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利用离子束混合技术在埋层SiO?基质中实现单Si纳米晶体的位点可控形成
摘要： 对于未来的纳米电子设备——例如室温单电子晶体管——单硅纳米晶体（NCs）的位点可控形成是一个关键前提。在此，我们报道了一种通过中能Si?或Ne?离子束将硅混合到埋藏的SiO?层中，随后经热激活相分离来制备单硅纳米晶体的方法。采用二元碰撞近似和动力学蒙特卡罗方法，从原子尺度深入理解相关实验参数对硅纳米晶体形成过程的影响。通过能量过滤透射电子显微镜获取了不同层状结构几何、离子注量和热预算条件下硅纳米晶体的尺寸与分布的定量数据。利用氦离子显微镜的聚焦Ne?束，我们实现了单硅纳米晶体的位点可控自组装。以3000 Ne?/nm2注量和4 nm线宽进行线辐照后形成了硅纳米晶体链，并在聚焦离子束（FIB）制备的几纳米薄切片中成功分离并观测到一个直径为2.2 nm的单个纳米晶体。该硅纳米晶体位于SiO?层之间中心位置，且垂直于入射的Ne?束方向。
关键词： 相分离、蒙特卡罗模拟、单电子晶体管、离子束混合、氦离子显微镜
更新于2025-11-21 11:20:48
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通过激光烧蚀可控制备相分离的Pb/Zn异质纳米颗粒及其在PbS尖端ZnS纳米棒异质结构生长中的应用
摘要： 通过长脉宽毫秒激光在室温条件下对浸没于无水乙醇中的Pb/Zn二元金属靶材进行烧蚀，首次制备出具有可控相比例的相分离Pb/Zn异质纳米颗粒（Pb/Zn HNPs）。烧蚀所得Pb/Zn HNPs中的相比例主要由初始二元金属靶材中Pb/Zn的摩尔比决定，而其结构部分受脉冲激光脉宽影响。随后通过将烧蚀所得Pb/Zn HNPs与硫代乙酰胺（TAA）混合物在管式炉中450℃简单加热，生长出PBS尖端ZnS纳米棒异质结构（PbS/ZnS异质结构）。PbS/ZnS异质结构的尺寸和形貌由原始相分离Pb与Zn纳米颗粒的绝对尺寸及相对尺寸决定。该异质结构的形成源于Pb/Zn HNPs中S原子扩散受限的结果。本研究不仅为可控制备用于特定异质结构生长的相分离双金属纳米颗粒提供了新策略，也为固体在液体中激光烧蚀后纳米晶体形成的基础物理化学过程提供了新视角。
关键词： 异质结构、相分离、异质纳米颗粒、激光烧蚀、二元金属靶材、扩散限制
更新于2025-11-14 17:04:02
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采用成像与相位分离法测量水平环状流中的空隙率
摘要： 提出了一种基于相位隔离技术的新型成像方法，用于测量水平圆管内环状流的空隙率。当气液混合物通过上游设置的相位隔离装置时，由于离心效应会产生强烈旋流。液相被推向管壁形成均匀液膜，而气相则集中于管中心形成气核。这种经整流的环核流相比自然环状流具有更平滑清晰的相界面，使得气液两相流某些固有流动参数的精确测量成为可能且更为简便。采用背光准直照明与高分辨率CCD相机捕获气核与液膜图像，通过标定实验获取精确的相界面识别边缘检测标准。详细分析了环核流的图像形态特征及成像过程的束流路径图，并开发了相应的图像处理算法。实验工质为空气和水，覆盖的空隙率范围为0.736-0.978（Usg=4.35m/s-39.12m/s，Usl=0.016m/s-0.504m/s）。每个实验工况处理约800幅原始图像以获得平均结果。与自然环状流空隙率的代表性模型对比表明：在低气相体积分数范围内，经相位隔离装置整流的环核流空隙率与自然环状流保持良好一致性；但当气相体积分数极高时，其值会略低于自然环状流。
关键词： 空隙率、环状流、成像技术、核环流、相分离
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过氟树脂转移法在塑料基板上形成用于柔性液晶显示器的聚合物壁结构
摘要： 本文中，我们研究了氟树脂的转印方法作为聚合物壁的新型形成工艺，旨在无需使用光掩模进行图案化光照即可实现晶格状聚合物壁的制备。研究证实，该转印方法能有效构建柔性基底上的聚合物壁结构。
关键词： 硅橡胶、相分离、氟树脂、塑料基材、聚合物壁
更新于2025-09-23 15:22:29
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Zr1?xAlxN薄膜的自结构化行为与成分及生长温度的关系
摘要： 研究了0 ≤ x ≤ 1范围内Zr1?xAlxN薄膜在高迁移率生长条件下通过ZrN和AlN表面扩散介导的偏析形成纳米结构的过程。较大的不相溶性与界面表面能及应变能平衡共同作用，在0.2 ≤ x ≤ 0.4的薄膜中形成了具有明确（半）共格c-ZrN和w-AlN亚纳米至~4纳米晶域的硬质纳米迷宫状层状结构，该结构受原子迁移率控制。对于高AlN含量（x > 0.49）的情况，富Al的ZrN晶域在细小等轴纳米复合纤锌矿晶格中获得纤锌矿结构。纤锌矿薄膜中的缓慢扩散表明分解过程存在晶体结构依赖的驱动力。第一性原理计算补充证实了c-Zr1?xAlxN同构分解的不可能性以及w-Zr1?xAlxN（在大x值薄膜中）的稳定性。
