用开辟新途径。 背景 金刚石中的NV⁻中心是独特的量子缺陷，兼具光稳定性、室温自

摘要 开发了一种新型金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术，直接在InGaN外延层表面生长铟量子点（In QDs）。通过两步冷却协议，In QDs以高度均匀的尺寸形成。详细分析揭示：量子点源于冷却循环低温阶段表面富铟层与氢气的反应。点密度紧随表面铟层特性，为表征这一原本难以捉摸的表面区域提供了直接探针。 引言 氮化铟镓（InGaN）凭借高吸收、宽光谱可调性和抗辐射硬度，成为高效发光二极管（LED）和激光二极管（LD）的基石[1-5]。然而，制备高质量InGaN仍具挑战。InN与GaN的晶格失配产生固相错溶间隙[6,7]，InN较高的蒸气压抑制铟掺入[8]，且形成焓差异导致生长中显著的铟表面偏

摘要 本文报道了一种一锅法水热合成，将纳米针状γ-AlO(OH)插入MgAl-LDH层间，构建出具有卓越甲基橙（MO）吸附性能的异质结构。层间间距从7.6 Å扩大至8.77 Å，丰富的–OH基团增强了化学吸附动力学。该复合材料在210 min内完全去除1000 mg L⁻¹ MO，朗缪尔吸附容量达4681.40 mg g⁻¹——为LDH基吸附剂中的最高纪录。经四次吸附-解吸循环后容量仍保持760 mg g⁻¹以上，展现出优异的可循环性。 引言 有机染料广泛应用于纺织、皮革、涂料等行业，排入水体后造成严重环境威胁。其高极性、低挥发性和抗生物降解性使得去除困难。传统方法（光催化、生物氧化、膜过滤

摘要 本研究利用Pechini溶胶-凝胶法制备La₃Ga₅.₅Nb₀.₅O₁₄（LGN）粉末，系统考察了其光学特性与生长路径。经600–800 °C煅烧后，X射线衍射证实在800 °C形成单一相正交LGN结构（JCPDS 47-0533）。本文提出了示意性生长机制，详述了前驱体纳米泡沫向大孔晶体颗粒转化的过程。327 nm激发下的光致发光测量显示，在77 K时存在以475 nm为中心的宽蓝光发射峰，归因于[NbO₆]⁷⁻八面体基团。800 °C样品呈现320 nm处的锐利光学吸收边，对应带隙能量3.95 eV，表明氧空位缺陷极少。 引言 具有Ca₃Ga₂Ge₄O₁₄（CGG）结构的化合物——

摘要 B2 CuZr 相常被引入体金属玻璃以增强韧性，但其在不同加载取向下的相变响应尚不完全清楚。通过分子动力学模拟，我们研究了沿 [001]、[110] 和 [111] 方向单轴拉伸和压缩下 B2 CuZr 的行为。结果揭示了显著的拉压不对称性，失效主要由局部非晶化主导。我们确定了三种不同的取向依赖性转变：[001] 向拉伸时的 B2→FCC 和压缩时的 B2→BCT，以及 [110] 向拉伸时的 B2→HCP。这些转变分别通过约 5° 晶格旋转、均匀变形和 Cu/Zr 层分离发生。重要的是，在非晶化发生前，转变区在卸载时可部分恢复，展现出超弹性响应。 引言 体金属玻璃（BMG）兼具优异的

摘要无机铯铅卤化物钙钛矿CsPbI₃₋ₓBrₓ凭借优异光电特性和简便溶液制备工艺，成为光电探测器极具前景的材料。本文展示采用改进溶液法制备的柔性光电探测器，在520 nm光照、10 mV偏压下实现10⁴开关比、~10¹² Jones探测率、亚100 µs上升/衰减时间。器件在环境空气中(35-45% RH)放置30天及100次弯曲循环(9.12 mm弯曲半径)后保持性能，凸显其力学稳健性和环境稳定性。这些结果确立CsPbI₃₋ₓBrₓ钙钛矿作为下一代低成本柔性光电探测技术的有力平台。引言过去二十年，InGaAs、GaN、ZnO、Si等无机半导体因优异光电性质主导光电探测器研究，实现高探测率和快

