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光催化剂同轴铁磁核与半导体壳微线架构的新颖设计
摘要： 我们报道了一种新型同轴核壳结构磁-半导体微米线设计，可作为日光照射下的催化剂。这种类纳米/微米层级结构的器件由同轴核壳微米线构成，其中铁磁性Fe金属为核层，半导体赤铁矿层形成壳层。该无基底器件的制备工艺基于可控热氧化过程，展现出简单且低成本的方法。赤铁矿外层微结构具有介孔特性并修饰有纳米线。铁磁金属核层对机械稳定性至关重要，可收集产生的光电子，并能通过磁场梯度或简易磁体从染料溶液中移除。该纳米/微米器件在模拟日光照射下表现出降解亚甲基蓝染料的光催化活性。此外，这种同轴磁/半导体结构还可设计为光阳极以驱动水氧化反应。模拟日光辐射下，同轴磁/半导体光阳极响应显示出良好的化学稳定性和长效活性。事实上，这种创新结构为开发无基底光催化剂提供了新思路。
关键词： 光电化学性能，赤铁矿光阳极，光降解，微/纳结构，核壳微结构，热氧化
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过双光子吸收诱导聚合实现纳米加工中的系统性λ/21分辨率
摘要： 基于树脂中双光子吸收的光聚合技术，已被公认为实现亚衍射极限分辨率三维微/纳结构制造的关键技术之一。本研究聚焦于利用我们开发的系统化纳米加工工艺，通过波长780纳米的飞秒激光提升空间分辨率。我们通过制备甲基丙烯酸甲酯单体光刻胶中的聚合体素、纳米线及悬浮纳米纤维，探讨了激光强度、曝光时间和扫描速度等影响空间分辨率的因素。结果表明，该技术实现了约36纳米（相当于λ/21）的分辨率。使用我们定制的设备可稳定制备三维微结构。
关键词： 体素、分辨率、双光子聚合、微/纳结构、飞秒激光、悬浮聚合纤维
更新于2025-09-23 15:22:29
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水下持续气泡辅助飞秒激光烧蚀实现分层微纳结构加工
摘要： 在本研究中，我们展示了一种名为"水下持续气泡辅助飞秒激光液体烧蚀（UPB-fs-LAL）"的技术，该技术通过在硅基底上形成具有毫米级尾迹的同心圆宏观结构，极大拓展了激光烧蚀表面微/纳结构化的边界。这些长尾宏观结构由分层扇形（中心角45-141°）微/纳结构组成，它们是在UPB-fs-LAL逐线扫描过程中，通过扇形光束在移动气泡界面（≥50°光倾斜角，即垂直入射方向）折射产生的。UPB-fs-LAL过程中产生的马兰戈尼流会驱动气泡移动——快速扫描（如1 mm/s）可使气泡移动长达2 mm，而慢速扫描（如0.1 mm/s）则抑制气泡移动。当持续气泡因孵育效应显著增大（如直径达数百微米）时，其粘性会导致在气泡中心和外围区域同时发生气相与液相激光烧蚀，从而形成周期为550-900 nm（低频）、100-200 nm（高频）和40-100 nm（超高频）的激光诱导周期性表面结构（LSFLs/HSFLs/UHSFLs），最终产生复杂的分层表面结构。其中40 nm周期（小于激光波长1030 nm的1/25）是迄今在硅上实现的最精细激光诱导周期性表面结构（LIPSS）。通过UPB-fs-LAL在小线间距（5 μm对比10 μm）条件下获得的扇形分层结构，因其额外层级和更精细HSFLs带来的极高光捕获能力与吸收特性，展现出极低的近红外-中红外反射率/透射率。若无持续气泡存在，则仅产生覆盖周期大于100 nm HSFLs的沟槽，这揭示了不同曲率持续气泡对激光参数（如重复频率、能量、入射角等）具有独特的衰减调控能力。本研究为多样化微/纳结构制备提供了一种简便经济的通用方案，适用于多种应用场景。
关键词： 飞秒激光、持续气泡、光束折射、扇形微结构、表面结构化、层级微/纳结构、激光诱导周期性表面结构（LIPSS）
更新于2025-09-19 17:13:59
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双注射四光束激光干涉法制备miRNA137仿生涂层冠状动脉支架
摘要： 近年来，miRNA137在抑制术后再狭窄方面展现出巨大潜力。本文采用互注入双输出固体激光器作为光源，构建四光束干涉加工系统对金属冠状动脉支架表面进行微纳加工，为支架表面负载miRNA137提供了良好基底。实验所用激光工作波长为1064 nm，两束激光能量分别为183 mJ和181 mJ，经分束器获得的四束激光能量分别为97 mJ、83 mJ、95 mJ和82 mJ，光束夹角为90度，曝光时间为60秒。当入射角为14.52度时，获得周期为3.077微米的仿生微纳结构。初步对比测试表明，周期为3.077微米的加工支架相比1.063微米和5.082微米周期结构，对miRNA137具有更强的附着特性和更长的药物释放周期。
关键词： 支架，互注入激光器，微/纳结构，仿生涂层，miRNA137
更新于2025-09-19 17:13:59
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利用飞秒激光脉冲加工的结构色不锈钢
摘要： 在常压环境下，采用飞秒激光垂直入射法制备了结构色不锈钢（SS）表面，并研究了激光偏振对表面特性的影响。通过环境扫描电子显微镜（ESEM）、粗糙度仪和原子力显微镜（AFM）对激光处理后的表面形貌、粗糙度及颜色进行了表征。结果表明：圆偏振光产生的随机结构比水平线偏振光更显著；表面粗糙度最高的试样呈现最明亮的颜色；由于不同衍射级次的作用，改变观察角度时会出现周期性色彩变化。本研究开发了利用飞秒激光原位制备304不锈钢周期性结构的技术，并证实激光偏振是控制表面结构以实现不同颜色的重要参数。
关键词： 极化、微/纳结构、着色、飞秒激光、不锈钢
更新于2025-09-16 10:30:52
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一种提高染料敏化TiO?太阳能电池整体光电转换效率的新方法
摘要： 过去几年，由于染料敏化太阳能电池（DSSCs）成本低且具有较高的潜在光电转换效率，越来越多的科学家和研究人员开始重视对其的研究。影响染料敏化太阳能电池光电转换效率主要有两个因素：一是太阳能电池的光子吸收率低，二是光生电子通过厚纳米晶薄膜的传输率低。因此，为了进一步研究和提高效率，采用COMSOL Multiphysics建立了精确模型来揭示DSSC的光响应和电流传输过程。具体而言，研究了光学模型以确定每个电池吸收多少太阳能，以及电学模型以确定整体效率。此外，还构建了三种改进的DSSC微/纳结构以提高效率。研究表明，更合适的结构可以收集更多太阳能并提高电子扩散效率，从而提高DSSC的整体光电转换效率。
关键词： 染料敏化太阳能电池（DSSCs）、COMSOL Multiphysics、光电耦合模拟、微/纳结构
更新于2025-09-12 10:27:22