关键词： 相分离、纳米结构、薄膜、自组织、ZrAlN
更新于2025-09-23 15:21:21
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垂直排列的二维/三维铅锡钙钛矿材料，具有增强的电荷提取能力和抑制的相分离特性，适用于高效可印刷太阳能电池
摘要： 混合二维/三维异质结构概念已成为提升卤化铅钙钛矿太阳能电池（PSCs）稳定性的有效方法，但在铅锡（Pb-Sn）混合钙钛矿器件中鲜有报道。本文展示了一种可扩展的混合二维/三维Pb-Sn钙钛矿太阳能电池沉积工艺，其效率与稳定性较三维对应器件显著提升。掺入少量（3.75%）有机阳离子2-(4-氟苯基)乙基碘化铵（FPEAI）诱导生成高度取向的Pb-Sn钙钛矿晶体，该晶体垂直于衬底排列。此外，首次观察到原始三维Pb-Sn钙钛矿存在相分离现象，而二维钙钛矿的存在抑制了该现象。由此通过显著增强的光谱响应和电荷提取获得28.42 mA cm-2的高电流密度。最终，带隙为1.33 eV的混合二维/三维Pb-Sn钙钛矿器件实现高达17.51%的效率，并同时展现出良好稳定性。
关键词： 二维/三维异质结构、电荷提取、铅锡钙钛矿、太阳能电池、相分离
更新于2025-09-23 15:21:01
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钾诱导的相稳定性实现高效稳定的宽带隙钙钛矿太阳能电池
摘要： 钾的掺入能通过二维K2PbI4在晶界形成与钾离子在钙钛矿晶格间隙占位的协同效应，显著稳定高溴含量的宽带隙钙钛矿材料，有效降低陷阱密度并抑制离子迁移，从而抑制非辐射复合和光诱导相分离。
关键词： 相分离、宽带隙钙钛矿太阳能电池、钾掺杂、缺陷钝化
更新于2025-09-23 15:21:01
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两种供体异构体通过非共价构象锁定形成的理想合金用于三元有机太阳能电池
摘要： 基于合金模型的三元有机太阳能电池（OSCs）通过形态学优化同步提升光电流、并通过能级调控提高开路电压（Voc），在最大化器件性能改进方面具有巨大潜力。然而，合理设计兼容材料并构建有效合金仍具挑战。本研究设计合成了两种供体异构体BT-TO-ID和BT-OT-ID（其烷氧基团通过非共价构象锁定于不同位置），以获得"理想合金"。当组分在全范围内变化时，观测到三元共混物开路电压在二元共混物电压极限间呈线性可调，证实了三元共混物呈现理想合金特性。由于两种异构体间强相互作用，三元共混物中观察到面朝分子堆积与适宜相分离，这促进了电荷传输并抑制电荷复合。与基于BT-OT-ID的二元器件相比，三元共混器件性能分别获得76%和29%的显著提升。因此，本研究为三元OSCs中构建有效合金提供了潜在的分子设计策略。
关键词： 开路电压，非共价构象锁定，合金模型，器件性能，分子堆积，相分离，三元有机太阳能电池，给体异构体
更新于2025-09-23 15:21:01
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气溶胶阳离子光聚合制备粒子的纳米结构化分子动力学方法
摘要： 本文从实验和模拟两个角度阐述了气溶胶光聚合所得颗粒的结构化过程。通过研究气溶胶液滴内的传输现象，明确了设计颗粒结构化时需重点考虑的关键问题。具体而言，采用分子动力学模拟评估了反应组分的相分离与扩散行为，由此确定了一系列对控制相分离（进而决定微粒最终形貌）至关重要的配方参数——包括混合溶剂（十六烷与2-辛酮）的组成比例、链转移剂的添加等。研究结果与实验获得的形貌分析数据相互印证。我们还发现分子模拟有助于分别解析不同溶剂的影响效应。相分离速率与凝胶化速率的相互作用也被证实是结构化过程中的关键因素，例如十六烷与链转移剂的比例会显著影响微粒的最终形貌。
关键词： 光聚合、纳米粒子、纳米结构化、相分离、分子动力学
更新于2025-09-23 15:21:01
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实现诱导结晶与相分离完美平衡的高效光伏共混物分子相互作用机制
摘要： 氟化是一种极具前景的有机半导体光物理特性调控方法。值得注意的是，对给体或受体材料进行氟修饰会影响分子间相互作用，而这种作用与体异质结（BHJ）共混物的形貌及最终器件性能密切相关。因此，研究分子间相互作用如何影响BHJ薄膜形貌至关重要。本研究合成了一种新型氟化聚合物PBDB-PSF，用于探究非氟化体系（ITIC）和氟化体系（IT-4F）中的分子间相互作用。结果表明：PBDB-PSF:IT-4F体系中的F-F相互作用能有效诱导IT-4F结晶，同时保持理想的相分离尺度，从而实现优异的电荷传输；相反，PBDB-PSF:ITIC体系因分子间相互作用失衡导致形貌欠佳。最终，PBDB-PSF:IT-4F器件实现了13.63%的卓越光电转换效率（PCE），显著优于PBDB-PSF:ITIC器件（9.84%）。这些结果凸显了基于分子间相互作用调控微观形貌的重要性。
关键词： 诱导结晶、分子相互作用、相分离、氟化、协同效应
更新于2025-09-23 15:21:01