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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 激光透射焊接及石墨烯薄膜表面改性在柔性超级电容器中的应用

    摘要： 当石墨烯薄膜涂覆在柔性聚合物基底上时，弱粘附力会导致薄膜在机械弯曲时发生分层。此外，随着每层石墨烯重新堆叠，其作为超级电容器电极的性能会受到限制。本研究展示了通过简便的激光焊接和表面改性工艺来克服这些限制。首先，将连续波激光束作用于涂覆石墨烯与底层透明聚碳酸酯基底的界面。该焊接工艺显著提高了它们的粘附性并实现了优异的机械弯曲性能。其次，在环境条件下通过纳秒脉冲激光照射石墨烯薄膜表面实现表面改性。使用这些表面改性的石墨烯电极和PVA-H3PO4电解质制备了三明治型超级电容器。研究了激光能量密度对超级电容器性能的影响。在最佳激光功率下，实现了4.7 mF/cm2的面电容。

    关键词： 激光透射焊接、石墨烯、柔性器件、超级电容器、脉冲激光

    更新于2025-11-25 10:30:42

  • 柔性TiO2@Cf忆阻器交叉阵列中的电阻开关行为与机制

    摘要： 基于纤维的忆阻器有望成为未来可穿戴非易失性设备的最理想候选材料之一。本研究通过水热法制备了包覆金红石相二氧化钛纳米棒（TiO2 NRs）的碳纤维（记为TiO2@Cf），并在聚酰亚胺（PI）薄膜上轻松组装了柔性TiO2@Cf忆阻器交叉阵列。该器件展现出双向阈值切换行为，最大开关比达10^5。此外，通过连续偏压扫描循环可实现对忆阻器电导的连续调控。器件还表现出超过1500次循环的优异耐久性且漂移可忽略。采用福勒-诺德海姆隧穿模型解释了TiO2@Cf忆阻器交叉阵列的载流子输运与电阻切换机制：外加电场使TiO2中的氧空位（OV）向TiO2/Cf界面迁移，从而减小耗尽区并增强电流。本研究深化了对柔性TiO2@Cf忆阻器交叉阵列电阻切换行为及相关机理的理解，为忆阻器在人工突触和柔性器件中的潜在应用开辟了新途径。

    关键词： 人工突触、氧空位、忆阻器交叉阵列、柔性器件、碳纤维

    更新于2025-11-14 17:03:37

  • 掺镧p型氧化锌纳米线增强压电性能用于柔性纳米发电机

    摘要： 近年来，能量收集作为一种将废弃能源转化为可用能源的可行方法备受关注。其中压电式能量收集器因其结构简单且不受天气等环境条件限制而备受重视。随着低功耗驱动的电子设备小型化趋势发展，采用各类纳米结构材料的压电纳米发电机（PENGs）正被研发。氧化锌纳米线（NWs）是PENGs应用最广泛的材料。然而尽管n型氧化锌纳米线研究广泛，p型氧化锌纳米线因稳定性差导致研究不足。本研究通过水热法合成了镧掺杂p型氧化锌（La:ZnO）纳米线以拓展p型氧化锌应用并评估其作为PENGs的潜力。XRD分析表明La3?离子实现良好掺杂且未形成任何杂相，与未掺杂氧化锌相比引起了晶格参数变化。通过XPS分析研究了La:ZnO纳米线的表面元素组成，采用SEM和TEM观察了其形貌。我们进一步测试了未掺杂与镧掺杂氧化锌纳米线的压电输出性能，发现由于p型半导体的电子屏蔽效应，La:ZnO纳米线展现出更优的压电输出性能。

