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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 具有共轭聚合物栅极传感层的近红外有机光电晶体管中顶部沟道厚度的影响

    摘要： 我们在此报道了具有共轭聚合物栅极传感层(GSL)的近红外(NIR)探测有机光电晶体管(OPTRs)中顶栅沟道层(CL)厚度对器件性能的影响。采用聚(3-己基噻吩)(P3HT)作为顶栅沟道层，聚[{2,5-双(2-辛基十二烷基)-3,6-双(噻吩-2-基)-吡咯并[3,4-c]吡咯-1,4-二基}-共-{2,2-(2,1,3-苯并噻二唑)-5,5-二基}] (PODTPPD-BT)作为栅极传感层。通过调节P3HT沟道层厚度在10至70纳米范围内变化，分别施加三种不同波长(λ=780、905和1000纳米)且光强固定为0.27毫瓦/平方厘米的近红外光照射。结果表明：所有制备器件均呈现典型p沟道晶体管特性，其中P3HT厚度(t)为50纳米时暗态漏电流达到最大值；近红外光照测试显示无论波长如何变化，GSL-OPTRs的近红外光电响应度(RC)均在t=50纳米时取得最优值。优化器件(t=50纳米)的最大RC值达到理论最大光电响应度的约61%(λ=780纳米)和约47%(λ=1000纳米)。

    关键词： 近红外、有机光电晶体管、沟道层、共轭聚合物

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于等离子体纳米柱超材料的近红外多窄带吸收器

    摘要： 本文通过数值设计并研究了一种由金纳米柱超材料构成的多窄带吸收器。全波模拟表明，在正入射近红外波段可实现五个特征明显的窄带吸收峰，最高吸收率达99.3%，最低也超过80%。研究还分析了±30°入射角范围内的偏振依赖性。通过调节金纳米柱阵列的结构参数，我们证明了该吸收器的光谱可调谐性。多窄带吸收的物理机制可解释为由电偶极与磁偶极等离激元诱导产生的类法布里-珀罗垂直间隙等离子体共振。相较于以往多波段吸收器研究，我们仅采用单一图案的简单构型就实现了不少于五个近红外窄吸收带，在吸收滤波和光谱传感领域具有重要应用潜力。

    关键词： 超材料、多频带吸收器、近红外、间隙等离子体共振

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 中国中部潼关金矿区重金属污染黄土的近红外光谱研究

    摘要： 黄土是一种在中国西北地区广泛分布的土壤类型。采矿等人类工程活动导致土壤中重金属污染问题频发，威胁人体健康?；仆两焱猓∟IR）光谱特征谱带的形成机制是高光谱遥感研究土壤环境的理论基础。当黄土吸附重金属阳离子后，其土壤成分与微观结构的变化会导致部分近红外特征谱带发生位移。本研究聚焦黄土中伊利石、蒙脱石及伊/蒙混层矿物的重金属吸附行为，采用内梅罗指数评估污染程度，结合X射线衍射（XRD）、中红外（MIR）光谱分析与电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）技术，系统观测MIR与NIR特征谱带的位移规律。通过振动行为将NIR谱带与MIR谱带进行对应关联，并运用多元回归与简单线性相关方法探究NIR谱带位置与六种重金属阳离子及内梅罗指数的关系。最后基于黏土矿物中重金属阳离子的理化作用机制解析实验所得关联规律。这些发现有助于推动近红外光谱与遥感技术在重金属污染土壤检测中的应用。

    关键词： 黄土，组合频带，内梅罗指数，重金属污染，近红外

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 激发态分子内质子转移激活的近红外有机单晶纳米激光阵列

    摘要： 由具有激发态分子内质子转移(ESIPT)活性的有机分子(E)-3-(4-(二甲氨基)苯基)-1-(1-羟基萘-2-基)丙-2-烯-1-酮制成的有机纳米线阵列实现了超过760 nm的近红外激光发射，并验证了其内部约2.5 ps的动态分子内质子转移过程。长度为10 mm的单根纳米线可实现单模近红外激光的高品质因数Q约2,340，而长度为70 mm的单根纳米线可实现激射阈值为2.2 mJ cm?2的多模近红外激光。

