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一种全光谱无金属卟啉超分子光催化剂，兼具高效产氢与产氧双功能
摘要： 成功构建了一种全光谱（300-700纳米）响应型卟啉超分子光催化剂，其理论太阳光谱效率达44.4%。首次实现卟啉光催化剂在无需添加任何助催化剂的情况下，分别以40.8和36.1微摩尔每克每小时速率产氢与产氧。其强氧化性能还表现出高效的光降解活性，在苯酚光降解方面比g-C3N4高出十倍以上。这种优异的光催化还原与氧化活性源于电子捕获基团的分子偶极产生的强内建电场及超分子光催化剂的纳米晶结构。通过调节卟啉的最高占据分子轨道与最低未占分子轨道能级，该超分子光催化剂获得了适宜的带隙结构，从而在可见光照射下产生氢气和氧气析出的热力学驱动力。通过结构设计有机分子的有序组装来调控光催化剂能带结构，为能源与环境应用中有机光催化剂的设计提供了新思路。
关键词： 超分子光催化剂、光催化、全光谱、双功能、偶极子
更新于2025-09-23 15:23:52
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巴比涅原理在介质半空间互补天线中的适配
摘要： 巴比涅原理广为人知，其关联互补结构的阻抗特性。然而该原理的实用性从根本上受限于"互补结构必须处于均匀介质中"这一前提条件——这使得它无法应用于现代印刷电路板式构造、带有介质背衬的天线。本文展示了巴比涅原理的修正方案，用于描述介质半空间中互补结构的阻抗关系，从而为理解互补结构行为提供了更深层的理论依据。这为求解有限介质背衬条件下巴比涅原理的解析解迈出了第一步。
关键词： 平面天线，巴比涅原理，偶极子，缝隙天线
更新于2025-09-23 15:23:52
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偶极结构及其相互作用对均质硅橡胶介电弹性体机电性能与驱动性能的影响
摘要： 在弹性体链上接枝极性基团已被证明是实现高性能均质介电弹性体（DE）的有效方法。迄今为止，这些接枝偶极子的结构和含量对改性DE机电性能影响的认识仍不够深入。本研究通过光化学硫醇-烯反应，将羧基（COOH）、羟基（OH）和酯基（COOCH3）三种极性基团接枝到聚甲基乙烯基硅氧烷（PMVS）上，制备了PMVS-COOH、PMVS-OH和PMVS-COOCH3三种介电弹性体。每种改性PMVS均制备了15%、50%和95%三种接枝度。值得注意的是，虽然COOH的偶极矩高于OH和COOCH3，但在相同接枝度下，PMVS-OH的介电常数显著高于PMVS-COOCH3和PMVS-COOH。在高接枝度（50%和95%）时，PMVS-OH在特定电场下的驱动应变明显高于PMVS-COOH和PMVS-COOCH3。当接枝度为95%时，其15 kV/mm电场下的驱动应变从PMVS的0.2%急剧提升至9.1%，优于现有商用硅橡胶介电弹性体及先前报道的新型结构硅橡胶介电弹性体。这些介电、力学及驱动性能受到偶极矩、迁移率及偶极子间相互作用的综合影响，本研究对此进行了深入探讨。该成果为通过合理设计偶极结构与含量来制备高性能均质介电弹性体提供了指导。
关键词： 聚甲基乙烯基硅氧烷、偶极子、机电性能、硫醇-烯点击化学、介电弹性体、驱动应变
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于超材料的小频比六频段圆极化贴片天线，适用于多种无线应用
摘要： 本文提出了一种新型六频段微带贴片天线(MPA)。该天线具有六个工作频段，分别为2.4GHz、3.06GHz、3.34GHz、3.54GHz、4.61GHz和5.21GHz，相邻频段间频率比极小，依次为1.275、1.091、1.059、1.3022和1.1301。该天线在全部六个频段均展现出优异的辐射特性，并在2.36-2.48GHz和4.52-4.64GHz两个频段实现圆极化。文中详细阐述了实现六频段的设计步骤，且仿真结果与制作原型实测数据相符。
关键词： 微带天线、叉指电容加载环形谐振器（IDCLLR）、矩形开口环谐振器、偶极子、圆极化
更新于2025-09-23 15:22:29
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利用表面偶极子的钝化机制可实现高性能钙钛矿太阳能电池
摘要： 采用二维钙钛矿是解决钙钛矿太阳能电池固有稳定性和电压问题的有效途径。然而，其他不同维度的钙钛矿对效率和稳定性是否具有相同影响尚不明确。本研究报道了在三维钙钛矿薄膜表面引入准三维氮杂环丁基铅碘（AzPbI3）作为次级层，显著提升了光伏参数。值得注意的是，由于表面偶极子的存在，AzPbI3形成了新型钝化机制，使光电转换效率达到22.4%。所获开路电压高达1.18 V，是目前单结钙钛矿太阳能电池报道的最高值之一，对应1.55 eV带隙的电压损耗为0.37 V。
关键词： 钙钛矿、偶极子、功函数、表面钝化、太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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差分馈电孔径耦合磁电偶极子天线及其连续可变波束宽度设计
