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聚合物纳米胶囊的无机?；ぃ禾岣甙馐中苑肿有实牟呗?
摘要： 我们证明，在聚合物纳米胶囊封装的光活性分子表面沉积无机层，可显著提升其在环境条件下的效率。以卟啉衍生物与苝组成的三重态-三重态湮灭上转换（TTA-UC）体系为典型案例，通过在微乳液自由基聚合合成的功能化聚合物纳米胶囊表面沉积不同无机材料进行研究：首先采用逐层沉积法，将化学式为[Si8(Mg5.45Li0.4)O20(OH)4]Na0.7的硅酸盐粘土负载于带正电的聚苯乙烯纳米胶囊表面；其次对带负电的聚苯乙烯纳米胶囊实施羟基磷灰石与二氧化铈(IV)的原位可控矿化。两种情况下，纳米胶囊表面的无机材料均起到清除剂作用，阻隔外部氧气进入。通过避免氧气侵入，体系内苝分子的光氧化过程得以抑制，从而提升了TTA-UC性能。
关键词： 上转换、纳米胶囊、结晶、逐层组装、微乳液聚合
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于智能手机的荧光偏振检测系统
摘要： 本文展示了一种基于智能手机传感器的生物分子荧光偏振（FP）分析方法。通过测量分子运动性，FP检测技术能快速感知配体-分析物结合，因此基于FP的检测已广泛应用于临床快速诊断。我们采用3D打印的紧凑型支架和智能手机内置摄像头构建了FP检测装置。该系统通过同步检测平行于和垂直于激发光偏振方向的荧光强度，实现对偏振度的精确测量。样品荧光信号由激光或发光二极管激发后，经偏振分光棱镜按偏振方向分离，平行与垂直偏振的发射光分别投射至智能手机相机传感器芯片的两个不同区域。我们开发了定制软件应用程序，用于计算目标区域的平均强度并得出偏振度。通过测量不同粘度溶液中染料分子的偏振度验证了系统性能。作为生物分子检测实例，利用该系统开展了前列腺素E2的竞争性FP免疫检测，显示出1.57纳克/毫升的检测限。这种基于智能手机的FP检测平台还可用于资源有限环境中毒素、疾病生物标志物及病原体的检测。
关键词： 免疫测定、移动传感器、荧光偏振测定、智能手机
更新于2025-09-23 15:23:52
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用于高精度检测严重急性呼吸综合征冠状病毒2的双功能等离子体光热生物传感器
摘要： 新型冠状病毒疾?。–OVID-19）的持续暴发已蔓延至全球，对200多个国家的公共卫生构成威胁。该疾病的可靠实验室诊断一直是推动公共卫生干预措施的首要任务之一。目前常规使用的逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）是COVID-19诊断的参考方法。然而，在新病毒暴发的早期阶段尤其容易出现假阳性或假阴性病例。本研究采用结合等离激元光热（PPT）效应与局域表面等离激元共振（LSPR）传感转导的双功能等离激元生物传感器，为临床COVID-19诊断提供了具有前景的替代方案。通过核酸杂交，修饰互补DNA受体的二维金纳米岛（AuNIs）可对严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）的选定序列实现灵敏检测。为提升传感性能，在等离激元共振频率光照下，同一AuNIs芯片会产生热等离激元热量。这种局域PPT热量能升高原位杂交温度，从而精确区分两条相似基因序列。我们的双功能LSPR生物传感器对选定SARS-CoV-2序列表现出高灵敏度，检测限低至0.22 pM浓度，并可在多基因混合物中精准检测特定靶标。本研究揭示了热等离激元增强效应及其在核酸检测和病毒性疾病诊断中的应用潜力。
关键词： 等离激元光热效应、RNA病毒、冠状病毒病、局域表面等离子体共振、生物传感器、核酸、严重急性呼吸综合征冠状病毒2
更新于2025-09-19 17:13:59
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利用非对称h-BN隧穿势垒实现全二维超薄垂直异质结构中的光电流方向控制与光伏效应增强
摘要： 二维（2D）材料具有原子级厚度且不存在面外悬键，因此能突破晶格匹配的限制，实现自由组合构建垂直范德华异质结构。本研究采用全化学气相沉积法制备的二维材料，构建了非对称垂直结构的石墨烯/六方氮化硼（h-BN）/二硫化钨（WS2）/石墨烯器件。该结构包含三个功能单元：通过费米能级调控和超薄特性可作为金属电极替代品的导电石墨烯；作为超薄光敏材料的半导体过渡金属硫化物（TMDs）；以及作为隧穿势垒的绝缘h-BN。相比不含h-BN的对称垂直结构，这种非对称垂直结构展现出更强的光伏效应。通过改变h-BN在垂直堆叠中的排列顺序，我们甚至能控制电子流动方向。增加h-BN厚度还可进一步提升性能。该光伏效应源于绝缘h-BN层引入的电势差导致TMDs中激发电子向顶部和底部石墨烯电极迁移概率的差异。研究表明，h-BN能有效作为非对称垂直异质结构中的隧穿势垒来增强光伏效应并控制电子流向，这对设计满足电子/光电器件多样化需求的二维垂直异质结构具有重要价值。
关键词： WS2，非对称垂直异质结构，光伏，化学气相沉积，石墨烯，二维材料，六方氮化硼
更新于2025-09-11 14:15:04
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横向Au/WS?/石墨烯光电二极管器件中与二维层相关的行为及肖特基势垒的光学调制
摘要： 我们研究了横向Au/石墨烯/WS2光电探测二极管的二维层依赖性电学与光电特性。所用全部二维材料[包括单层(1L)和双层(2L)的石墨烯与WS2区域]均通过化学气相沉积法制备，该方法具有横向可扩展应用的潜力。由于Au/WS2与WS2/Gr界面肖特基势垒高度不同，非对称光电探测器输出电流呈现明显整流特性。实验证明静电栅控和激光照射可通过调节肖特基势垒来改变整流行为。特别值得注意的是，当器件处于初始关断状态并施加负偏压时，激光辐照可使沟道电流开启——这归因于光生空穴在Au/WS2界面聚集提升了WS2电子亲和能，从而降低了Au/WS2势垒高度。该探测器在2.7×10? mW/cm2激光强度下可实现约200的开/关比。所有器件均测得大于1的光增益，表明光电流主要由肖特基势垒高度变化及相应热电子发射变化驱动，而非光伏效应。层状依赖的电导率与光电响应度源于1L和2L WS2不同的电子亲和能与带隙。基于2L WS2的器件相比1L WS2基器件展现出显著提升的电导率和光电响应度。
关键词： 光电探测器、二硫化钨（WS?）、石墨烯、异质结构、整流、二维材料
更新于2025-09-09 09:28:46