    关键词： p型氧化锌、镧掺杂、柔性器件、氧化锌纳米线、纳米发电机

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于聚噻吩-PCBM的全有机电致变色器件：快速且灵活

    摘要： 本文报道了一种采用聚噻吩和PCBM作为活性材料、塑料为基底的快速灵活全有机电致变色器件，该器件还展现出极佳的功率效率。通过开关速度、着色效率、颜色对比度和循环寿命等参数，证实该器件在电致变色性能上有可量化的提升。研究采用拉曼光谱和紫外-可见光谱进行光谱分析，确立了基于偏压诱导氧化还原切换的机制来解释性能提升的原因。该器件仅需±1V微小偏压即可在品红色（关闭态）与透明态（开启态）间切换，实现50%的光学调制率和91%的吸光度切换对比度。器件表现出超过2500秒和250个循环的优异稳定性，响应时间仅数百毫秒。其高达321 cm2/C的着色效率使该器件成为已报道的P3HT基电致变色器件中性能最优者之一。

    关键词： PCBM、电致变色、聚噻吩、柔性器件、有机电子学

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 通过喷墨打印氧化锌纳米颗粒/石墨烯杂化材料构建纳米至微米多孔网络用于紫外光电探测器

    摘要： 过去十年间，喷墨打印光电探测器备受关注。然而若未经退火、紫外曝光等后处理工艺，器件性能将受到限制。此外，由于低粘度墨液配方的选择有限，通过喷墨打印机调控打印薄膜的表面形貌存在困难。本研究采用通过调节共溶剂蒸汽压与表面张力来控制喷墨打印薄膜形貌的创新理念，在柔性基底上制备出高性能氧化锌基光电探测器。研究发现不同共溶剂体系的溶剂沸点会影响薄膜形貌，进而导致光响应时间和光电探测率产生显著差异：采用低沸点溶剂打印的氧化锌光电探测器因碳残留少而呈现快速光响应特性，高沸点溶剂体系则因形成多孔结构而具有更高光电探测率。这种多孔结构通过气液表面张力差与固液表面张力差共同形成，其孔隙尺寸可根据两种溶剂或两种纳米材料的配比调控，范围从纳米级至微米级。此外，石墨烯的导电特性增强了光生载流子的传输行为，在无需使用高沸点溶剂的情况下，实现了兼具高光电响应度（7.5×102 AW?1）与快速光响应（0.18秒）的高性能光电探测器。

    关键词： 喷墨打印、光电探测器、氧化锌纳米粒子（NP）、柔性器件、微孔

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 激光打印的柔性石墨烯压力传感器

    摘要： 尽管石墨烯的卓越性能备受关注，但其大规模应用的主要瓶颈在于产量不足。在聚酰亚胺薄膜上激光打印石墨烯是一种高效的单步制备工艺，可有效解决该问题。研究人员利用三维多孔石墨烯的压阻效应，开发出激光打印的柔性压力传感器。通过调节几何参数即可轻松改变传感器性能：其灵敏度达到1.23×10?3 kPa?1量级，结合至少20 MPa的超宽动态范围，检测限低至10 Pa的高分辨率特性，同时具备至少15,000次循环的优异长期稳定性。细胞毒性实验和荧光染色评估表明，激光诱导石墨烯具有良好的生物相容性（细胞活性无明显下降）。聚甲基丙烯酸甲酯涂层特别适用于水下环境，既能防止生物污损和分流电流，又支持在盐度极高的红海2公里水深处正常工作。凭借这些特性，该传感器成为多种医疗应用的理想选择，例如心率监测、足底压力测量和触觉传感等。

    关键词： 激光打印、石墨烯、柔性器件、可穿戴设备、压阻材料、压力传感器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于无机钙钛矿CsPbI?-CsPbBr?异质结纳米线阵列的柔性自供电横向光电探测器

    摘要： 自供电钙钛矿光电探测器主要采用由活性层、电子-空穴传输层和电极组成的垂直异质结结构，这会导致入射光损失和界面缺陷积聚。为解决这些问题，研究团队采用原位转化与掩模辅助电极制备法，在刚性玻璃和柔性萘二甲酸乙二醇酯衬底上设计出基于CsPbI3-CsPbBr3异质结纳米线阵列的自供电横向光电探测器。通过在压力辅助模压过程中添加聚乙烯吡咯烷酮并优化前驱体浓度，提升了钙钛矿纳米线阵列的结晶度与稳定性。该基于纳米线阵列的横向器件在自供电工作状态下展现出125 mA W?1的高响应度，以及0.7毫秒的快速上升时间和0.8毫秒的衰减时间。这项工作为制备面向自供电光电探测的钙钛矿异质结纳米阵列提供了新策略。

