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oe1(光电查) - 科学论文

9 条数据
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  • 无粘结剂异质结界面的ZnxCd1-xSe纳米颗粒修饰有序介孔ZnO反蛋白石结构，用于高效光电化学水分解

    摘要： 具有宽光吸收范围和高效电荷转移特性的明确多孔异质纳米结构，是开发高效光电化学（PEC）水分解光阳极的关键挑战。本研究报道了一种简便的模板法和连续离子交换技术，在掺氟二氧化锡（FTO）玻璃上制备了三维有序介孔（3DOM）ZnO/ZnxCd1-xSe反蛋白石结构，其异质结界面无需粘结剂。ZnxCd1-xSe壳层在ZnO反蛋白石骨架表面的异质外延生长，形成了有利的II型能带排列、低界面电阻及高可见光吸收特性。正如预期，优化的3DOM ZnO/ZnxCd1-xSe反蛋白石在AM 1.5G模拟太阳光（100 mW cm-2）照射下，于0.25 M Na2S和0.35 M Na2SO3水溶液中1.23 V（vs可逆氢电极RHE）处实现了24.76 mA cm-2的显著饱和光电流密度，较原始ZnO光阳极（1.23 V时为0.99 mA cm-2）提升了25倍。该优化结构在0.52 V（vs RHE）偏压下达到10.64%的最大光电转换效率，较原始ZnO反蛋白石（0.61 V时为0.47%）提高了约22.63倍。此外，该优化光阳极在电解液中的光稳定性显著提升，无保护涂层情况下经3000秒连续光照后仍保持初始值的82.6%。这种优异的PEC性能归因于可见光捕获能力的增强及电荷分离/收集效率的提高。本研究为设计高性能水分解用高效光阳极提供了重要理论依据。

    关键词： 异质外延生长，氧化锌/硒化锌镉固溶体，反蛋白石结构，光电化学水分解，异质结界面

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 表面等离子体共振效应增强的CsPbBr?反蛋白石结构用于高性能无机钙钛矿太阳能电池

    摘要： 尽管全无机CsPbBr3因其优异的耐热和耐湿性能被视为无机钙钛矿太阳能电池（PSCs）的理想候选材料，但其仍存在电荷转移过程不利和光捕获能力有限的问题。本研究合理设计了耦合金纳米颗粒（NPs）的CsPbBr3反蛋白石（IO）薄膜，基于Au-CsPbBr3 IO的PSCs实现了高达8.08%的稳定光电转换效率。通过选择性调控IO孔径，可使CsPbBr3 IO的慢光子区域与金NPs的局域表面等离子体共振（SPR）区域重叠，从而提升无机CsPbBr3 PSCs的性能。这种协同效应有助于提高光利用效率和优化电荷转移过程，从而增强光吸收能力并抑制光生电子-空穴对的复合速率。金的引入不仅触发了SPR效应，还通过肖特基势垒促进了载流子的有效分离/注入。此外研究表明，SPR与IO光子效应的共同作用有助于降低激子结合能，提高激子解离效率，从而显著增加自由载流子密度。该工作为高性能无机PSCs的等离激元金属/半导体复合光吸收材料提供了合理策略。

    关键词： 反蛋白石结构、无机钙钛矿、金纳米粒子、表面等离子体共振、慢光效应

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 具有光系统II的分层三维电极在半人工光合作用中的结构-活性关系

    摘要： 半人工光合作用将光合酶与人工电子器件相结合，是一种通过重构自然光电转化途径实现可持续燃料与化学品合成的新兴技术。然而生物电极中酶催化活性的降低限制了整体性能及燃料生产的进一步应用。本研究通过构建包含光系统II与三维氧化铟锡/石墨烯电极的模型体系，揭示了调控光电转化的关键因素。运用荧光显微镜和原位表面敏感红外光谱技术，我们探究了不同结构电极支架中的酶分布与渗透情况，并结合蛋白质膜光电化学分析建立了电极结构与酶活性之间的关联。研究发现电极的层级结构主要影响蛋白质整合而非酶活性，而光活性更多受限于光照强度及生物界面处的电子传递。该研究为提升半人工光合作用性能提供了指导原则，同时建立了一套探测三维电极中光活性生物膜的方法体系。

    关键词： 半人工光合作用、光系统II、反蛋白石结构、石墨烯电极、氧化铟锡电极

    更新于2025-09-23 11:59:13

  • 用于高效CdS/CdSe共敏化量子点太阳能电池的ZnO@ZIF-8反蛋白石结构光阳极

    摘要： 量子点敏化太阳能电池中的光阳极对光收集和电荷转移过程至关重要。本文采用自组装蛋白石模板法制备了三维反蛋白石结构(ZnO@ZIF-8 3D IO)光阳极。该合成光阳极具有完全贯通且直径增大的孔隙结构，从而提升了量子点和电解质的渗透性。同时，规则互联的大孔阵列结构通过慢光子和多重散射效应增强了光捕获能力和电荷转移过程。包覆在ZnO IO表面的ZIF-8壳层不仅提供高孔隙率，还作为?；ざ刍憬档土私缑嬖亓髯痈春稀Ｎ芯縕nO@ZIF-8 IO的电荷传输机制，采用级联CdS/CdSe量子点作为敏化剂。得益于IO结构和ZIF-8修饰，基于ZnO@ZIF-8 IO的太阳能电池光电转换效率可达1.75%(1.71±0.04%)，几乎是ZnO IO光阳极电池(0.81±0.05%)的两倍。

    关键词： 反蛋白石结构，CdS/CdSe共敏化，ZnO@ZIF-8，光阳极，量子点太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 固态深紫外衍射反蛋白石光子晶体

