- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
表面工程化混合核壳结构硅纳米线用于高效稳定的宽带光电探测器
摘要: 硅纳米结构因其优异的电学特性,在大规??⒖泶獾缣讲馄鞣矫姹甘芄刈?。本文展示了一种以还原氧化石墨烯-碳量子点(rGO:CQDs)纳米复合材料为核壳异质结构建单元的硅纳米线(SiNWs)宽带(紫外-近红外)光电探测器(PDs)。其中SiNWs和CQDs分别通过湿法化学刻蚀和简易热解法制备。光生载流子通过具有高电子迁移率且与CQDs及Si能带匹配良好的rGO传输。此外,为抑制光生载流子复合并增强可见光响应,在壳层基质中引入了等离子体增强的AuCQDs。优化后的异质结构(rGO:AuCQDs/未掺杂CQDs/SiNWs)对覆盖紫外至近红外(360-940 nm)的宽波长范围敏感,在360 nm处展现出16 A W?1的卓越响应度、2.2×1013 Jones的探测率(D*)以及低至2.8 fW Hz?1/2的等效噪声功率。该优化探测器结构在无封装?;ぬ跫戮?天光照后仍保持优异的空气稳定性。这种简单、低成本且与硅工艺线兼容的硅基PD器件制备方法,为高效稳定的先进光电器件研发提供了重要前景。
关键词: 核壳异质结构、探测率、响应度、宽带光电探测器、还原氧化石墨烯、碳量子点、硅纳米线
更新于2025-09-23 15:21:01
-
碳量子点在等离子体纳米腔中的强耦合
摘要: 碳量子点在等离子体纳米腔中的强耦合
关键词: 碳量子点,强耦合,等离子体纳米腔
更新于2025-09-23 15:21:01
-
N/S掺杂碳量子点的制备及其作为Fe(III)离子传感器的应用
摘要: 氮硫共掺杂荧光碳量子点(N/S-CQDs)以对氨基苯磺酸为原料合成。其荧光发射与激发波长无关。本实验通过溶剂热法调控前驱体的碳化程度,从而影响碳量子点的sp2共轭维度,进而改变其荧光性能。该材料在水中和乙醇中均具有良好的分散性,对Fe3?具有高选择性。检测范围为0.025~0.4 mmol/L,检测限约为2.549 μmol/L。本实验制备的碳量子点通过表面缺陷态间接发光。当碳量子点受光照射时,光子产生的载流子会因表面缺陷态而极快速度发光,因此碳量子点中的激发电子可轻易转移至Fe3?,使碳量子点表面更完整,从而导致其荧光猝灭。
关键词: Fe3?传感器,氮硫共掺杂,碳量子点,荧光
更新于2025-09-23 15:21:01
-
综述:杂原子掺杂碳量子点的制备及应用研究进展
摘要: 碳量子点(CQDs)因其低毒性、稳定的光致发光特性和易于化学修饰等优点,被广泛应用于光电子催化、生物成像及离子探针领域。然而,较低的荧光产率和单色性荧光限制了其实际应用。本综述总结了通过掺杂非金属(杂原子)元素提升CQDs荧光效率的常用方法,重点研究了三类杂原子掺杂碳量子点:(1)单杂原子掺杂CQDs;(2)双杂原子掺杂CQDs;(3)三杂原子掺杂CQDs。同时从特定应用(尤其是生物成像和发光二极管)制备需求的角度,探讨了掺杂CQDs的局限性及未来发展方向。
关键词: 碳量子点、掺杂、光致发光、杂原子
更新于2025-09-23 15:21:01
-
负载于氧化锌纳米颗粒上的碳量子点:一种高效的可见光响应抗菌剂
摘要: 通过简易水热法制备了氧化锌@碳量子点(ZnO@CQDs)纳米复合材料。采用扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDX)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对样品进行表征,证实成功合成了ZnO@CQDs纳米复合材料。研究发现,在可见光照射下该复合材料的抗菌效率(针对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)高于纯氧化锌纳米颗粒。该纳米复合材料对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均表现出优异的抗菌活性,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度为6-8 mg/mL。通过计算带隙数据测试了紫外-可见光下CQDs修饰后ZnO@CQDs的光响应特性,发现纯氧化锌的带隙可从2.57 eV显著降低至2.50 eV。CQDs修饰的氧化锌既能增强光吸收又能抑制光生电子-空穴复合,从而提升抗菌性能。
关键词: 氧化锌、碳量子点、抗菌
更新于2025-09-23 15:21:01
-
碳量子点修饰的TiO?/g-C?N?薄膜电极作为光阳极,对1,4-二氧六环降解具有增强的光电催化性能
