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oe1(光电查) - 科学论文

262 条数据
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  • 基于锑烯光学调制器的全光主动调Q光纤激光器

    摘要： Q开关光纤激光器在工业材料加工、非线性频率转换、光谱学等领域具有重要应用价值。然而被动Q开关技术存在可饱和吸收体易退化失效、重复频率难以精确调控等缺陷。为解决这些问题，通过外部驱动Q开关器实现腔品质因数主动调控的主动Q开关技术需求迫切。本研究基于锑烯材料的高光热效率（48%）和宽带响应特性，设计了一种采用锑烯基全光调制器的主动Q开关激光器。实验证明该主动调制激光器具有全光可调输出参数（如输出重复频率）、环境稳定性及易于同步等优势。这种兼具大调制深度、低能耗和高转换效率的锑烯基全光调制器，在全光信息处理和脉冲激光工程领域展现出重要应用前景。

    关键词： 主动调Q、锑烯、二维材料、全光调制器

    更新于2025-11-28 14:24:03

  • 石墨烯异质结构集成光纤布拉格光栅用于光运动追踪及400纳米至10.768微米超宽带光电探测

    摘要： 基于石墨烯及相关二维材料的集成光子学与光电子器件是未来工业革命的核心，可推动紧凑灵活的纳米光子器件发展。追踪和检测毫米至纳米尺度宽带光的运动是一门尚未充分探索的前沿科学。本研究首次通过将石墨烯与光纤布拉格光栅器件（石墨烯-FBG）集成，实现了毫米级精度的光运动追踪与检测。当入射光靠近或远离该器件时，布拉格波长分别发生红移和蓝移，证实其光运动追踪能力。这种光追踪功能可进一步扩展至超宽波段——全光光电探测器在400纳米至10.768微米范围内呈现稳健响应，且具有线性光学特性。值得注意的是，FBG上的石墨烯-Bi2Te3异质结构在可见光及通信波段的光电响应比石墨烯-FBG高出87%，这源于异质结构中更强的声子-电子耦合与光热转换效应。该器件在100天后仍保持优异稳定性。此项研究有望开创天体物理学、光通信、光计算、光逻辑门控、光谱分析及激光生物学等领域的突破性集成纳米光子应用。

    关键词： 二维材料、石墨烯、超宽带光电探测、异质结构、光纤布拉格光栅、光运动追踪

    更新于2025-11-28 14:24:03

  • 功能化氧化硅纳米片：针对相对湿度增强灵敏度的定制化设计

    摘要： 采用完全氧化的二维（2D）硅纳米片（SiNSs）为二维硅基材料在纳米电子学领域的应用提供了新思路。致密堆叠且高孔隙率的氧化硅纳米片（OSiNSs）作为湿度检测的敏感层，其因氧化产生的多孔结构及二维表面亲水基团功能化潜力，使该复合材料对相对湿度（RH）展现出极佳灵敏度。本研究通过功能化精确调控了SiNSs的传感特性：当SiNS-MAA（甲基丙烯酸修饰的SiNSs）沉积于叉指电极后，在20-85%RH范围内电容值翻倍——该数值是在环境条件下SiNS-MAA完全氧化后获得的，其灵敏度远超现有聚合物湿度传感器。相反，疏水性叔丁基丙烯酸（tBMA）功能化则消除了响应特性。实验证明，SiNSs的特异性功能化为实现RH灵敏检测提供了可靠途径?；诠δ艿骺氐睦嗨撇呗钥捎糜谔嵘衅髡罅醒≡裥?，例如通过进一步修饰纳米材料表面官能团或连接对不同环境条件敏感的分子，这些功能分子还可用于后续（生物）分子固定化，从而形成针对基底和气体的敏感识别基团。但传感器技术面临的核心挑战在于开发高选择性方案——即能区分不同蒸汽种类的传感系统。本策略为解决现代纳米材料技术中的这一难题提供了具有前景的新途径。