    摘要： 我们制备了首个能在深紫外（UV）光谱区域发生衍射的固态、机械性能坚固的反蛋白石光子晶体。这些光子晶体是通过垂直沉积法，在四乙氧基硅烷存在下，将直径<140纳米的单分散聚苯乙烯纳米颗粒自组装到熔融石英显微镜载玻片上形成面心立方三维密堆积结构而制得。在自组装过程中，四乙氧基硅烷在纳米颗粒间隙中缩合，将聚苯乙烯纳米颗粒固定在二氧化硅基质中。使用王水去除聚苯乙烯纳米颗粒后，得到稳定的二氧化硅反蛋白石结构，该结构可在<245纳米的深紫外波段产生布拉格衍射。我们通过测量紫外-可见透射光谱、准直深紫外白光源的衍射以及229纳米激光的衍射来表征这些光子晶体的深紫外光学性能。测得布拉格条件下的最大光衰减约为98%，计算出光子晶体厚度约为33层，衍射光谱半高全宽带宽为16.8纳米。本工作所展示的深紫外衍射光子晶体具有机械坚固性、光化学耐久性和储存稳定性，使其能够开发用作深紫外光学器件。我们认为需要进一步优化自组装和垂直沉积条件，以提高这些光子晶体的厚度均匀性和有序性，从而增强其衍射效率并减小衍射带宽。

    关键词： 光子晶体、紫外衍射、垂直沉积、对流自组装、反蛋白石结构、纳米粒子

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 可控合成反蛋白石TiO2-x光子晶体及其光电性能

    摘要： 本研究通过两步煅烧法成功合成了反蛋白石结构TiO2-x光子晶体（IO-TiO2-x）。整个合成过程安全可行，且IO-TiO2-x的还原程度与结构可精确调控。研究制备并表征了一系列不同还原程度的IO-TiO2-x样品，透射电镜图像显示所得样品具有三维有序大孔反蛋白石结构，拉曼光谱与X射线光电子能谱结果证实了还原钛原子/氧空位的存在。所有IO-TiO2-x样品均展现出优于普通TiO2的光电性能，表明其在光电领域具有重要应用潜力。光电性能的提升归因于适度还原的钛原子/氧空位所诱导的高效电子-空穴分离效率，同时三维有序大孔反蛋白石结构与带隙调控共同作用"捕获"更多太阳能。这种新方法被证明是合成高性能TiO2材料的有意义途径。

    关键词： 还原、氧空位、TiO2-x、反蛋白石结构

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 用于L-组氨酸光学检测的分子印迹光子水凝胶传感器

    摘要： 本文描述了一种用于光学检测L-组氨酸（L-His）的分子印迹光子水凝胶（MIPH）。通过将二氧化硅颗粒（230纳米）置于载玻片上的分子印迹聚合物中，获得了MIPH的反蛋白石结构。经氢氟酸完全蚀刻后，该反蛋白石结构具有高比表面积和丰富的L-His结合位点。当修饰后的MIPH吸附L-His时，其平均有效折射系数增大，导致Bragg衍射峰随L-His浓度从0增至100纳摩而红移约34纳米。其他氨基酸引起的衍射峰位移则小得多。该方法检测限为10皮摩，对L-His的响应时间短至60秒。此外，该传感器可通过0.1摩尔乙酸/甲醇处理再生，并已应用于饮料样品中L-His的测定。

    关键词： 反蛋白石结构、St?ber法、纳米多孔材料、光子晶体阵列、紫外固化、布拉格衍射峰、氢键、反射光谱

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 光学活性反蛋白石光子晶体

    摘要： 手性光子晶体一直是化学、物理和生物学中广泛研究的课题。迄今为止，关于手性光子晶体的研究主要针对螺旋结构开展，而由周期性手性介质构成的手性光子晶体尚未通过实验探索。本工作中，我们通过模板法成功构建了三维手性聚合物反蛋白石光子晶体（3D CPIOPCs）。值得注意的是，这些3D CPIOPCs在光子带隙附近展现出新兴的圆二色性响应。实验与计算结果清晰阐明了光子结构和手性介质对这一特征光学活性的贡献。

    关键词： 手性介质、圆二色性、手性光子晶体、光子带隙、反蛋白石结构

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 心肌细胞驱动的各向异性反蛋白石结构色致动

    摘要： 由活体组织与人工材料构成的生物混合驱动器，因其动态感知并响应复杂生物电信号的卓越功能，近年来备受关注。本研究基于具有周期性椭圆大孔结构的各向异性反蛋白石基底与水凝胶填充物，设计出兼具自驱动运动与自反馈功能的复合生物混合驱动器。该结构利用各向异性表面形貌与水凝胶的高生物相容性优势，能诱导心肌细胞在弹性基底上形成高度有序排列，并恢复自主搏动能力。随着心肌细胞搏动时的细胞伸缩运动，各向异性反蛋白石基底会产生同步的变形驱动循环，这种形变可通过光子带隙及结构色的相应偏移进行监测。这类自驱动生物混合驱动器可作为构建软体结构色机器人的元件，例如模拟摆尾动作的仿生孔雀鱼。此外，通过将自驱动生物混合驱动器与微流控技术集成，我们开发出具有微观生理可视化特性的先进心脏芯片系统，可用于集成化细胞监测与药物测试。这种源自各向异性反蛋白石的生物混合驱动器在生物医学工程领域具有广泛应用前景。

    关键词： 心肌细胞、微流控技术、反蛋白石结构、芯片心脏、结构色、执行器

    更新于2025-09-04 15:30:14