摘要 本文通过煅烧和后续磷化,从原子层沉积六方金属有机框架(MOFs)衍生出封装于N,P掺杂碳纳米管尖端的Co/CoP纳米颗粒,用作电催化剂。电催化性能评价显示:析氧反应(OER)下过电位342 mV(电流密度10 mA cm⁻²)、塔费尔斜率74 mV dec⁻¹,优于最先进氧化钌电催化剂。稳定性也优于基准RuO₂:9 h后电流密度仅下降10%,远低于RuO₂损耗。氧还原反应(ORR)起始电位0.93 V,遵循理想4电子途径。稳定性测试后电流密度保持初始值94%,优于Pt/C。上述结果表明该电催化剂对OER和ORR均具双功能活性和优异稳定性。相信此策略为钴磷化物/碳基电催化剂合成提供指导。
摘要 “超材料”的引入对电磁学等多个领域产生深远影响。然而按需设计超材料结构仍是极其耗时过程。作为高效机器学习方法,深度学习近年广泛用于数据分类和回归,并展现良好泛化性能。我们构建深度神经网络用于按需设计:以所需反射率为输入,自动计算输出结构参数,实现按需设计目的。网络在训练集和测试集上均达到0.005的低均方误差(MSE)。结果表明利用深度学习训练数据,训练模型能更准确指导结构设计,从而加速设计过程。与传统设计流程相比,深度学习指导超材料设计可实现更快、更准确、更便捷的目的。 引言 纳米光学是纳米技术和光学的交叉学科。近年来,通过不断设计不同亚波长尺寸结构以实现与入射光特殊相互作用,科学家
摘要 制备并分析了一种具有2.5对InP/空气分布式布拉格反射器(DBR)的三段式分布式反馈激光器,研究其微波生成能力。利用光学异频技术可检测到宽可调单射频(RF)信号,调谐范围2-45 GHz。第三段的引入使三个发射峰在波长域靠近时呈现双RF工作模式。与两段式激光器(35.29 GHz)相比,该设计使RF调谐范围增强21.3%(达42.81 GHz)。该器件的紧凑性有利于未来射频光纤应用。 引言 随着未来新型无线技术出现,蜂窝网络部署进入新纪元:需要大量微型或纳米级基站,可期待功耗高效的微波传输[1, 2]。构建此无线基础设施需要良好的微波源。过去提出多种微波生成方法(如X/Ka频段)。电
摘要 本工作提出一种改进的松香转移工艺。在松香转移工艺基础上引入苯甲醚涂层,以减少转移石墨烯表面的残留颗粒。在未烘烤和100°C、150°C、200°C烘烤条件下分别处理松香/石墨烯和苯甲醚/松香/石墨烯样品。采用原子力显微镜(AFM)和拉曼光谱表征转移石墨烯表面性质。发现未烘烤条件下去除保护性松香层和苯甲醚/松香层比传统PMMA转移工艺更有效、更有利。此外,引入苯甲醚的改进松香转移工艺在降低表面粗糙度和残留颗粒方面取得更好效果。利用该改进工艺转移的石墨烯也呈现均匀且低的方块电阻(Rₛₕ)。 背景 石墨烯的孤立二维(2D)特性因其卓越性能而备受关注。然而这些优异性能归因于孤立的单层石墨烯,包
摘要 近红外(NIR)光响应型石墨烯在癌症光热消融治疗中展现出令人振奋的效果。本文报道了一种通过简易喷雾干燥和共沉淀法制备Fe₃O₄修饰的空心石墨烯微球(rGO@Fe₃O₄),用于磁靶向和近红外响应的化疗-光热联合治疗。该微球具有极高的比表面积(~120.7 m² g⁻¹)和大孔隙体积(~1.012 cm³ g⁻¹),显示出多柔比星(DOX)高达~18.43%的优异载药能力。rGO@Fe₃O₄微球的近红外触发光热效应呈开关式响应,并诱导出高光热转化效率。此外,微球上的Fe₃O₄表现出优异的肿瘤细胞靶向能力。基于rGO@Fe₃O₄/DOX的化疗-光热联合治疗在体外对Hela细胞显示出优越的细胞毒
