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钙钛矿薄膜瞬态吸收测量中由微观形貌结构瞬态反射引起的伪影
摘要: 在过去十年中,有机铅卤钙钛矿MAPbX3(MA=CH3NH3+;X=Cl?、Br?、I?)因其在太阳能电池和发光器件中的应用而备受关注。评估钙钛矿材料质量时,静态与瞬态吸收光谱及光致发光等光谱表征对研究其光物理性质至关重要。最新研究发现,由于MAPbX3薄膜表面覆盖度差或微观结构复杂导致强烈光散射,其静态吸收光谱的准确测量确实存在困难。这些形貌复杂性在薄膜制备中似乎不可避免,不仅影响稳态光谱测量,更会显著干扰对理解材料中光生载流子动力学至关重要的瞬态光谱表征。 半导体材料中的光激发态会引起介电函数实部与虚部的变化,从而导致吸收(虚部)和反射率(实部)改变——这对铅卤钙钛矿等折射率较高的材料影响尤为显著。瞬态吸收(TA)光谱是探测钙钛矿及其他半导体材料光激发态动力学的典型技术。TA测量中,泵浦激光脉冲激发钙钛矿薄膜,记录随波长和时间变化的诱导吸收变化(ΔA)。以透射光为探针时(图1a),TA信号(ΔA)主要取决于有无泵浦激发时透射探针光强度的比值(参见SI中公式S1),该假设基于透射探针光的损耗完全源于样品吸收。相同实验装置下,也可通过反射探针光作为检测信号进行瞬态反射(TR)测量(图1b),其信号(ΔR/R)由有无泵浦激发时反射探针光强度的比值决定(参见SI中公式S4)。 与主要探测样品体相性质的TA测量不同,TR信号主要检测样品表面折射率变化引起的光诱导反射变化。因此即使同一样品,TR光谱与动力学也可能与TA存在显著差异。例如先前TA与TR测量发现,由于更多表面缺陷存在,MAPbX3钙钛矿薄膜或单晶表面的载流子复合动力学比体相快得多。当对具有大尺寸非均质微观结构的薄膜(如覆盖度差、晶粒粗大或有针孔的薄膜)进行常规TA测量时会出现异常情况——此时透射探针光的损耗可能不仅来自样品吸收,还源于薄膜表面或微结构边界的反射。这种情况下,虽以透射模式采集的瞬态光谱(图1c及SI中公式S6)可能同时包含TA与TR信号成分,导致TA光谱失真及光诱导动力学分析不准确。 溶液法制备的有机/无机卤化铅钙钛矿薄膜是典型形貌微观结构显著影响器件性能的材料。虽然TA光谱已广泛用于研究钙钛矿薄膜的光生载流子动力学,但源自薄膜表面及微结构光诱导反射率变化的TR信号可能造成的TA结果伪影却未被重视。本研究通过对系列不同微观形貌的MAPbBr3钙钛矿薄膜进行精细瞬态光谱分析,并对比MAPbBr3单晶(SCs)的TR测量,证实大尺寸非均质微观结构的MAPbBr3钙钛矿薄膜TA光谱确实包含不可忽略的微结构光诱导反射TR信号——当微结构尺寸从<200 nm增至1-2 μm时,其贡献权重从约20%提升至约100%。TR信号的存在会导致TA光谱出现"伪影"特征,并因更快的表面载流子复合呈现加速的表观动力学,从而误导体相载流子动力学分析。我们还提出通过添加折射率接近样品的溶剂来抑制实际TA测量中TR信号的方法,可在一定程度上减弱TR畸变效应。
关键词: 人工制品、瞬态反射、瞬态吸收、载流子动力学、钙钛矿薄膜、微观结构
更新于2025-09-23 15:23:52
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生物相关蛋白与氧化锌纳米材料的相互作用:体外毒性终点的一个混杂因素
摘要: 体外毒理学研究中,人造纳米材料(MNs)的检测结果常存在矛盾且不可重复。有观点认为MN会干扰检测过程,但具体哪些材料会产生这种假象及其作用机制仍是主要挑战。本研究探究了两种特征明确的氧化锌MN(NM-110和NM-111)与乳酸脱氢酶(LDH)及两种白细胞介素(IL-6和IL-8)的相互作用。在常规体外检测条件下,将颗粒(10至640微克/毫升)与蛋白质共孵育24小时。暴露一小时内,LDH活性(ODLDH)而非白细胞介素浓度呈剂量依赖性急剧下降(两种MN在10微克/毫升浓度时ODLDH均<参考值的60%)。成功应用Freundlich吸附等温线表明LDH发生多层吸附。分散体系中ZnO MN与LDH表面电荷呈中性至微负性,排除了静电附着可能??帕3两挡⒎窍拗埔蛩亍J笛橹な礪nO MN快速溶解,Zn2+可能是ODLDH下降的原因。总之,ZnO MN通过浓度依赖性吸附及溶解态Zn对LDH的抑制作用导致ODLDH快速降低。为避免结果误读,毒理学体外检测中控制颗粒干扰应成为强制要求。
