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可见光促进的等离子体共振诱导"热"空穴转移与光热转换用于催化氧化
摘要: 二氧化钛(TiO?)半导体光催化剂通过金纳米球(AuNSs)和金纳米棒(AuNRs)进行可见光敏化,以研究乙醇光氧化循环,重点是在低温下驱动碳-碳(C-C)键断裂。这些光催化剂展现出局域表面等离子体共振(SPR)效应,该效应被用于通过增强的载流子生成/分离和光热转换,实现甲酸(FA)和乙醇(EtOH)的完全光氧化。通过采用特定波长范围照射AuNSs-TiO?和AuNRs-TiO?,解耦了横向与纵向局域SPR模式的贡献,从而探究它们对FA和EtOH的等离子体辅助光催化氧化的影响。利用气相色谱-质谱-多顶空萃?。℅C-MS-MHE)分析方法监测光氧化实验中气态产物的产率,以此评估光催化性能。GC-MS-MHE证实,在室温下,无论是AuNSs还是AuNRs修饰的TiO?,在可见光照射下均能将EtOH完全氧化为CO?。研究发现,光热效应和局域场增强作用有助于选择性地断裂EtOH中的C-C键形成FA,而FA则通过等离子体诱导的电子转移机制进一步氧化为CO?。在可见光(>420 nm)照射下,实现了载流子生成/分离和光热转换,使得光生"热"空穴主要在AuNPs上驱动光氧化反应。具体而言,AuNR-TiO?的等离子体增强效应促进了EtOH的氧化,提供了一种选择性断裂C-C键的方法。
关键词: 碳-碳键断裂、光催化、混合材料、金纳米粒子、乙醇氧化、磁性、甲酸氧化、等离子体学、二氧化钛、光学
更新于2025-09-10 09:29:36
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稀有气体基质对银纳米团簇光学响应的影响
摘要: 采用含时密度泛函理论(TDDFT)框架,计算了嵌于稀有气体基质中的银团簇(Agn,n=8、20、35、58、92)的光学响应。我们提出了一种方法,能以前所未有的精度重现固态氖、氩、氪和氙基质中金属团簇的实验光谱。该方法中,金属团簇被明确的稀有气体原子包围并嵌入可极化连续介质中。周围介质的相互作用会影响金属团簇表面等离子体吸收带的位置和宽度。针对氖基质评估了表面等离子体带的尺寸依赖性位移:大团簇会使该吸收带向低能端移动(红移),而极小团簇则使其向高能端移动(蓝移)。
关键词: 银纳米团簇、光学、TDDFT(含时密度泛函理论)、等离子体学、磁性、混合材料、稀有气体基质
更新于2025-09-09 09:28:46
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有机和混合阻变材料与器件
摘要: 大数据与物联网时代数字通信的爆炸式增长,推动着兼具高速运行、高密度非易失性存储能力,且能满足可穿戴设备优异机械柔性的通用存储器发展。在下一代信息存储技术的诸多候选方案中,阻变存储器凭借低功耗、卓越的微缩潜力、便捷的三维堆叠特性及高度CMOS兼容性,成为高性能数据存储的关键解决方案。通过采用有机与混合阻变介质,更能借助分子设计与合成策略实现轻量化柔性集成,并通过分子调控器件性能。本综述及时全面地总结了有机与混合阻变材料及器件的最新进展,重点阐述其电子特性调控与柔性器件性能的设计原理,同时探讨当前有机/混合阻变材料及柔性存储器件发展面临的挑战与未来展望。
关键词: 柔性电子、有机材料、阻变存储器、非易失性存储、混合材料
更新于2025-09-09 09:28:46
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含纳米混合氧化物CeO?-TiO?的聚氨酯薄膜的新型抗紫外线性能
摘要: 采用聚乙烯醇为燃料,以三氯化钛和硝酸铈(IV)混合物为原料,通过凝胶燃烧法在相对较低的550°C煅烧温度下煅烧2小时合成了纳米混合氧化物CeO2-TiO2。将比表面积为65.70 m2 g-1的制备CeO2-TiO2纳米颗粒以0.0至1.5 wt%的不同浓度分散在聚氨酯基体中,按照HONDA HES D 6501-97标准研究其紫外线耐久性。在QUV加速老化试验机中测试400小时后,含有1 wt% CeO2-TiO2纳米混合氧化物的薄膜表现出显著的吸收紫外线能力,60°镜面光泽度仅变化6.8 g.u,色差ΔE = 3.66。
关键词: 混合材料,薄膜,CeO2-TiO2,纳米混合氧化物,聚氨酯,抗紫外线