摘要 利用生物废弃物作为前驱体制备高附加值纳米材料,对器件可持续发展至关重要。木质磺酸盐是造纸工业副产物,通常作为废弃物丢弃。本研究以木质磺酸盐为前驱体,制备具有互联孔隙的分级有序多孔碳,用于电化学储能应用。木质磺酸盐独特的分子结构和性质确保获得可控孔结构和改进物理性质的高质量多孔碳。结果,组装对称超级电容器的分级有序多孔碳表现出优异储能性能:在0.5 A g⁻¹电流密度下比电容达289 F g⁻¹,在900 W kg⁻¹功率密度下能量密度达40 Wh kg⁻¹。本研究为低成本制造高性能储能器件提供了有前景策略。 引言 50 nm)作为离子缓冲储库,中孔(2-50 nm)作为电解质离子传输通
摘要 混合阳离子的利用有利于发挥各阳离子优势,实现高效钙钛矿太阳能电池(PSC)。本文通过在甲基铵碘化铅(MAPbI₃)中精确引入少量CH(NH₂)₂(FA)阳离子,实现了高结晶度的致密光滑钙钛矿薄膜形成。结果,基于FAₓMA₁₋ₓPbI₃钙钛矿的PSC短路电流和填充因子大幅提升,器件效率显著增强。基于FA₀.₁MA₀.₉PbI₃的冠军PSC展现22.02%的卓越效率。此外,基于FA₀.₁MA₀.₉PbI₃的PSC还显示出改进的器件稳定性。本工作为制备高质量钙钛矿薄膜和高性能、更稳定PSC提供了简单途径。 引言 过去十年,工业和家庭能源需求增长不仅引发能源危机,还导致全球变暖衍生问题。半导体
摘要 本文全面综述了阻变随机存取存储器(RRAM)技术的最新进展。RRAM因其高速、低成本、高存储密度、广泛的应用潜力和优异的可扩展性,被认为是最杰出的新兴存储技术之一。首先简要概述了新兴存储技术领域。讨论了RRAM的材料特性、电阻开关机制和电学特性。详细阐述了耐久性、保持性、均匀性、工作温度效应和随机电报噪声(RTN)等关键问题。探讨了RRAM的多电平存储(MLC)能力,这对提高存储密度和降低成本极具吸引力,并给出了实现可靠MLC操作的不同操作方案及其物理机制。此外,详细介绍了各种主流RRAM模型的开关方法论和电流-电压关系。简要阐述了RRAM在安全、类脑计算和非易失性逻辑系统等领域的应用前
摘要 通过一种简单廉价的电沉积工艺,在含氯化钠(NaCl)、六水合氯化镍(NiCl₂·6H₂O)和硼酸(H₃BO₃)的溶液中,成功合成了具有规则螺旋纹理的致密有序镍纳米锥。通过微观结构分析,提出了镍纳米锥生长的更优化可能机制,将生长过程分为局部和整体两个层面,称为“整体有序与局部无序的多维生长机制”。在足够微小的区域内,任何细微的状态变化都会导致镍原子排列的无序,使局部微观结构呈现无序;但从宏观角度看,由不同状态引起的两个相邻无序之间的差异太小而难以反映,只有当状态差异足够大时,宏观外观才会呈现变化,因此整体表现为有序。同时发现,通过调节电沉积溶液中NaCl、NiCl₂·6H₂O和H₃BO₃的
摘要 通过高度兼容的工艺制备具有高温度电阻系数(TCR)和低电阻率的热敏薄膜,有利于提高小像素微辐射计的灵敏度。本文报道了一种有效且工艺兼容的方法,通过反应溅射工艺后在氧气氛中于400°C退火,制备具有单斜结构、高TCR和低电阻率的V₁₋ₓ₋ᵧTiₓRuᵧO₂热敏薄膜。X射线光电子能谱表明Ti⁴⁺和Ru⁴⁺离子已结合进入VO₂晶格。X射线衍射、拉曼光谱和透射电镜显示,V₁₋ₓ₋ᵧTiₓRuᵧO₂薄膜具有与未掺杂VO₂相同的单斜晶格结构。但由于单斜晶格中高浓度Ti的钉扎效应,V₁₋ₓ₋ᵧTiₓRuᵧO₂薄膜从室温到106°C均无半导体-金属转变(SMT)特征。此外,V₀.₈₁₆₃Ti₀.₁₆₅R
