摘要 获取Ti-Al-N薄膜最佳生长条件，气氛尤其是活性等离子体对材料微观结构和力学性能的影响仍是基础且重要的问题。本研究利用射频感耦合等离子体离子源(RF-ICPIS)增强溅射系统反应沉积Ti-Al-N薄膜。通过调节导入离子源的氮气流量获得不同氮等离子体密度，改变沉积气氛。结果发现薄膜中氮元素含量深受氮等离子体密度影响，高气流条件下可达67.8%最大值。XRD谱和FESEM图像表明低等离子体密度有利于薄膜结晶和致密微观结构。此外，通过调节氮气氛，硬度和摩擦学性能等力学性能得到相互增强。 引言 因具备高硬度、抗腐蚀、优异抗氧化等可敬力学性能，Ti-Al-N在干式和高速切削中作为机床表面保护膜

摘要 本文研究了快速热退火(RTA)及ZrO₂厚度对TaN/ZrO₂/Ge电容器极化P及铁电场效应晶体管(FeFET)电学特性的影响。经350-500°C RTA后，2.5 nm和4 nm厚非晶ZrO₂薄膜的TaN/ZrO₂/Ge电容器表现出稳定的极化P。提出铁电行为源于氧空位与负电荷形成的电压驱动偶极子迁移。2.5 nm、4 nm和9 nm ZrO₂的FeFET在100 ns编程/擦除脉冲下均展现良好的存储窗口(MW)。4 nm ZrO₂ FeFET较2.5 nm和9 nm器件显示出显著改善的疲劳和保持特性。随RTA温度升高，ZrO₂ FeFET保持性能可提升。外推推算，4 nm ZrO₂器

摘要 半导体中合金原子的分布往往偏离随机分布，这会显著影响材料性能。本研究采用扫描透射电子显微镜技术，分析了几种通过分子束外延(MBE)生长的、具有明显差异的GaAs₁₋ₓBiₓ合金中Bi的分布。通过原子分辨HAADF图像的统计量化分析及数值模拟，解读了原子级陡峭的(001)GaAs-GaAsBi界面处以及CuPt型有序化起始阶段含Bi原子柱的对比度。利用单色化EELS映射，考察了表现出相分离畴结构样品中的体等离子体能量红移。这表明了一种研究GaAsBi局部晶胞体积膨胀的简便方法，可作为标准X射线晶格应变测量的有力补充。此外，利用原子分辨成分EDX映射表征了生长在错切衬底上的单变体CuPt有序

摘要 聚乙烯氧化物（PEO）基固体聚合物电解质（SPE）被认为在全固态锂离子电池中具有广阔应用前景。然而，PEO基SPE应用受限于较低离子电导率，其强烈依赖结晶度和晶界密度。本工作首次应用简单有效的压延法降低PEO基SPE结晶度。经压延PEO基SPE的LiFePO₄/SPE/Li全固态锂离子电池在0.2 C电流密度下展现出优异的可逆比容量162.6 mAh g⁻¹，充放电电压差仅60 mV，且容量衰减率大幅降低。电化学性能改善归因于压延法导致电导率翻倍且活化能降低，优于传统浇铸法制备电解质。本工作为SPE提供了有效易用的晶粒重组方法，值得未来应用。 引言 因高能量密度和优异安全性，全固态锂离

摘要 基于空心介孔二氧化硅球（HMSS）开发了酶响应结肠特异性递送系统，通过可裂解偶氮键将可生物降解壳聚糖（CS）连接于HMSS（HMSS–N=N–CS）。多柔比星（DOX）以非晶态封装在HMSS空腔和介孔中，载药量高达35.2%。体外药物释放证明HMSS–N=N–CS/DOX具有酶响应释放行为。接枝CS可提高生物相容性和稳定性，减少HMSS蛋白吸附。胃肠道黏膜刺激和细胞毒性结果显示HMSS和HMSS–N=N–CS生物相容性良好。细胞摄取结果显示，HMSS–N=N–CS/DOX与结肠酶混合物预孵育后DOX摄取显著增加。经结肠酶孵育的HMSS–N=N–CS/DOX细胞毒性增强，IC₅₀值比无酶组