关键词: 人工制品,pH值,白细胞介素,吸附,乳酸脱氢酶,溶解
更新于2025-09-23 15:23:52
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介电复制品测量:一种获取不规则形状物体复介电常数的新技术
摘要: 介电测量能提供有关材料特性的宝贵信息,可用于考古等领域对物体进行分类和溯源。现有识别方法均存在部分破坏性,而作者基于谐振腔微扰(RCP)原理开发的创新电磁检测法提供了一种极具吸引力的无损替代方案。传统RCP存在频率与Q值变化受物体形状影响的问题,我们通过采用已知介电常数的材料制作物体复制品来解决该难题。随后结合三个正交场方向微扰(先由物体本身、再由其复制品产生),消除形状依赖性,从而测定物体的介电常数和损耗因子。在建立这种新型数字谐振法(DRM)理论后,我们使用聚四氟乙烯(PTFE)和3D打印材料制成的几何形状组验证了该原理。后续测量使模型可纳入二阶项以提高精度。最终实验证明DRM能有效区分不同材质的不规则物体。该技术潜在应用包括判定陶器、玻璃和燧石的产地,以及区分象牙与骨骼,这对海关、环?;埂⒉┪锕莨莩ぜ翱脊叛Ъ揖哂兄匾壑?。
关键词: 谐振腔、3D打印、人工制品、网络分析仪、介电测量、考古学、复介电常数、无损检测
更新于2025-09-24 01:17:34
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开发用于牙髓诊断的新型锥形束CT软件
摘要: 锥形束计算机断层扫描(CBCT)推动了牙髓病学诊疗方式的变革,并提升了复杂临床病例的决策能力。尽管CBCT硬件技术不断进步,但图像解读仍受限于现有软件包——这些软件通常导航工具有限,且缺乏足够滤镜来克服CBCT技术难题(如伪影)。本研究评估了当前CBCT技术的局限性,以及新型CBCT软件包(e-Vol DX,巴西CDT公司)突破这些局限、辅助牙髓病诊疗决策的潜力。 该成像技术通过亚毫米级体素尺寸提供高分辨率图像,具备动态多平面导航功能,可调整切片厚度/间隔等参数,并通过滤镜校正及亮度对比度调节优化数据。e-Vol DX的核心优势在于:兼容所有现行CBCT扫描仪并支持DICOM数据导出;拥有比其他应用(通常仅支持有限DICOM动态范围调整)更全面的亮度对比度库;支持自定义切片厚度(多数软件预定义且受限);提供定制锐化调节(同类软件常受限);搭载先进降噪算法提升画质;内置预设滤镜及专用牙髓三维渲染滤镜,支持超1000倍放大(三维重建)且无分辨率损失;自动优化成像参数以实现标准化与科研需求;屏幕捕获分辨率达192dpi(可选384dpi),远超多数同类软件的96dpi标准。 该新型CBCT软件包能辅助复杂牙髓病例的治疗决策,提升诊断与治疗效果。图像质量的实质性改善有助于CBCT扫描的合理化应用与精准判读。
关键词: 人工制品、软件、锥形束计算机断层扫描、诊断、根管治疗
更新于2025-09-09 09:28:46
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[IEEE IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 瓦伦西亚(2018.7.22-2018.7.27)] IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 采用改进孔径插值技术处理星载间断调频连续波SAR数据
摘要: 艾哈迈德等人近期提出了一种仅采用单颗微小卫星单天线的间断调频连续波(IFMCW)合成孔径雷达模式。但该间断模式会因雷达发射机开关切换过程产生周期性数据空缺。为解决这一问题,本文提出一种改进的基于孔径插值的方法来填补数据空缺。该方法能以优异性能恢复缺失数据,从而显著抑制由周期性数据空缺引发的伪影(或重影)。利用实验性机载FMCW SAR系统获取的真实数据处理结果,验证了所提方法的有效性。
关键词: 人工制品、调频连续波(FMCW)、合成孔径雷达(SAR)
更新于2025-09-04 15:30:14