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通过金属辅助的层级纳米-微米纹理化工艺制备的超疏水黑硅表面的卡西米尔-利夫希茨量子态
摘要： 我们通过在微金字塔形硅表面进行层级纳米纹理化处理，制备出类似荷叶的超疏水硅纳米表面。该工艺采用基于银纳米颗粒沉积的金属辅助化学蚀刻法实现。这种层级微纳结构展现出约134°~150°接触角的超疏水特性，同时通过光子隧穿效应呈现黑硅的强光吸收特征。实验观察到波长范围在414.7~440nm和509~516.2nm区间内存在宽谱与锐利峰共存的表面光致发光现象。纳米表面的场致隧穿电流证实了量子表面态的形成。根据真空中光子卡西米尔-利夫希茨量子态分析表明，水滴的超疏水行为与纳米表面密切相关，且纳米多孔腔体可吸收太赫兹能量。该硅纳米表面在800~900cm?1光谱范围（对应99.2~111.6meV能量区间及24~27THz频率）表现出宽带吸收特性。
关键词： 金属辅助蚀刻、分级纳米-微米结构、银纳米点沉积、超疏水纳米表面
更新于2025-11-14 15:14:40
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具有双层纳米-微米结构的纤维素纸基底，用于增强等离激元光热加热和太阳能蒸汽生成
摘要： 等离子体纳米粒子（如金纳米粒子AuNPs）因其优异的光热性能，已被广泛应用于海水淡化与水净化的太阳能蒸汽生成领域。这类纳米粒子通常锚定在多孔支撑材料中以方便操作并增强吸水性。然而，在提升光在多孔支撑体内向纳米粒子的传输效率以实现更高效光热加热方面进展有限。本研究展示了一种通过定制多孔结构的纤维素纸支撑AuNPs来增强光吸收从而实现高效光热加热的方法。该纸张由锚定AuNPs的纤维素纳米纤维（上层）和纤维素浆料（下层）构成双层结构，形成垂直方向上的纳米-微米级双重多孔结构。其中浆料衍生的底层微结构能将透射光反射回上层的AuNPs，从而提高其光吸收率。实验表明：在相同AuNPs含量下，相较于单层AuNPs-纤维素纳米纤维纸，这种双层结构在1倍太阳光照下展现出更优异的光热加热性能（温度从28°C升至46°C）和太阳能蒸汽生成速率（1.72 kg m?2 h?1）。此外，相同光照条件下该双层纸的单位AuNPs水蒸发速率比现有最先进的AuNPs-多孔材料高出两倍以上。该策略为贵金属等离子体纳米粒子的高效利用及太阳能蒸汽生成技术的进一步发展提供了新途径。
关键词： 金纳米粒子、等离子体纳米粒子、纤维素纸、纳米-微米结构、光热加热、太阳能蒸汽生成
更新于2025-09-23 15:19:57
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温度诱导基于多物理方法的硅纳米/微结构自组装
摘要： 我们提出了一种用于硅纳米/微米加工的三维动态模型?；诟媚Ｐ?，对"无支撑硅"(SON)结构的加工过程进行了定量研究。采用包含表面扩散机制的扩散界面模型，系统整合了加工机理以确保计算分析的高可靠性。运用半隐式傅里叶谱方法实现高效数值计算与稳定性。此外，理论分析提供了以基本几何设计参数为序的指导方案，可用于指导不同SON结构的加工。模拟结果表明，该模型在纳米/微米加工可靠设计技术方面具有显著应用潜力。
关键词： 纳米/微米结构、相场模型、自组装、无硅技术
更新于2025-09-10 09:29:36