    关键词： 有机单晶、近红外、纳米激光阵列、激发态分子内质子转移

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 荧光标记与68Ga标记铁载体对烟曲霉肺部感染的杂交成像技术

    摘要： 烟曲霉（A. fumigatus）是一种引发严重侵袭性真菌感染的人类病原体，目前缺乏灵敏且特异的诊断工具。该菌会分泌铁载体去铁三乙?；呔谻（TAFC）从宿主体内获取铁元素。通过将TAFC标记镓-68，可进行正电子发射断层扫描（PET/CT）。本研究旨在通过化学修饰将荧光染料与TAFC结合，实现PET/CT与光学成像的杂交应用。以三乙?；呔谻铁复合物（[Fe]DAFC）为起始物，分别偶联不同荧光染料（Cy5、SulfoCy5、SulfoCy7、IRDye 800CW、ATTO700）并标记镓-68，开展体外及体内特性研究。实验包括摄取检测、生长实验、活细胞成像，以及在感染模型中进行的生物分布分析、PET/CT扫描和离体光学成像。新型荧光偶联物能被真菌TAFC转运蛋白MirB识别并作为铁源利用。荧光显微镜显示其部分聚集于菌丝。侵袭性肺曲霉病（IPA）大鼠模型的μPET/CT扫描显示各荧光染料具有不同生物分布特征。[68Ga]Ga-DAFC-Cy5/SulfoCy7和-IRDye 800CW能清晰呈现肺部感染区域。离体肺组织光学成像与PET图像高度吻合，感染与非感染区域对比显著。尽管荧光染料对靶向性和药代动力学有决定性影响，这些铁载体仍具备作为PET/CT与光学成像杂交应用的潜力。

    关键词： 荧光显微镜、正电子发射断层扫描（PET）、近红外、铁载体、镓-68、侵袭性肺曲霉病

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 回音壁模式增强了沙漏形硅纳米线光电二极管的近红外光响应

    摘要： 硅光电二极管广泛应用于需要测量可见光强度、颜色和位置的场景。由于硅材料成本低廉、噪声低且易于与读出电子器件进行片上集成，这类系统对其具有显著青睐。然而受限于1.12电子伏特（对应1100纳米波长）的带隙特性，硅材料无法有效检测近红外（NIR，700-1000纳米）和短波红外（SWIR，1000-1700纳米）波段的光线。本研究报道了基于沙漏形硅纳米线的光电二极管，通过回音壁模式共振效应增强其在NIR-SWIR光谱区的光电响应。纳米线上部的倒置纳米锥结构通过产生回音壁模式共振延长NIR-SWIR光子驻留时间来提升吸收概率，而下部低反射率的纳米锥则能重新吸收来自周围纳米线的入射光。相比现有硅光电二极管，我们的器件在700-1100纳米波段展现出更高的响应度和外量子效率。特别地，在1000纳米波长处的响应度与商用铟镓砷光电二极管相当，同时还能检测1400纳米波长的光线。基于该器件，我们演示了性能媲美商用设备的心率监测系统。

    关键词： 硅光电二极管、回音壁模式谐振、短波红外、近红外、沙漏形硅纳米线

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 采用微型光谱仪技术的无探针非侵入式近红外光谱生物过程监测

