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控制颗粒状和多孔银薄膜的表面形貌与灵敏度以实现表面增强拉曼散射(SERS)
摘要: 设计用于表面增强拉曼光谱(SERS)的高效基底以实现低成本大规模制备,是进一步推动SERS常规化学分析应用的重要课题。本研究系统考察了不同射频等离子体(氩气、氢气、氮气、空气和氧气等离子体)及其组合对薄银膜表面形貌的影响。通过系统改变等离子体类型与条件、功率及处理时间,可获得具有不同表面结构与粗糙程度的银膜。以罗丹明B为探针分子时,这些经不同粗糙化处理的银表面作为高效SERS基底,其增强因子显著高于未经处理的溅射银膜。我们采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS与俄歇)、紫外-可见光谱(UV-vis)及接触角测量对粗糙化银膜进行了全面表征。结果表明,在可控条件下可获得不同形貌的粗糙银膜,这些银膜以罗丹明B为探针时展现出1.93×102至2.35×10?的宽范围可调SERS增强因子??刂圃銮啃Ч闹饕蛩厥撬玫壤胱犹迤寮肮ひ仗跫ㄑ沽?、功率和处理时间)。本研究首次证实了等离子体处理对银薄膜表面粗糙化的有效性及其对界面调控SERS增强效应的深远影响,该制备方法可用于低成本大规模生产SERS基底。
关键词: 等离子体处理、溅射、表面增强拉曼光谱(SERS)、银、表面粗糙化
更新于2025-09-23 15:21:21
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可见光活性钛酸盐经Ti(IV)表面配合物敏化
摘要: 首次证实了具有表面电荷转移复合物的特定碱式钛酸盐的光敏化现象。通过浸渍邻苯二酚、水杨酸和2,3-萘二酚,实现了BaTiO3、SrTiO3和CaTiO3对可见光及紫外光的活化。这些半导体表面钛原子与有机化合物形成内球型电荷转移复合物的简单修饰,使材料呈现着色效果。尽管钛酸盐的受主电子态能量高于二氧化钛(CaTiO3甚至高出达0.75电子伏特),但钛酸盐表面形成的复合物在可见光范围内具有相似甚至更宽的光学吸收带。除吸收特性改变外,这些修饰还显著影响了其光电化学和光催化性能。与类似修饰的二氧化钛相比,改性钛酸盐不仅在可见光下,在紫外辐射范围内也表现出显著提升的光催化活性。紫外辐射范围内光电流生成效率的显著提高表明,除了观察到的复合物最高占据分子轨道向半导体导带的电子转移外,可能还存在通过激发态复合物向钛酸盐导带进行电子转移的间接光敏化机制。
关键词: 光敏化,可见光活性,表面络合物,钛酸盐,电荷转移
更新于2025-09-23 15:21:21
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通过步进扫描傅里叶变换红外光谱以纳秒分辨率测量的石墨相氮化碳中的瞬态光诱导现象
摘要: 采用步进扫描法对石墨相氮化碳进行了瞬态傅里叶变换红外测量,实现了几纳秒的时间分辨率。在激发后最初170纳秒内,观察到特定峰位和强度的变化以及新峰的出现。对比了510°C和650°C两种温度下制备的石墨相氮化碳材料。650°C制备的材料在激发后35纳秒开始出现极强的非特异性吸收,持续20纳秒。这种现象被称为"红外黑化",在510°C制备的g-C3N4及暴露于空穴捕获剂(乙醇和苯甲醇)的650°C制备的g-C3N4中均未观察到。相反,将650°C制备的材料暴露于电子捕获剂(甲基紫精)几乎不改变"红外黑化"现象。研究结果通过一种机理进行解释:具有不完全七嗪聚合结构的材料具有更高的还原活性,这一结论在4-硝基酚的光催化降解实验中得到证实。
关键词: 光催化、红外黑化、步进扫描、石墨相氮化碳、瞬态傅里叶变换红外光谱
更新于2025-09-23 15:21:21
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飞秒激光照射下ZnTe纳米胶体水分散液的太赫兹波发射
摘要: 采用飞秒激光(>35飞秒/变换极限,800纳米,水平偏振,0.5千赫兹)在空气中通过时域光谱技术(TDS)测量了两种不同粒子密度(1.60毫摩尔/升和1.07毫摩尔/升)的ZnTe纳米胶体水分散液流(粒径为5纳米,流层厚度为17微米)的太赫兹波发射。与蒸馏水相比,TDS信号波形中的强度增加和峰值偏移表明太赫兹波发射是由水分散液中的ZnTe纳米粒子诱导产生的。
关键词: 太赫兹、飞秒激光、碲锌纳米胶体
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于甲基纤维素掺杂硝酸钙的生物聚合物电解质的 光学、结构和电学研究
摘要: 本研究的目的是探究硝酸钙(Ca(NO3)2,简称CN)盐在不同重量百分比(wt%)下对甲基纤维素(MC)生物聚合物的影响。采用浇铸法制备了MC-CN固体生物聚合物电解质,CN盐的浓度范围为5至25 wt%。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和电化学阻抗谱(EIS)研究了样品的光学和电学特性。其中,含25 wt% CN的样品电导率最高,达到2.21×10?? S/cm。FTIR光学研究表明,CN盐作为导电离子发挥作用且不影响聚合物的分子结构。此外,XRD数据显示MC-CN呈现非晶相。
