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基于锥形光纤沉积的Pd/ZnO纳米结构的氢气传感器
摘要： 一种采用涂覆Pd/ZnO纳米结构锥形光纤的新型氢气传感器已成功研制。通过化学浴沉积法（CBD）在锥形光纤上合成并沉积ZnO纳米结构，利用场发射扫描电镜（FESEM）、X射线衍射仪（XRD）和能谱仪（EDX）对材料特性进行了表征。研究发现该传感器在180℃工作温度下对合成空气中不同浓度的氢气具有灵敏响应。通过调节ZnO涂层的沉积时间可获得不同厚度的ZnO层，实验观测到280纳米厚度时可获得最大吸光度响应。进一步对比研究了未退火与退火处理传感器样品的氢气传感性能，在可见光至近红外波段测量显示：当合成空气中氢气浓度为1%时，280纳米厚退火处理的Pd/ZnO相比未退火样品吸光度响应提升了64%。研究表明在180℃工作条件下，约280纳米厚度的Pd/ZnO光纤传感器相比其他测试厚度具有更优异的氢气传感灵敏度。
关键词： 光学传感器，氧化锌，传感材料
更新于2025-11-14 15:30:11
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具有低阈值电压<5 V的混合ZnON-有机发光晶体管
摘要： 研究了采用n型半导体氧氮化锌（ZnON）作为电子传输层、聚对苯乙烯撑基共聚物Super Yellow（SY）作为发光层制备的无机-有机杂化发光晶体管（HLETs）的电学与光学特性。同时探究了不同功函数（分别为4.1、4.6和5.1 eV）的源极（S）-漏极（D）电极（Al、Ag和Au）对器件性能的影响。为提高金属电极的空穴注入速率及增强发光层的空穴积累，还研究了氧化钼（MoOx）中间层的作用。结果表明：采用MoOx/Au空穴注入电极的优化器件在4.79 V低阈值电压下可获得高达3.04×10^4 cd·m^-2的亮度。本研究揭示了S-D电极功函数在HLETs中的关键作用，相关发现可为未来提升光电器件性能提供重要参考。
关键词： 锌氧氮化物、发光晶体管、功函数、超黄光、低阈值电压
更新于2025-09-23 15:23:52
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半导体金属氧化物光子晶体等离子体光催化剂
摘要： 等离子体光催化技术显著推动了可见光照射下光催化效率的提升。然而，可见光响应性差的光催化材料及较低的光催化效率仍是主要挑战。由金属与半导体共同具备光敏特性的等离子体金属-半导体异质结构，在光捕获催化领域展现出应用前景——二者均可吸收太阳光。通过将催化剂设计为光子晶体结构，可进一步提高光子捕获效率。本研究报道了采用金纳米粒子功能化反蛋白石（IO）光子晶体制备光子晶体等离子体光催化剂材料的方法。以可见光响应半导体（V2O5）制备的催化剂在绿光激发（λ=532 nm）下的反应速率较无光照条件提升超过一个数量级。Au-V2O5 IO的优异性能源于电子带隙、局域表面等离子体共振与入射光源的光谱重叠效应。对于Au-TiO2催化剂，尽管在λ=532 nm处存在LSPR与激发源的耦合，但其增强光催化活性的效果不如宽带可见光照射条件，这归因于光子带隙提升了可见光波段的光子吸收效率，以及利用光子晶体中的慢光效应增强光子吸收，从而形成这种协同型光催化剂。
关键词： 光子晶体、硝基酚还原、催化剂、等离子体纳米粒子、光催化
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过在减反射涂层内层嵌入铟等离子体纳米粒子提升纹理硅太阳能电池的输出功率
摘要： 在本研究中，我们通过在双层（SiNx/SiO2）减反射涂层（ARC）中嵌入二维铟纳米颗粒（In NPs）以诱导等离激元前向散射，从而提升纹理硅太阳能电池的输出功率和转换效率。采用拉曼散射、吸收光谱、光学反射率和外量子效率对等离激元效应进行表征，并对比了含单层/双层In NPs与不含In NPs的电池光学及电学性能。结果表明：双层In NPs电池的转换效率（16.97%）高于单层In NPs电池（16.61%），且显著超过无In NPs电池（16.16%）。我们还系统研究了0°至75°入射角下，双层ARC中含/不含In NPs层的纹理硅太阳能电池的光捕获性能，并计算了AM 1.5G光照条件下的总输出功率。得益于等离激元前向散射效应，双层In NPs的应用使电池电输出功率实现了53.42%的显著提升（相较于无NPs电池）。