    关键词： 二维材料、多孔硅、功能化、硅纳米片、混合系统、含水量

    更新于2025-11-21 11:20:48

  • 具有二价有机基团的准二维杂化有机-无机铜卤材料的光伏效应及增强稳定性展示

    摘要： 基于光活性铅卤钙钛矿的太阳能电池商业化部分受限于其毒性和不稳定性。本研究展示了一种新型铜卤杂化有机-无机材料（含二价阳离子1,6-己二铵(+H3N-C6H12-NH3+)），与使用两倍化学计量单丙铵(C3H7-NH3+)的类似材料相比，该材料展现出更优异的耐热耐湿稳定性。其电子吸收光谱显示间接光学带隙约1.8 eV，非常适合作为硅基叠层太阳能电池顶电池的光活性层。以该二价阳离子材料为光活性层的最佳单结太阳能电池开路光电压超过400 mV，短路光电流密度约30 μA/cm2。这些数值与采用有机单价阳离子的先进铜卤杂化有机-无机材料相当，为该类材料的进一步研究提供了动力。

    关键词： 光伏，二维材料，双阳离子，太阳能电池，卤化铜，混合材料，稳定性，钙钛矿

    更新于2025-11-19 16:56:42

  • 层状范德华铁电体中巨大负压电性的起源

    摘要： 近期关于压电材料的研究主要致力于提升压电系数，却普遍忽视其符号问题——因为几乎所有材料都呈现正纵向压电性。目前已知的唯一例外是通过弱范德华（vdW）相互作用凝聚的铁电聚合物聚偏氟乙烯及其共聚物，它们表现出负压电性。本研究报道了另一类范德华固体——二维层状铁电材料CuInP2S6中巨大本征负纵向压电性和电致伸缩效应的定量测定结果。借助单晶X射线晶体学与密度泛函理论计算，我们揭示了该体系中负压电性的原子级起源：源于铜离子的大幅位移不稳定性及其降低的晶格维度。此外，二维范德华压电材料具有显著的压电响应和可忽略的基底夹持效应，这使其在纳米尺度柔性机电设备领域极具应用潜力。

    关键词： 二维材料、CuInP2S6、负压电性、电致伸缩、范德华铁电体

    更新于2025-11-14 17:28:48

  • 高响应度二维p型碘化铅/ n型二硫化钨垂直异质结光电探测器——光栅效应增强型

    摘要： 二维（2D）垂直p-n异质结光电探测器是纳米尺度集成光电子学中的重要构建模块。然而，不理想的光电传感性能与复杂的制备工艺仍是当前挑战。本研究报道了基于气相生长的p-PbI2/n-WS2异质结构高性能垂直光电探测器的制备方法，其中WS2作为光栅调控沟道电流。得益于该异质结构中的光栅效应，光激发电子-空穴对的复合得到有效抑制，实现了高达5.57×102 A W?1的光响应度——这是迄今报道的气相生长垂直p-n异质结构中的最高值。此外，通过栅极电压偏置可高度调控光响应度，在施加-60V负栅压时更进一步提升至7.1×10? A W?1。PbI2/WS2异质结构优异的光电特性结合简便的合成方法，展现出开发高性能二维光电器件的巨大潜力。

    关键词： 垂直p-n异质结构、光门控效应、气相沉积、光电探测器、二维材料

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 酒精引导生长的二维窄带红光发射K2TiF6:Mn4+材料用于白光发光二极管

    摘要： 采用低光散射损耗的红色荧光粉可提升白光发光二极管（LED）的发光效率和显色性，因此这类荧光粉的发现备受期待。本研究通过醇辅助共沉淀法合成了高效二维红光发射K2TiF6:Mn4+（KTFM）?；诘谝恍栽砑扑阊芯苛?-丙醇与氢氟酸（HF）对KTFM微片（MSs）生长的协同效应，揭示1-丙醇通过优先吸附于H终止的K2TiF6（001）表面促进KTFM微片生长。Mn4+激活的K2TiF6微片光致发光量子效率（QE）与其尺寸和厚度高度相关，形貌最优的KTFM微片展现出高内量子效率（>90%）、外量子效率（>71%）及热猝灭温度（150℃时相对25℃保持102%效率）。以KTFM为红光组件的原型荧光转换LED呈现出优异显色性（Ra=91，R9=79）和高发光效率（LE=156流明/瓦）。