摘要 石墨烯因其超宽带光吸收和高载流子迁移率被证明是光电子和光探测器件的有前景材料。然而，其与光电子系统的集成受限于零带隙和缺乏增益机制。本文演示了一种基于具有可观带隙的石墨烯纳米带（GNRs）的新型光探测器。利用SiO₂与轻掺杂硅界面处的捕获电荷，获得了高达22,400的超高增益。器件展现出增强的光响应率（~800 AW⁻¹）同时响应速度仍快（高达10 μs）。该光响应率比以往石墨烯基光探测器高约两个数量级。光探测器通过源漏偏压和背栅电压表现出宽范围可调性。本工作为光探测器关键挑战提供了解决方案，并为可通过电场外部操控、具备快速响应和高灵敏度的实用石墨烯光探测器指明了路径。 引言 石墨烯作

摘要 利用直接激光书写技术原位制备了三种具有不同纳米结构吸收层的铝飞片，以提高激光驱动飞片组件的能量转换效率。研究了微观结构、光吸收和加速腔内飞片速度。纳米结构吸收层可将1064 nm波长下的反射率从81.3%降至9.8%。在60 mJ激光脉冲照射下，50 μm厚铝飞片末速为831 m/s，而具有原位纳米吸收层的飞片末速高达1113 m/s。结果，纳米结构吸收层飞片的能量转换效率可达普通铝飞片的1.99倍。因此，飞片表面原位制备的纳米结构吸收层为显著提高激光驱动飞片能量转换效率提供了新方法。 引言 激光驱动飞片（LDF）用于引爆炸药，为凝聚态材料的可控短脉冲冲击压缩提供了有前景的途径。在LD

摘要 采用一步低温溶液法，在氧化铟锡（ITO）玻璃衬底上利用氯化钾（KCl）作为添加剂制备了高质量CH₃NH₃PbI₃₋ₓClₓ（MAPIC）薄膜。Au/KCl-MAPIC/ITO/玻璃器件表现出明显的多电阻开关行为、中等耐久性和良好的保持性能。电导分析表明，KCl掺杂MAPIC薄膜的电阻开关行为主要归因于薄膜中碘空位引起的陷阱控制空间电荷限制电流（SCLC）传导。此外，偏置电压下Au/KCl-MAPIC界面势垒的调控被认为是载流子注入捕获/脱捕过程中电阻开关的原因。 引言 随着信息存储产业的快速发展，高存储密度对存储技术至关重要。随着硅基存储器极限尺寸（~22 nm）临近，通过进一步缩小器

摘要 钙钛矿光吸收层中的载流子输运行为显著影响钙钛矿太阳能电池（PSC）的性能。本工作通过设计钙钛矿材料的能带结构，实现了载流子复合损失的降低。采用热蒸发法沉积了具有梯度厚度比的超薄(PbI₂/PbBr₂)ₙ薄膜作为卤化铅前驱层，并在环境大气中通过两步法制备了具有梯度能带结构的钙钛矿吸收层PSC。为对比，还制备了均质MAPbI₃和MAPbIₓBr₃₋ₓ钙钛矿材料的PSC。结果表明，梯度II型能带结构大幅缩短了载流子寿命并增强了载流子分离效率。因此，梯度能带结构PSC展现出平均17.5%的功率转换效率（PCE），比传统PSC高1–2%。该工作为开发高效PSC提供了新方法。 引言 过去十年间，钙

摘要 双栅隧穿场效应晶体管（DG TFET）有望突破漏电流和亚阈值摆幅（SS）的限制，但其对称源/漏结构导致严重的双极性行为。为抑制双极性电流，必须在源漏间引入不对称性。本文利用二维仿真，研究了具有阶梯沟道厚度（SC TFET）的DG TFET性能。通过阶梯沟道厚度引入源漏不对称性，预期可缓解双极性行为。结果表明，SC TFET较常规DG TFET显著降低了双极性电流。深入讨论了SC TFET的物理机制，并考察结构参数对起始电压、亚阈值摆幅、开态/双极态漏电流的影响，以确定最优结构。 背景 随着极限缩放持续推进，传统MOSFET的CMOS技术面临漏电流增加、亚阈值摆幅（SS）恶化等挑战。隧穿