摘要: 本研究采用碳量子点(CQDs)修饰TiO?/g-C?N?(TCN)薄膜电极。通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、光致发光(PL)和电化学阻抗谱(EIS)研究了TiO?/g-C?N?/CQDs纳米棒阵列(TCNC NRAs)薄膜的形貌、光学及电化学特性。在TCN NRAs薄膜中掺杂CQDs后,可观察到光阳极的光学性能、光电化学性能及光催化(PEC)性能均得到提升。与TiO? NRAs和TCN NRAs相比,TCNC NRAs具有更窄的2.47 eV带隙和更长的光生电子-空穴对寿命。在可见光照射和1.2 V偏压下,TCNC NRAs电极的PEC过程光电流密度和1,4-二氧六环(1,4-D)去除率分别达到0.16 mA/cm2和77.9%,分别是TCN NRAs电极的2.5倍和1.5倍。经过五次循环测试,TCNC NRAs电极仍能保持>75%的1,4-D去除率。TCNC NRAs电极的高PEC性能可归因于电荷分离增强及电子转移机制从典型异质结转变为Z型机制,这可能增加了活性物种的产生并将主导活性物种从O???转变为?OH。本实验结果对研究1,4-D降解及开发高效PEC材料具有重要参考价值。
关键词: 石墨相氮化碳、二氧化钛纳米棒、1,4-二氧六环、碳量子点、光电催化
更新于2025-09-23 15:21:01
-
一锅法合成2,2'-联吡啶胺衍生的高光致发光氮掺杂碳量子点用于Fe3?检测和指纹识别
摘要: 通过柠檬酸与2,2'-二吡啶二胺的简单水热反应,成功制备出具有23.2%高荧光量子产率的新型氮掺杂碳量子点(N-CQDs)。所制得的蓝色荧光N-CQDs具有优异的水分散性,并表现出pH值和激发波长依赖的发射特性。值得注意的是,由于N-CQDs表面残留的2,2'-二吡啶二胺基团与Fe3+之间存在强相互作用,该N-CQDs可通过电子转移过程作为Fe3+检测的荧光猝灭探针。此外,这种光致发光的N-CQDs/聚乙烯醇薄膜还被进一步应用于潜在指纹成像。
关键词: 碳量子点、2,2'-联吡啶二胺、Fe3?传感、潜指纹检测
更新于2025-09-23 15:21:01
-
基于碳量子点/聚乙烯吡咯烷酮复合纳米层的有机场效应晶体管存储器件
摘要: 本工作展示了一种基于并五苯的有机场效应晶体管存储器(OFETM)器件,该器件采用一步微波辅助水热法制备的碳量子点(CQDs)嵌入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)基质中,形成集成的混合纳米层作为电荷捕获层。所制备的CQDs为准球形非晶碳结构,尺寸范围5-20纳米,含有大量含氧基团并可能具有类石墨微区,赋予CQDs优异的电子吸引特性。将CQDs引入PVP介电材料后产生双向存储特性。通过优化嵌入PVP基质的CQDs浓度,该OFETM展现出卓越的存储性能:在±60V编程/擦除(P/E)电压下具有8.41V的大存储窗口,且保持时间长达10^4秒。
关键词: 记忆窗口调制、集成混合纳米层、有机场效应晶体管存储器件、碳量子点
更新于2025-09-23 15:21:01
-
利用CQDs/Cu2O纳米复合光催化剂实现可见光辅助光催化还原CO2生成乙烷
摘要: 通过光催化还原二氧化碳被视为缓解大气中这种温室气体过剩的有效途径。本研究采用简便的自上而下水热法,以生物炭为碳源合成了蓝色荧光碳量子点(CQDs)。将制得的CQDs与市售氧化亚铜(Cu2O)纳米颗粒复合,形成CQDs/Cu2O纳米复合材料。随后将该材料、纯Cu2O及CQDs用于气相光催化还原CO2实验。实验在连接在线气相色谱仪(GC)的自制光反应器中进行可见光照射。高分辨透射电镜(HRTEM)证实尺寸2.5-6.0纳米的CQDs均匀沉积在Cu2O纳米颗粒表面。X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱进一步验证了Cu2O表面存在CQDs。相较于纯Cu2O,CQDs/Cu2O纳米复合光催化剂使CO2光还原效率显著提升54%。研究还提出了CQDs/Cu2O的能带排列、载流子转移分离机制及可能的CO2光还原反应路径。光稳定性测试表明,该复合材料经过五次光反应循环后仍能保持约90%的光催化活性。
关键词: 氧化亚铜、碳量子点、二氧化碳光还原、光催化剂
更新于2025-09-23 15:21:01
-
一种基于碳量子点与金纳米颗粒间荧光共振能量转移、具有高灵敏度和高选择性的米托毒素新型纳米生物传感器
摘要: 米托毒素(MTX)是一种毒性极强的海洋毒素,其半数致死量(LD50)临界值较低,通常因食用受污染的甲壳类海产品导致中毒。该毒素会严重威胁神经系统,并通过增加心血管系统钙离子流损害心脏功能。因此,建立快速、经济的MTX定量检测方法至关重要。由于碳点具有制备简便、快速且成本低廉的优势,基于碳点的各类生物化合物传感结构应用技术已得到发展。本研究合成了碳量子点(CQDs)与金纳米粒子(AuNPs),用于高灵敏度、高选择性检测MTX。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱仪(EDS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对CQDs与AuNPs结构进行表征。该传感方法基于能量供体(CQDs)与能量受体(AuNPs)间的荧光共振能量转移(FRET)原理,在最佳条件(激发波长430 nm/发射波长523 nm)下,获得线性范围1-600 pmol/L及检测限0.3 pmol/L。该纳米传感器的显著优势在于极快的淬灭过程。通过固定MTX浓度为50 pmol/L并改变其他物质浓度,研究了其他毒素及离子对MTX检测的干扰效应,结果表明该方法在其他类似物共存时仍对MTX保持优异的选择性。
关键词: 金纳米粒子、荧光共振能量转移、岩沙海葵毒素、碳量子点
更新于2025-09-23 15:21:01