摘要湿法刻蚀作为一种柔性、无损伤的去除牺牲层方法，具有近乎纳米级精度，对纳米结构制造至关重要。为开发此类刻蚀溶液，筛选刻蚀剂的选择性和(各向同/异)性至关重要。因这些刻蚀剂通常刻蚀率低，需要灵敏测试结构评估其刻蚀行为。因此，制备了微缩单晶Si(c-Si)和SiGe(c-SiGe)轮状结构。首先，展示了c-Si轮状结构对碱性刻蚀剂TMAH和NH₄OH中晶体硅各向异性行为的检测灵敏度。各向异性湿法刻蚀后，通过俯视扫描电镜(SEM)观察到各材料/刻蚀剂对特有的轮状图案。Si(100)和Si(110)衬底上获得了相似的晶面依赖刻蚀率趋势。其次，在典型选择性刻蚀剂过乙酸(PAA)中评估c-Si和c-Si

摘要应变工程为调控二维(2D)材料物理特性提供实用途径，得益于其卓越柔韧性。本研究利用第一性原理计算，系统探讨双轴拉伸应变对InSe单层电子、声子及热电性质的影响。结果表明，施加高达6%的应变可将晶格热导率从25.9降至13.1 W·m⁻¹·K⁻¹，归因于声子非谐散射增强、声子群速度降低和热容减小。结果热电优值ZT显著提升，证明拉伸应变是改善InSe热电性能的有效策略。引言自石墨烯发现以来，二维半导体因其卓越电子、光学和力学性质引发研究热潮。金属硫属化物单层尤为突出，成为纳米电子学和纳米光子学的有前景候选[1-4]。铟硒(InSe)是III-VI层状化合物，近年因其高载流子迁移率、优异力学柔韧

摘要本文采用第一性原理方法，研究MoS₂多层的结构、电子和光学性质。对比研究了最多六层MoS₂。结果表明，单层MoS₂中的共价性和离子性强于体相。当层数增加到两层或以上时，因层间耦合导致显著的能带分裂。我们发现，在二维材料中，范霍夫奇点导致MoS₂多层介电函数虚部ε₂ˣˣ(ω)和联合态密度（JDOS）出现长平台。单层、双层和三层在长平台阈值处分别出现一、二、三个小台阶。随着层数进一步增加，小台阶数量增加且宽度相应减小。因层间耦合，JDOS最长平台来自单层，最短平台来自体相。引言二硫化钼（MoS₂）是典型的过渡金属二硫属化物，广泛用作催化剂[1]和储氢材料[2,3]。因层内强相互作用和层间弱范德

摘要纳米颗粒药物递送系统对于与淋巴结相互作用日益重要，淋巴结中的B细胞、T细胞和自然杀伤细胞协调免疫反应。当这些细胞恶变时，会攻击健康组织。本研究提出一种智能递送平台，将功能化纳米天线的颗粒定向输送至癌变淋巴细胞，加速其消除。通过集成通过厌氧接触与颗粒通信的自主纳米控制器，系统可实时调节颗粒密度、尺寸和类型。模拟表明，较小、低密度的纳米颗粒降低淋巴液动态粘度，减小流动阻力。值得注意的是，氢分子因密度极低，显著降低淋巴液阻力，增强药物渗透。引言传统癌症疗法——手术、放疗和化疗——常损伤健康组织并可能残留恶性细胞。纳米技术利用1–100 nm颗粒的独特理化性质提供靶向替代方案。这些纳米颗粒可修饰配

摘要本文提出一种一步法静电纺丝工艺，制备掺入偏钨酸铵水合物（AMT）和乙酰丙酮钴(III)（Co(acac)₃）的聚丙烯腈/聚苯乙烯（PAN/PS）微纳纤维。纤维表面高度多孔，贯穿孔分布宽广，钨钴物种负载均匀。通过场发射扫描电镜（FESEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、能谱分析（EDS）和贯穿孔尺寸分析等全面表征，确认了AMT/Co(acac)₃的成功引入，并证明所得微纳纤维具备电催化应用所需的关键属性：高效的电解质渗透和快速的气泡释放。引言纳米纤维兼具力学强度和高比表面积，是功能材料的理想选择。静电纺丝作为一种通用技术，可从包括PAN和PS在内的多种聚合物制备形貌可控的光滑纤维。前人已

摘要钙钛矿材料凭借优异的光电性质和简便的溶液加工工艺，成为下一代光电探测器的理想选择。本文报道一种混合钙钛矿光电探测器，包含CH₃NH₃PbI₃₋ₓClₓ耗尽层和CsPbBr₃量子点（QDs）敏化层。在可见光谱区工作，该器件实现了0.39 A/W的创纪录响应率、5.43×10⁹ Jones的探测率、172 cm²/V·s（空穴）和216 cm²/V·s（电子）的双极载流子迁移率，以及超快响应时间（上升121 µs，下降107 µs）。这些指标使CH₃NH₃PbI₃₋ₓClₓ-CsPbBr₃异质结构成为高性能光电应用的有前景平台。研究背景光电探测器（PDs）是光学成像、环境监测、电信和遥感的核心