摘要 本工作利用第一性原理理论，研究了Rh掺杂MoTe₂（Rh-MoTe₂）单层对SO₂、SOF₂和SO₂F₂的吸附与感应行为，同时也考察了Rh在纯MoTe₂表面的掺杂行为。结果表明，TMo位是Rh掺杂的优选位点，结合能（Eb）为−2.69 eV。在Rh-MoTe₂表面上，SO₂和SO₂F₂为化学吸附，吸附能（Ead）分别为−2.12 eV和−1.65 eV；而SOF₂为物理吸附，Ead为−0.46 eV。态密度（DOS）分析验证了吸附性能，并阐释了Rh掺杂对气体吸附的电子行为。能带结构与前沿分子轨道分析揭示了Rh-MoTe₂单层作为电阻型传感器的基本感应机制。脱附行为支持Rh掺杂表面作为可重

摘要 α-相赤铁矿光电极可分解水。该材料无毒、廉价、化学稳定；2.3 eV低禁带吸收550 nm以下波长光，约占太阳能30%。前期我们报道利用简便水热法制备多面体准立方α-Fe₂O₃纳米晶，增加空间电荷分离，增强水分解过程光电流和光催化活性。本文提出在准立方α-Fe₂O₃光阳极中构建p-n结结构，改善短载流子扩散长度限制的光催化效率。在Fe₂O₃光阳极表面掺杂Zn形成p型半导体层；从FTO衬底掺杂Sn形成n型半导体层。p-n结即n型Fe₂O₃:Sn和p型Fe₂O₃:Zn，通过p-n结内建电场增强光吸收和电荷分离。 引言 为构建可持续、可再生、清洁能源经济，太阳能驱动光电化学(PEC)分解水为

摘要 通过简单沉淀法制备Ag₃PO₄/四足状ZnO须晶(T-ZnOw)异质结构。利用XRD、SEM、TEM、HRTEM、XPS、UV-Vis漫反射光谱表征。以罗丹明B(RhB)为模型污染物，可见光照射下评价光降解活性。当Ag₃PO₄与T-ZnOw摩尔比为10%(Ag₃PO₄/T-ZnOw-2)时，异质结构中降解效率最高达92.9%。Ag₃PO₄/T-ZnOw-2光降解速率常数(0.05179 min⁻¹)为T-ZnOw(0.01444 min⁻¹)的3.59倍。经四次连续循环后，Ag₃PO₄/T-ZnOw-2仍保持77.8%降解效率。该催化剂比纯T-ZnOw光催化活性高得多，比纯Ag₃PO₄稳

摘要 将MoSe₂与其他过渡金属硫族化物结合形成杂化纳米结构是提升析氢反应(HER)电催化活性的有效途径。本研究采用种子诱导溶液法合成花状MoSe₂–Ni₃Se₄杂化纳米电催化剂。Ni₃Se₄组分不单独成核形成分离纳米晶，而是倾向于在MoSe₂超薄纳米片表面成核生长形成杂化结构。制备了不同Mo:Ni比例的MoSe₂–Ni₃Se₄杂化纳米电催化剂并比较HER催化活性。结果显示HER活性受Mo:Ni比影响。与纯MoSe₂相比，Mo:Ni摩尔比2:1的杂化纳米电催化剂表现出增强的HER性能：10 mA/cm²处过电位203 mV，塔夫尔斜率57 mV/dec。杂化样品还表现出改善的电导率和更高的周转

摘要 齐墩果酸长期仅作为化妆品辅助成分使用。本研究旨在证实齐墩果酸作为活性成分对人类皱纹的缓解效果，并开发聚合物胶束制剂，使难溶性齐墩果酸能作为化妆品主成分用于抗皱。评估了齐墩果酸在增溶剂、表面活性剂和聚合物中的溶解度；利用电泳光散射分光光度计和扫描电子低温显微镜评价含齐墩果酸聚合物胶束的粒径和形貌；通过HPLC测定包封效率和皮肤渗透量；通过目视观察、粒径测定和含量测定评估40°C贮存3个月的聚合物胶束稳定性；将终产品安瓿形式的聚合物胶束涂抹于23名女性受试者眼周8周，每4周用光学轮廓仪评价5项皮肤参数；专业人员进行皮肤目视观察并开展人体皮肤刺激性研究。利用Capryol 90®和聚氧乙烯聚氧