摘要 本研究旨在制备表征大黄酚负载硬脂酸-接枝-壳聚糖低聚糖 (CSO-SA/EMO) 并评价其体外抗肿瘤活性。以硬脂酸-接枝-壳聚糖低聚糖为载体,用多种方法测定其理化性质。采用 FITC 标记硬脂酸-接枝-壳聚糖低聚糖考察细胞摄取行为。CSO-SA/EMO 经超声和透析法制备。体外研究粒径、表面电位、包封率、药物释放行为。MTT 法和流式细胞术研究 CSO-SA/EMO 对胃癌细胞影响。结果显示 CSO-SA/EMO 粒径较大、电位较小。MGC803 和 BGC823 细胞 12 h 胶束摄取充分,胶束能在小鼠病灶部位大量富集,实现良好被动 EPR 靶向。MTT 和细胞周期阻滞实验显示 CS
摘要 实体瘤定位不准和内在放射抗性严重阻碍放疗临床应用。本研究通过一锅法水热工艺制备透明质酸功能化氧化钆纳米颗粒(HA-Gd₂O₃ NPs),用于有效磁共振(MR)成像和肿瘤放射增敏。得益于 HA 功能化,制备的 HA-Gd₂O₃ NPs 直径 105 nm,在水中分散性良好、细胞毒性低、生物相容性优异,并通过 HA 受体介导的内吞作用轻易进入癌细胞细胞质。重要的是,HA-Gd₂O₃ NPs 作为 MRI 造影剂表现出高纵向弛豫率 (r1) 6.0 mM⁻¹S⁻¹,并以剂量依赖方式增强放射增敏。这些发现表明,合成的 HA-Gd₂O₃ NPs 作为双功能诊疗一体化剂,在肿瘤诊断和放疗中具有巨大潜
摘要 通过改进 Hummers 法制备氧化石墨烯(GO),经热处理获得还原氧化石墨烯(rGO)。采用水热法将不同浓度(2.5、5、7.5、10 wt.%)银(Ag)掺入 GO 纳米片。合成的 Ag 修饰 rGO 光催化剂 Ag/rGO 经 X 射线衍射(XRD)表征相纯度和晶体结构。XRD 图谱显示 GO 至 Ag/rGO 的形成。傅里叶变换红外光谱(FTIR)测定分子振动和官能团。紫外-可见(UV-Vis)分光光度计和光致发光(PL)证实光学性质及 Ag 掺入导致的带隙降低。拉曼光谱研究电子性质和碳结构无序度,揭示特征 D、G 带。场发射扫描电镜(FESEM)观察表面形貌。高分辨透射电镜(H
摘要 先进 CMOS 铜后端工艺(BEOL)实现的高密度互连导致金属层紧密排列。高深宽比金属线需要大量等离子体刻蚀工艺,可能引起层间介质(IMD)层的可靠性担忧。本研究提出新型测试图案,评估等离子体诱导充电效应对紧密金属线间 IMD 完整性的影响。发现等离子体充电强度与 IMD 层损伤间存在强相关性,并进行了全面分析。 引言 随着技术向亚 100 nm 节点演进,铜基后端工艺(BEOL)被广泛应用。紧密排列的互连由一系列等离子体增强刻蚀工艺[1-3]实现高深宽比通孔和金属线。众所周知,高能等离子体处理会导致晶体管栅极介质堆栈显著退化和潜在损伤,被认为是工艺诱导充电事件中的主要放电路径。为防止
摘要 可控的光学性质对于光电应用至关重要。基于二维 Janus WSSe 的独特性质及潜在应用,我们通过第一性原理计算系统研究了应变调控下 WSSe 双层的电子与光学性质。通过结合能确定了优选的堆叠构型和硫族原子排序。所有稳定结构的带隙均对外部应力敏感,在适当的压应变下可从半导体调控至金属态。原子轨道投影能带揭示了简并度与结构对称性之间的正相关性,解释了带隙演化机制。双轴应变调控了偶极跃迁偏好。在约 −6% 至 −4% 的临界应变下,实现了各向异性与各向同性光学性质之间的可控转换。WSSe 双层的应变可控电子与光学性质为探索下一代光电应用开辟了重要路径。 引言 二维(2D)材料凭借其新颖性质