关键词: EIS(电化学阻抗谱)、甲基纤维素、生物聚合物电解质、FTIR(傅里叶变换红外光谱)、XRD(X射线衍射)、硝酸钙
更新于2025-09-23 15:21:01
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柠檬酸-硝酸盐溶胶-凝胶法合成铝酸钙基发光材料
摘要: 采用微波辅助溶胶-凝胶法合成了铝酸钙及其发光材料,这些材料广泛应用于建筑材料、催化剂、光发射源和显示设备的制造。通过粉末X射线衍射、热分析、扫描电子显微镜和红外光谱数据,确定了晶体铝酸钙形成的主要过程。合成步骤的活化能适中,在44-260千焦/摩尔范围内。测量了所得晶体荧光粉的发光特性。将合成温度提高到1200°C并将激活剂浓度增加到5摩尔%,可增强基于Eu3+激活的铝酸钙发光体的发光性能。进一步增加激活离子浓度会导致由浓度效应引起的发光猝灭。
关键词: 铝酸钙,溶胶-凝胶法,微波处理,铕(III)离子,晶体荧光粉
更新于2025-09-23 15:21:01
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稀土金属取代的Co-Zn尖晶石纳米铁氧体的磁光特性
摘要: 采用水热法制备了三种不同金属掺杂的钴锌铁氧体纳米粒子(NPs)Co0.5Zn0.5RexFe2-xO4(稀土元素RE = Ce、Dy和Y;0.00 ≤ x ≤ 0.05)。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)结合能谱仪(EDX)以及振动样品磁强计(VSM)对产物进行分析。XRD、FT-IR和FE-SEM技术证实了尖晶石型钴锌铁氧体NPs立方相的形成。XRD的结构研究表明,由于RE离子取代Fe3+进入铁氧体结构,晶格参数"a"随稀土元素的引入而减小。计算并讨论了Co0.5Zn0.5RexFe2-xO4(RE = Ce、Dy和Y;0.00 ≤ x ≤ 0.05)NPs的不同磁学参数(如饱和磁化强度、矫顽力、剩磁和磁矩)与结构和微观结构特性的关系。M(H)磁滞回线表明样品在室温下呈现超顺磁性。特别是在一定RE掺杂水平下,Ce和Y掺杂的Co0.5Zn0.5Fe2O4(CZF)NPs的磁化强度略有提高。然而,Dy掺杂的CZF产品在x > 0.01时磁化强度急剧下降。这些结果主要归因于较大的RE3+离子取代较小的Fe3+离子。
关键词: 尖晶石铁氧体,形貌,稀土掺杂,水热法,磁性能
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用荧光碳量子点验证特定阳离子在分子表面的分配特性
摘要: 特定盐效应在蛋白质、核酸、表面活性剂和纳米材料的水性胶体溶液中起着重要作用。本研究通过简单的纳米材料模型体系系统探究了该效应的机制。为此合成了水溶性荧光碳量子点。这项研究工作突出了荧光碳量子点作为传感探针的独特优势——基于其荧光开启响应可检测选择性离子相互作用。所合成碳量子点表现出表面电位依赖性的强荧光发射。进一步发现碳量子点表面的官能团化学性质对离子分配起关键作用。金属阳离子存在时观测到的显著荧光增强,可归因于它们与纳米材料表面官能团形成离子对的相对倾向。表面带有去质子化羧基的碳量子点对强水合阳离子表现出比对弱水合阳离子更强的亲和力。然而不带电但具有极性的纳米材料表面对不同离子无选择性。
关键词: 荧光、溶致效应、胶体粒子表面
更新于2025-09-23 15:21:01
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Fe3?和La3?共掺杂(Pb,Sr)TiO?薄膜的电输运特性与复阻抗研究
摘要: 本研究探讨了Fe3?和La3?共掺杂对PST薄膜结构、电输运及介电弛豫特性的影响。XRD和拉曼光谱数据显示,Fe3?与La3?掺杂引发了伪立方相向四方相的结构转变。通过温度-电流电压曲线计算得出,PST、PSTF和PSLTF薄膜的肖特基势垒高度分别降至1.20、0.59和0.36 eV,该现象直接归因于氧空位浓度的增加。样品阻抗的频率依赖性表明所有薄膜均存在典型电弛豫现象。由阻抗虚部计算得到的激活能分别为1.73 eV和0.57 eV:较高值(1.73 eV,PST薄膜)表明存在长程氧空位扩散,而较低值(0.57 eV,PSLTF薄膜)则与短程氧空位扩散相关。
关键词: 介电弛豫、薄膜、电输运、阻抗谱
更新于2025-09-23 15:21:01
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具有最小模板织构的(K,Na)NbO?体系陶瓷中的取向因子与压电性能
摘要: 为降低烧结温度并减少制备织构化(K,Na)NbO3(KNN)体系陶瓷所需的模板重量比,本研究改进了片状NaNbO3(NN)单晶颗粒模板的制备方法。采用混合盐通过一步熔盐法合成的NN晶体颗粒经超声振动处理后进行筛分。利用这些改进的模板,我们开发出一种织构化KNN体系陶瓷的制备方法,该方法将取向控制所需的模板重量比降至传统用量的1/10。研究了降低模板重量比对烧结温度、取向因子及压电性能的影响。此外,还探究了在KNN煅烧粉体中添加Bi2O3以抑制使用少量模板制备的织构样品中出现的异常晶粒生长现象。
关键词: 反应模板晶粒生长、熔盐合成、氧化铋添加、无铅压电材料、超声处理、织构陶瓷
更新于2025-09-23 15:21:01