摘要 传统铁电器件面临可扩展性不足的挑战。掺杂HfO₂薄膜虽有望解决尺寸缩放问题，但因多晶本质导致漏电流大、均匀性差。本文首次在3.6 nm厚非晶Al₂O₃薄膜中演示了稳定的铁电样行为。非晶Al₂O₃器件具有高度可扩展性，可实现纳米级鳍间距的多栅非易失性场效应晶体管(NVFET)。其还具备低工艺温度、高频(~GHz)、宽存储窗口、长寿命等优势，极具VLSI系统应用潜力。提出了由电压调控氧空位偶极子诱导的可切换极化(P)机制。 背景 5 nm)的额外铁电性可能源于氧空位产生的电偶极子长程关联[9]。缺陷电荷捕获/脱捕机制在5 nm厚非晶Al₂O₃中产生铁电样行为用于多态存储，但捕获/脱捕频率极

摘要 目前报道的高功率转换效率（PCE）钙钛矿太阳能电池（PSCs）多基于含介孔二氧化钛（TiO₂）的介孔结构，这是降低整体滞后效应的关键因素。然而，现有介孔TiO₂制备方法通常需要高温退火工艺。此外，在提高电子电导率和降低载流子复合方面仍有很大改进空间。本文开发了一种简便的一步法、原位、低温方法制备Nb:TiO₂致密-介孔层，该层同时作为PSCs的骨架层和电子传输层（ETL）。基于Nb:TiO₂致密-介孔ETL的PSCs表现出抑制的滞后效应，这归因于纳米针状形貌增加的界面面积与Nb掺杂带来的载流子传输改善的协同效应。这种高质量致密-介孔层使采用优化2% Nb掺杂TiO₂的PSCs实现了高达1

摘要 二维（2D）层状材料原子级薄平坦特性使其成为自旋电子器件理想候选。由 2D 材料构成的自旋阀结构（SVJ）展现独特自旋输运极化。然而，插入铁磁材料（FM）之间的间隔层（spacer）类型高度影响 SVJ 磁输运性质，界面自旋过滤效应至关重要。本研究报道双层石墨烯（BLG）、单层 MoSe₂（SL-MoSe₂）及 BLG/SL-MoSe₂ 异质堆栈 SVJ 的磁阻（MR）。退火前 BLG 与 SL-MoSe₂ SVJ 均显正 MR；退火后 BLG 极性反转，而 SL-MoSe₂ 保持正极性，因 FM 接触掺杂效应微弱，两界面均呈稳定正自旋极化。Co/BLG/SL-MoSe₂/NiFe SV

摘要 利用模板辅助电化学沉积法制备 NiFe 合金及 NiFe/Cu 多层纳米线（NW）网络。NiFe 合金 NW 网络表现出巨大热功率，该性质在多层 NW 垂直于平面（CPP）几何结构中基本保留。在多层 NiFe/Cu NW 中观测到巨大热磁电功率（MTP）效应：室温 25%，100 K 达 60%。室温获得大自旋依赖塞贝克系数 –12.3 μV/K。巨大 MTP 效应展示了通过磁场控制基于 NW 网络柔性器件热电性能的可行性。 引言 自旋热电子学新兴领域关注自旋塞贝克效应、热生成自旋流、热辅助自旋转移力矩等。磁性多层膜、自旋阀、磁隧道结中的热磁塞贝克/珀尔帖效应可磁控热流与热电压，有望实

摘要 GeTe 是重要窄带隙半导体，广泛用于相变存储及自旋电子器件，但其在室温红外光伏探测器中的应用鲜见报道。本研究利用磁控溅射制备 GeTe 纳米薄膜，经退火结晶，系统表征其物理、电学、光学性质，并制备基于 p-GeTe/n-Si 异质结的红外光伏探测器。器件在 850 nm 光照下室温探测率高达 8×10¹¹ Jones，展现优异红外探测性能。 研究背景 红外探测器在夜视成像、安防、遥感、食品检测、生物医学等领域需求巨大。光伏型红外探测器利用少数载流子效应，响应快，适合成像传感。HgCdTe 探测器技术成熟，但与 Si 晶格失配，难以实现探测与信号处理单片集成，成本高、难小型化。二维材料