摘要： 本文提出了一种波束宽度可重构的线阵天线，该设计采用三个磁电（ME）偶极子天线单元，无需复杂的馈电网络。通过基片集成波导（SIW）腔体宽边蚀刻的三个平行横向谐振槽对ME偶极子进行差分激励。在相邻槽间对称嵌入连接变容二极管的四根铜柱，通过调控变容二极管实现SIW腔体内的电场扰动——换言之，同步调节所有变容二极管的偏置电压即可精细控制各天线单元的激励幅度与相位，从而获得电子调控下的连续可变波束宽度。研究团队设计、制作并测试了完整工作原型以验证方案可行性。实测结果表明：该天线重叠-10dB阻抗带宽达19.6%，工作频带内E面半功率波束宽度（HPBW）可在39°至107°范围内调节。
关键词： 波束宽度可重构天线、变容二极管、基片集成波导（SIW）、磁电（ME）偶极子
更新于2025-09-23 15:19:57
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一种用于5G应用的圆极化差分馈电传输线激励磁电偶极子天线阵列
摘要： 提出了一种用于5G应用的新型差分馈电圆极化磁电偶极子（ME-偶极子）阵列。该采用印刷电路板（PCB）工艺制作的传输线激励（TLE）天线具有宽阻抗带宽、宽轴比（AR）带宽及高增益特性。该天线由2×2 ME-偶极子阵列构成，其外围设置圆形腔体结构。本设计基于我们先前研究的线极化（LP）阵列改进而来：通过将阵元相对于差分馈电传输线选择性旋转±45°角度，并采用顺序旋转技术（SRT）实现圆极化（CP）辐射。实验采用差分馈电网络对原型天线进行激励。测试结果表明：该天线在52.2至72.2 GHz频段内呈现32.2%的重叠阻抗与轴比带宽，其端射左旋圆极化（LHCP）增益达10.2至11.8 dBic。所提出的圆极化天线完整保留了先前线极化天线在对称稳定的辐射方向图和较低后向辐射水平等核心优势。
关键词： 第五代（5G）、圆极化（CP）、磁电偶极子（ME-偶极子）、差分馈电
更新于2025-09-23 08:49:16
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通过表面掺杂构建界面偶极子及其在聚合物太阳能电池开路电压中的作用
摘要： 通过四氟四氰基醌二甲烷（F4TCNQ）对聚（3,4-乙烯二氧噻吩）（PEDOT）进行表面掺杂，实现了一种偶极界面。PEDOT是通过在氧化铟锡（ITO）电极上电化学聚合3,4-乙烯二氧噻吩（EDOT）原位合成的，随后将F4TCNQ旋涂在PEDOT层上方。由于F4TCNQ的最低未占分子轨道（LUMO）低于PEDOT的最高已占分子轨道（HOMO），电子会自发地从PEDOT转移到F4TCNQ，从而形成PEDOT阳离子和F4TCNQ阴离子的双层结构。因此，在表面掺杂体系中形成了永久性的界面偶极。这种表面掺杂不仅提高了PEDOT的电导率，还增加了电极的表面功函数。该偶极薄膜被用作聚合物太阳能电池（PSCs）的阳极界面，结果表明，这种界面偶极对PSCs的开路电压（Voc）起着非常重要的作用。
关键词： 界面、偶极子、表面掺杂、电荷转移、太阳能电池
更新于2025-09-19 17:13:59
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与光学双曲材料耦合的电偶极子的手性发射
摘要： 我们研究了双极子在超曲面超材料（HMM）上发射的方向特性，并展示了手性发射的可能性，这种发射强烈依赖于双极子的偏振状态。通过麦克斯韦方程的严格解，我们提出了关于手性的解析结果，这些结果取决于HMM中不同倏逝模式的激发——其中部分模式在当前实验中易于实现。手性的起源在于双极子偏振平行分量与垂直分量所产生发射场的近场干涉效应，尤其当这两种偏振相位差为π/2时更为显著。我们获得了手性与双极子距HMM距离的依赖关系。对于某些特定复椭圆偏振的双极子，可实现真正的单向发射。本分析基于多层HMM的格林函数。我们还展示了金属表面发射体的手性发射结果。这些发现为控制表面波激发提供了新途径，在HMM表面分子传感领域具有潜在应用价值。
关键词： 偶极子、极化、表面波、双曲超材料、手性发射
更新于2025-09-12 10:27:22
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用于超材料应用的等离子体纳米壳紧凑阻抗模型
摘要： 近期等离子体学研究表明，通过融合不同材料与形状可构建具有优化光学响应的复杂几何结构。其中应用最广泛的纳米结构是包覆纳米球（纳米壳），该结构在医学、科学及工程等多个领域均有重要应用。本文提出了一种金属核纳米壳的紧凑阻抗模型，该模型基于时变方法——通过求解金属核的完整偶极方程，并利用偶极场的近场分量推导介质壳的阻抗。我们首次采用电压、电流及电路元件推导出纳米壳吸收截面与散射截面的表达式及其随介电函数变化的行为规律，并将其与精确解进行等效性对比。此外，该阻抗模型还分析了纳米壳参数（介电常数、壳层厚度及核半径）变化对预测共振频率的影响。该简化阻抗模型基于并联谐振电路，有助于深入理解纳米壳行为特性，并为下一代基于纳米壳的超材料提供高性价比解决方案。
关键词： 纳米光子学、包覆球体、阻抗模型、超材料、等离子体学、纳米壳层、纳米电路、偶极子
更新于2025-09-11 14:15:04