    关键词： 钙钛矿、光电探测器、柔性器件、自供电

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 自供电柔性TiO?纤维光探测器：与P3HT形成的异质结及金纳米颗粒提升的响应度与选择性

    摘要： 通过阳极氧化与真空旋涂相结合的方法，可轻松制备出一种新型无机-有机异质结（TiO2/P3HT（聚3-己基噻吩）），所构建的柔性纤维状光电探测器（FPD）展现出高性能自供电紫外-可见宽带光响应特性——具有响应速度快、灵敏度高、稳定性良好等优势，在弯曲状态下仍能保持高度稳定的性能，显示出在可穿戴电子设备中的巨大应用潜力。此外，通过调控溅射间隔沉积金纳米颗?？山徊教嵘淞槊舳扔胙≡裥?。最优化的Au/TiO2/P3HT FPD在350 nm光照下0 V偏压时实现了约700%的灵敏度提升。其陡峭的截止边沿与高紫外-可见抑制比（约17倍）表明该器件为自供电柔性紫外光电探测器。本研究为调控柔性电子器件的光电性能提供了有效且通用的方法。

    关键词： 二氧化钛/聚3-己基噻吩异质结、金纳米颗粒、纤维光电探测器、柔性器件、自供电

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于石墨二炔的高响应度与高探测率柔性光电探测器

    摘要： 石墨炔（GDY）作为一种新兴的二维碳同素异形体，因其本征带隙、高载流子迁移率等优异电子特性，在多个领域得到广泛研究。本研究通过旋涂超薄GDY纳米片于柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基底，实现了基于GDY的光电化学型光探测。该GDY基光电探测器（PDs）展现出卓越的光响应性能：高光电流（Pph，5.98 μA cm?2）、高光电响应度（Rph，1086.96 μA W?1）、高探测率（7.31×101?琼斯）及优异长期稳定性（超过1个月）。更重要的是，得益于GDY结构与柔性PET基底的良好兼容性，器件经1000次弯曲（4.45 μA cm?2）和扭转（3.85 μA cm?2）循环后仍保持优良光电流。通过密度泛函理论（DFT）计算揭示了GDY的电子特性，为碱性电解液中性能提升提供了依据。这种柔性GDY基PDs不仅丰富了GDY的基础研究，更为GDY异质结光探测器的开发奠定了基础。

    关键词： 光电化学、光探测、石墨二炔、柔性器件、长期稳定性

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 具有高响应度和光电暗电流比的可弯曲太阳能盲Ga2O3紫外光电探测器

    摘要： 本工作展示了具有高响应度和光电导增益的柔性日盲Ga2O3紫外光电探测器。通过射频磁控溅射法在柔性聚酰亚胺(PI)衬底上制备Ga2O3薄膜，结果表明所有不同温度下生长的薄膜均为非晶态。当入射光波长小于254 nm时，Ga2O3薄膜能有效吸收该波段光线。通过调控材料生长温度，相应金属-半导体-金属结构光电探测器的响应度和光电导增益显著提升。在200℃生长温度下，254 nm光照时20 V偏压的电流达396 nA（对应响应度52.6 A/W），光电导增益超过10^5，外量子效率高达2.6×10^4%，该性能指标在包括刚性衬底器件在内的Ga2O3紫外探测器中处于领先水平。经弯曲和疲劳测试后，柔性探测器性能衰减可忽略，展现出优异的机械与电学稳定性。

    关键词： 日盲光电探测器、响应度、光暗电流比、氧化镓、柔性器件

    更新于2025-09-19 17:13:59