更新于2025-09-09 09:28:46
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聚合物形貌与界面电荷转移在有机-无机热电材料中起主导作用,超过能量依赖性散射的影响。
摘要: 混合(有机-无机)材料已成为一类极具前景的热电材料,其功率因子(S2σ)超越了任一组成成分。这种增强的机制仍存在争议,且确定其基础物理原理已被证明具有难度。在本研究中,我们结合输运测量、理论模拟与第一性原理计算,针对典型的PEDOT:PSS-Te(Cux)纳米线混合材料体系,探究模板效应与电荷重分布对热电性能的影响。此外,我们应用新近发展的Kang-Snyder电荷输运模型表明:该混合体系中空穴的散射(由能量依赖性散射参数定义)与主体聚合物基质保持一致;而性能实际由表现为能量无关输运系数的聚合物形貌所主导?;诖死砺劭蚣?,我们阐释了多种PEDOT和P3HT基混合材料的热电行为,为未来多相材料研究提供指导。
关键词: 聚合物形态、电荷传输、PEDOT:PSS、热电材料、混合材料
更新于2025-09-04 15:30:14
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超越热点工程设计的表面增强拉曼散射(SERS)平台:分析物操控与混合材料中的新兴机遇
摘要: 表面增强拉曼散射(SERS)是一种具有分子特异性的光谱技术,在(生物)化学、临床诊断和毒素检测等领域应用广泛。虽然热点工程加速了SERS的发展,但检测与等离子体表面无特定亲和力的分子仍具挑战性。本教程综述旨在提升检测性能,突破传统热点工程局限,重点探讨捕获并富集分析物至SERS活性表面附近的新兴材料设计策略及多种有前景的复合SERS平台。我们概述了五种提升SERS性能的主要方法:(1)通过化学偶联反应增大非共振分子的拉曼散射截面;(2)利用表面接枝试剂靶向捕获分析物,将其定位于等离子体表面;(3)在疏水性SERS活性表面物理限域液态分析物;(4)借助多孔材料在SERS热点上方限域气态分析物;(5)将传统金属基SERS平台与石墨烯、半导体材料和压电聚合物等功能材料协同整合。这些方法可与工程化热点结合形成多维度策略,进一步提升仅靠热点工程无法实现的SERS灵敏度。最后,我们指出了该领域当前挑战,并为面向实际应用的高效SERS设计提出了新研究方向。
关键词: 非润湿表面、多孔材料、表面增强拉曼散射(SERS)、等离子体表面、化学耦合、热点工程、半导体、压电聚合物、分析物操控、混合材料、石墨烯
更新于2025-09-04 15:30:14
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L型O-Sn-O空位诱导的纳米晶氧化亚锡弱铁磁性研究
摘要: 通过氮气环境下的球磨法制备了纳米晶氧化亚锡(SnO)粉末。X射线光电子能谱分析显示该纳米SnO样品存在6.5%的阳离子空位。在动态真空条件下经350、450或550℃退火后,电子顺磁共振实验证实纳米SnO样品中出现了氧空位。这些样品呈现弱铁磁性——当同时含有6.5%锡空位和至少7.5%氧空位时,样品在室温下展现出最大饱和磁化强度(约1.7×10?3 emu/g)。氧空位倾向于聚集在锡空位周围。研究建立了由一个锡空位和两个氧空位构成的L型缺陷模型,并采用第一性原理方法计算其铁磁性。发现该L型缺陷在SnO晶格中诱导出0.55 μB的磁矩,其主要贡献来自角部锡原子p轨道中的自旋极化电子。
关键词: 磁性、纳米晶氧化亚锡、等离子体激元、L型O-Sn-O空位、弱铁磁性、光学、混合材料
更新于2025-09-04 15:30:14
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含不同侧基的杂环偶氮染料的全光极化与双光子吸收
摘要: 我们研究了具有不同侧基的杂环偶氮染料的光学性质,这些染料以粉末形式、PMMA基质及侧链聚合物形式制备。通过Z扫描和全光极化技术表征了这些化合物的非线性光学效应,并辅以理论模型进行实验验证。研究还发现这些材料表现出超过20GM的强双光子吸收截面,比同类材料(偶氮苯和对氨基偶氮苯)高出一个数量级。我们的研究表明侧链体系相较于主客体体系起主导作用,并强调了取代基对极化过程效率的重要性。
关键词: 全光极化、混合材料、杂环偶氮染料、双光子吸收、等离子体激元、光学、磁性
更新于2025-09-04 15:30:14