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锰掺杂对HgO纳米结构薄膜的微观结构、半导体及光电性能的影响
摘要： 采用电子束蒸发技术在室温下于康宁玻璃(1022)衬底上制备了不同掺杂浓度(x=0、0.015、0.05、0.1、0.15和0.2)的锰掺杂氧化汞纳米结构薄膜(Hg1-xMnxO)。研究了薄膜的微观结构、形貌、半导体及光电特性。X射线衍射谱表明其具有六方纤锌矿型结构，且晶格参数随锰含量增加而减小。场发射扫描电镜(FE-SEM)和原子力显微镜(AFM)图像证实，薄膜平均晶粒尺寸随锰掺杂浓度增加而减小。通过吸收系数测定发现，所研究的锰掺杂氧化汞纳米晶薄膜光学带隙随锰浓度升高而增大，这归因于sp-d交换相互作用和/或量子限域效应。同时报道了锰掺杂氧化汞薄膜的折射率和消光系数，其折射率色散n(λ)采用Wemple-DiDomenico(WDD)单有效振子色散模型进行分析，估算了振子参数。所得色散值适用于光电器件设计。
关键词： 微观结构特性，纳米材料，稀磁半导体，单振子参数，光学特性
更新于2025-09-24 02:56:28
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基于碳纳米管薄膜的2.4 GHz L波段被动谐波锁模掺铒光纤激光器
摘要： 我们基于单壁碳纳米管聚乙烯醇（SWCNTs-PVA）薄膜，在L波段实验演示了一种泵浦功率效率高达17 MHz/mW的被动谐波锁模（PHML）掺铒光纤激光器。当泵浦功率为233 mW时，在1.923 GHz重复频率下获得了1594.97 nm处稳定的脉冲序列，其边模抑制比（SMSR）为40.5 dB，脉冲宽度为742 fs，对应基频的第170次谐波。在优化腔内条件后，脉冲频率可提升至2.415 GHz，并保持高达40 dB的SMSR。据我们所知，这是目前报道的采用SWCNTs作为可饱和吸收体（SA）的L波段PHML光纤激光器所实现的最高值。这种高重复频率且稳定的L波段光纤激光器可能适用于多种应用场景。
关键词： 纳米材料，锁模光纤激光器，锁模
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于石墨烯的侧耦合双矩形纳米腔状结构中的等离激元诱导透明现象
摘要： 我们通过数值模拟研究了基于紧凑型石墨烯波导中类电磁感应透明（EIT）的等离子体激元现象，该波导与两个由石墨烯纳米带构成的矩形纳米腔结构耦合。这些腔体对称地置于总线波导两侧，形成类似三级原子系统的V型态。在此构型中，腔体与波导直接耦合，因而均扮演亮模角色。通过轻微调节腔体的费米能级，我们展示了产生窄带透明窗口（即等离子体激元诱导透明PIT）的可能性。该共振峰源于作为耦合辐射振子工作的腔体间相消干涉效应。研究还表明：通过适当（对称地）偏移腔体费米能级，可实现共振峰频率的动态调控。该结构设计有助于高度集成化光器件的研发。
关键词： 纳米材料、等离子体诱导透明、石墨烯波导、超材料、表面等离子体
更新于2025-09-19 17:13:59
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纳米材料的工业应用 || 生物光伏的纳米技术；纳米材料的工业应用
摘要： 本章阐述了纳米技术在生物光伏（BPV）领域的重要性和应用。生物光伏是一种基于类囊体膜光合作用反应发电的太阳能转换系统。研究人员通过研究从BPV中收集能量的过程，致力于开发高效系统。为此，大量聚焦于利用可溶性导电介质直接或间接发电的BPV研究报告相继发表。成功案例表明这些系统能将阳光转化为电能，但仍存在提升效率的空间。纳米材料与BPV的结合应用显著提升了BPV系统的输出功率。构建能使更多生物组分"连接"到电极的功能性表面，是纳米技术推动BPV系统发展的早期关键步骤。大表面积体积比使阴阳极电极在应用中更高效，这是另一项重要改进。针对碳纳米管和石墨烯等纳米材料在BPV中小规模与大规模应用中的潜在作用研究，凸显了绿色能源生产的重要性与应用前景。蓝藻和藻类的电子传输机制已广为人知，而借助纳米材料将新设计系统转化为光伏设备、并通过纳米材料辅助光能转化的研究也取得进展。结果表明纳米技术提高了BPV系统的能量转换率。预计随着纳米材料应用的深入，能量交换率将进一步提升，相关研究将持续向工业应用推进。
关键词： 纳米材料、纳米技术、电子传输机制、生物光伏、光合作用、绿色能源
更新于2025-09-19 17:13:59
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纳米材料的工业应用 || 基于纳米材料的紫外光探测器
摘要： 光电探测器是应用于视频成像、光通信、生物医学成像、安防、夜视、气体传感和运动检测等领域的关键元件，能够精确地将光信号转换为电信号。随着应用领域规模和多样性的增长，对具有更高速度、效率或波长范围性能，以及材料灵活性、透明度和互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容性的创新光电探测平台技术的需求变得更为关键。过去几十年里，人们投入了大量精力探索下一代光电探测器材料，如In2Te3、ZnO和GaN，这些材料具有低噪声、高光电灵敏度和良好稳定性。然而，许多这类新型光电探测器材料仍存在光电流有限和光响应速度不足的问题。