    关键词： 发光二极管，二维材料，窄带，K2TiF6:Mn4+，背光，红色发射

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 一种从硫脲直接一步合成超薄g-C3N4纳米片以增强太阳能光催化产氢的方法

    摘要： 二维（2D）石墨相氮化碳（g-C3N4）纳米片作为一种具有优异性能的光催化剂，已成为光催化领域的"后起之秀"。虽然从块体g-C3N4粉末剥离得到的纳米片已广泛应用，但开发简便的合成方法仍充满挑战。为此，我们报道了一种直接聚合策略来制备超薄g-C3N4纳米片——仅需在空气中加热硫脲而不添加任何模板剂。通过以三乙醇胺为牺牲剂、铂为助催化剂，在可见光照射（λ>420 nm）下进行水还原制氢反应评估样品光催化活性。结果表明，这种平均厚度仅3.5 nm的少层g-C3N4纳米片展现出卓越的可见光产氢速率（1391 μmol g?1 h?1）和突出的表观量子效率（420 nm处达6.6%）。最终，所制超薄g-C3N4纳米片的产氢速率不仅显著高于双氰胺或三聚氰胺衍生的g-C3N4，也优于相同条件下热氧化刻蚀法制备的g-C3N4纳米片。

    关键词： g-C3N4纳米片，无模板聚合，太阳能转化，二维材料，光催化，一步合成

    更新于2025-11-14 17:03:37

  • 二维可见光驱动的TiO2@Ti3C2/g-C3N4三元异质结，具有高光催化活性

    摘要： 采用超声辅助煅烧法合成了一种具有改性界面微观结构和电子特性的新型二维可见光驱动TiO2@Ti3C2/g-C3N4三元异质结光催化剂。高活性的g-C3N4可产生大量光生电子和空穴，同时O/OH终止的Ti3C2与副产物TiO2通过迁移TiO2@Ti3C2/g-C3N4复合物中的电子发挥优异载体作用。结果表明，在可见光照射下其对苯胺和罗丹明B的降解光催化活性最高分别达到原始g-C3N4的5倍和1.33倍。此外，我们提出其界面构建了n-n异质结和n型肖特基异质结，有效促进了电子转移并进一步提升TiO2@Ti3C2/g-C3N4复合物的光催化活性。更引人注目的是，所有结果均表明这种环保型TiO2@Ti3C2/g-C3N4异质结复合物是污染物降解的理想候选材料。

    关键词： 二维材料、光催化活性、TiO?@Ti?C?/g-C?N?、三元异质结、污染物降解、可见光驱动

    更新于2025-11-14 17:03:37

  • 非均匀石墨烯在液态铜上超快转变为高质量均匀单层薄膜

    摘要： 合成层数可控的均匀石墨烯薄膜至关重要，因为其性能强烈依赖于层数。虽然铜基底化学气相沉积（CVD）法已被广泛用于制备大面积石墨烯薄膜，但固态铜和液态铜上的生长分别存在厚度均匀性差（伴随大量多层结构）和即便经过数小时长时间生长仍难以形成连续薄膜的问题。我们发现，最初在固态铜箔上生长的不均匀石墨烯薄膜可在3分钟内快速转变为液态铜上连续均匀的单层石墨烯薄膜。此外，与原始固态铜箔上生长的薄膜相比，所得薄膜具有更大的晶粒尺寸、更高的品质、更优异的光电性能以及在有机发光二极管（OLED）应用中更好的表现。通过碳同位素标记技术，我们揭示了液态铜上石墨烯从多层到单层的转变经历了刻蚀-"自对准"-融合过程。这种两步CVD方法不仅为快速生长均匀单层石墨烯薄膜开辟了新途径，也为其他二维材料（如单层六方氮化硼）均匀单层的可控生长提供了重要参考。

    关键词： 薄膜、二维材料、化学气相沉积、层数、石墨烯

    更新于2025-11-14 17:03:37