关键词： 纹理硅太阳能电池、减反射涂层（ARC）、铟纳米粒子（In NPs）、等离子体前向散射
更新于2025-09-23 18:31:22
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激光诱导荧光光谱技术在葡萄柚植物早期病害检测中的应用
摘要： 生物和非生物胁迫都会导致植物叶片叶绿素含量显著下降，这为早期病害诊断提供了依据。病害发生会影响酚类化合物和叶绿素的荧光特性，其荧光信号出现在530、686和735纳米波长处。研究发现，随着病害发生，酚类化合物在530纳米处的发射带强度增强，而叶绿素在735纳米处的发射带强度减弱。通过主成分分析(PCA)和偏最小二乘回归(PLSR)进行的统计分析表明，该方法能区分健康叶片区域与病害叶片区域，为早期病害检测奠定了基础。PLSR模型通过决定系数(R2=0.99)、预测标准误差(SEP=0.394)和校准标准误差(SEC=0.401)验证有效。通过预测22个未知叶片区域的发射光谱，以预测均方根误差(RMSEP=0.14)评估模型预测精度。PCA和PLSR模型结果一致，证实荧光光谱技术是植物早期病害检测的优秀工具。
关键词： 早期疾病诊断，主成分分析（PCA），叶绿素荧光，偏最小二乘回归（PLSR），酚类化合物
更新于2025-09-19 17:13:59
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金属纳米薄膜的去润湿现象——基底对金纳米等离子体折射率灵敏度的影响
摘要： 金属纳米结构的局域表面等离子体共振（LSPR）灵敏度高度依赖于支撑基底与金属纳米结构之间的相互作用，这种作用可能导致金属纳米结构局部折射率的变化。在LSPR芯片制备技术中，固态薄膜退火法能以快速、低成本的方式在给定基底上制备大面积纳米结构。先前研究多聚焦于金属纳米结构的尺寸、形貌及颗粒间距对LSPR灵敏度的影响。本研究揭示了硅基支撑基底对传感用金（Au）纳米结构LSPR相关折射率灵敏度的作用机制：通过热退火工艺在四种硅基陶瓷基底（Si、SiO?、Si?N?、SiC）上制备Au纳米结构，证实这些陶瓷基底的介电特性是决定金纳米结构LSPR折射率（RI）灵敏度的关键因素。在相同形貌尺寸的半球状金等离子体折射率传感器中，SiC基底上的金纳米结构展现出247.80 nm/RIU的最高平均RI灵敏度。除对RI检测应用的重要意义外，本研究成果对需要在硅基光电器件中集成高灵敏度等离子体基底的多领域应用具有重要价值。
关键词： 折射率灵敏度、金属纳米薄膜、局域表面等离子体共振、去润湿
更新于2025-09-11 14:15:04
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通过结合上转换与等离子体散射提升纹理硅太阳能电池的性能
摘要： 本文通过实验论证了将含镱/铒掺杂氧化钇基荧光粉的上转换(UC)层与含铟纳米粒子(In-NPs)的等离子体散射层相结合，在提升纹理化硅太阳能电池光伏性能方面的优势。采用室温光致发光测量表征了镱/铒掺杂荧光粉的光学发射特性，通过激光二极管(波长1550 nm)照射下的光学显微镜图像和光电流-电压曲线，分析了该荧光粉的上转换发光特性。基于吸光度和拉曼散射评估了铟纳米粒子的等离子体效应。从光学反射率、外量子效率和光伏性能三方面评价了纹理化太阳能电池的性能表现。研究针对含不同浓度镱/铒掺杂氧化钇基荧光粉上转换层的电池(含/不含该层)以及同时集成上转换层与等离子体散射层的电池进行了系统分析。实验结果表明：结合上转换层与等离子体散射层的纹理化硅太阳能电池绝对转换效率(15.43%)显著优于仅含上转换层的电池(14.94%)和参照电池(14.45%)。
关键词： 等离子体散射、上转换、铟纳米粒子、荧光粉、光伏性能、氧化钇
更新于2025-09-11 14:15:04