    摘要： 对关键工艺参数进行实时测量与调整对于精确控制发酵过程、进而提高目标产物的质量与产量至关重要。然而，某些关键工艺参数（如生物量、产物及产物前体浓度）的测量通常需要耗时的离线实验室分析。本研究采用低成本近红外（NIR）微型光谱仪技术，实现了产黄青霉分批发酵过程中生物量、青霉素（PEN）和苯氧乙酸（POX）的在线监测。特别地，通过生物反应器玻璃壁直接获取近红外反射光谱，无需昂贵的近红外浸入式探头，同时显著降低了与培养基直接接触导致的污染风险。使用覆盖1350-1650 nm和1550-1950 nm光谱范围的两个传感器?？椴杉焱夤馄资?，并基于离线参考分析，分别或联合利用双传感器数据建立了生物量、PEN和POX的偏最小二乘（PLS）回归模型。在独立验证分批实验中测试表明：生物量、PEN和POX的预测均方根误差（RMSEP）分别为1.61 g/L、1.66 g/L和0.67 g/L，该精度与采用标准浸入式探头工艺光谱仪的既往研究结果相当。这些结果充分证明了低成本微型光谱仪技术在实时生物过程监测中的应用潜力。

    关键词： 非侵入式、产黄青霉菌、近红外、在线、生物过程监测、微型光谱仪

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 用于光捕获系统的近红外有机光电材料：有机光伏与有机光电二极管

    摘要： 有机光电材料的内在优势赋予了包括有机光伏器件（OPVs）和有机光电二极管（OPDs）在内的光捕获系统多重优势——低成本制造、轻量化、柔韧性以及适用于大面积制备，使其成为无机材料的极具竞争力的替代品。其中，近红外（NIR）有机光电材料占据特殊地位，已成为学界与工业界广泛研究的焦点。将NIR材料引入OPVs可扩展吸收光谱范围，从而增强器件的光子捕获能力，因此这类材料被广泛应用于构建单结或叠层结构的半透明太阳能电池。NIR光电二极管在智能电子设备?？亍⒒?生物传感、环境监测、光通信等工业、军事及科研领域具有巨大潜力。这些实际与潜在应用推动了NIR光电材料的发展，进而促进了光捕获系统的创新。本综述总结了NIR光电材料的常见分子设计策略，并列举了其在OPVs和OPDs中的应用。

    关键词： 有机光电二极管、近红外、有机光电子材料、有机光伏

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 基于MoTe2/锗异质结构的超高灵敏度近红外光电探测器

    摘要： 已证实MoTe2/锗(Ge)异质结具有高效近红外光探测能力。所制备的MoTe2/Ge范德华异质结在915 nm激光照射下展现出优异的光响应性能：光响应度可达12,460 A/W，比探测率高达3.3×1012琼斯，光响应时间为5毫秒。但由于MoTe2与Ge之间势垒较低，该异质结在暗态下存在较大反向电流。为此，通过臭氧氧化法引入超薄GeO?层来改善MoTe2/Ge异质结，使暗态反向电流从0.44 μA/μm2抑制至0.03 nA/μm2，降幅超过四个数量级。修饰GeO?层的MoTe2/Ge异质结仍保持良好光响应特性：高响应度15.6 A/W，短响应时间5毫秒，优异比探测率4.86×1011琼斯。这些特性表明MoTe2/Ge异质结构是开发高性能近红外光电探测器的理想结构之一。

    关键词： 近红外、二碲化钼、异质结、锗、光电探测器

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 近红外波长在光控聚合中的有效利用——穿透厚屏障与平行太阳合成

    摘要： 本研究表明，在铝酞菁和铝萘酞菁存在下，通过远红光（λ=680 nm）和近红外光（λ=780及850 nm）可实现对光聚合反应的高效可控调控。该技术通过光敏化过氧化物产生引发自由基，为多种单体提供具有优异活性聚合特性的有效控制策略。关键优势在于长波长辐射能穿透厚屏障，实现前所未有的可控聚合速率，有望开拓全新应用领域。研究还提出更优化的太阳能合成方案——通过将这些光敏剂的窄Q带与其他互补吸收材料结合，可在阳光等宽带光源下并行进行分层独立的聚合反应与有机转化。

    关键词： 可逆失活自由基聚合、光化学、光聚合、太阳能合成、近红外

    更新于2025-09-12 10:27:22