关键词： 纳米材料、肖特基接触、光电导增益、光电探测机制、光敏电阻、线性动态范围、响应度、外量子效率、光电二极管、比探测率、紫外光电探测器
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于碳同素异形体的光纤在环境与生物传感中的应用：综述
摘要： 近年来，碳同素异形体引发了广泛研究兴趣，为光纤传感技术开辟了新途径。这类材料具有比表面积大、生物相容性等独特传感特性，可作为分子富集载体。同时，光纤表面具有高度修饰灵活性，能将碳同素异形体作为功能涂层用于多种检测任务。两者的结合还能实现对纳米涂层表面附近目标分子的高灵敏度与高特异性监测。本文综述了碳同素异形体基光纤传感器的发展：第一节概述碳纳米管、碳点、石墨烯和纳米金刚石四类典型材料；第二节讨论其制备方法、光纤表面功能化沉积技术及相关传感机制；随后系统评述温度、应变、挥发性有机物及生物传感等应用领域；最后总结技术缺陷、现存挑战及改进方向。
关键词： 碳纳米管、石墨烯、传感器、纳米材料、碳点、光纤、纳米金刚石、纳米涂层
更新于2025-09-19 17:13:59
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激光诱导石墨烯和碳纳米管作为环境技术中的导电碳基材料
摘要： 纳米技术及纳米材料因其缓解当代环境挑战（如工业与农业活动加剧带来的压力，以及空气、土壤和水质恶化问题）的潜力而备受关注。特别是利用碳基纳米材料的先进技术，有望成为解决全球水?；男鹿ぞ?。这些技术包括导电膜工艺——其独特之处在于将分离过程与功能表面相结合。其中，激光诱导石墨烯（LIG）和碳纳米管（CNTs）作为具有高实用价值的导电碳纳米材料，在多个环保领域展现出重要应用价值：包括研发抗污染的海水淡化与水处理系统、改进分离方法，以及创新污染物传感与电催化平台。因此，本文综述并比较了LIG和CNTs基电活性表面领域的若干重要最新进展。通过将新兴碳材料LIG与CNTs进行关联讨论，旨在阐明未来发展方向与可能性，以应对水处理应用中两类材料及其他兼具卓越性能与多功能性的导电碳基纳米材料所面临的全球性挑战。
关键词： 环境应用、纳米材料、导电膜工艺、激光诱导石墨烯、纳米技术、水处理、碳纳米管、碳基纳米材料
更新于2025-09-16 10:30:52
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通过Nd:YAG脉冲激光烧蚀将纳米结构金属氧化物（CdO、Al2O3、Cu2O）嵌入PVA对其光学和结构特性的影响
摘要： 通过一步绿色法——纳米秒Nd:YAG脉冲激光液相烧蚀技术(PLAL)，将纳米结构金属氧化物(CdO、Al2O3和Cu2O)嵌入聚乙烯醇(PVA)薄膜，显著提升了其理化性能。该工艺通过高能脉冲激光聚焦烧蚀浸没于PVA溶液中的金属靶材(镉、铜和铝)实现。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光谱、光致发光(PL)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDX)等技术，对比研究了掺杂前后薄膜的结构、光学特性和形貌变化。结构分析显示XRD图谱表明CdO、Al2O3和Cu2O纳米颗粒在PVA链中分散度降低；光学研究表明PVA链与各金属氧化物纳米颗粒相互作用引发结构修饰，通过Tauc方程计算得Cd、Al、Cu氧化物的光学带隙值(Eg)分别为2.33、3.63和3.54 eV，与既有研究吻合，光致发光光谱显示掺杂后发射强度减弱；形貌观测中FE-SEM图像呈现金属氧化物在PVA聚合物中呈球形均匀分布；EDX元素定性半定量分析证实金属氧化物成功嵌入PVA结构。本研究为通过掺杂不同纳米结构金属氧化物制备多功能PVA材料开辟了新途径。
关键词： 激光烧蚀、氧化铝、Nd:YAG、金属氧化物、纳秒、聚乙烯醇、纳米材料、氧化镉、氧化亚铜
更新于2025-09-16 10:30:52
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Cd1-xMnxSe合金厚度对量子点敏化太阳能电池光学及光伏性能的影响
摘要： 本工作采用连续离子层吸附与反应法成功制备了Cd1?xMnxSe合金，在锰离子与镉离子摩尔浓度比为20%（最佳掺杂浓度）时研究了薄膜层数对器件性能的影响。Cd1?xMnxSe合金层能有效提升太阳能电池的光学、光伏及电化学性能，基于该合金的器件效率达到约3.8%。此外，为阐释这一结果，实验通过I-V曲线测定了器件界面电阻与扩散电阻，并将其与电化学阻抗谱的动态电阻进行了对比分析。
关键词： 金属掺杂剂、太阳能电池、光伏、效率、纳米材料
更新于2025-09-16 10:30:52
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砷化镓量子点在太赫兹区域的线性和三阶非线性光学特性
摘要： 我们研究了嵌入Ga1-yAlyAs基质中的GaAs量子点的电子和光学特性。采用有限约束势的有效质量近似法，获得了带内能级和波函数。针对太赫兹波段不同量子点半径，研究了线性和三阶非线性光学特性、光吸收系数、折射率变化及极化率。
关键词： 量子点、纳米材料、太赫兹辐射、三阶非线性
更新于2025-09-16 10:30:52