摘要 随着小型化光电探测器需求增长,量子点红外光电探测器(QDIPs)近十年受关注度大增。本工作在QDIPs中引入周期性金属纳米孔阵列结构,利用表面等离激元增强效应提升光子吸收性能,突破传统探测器光吸收效率低的瓶颈。结果表明,优化的金属纳米孔阵列可将特定探测器光子吸收率提升至86.47%,为无金属阵列常规探测器的1.89倍。吸收率大幅增强归因于金属纳米孔阵列引起的局域耦合表面等离激元效应。该研究为高性能纳米尺度量子点红外光电探测器设计提供理论指导。 背景 半导体红外光电探测器广泛应用于科研、数字成像、光通信、军事等领域。量子点红外光电探测器(QDIPs)因优异光响应性能和器件小型化趋势,近年
摘要 本研究成功制备了水溶性富勒醇[C60(OH)46],其具有高单线态氧量子产率并高效产生活性氧(ROS)。与羟基含量较低的C60(OH)21相比,暴露羟基更多的C60(OH)46表现出更优的双光子稳定性和特性,可作为高效双光子光敏剂。在双光子光动力治疗中,水溶性C60(OH)46以极低能量(211.2 nJ/pixel,800次扫描,760 nm激发)对大肠杆菌展现出强抗菌活性,实现近100%灭菌。 引言 过去几十年合成了多种光敏剂(PS),但临床应用面临挑战:多数PS疏水易在水介质中聚集降低量子产率,难以静脉注射;且需选择性富集病变组织以避免损伤正常细胞。开发高效PS载体仍是光动力治疗
摘要 本文研究了后退火温度(PAT)对蓝宝石衬底上太阳盲型多晶氧化镓(Ga2O3)紫外光电探测器物理和电学性能的影响。随着PAT从800℃升至1000℃,多晶Ga2O3晶粒尺寸增大;进一步升至1100℃时晶粒尺寸反而减小。透射光谱吸收边随PAT升高发生蓝移,归因于蓝宝石衬底Al原子扩散进入Ga2O3形成(AlxGa1–x)2O3。高分辨X射线衍射(HRXRD)和透射光谱表明,1100℃退火样品的Al替代组分x和禁带宽度分别可达0.30以上和5.10 eV。1000℃退火样品的最大响应度(Rmax)较未退火器件提升约500%,且上升/下降时间分别仅为0.148 s和0.067 s。本工作为多晶G
摘要 本研究通过后插法将抗上皮细胞粘附分子(EpCAM)适配体偶联的DSPE-mPEG2000引入Caelyx®(PEG化脂质体多柔比星),构建了抗EpCAM适配体功能化的多柔比星脂质体(ED-lip)。表征结果显示,ED-lip粒径略微增加,多分散指数(PDI)小幅上升,zeta电位显著降低,证实了后插修饰的高效性。流式细胞术和荧光显微镜实验表明,与Caelyx®相比,ED-lip在C26结肠癌细胞系中的细胞摄取率显著增强。细胞毒性实验进一步证实ED-lip具有更强的杀伤效果,验证了抗EpCAM适配体作为靶向配体的有效性。药代动力学和组织分布研究显示,ED-lip未改变多柔比星在小鼠体内的分
摘要 氢气是高效清洁能源,但储存和运输问题阻碍广泛应用。因具有大比表面积和独特电子结构,二维 (2D) 材料在氢存储方面潜力巨大。特别是单层 2H-WS₂ 已被证明适合氢存储。但关于 WS₂ 其他两个相 (1T、1T′) 氢存储研究很少。本文通过第一性原理计算研究了 WS₂ 三个相的氢吸附行为。多氢吸附研究也评估了这些材料氢存储能力。综合分析结果表明 1T′-WS₂ 氢存储性能优于 2H-WS₂,意味着相工程可有效改善氢存储性能。本文为二维材料氢存储进一步研究提供参考。 引言 传统氢存储因低点火能、宽燃烧范围、钢材脆化等风险巨大。尽管金属氢化物如 CaH₂ 可存储大量氢,但遇水易燃、昂贵且难
纳米材料