摘要本文报道了一种由嵌入形状记忆聚氨酯（SMPU）中的银纳米线（AgNW）阵列与银纳米颗粒（AgNP）修饰构成的柔性超疏水基底。制备策略包括界面自组装、电化学铜沉积、置换反应生长AgNP以及全氟癸烷硫醇（PFDT）功能化，形成了层级微纳结构，既能捕获分析物分子又能增强电磁热点。以罗丹明B（RB）为探针，该基底实现了10⁻¹⁰ M的检测限，比非疏水对照组信号增强1.5倍，并表现出优异的重现性（RSD < 24%）。结果表明，柔性、超疏水性与等离子体增强的协同作用构建了稳健、灵敏的SERS平台，适用于实际传感应用。引言表面增强拉曼散射（SERS）凭借局域表面等离子体共振（LSPR）带来的巨大信号放

摘要本研究采用密度泛函理论（DFT），系统探讨了甲烷（CH₄）与含有不同缺陷类型的MoX₂（X = S, Se, Te）单层材料之间的相互作用。计算结果表明，缺陷工程能显著增强甲烷在MoX₂表面的吸附性能。在所有缺陷类型中，MoTe₂的双空位（MV_D）表现出最强的吸附能力，具有最大的电荷转移量和最短的吸附距离。这些发现表明，含双空位的MoTe₂是开发甲烷传感器件的极具潜力的材料平台。引言甲烷（CH₄）是一种无色、无味、无毒的气体，但高浓度甲烷会置换氧气并带来健康风险。当大气中甲烷浓度超过25%–30%时，可能引起头痛、眩晕和呼吸急促等症状。二维过渡金属二硫属化物（TMDs），如MoX₂（X

摘要早期精准癌症检测与治疗需要集成诊疗一体化平台。本文报道Her2功能化金纳米壳PLGA磁性杂化纳米颗粒（Her2-GPH NPs），结合超声（US）和磁共振（MR）成像与近红外（NIR）光热治疗（PTT）用于乳腺癌。纳米颗粒由封装全氟辛基溴（PFOB）和超顺磁性氧化铁纳米颗粒（SPIOs）的PLGA核心组成，包覆金纳米壳并偶联抗Her2抗体。细胞结合实验确认Her2阳性SKBR3细胞受体介导摄取（结合率86±3.7% vs Her2阴性MDA-MB-231细胞2.3±0.4%，P<0.001）。体外实验中，颗粒提供高对比度US（动态范围达2 mg/mL）和T₂加权MR（弛豫率r₂=441.4

摘要我们理论研究了夹在两根平行带电线栅极间的纳米螺旋电子结构，形成一个性质高度可由栅极电压调控的二元超晶格。所得能带结构在特定电压组合下显示能带交叉，暗示准相对论性类狄拉克行为的出现。对线偏振和圆偏振光光学跃迁的计算揭示，双栅极纳米螺旋是未来光电器件的多功能平台。引言螺旋几何遍布自然界，从化石腹足类到DNA双螺旋，激发利用其独特拓扑实现先进功能的纳米结构。过去三十年，最先进的纳米制造已产出InGaAs/GaAs、Si/SiGe、ZnO、CdS、SiO₂/SiC、碳以及II-VI和III-V半导体等材料的纳米螺旋。这些结构展现丰富现象，包括拓扑电荷泵浦、超导性、自旋滤波、压电拉伸性、传感、储氢和

摘要数值模拟在基于等离子体纳米光学镊子的光学捕获预测中起重要作用。然而，复杂结构和等离子体效应的剧烈局域场增强给传统数值方法带来巨大挑战。本文提出一种基于对偶-原始有限元撕裂互联（FETI-DP）和麦克斯韦应力张量的精准高效数值模拟方法，用于计算捕获纳米颗粒的光学力和势。引入低秩稀疏化方法进一步提升FETI-DP模拟性能。该方法利用非重叠域分解和灵活网格离散化，将大规模复杂问题分解为小规模简单问题，展现高效率和并行性。数值结果证明了该方法在纳米尺度光学捕获预测和分析中的有效性。引言基于表面等离子体（SPs）的等离子体光学镊子备受关注，广泛用于捕获纳米颗粒。SP是特定波长入射光与金属-介质界面自