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通过纳秒激光诱导玻璃上氧化铟锡薄膜周期性表面结构(LIPSS)制备的适用于严苛环境的纳米结构透明导电电极
摘要: 利用一种名为激光诱导周期性表面结构(LIPSS)的自组织现象,在硼硅酸盐玻璃上涂覆的氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜中实现图案化。通过扫描波长532纳米的纳秒脉冲激光聚焦光束(30微米光斑直径1e?2)在ITO薄膜上移动,可制备出周期低至175纳米的条纹图案。当脉冲持续时间为6纳秒、脉冲频率介于100至200千赫兹、脉冲能量约20微焦耳、激光光斑扫描速度在50–80毫米/秒范围内时,可生成高度有序的ITO-LIPSS。所得纳米图案具有导电性,且光学透明度提升,对盐酸、硫酸甚至王水等强酸也表现出稳定性。研究认为ITO与硅之间混合相的形成,是激光图案化透明导电电极具备化学耐受性的根源。
关键词: 激光诱导周期性表面结构(LIPSS)、激光图案化、自组织、氧化铟锡(ITO)、透明导电薄膜(TCF)
更新于2025-10-22 19:40:53
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锌(二乙氧基膦?;胰不?卟啉的简易合成与自组装
摘要: 报道了锌(2-二乙氧基磷酰基乙炔基)卟啉的合成及其在固态和溶液中的自组装行为。采用铜共催化Sonogashira反应,使溴代卟啉与二乙基乙炔基膦酸酯反应,制备了在卟啉大环上带有一个或两个乙炔基膦酸酯取代基的meso-位取代衍生物Zn4和Zn5。相比之下,无铜Sonogashira偶联反应(2-溴代卟啉与二乙基乙炔基膦酸酯)更便于制备在大环β-吡咯位带有该取代基的卟啉Zn6。通过X射线衍射分析阐明了晶体中配合物Zn4a·C7H8、Zn4a·CHCl3、Zn4c和Zn5b·CH2Cl2的结构。所有晶体中均观察到通过一个卟啉分子的膦?;跖湮患现亮硪淮蠡房涨恢行牡男?II)离子形成的超分子自组装结构。然而,Zn(II)-卟啉配合物Zn4a和Zn5b在固态中以相互配位的二聚体形式存在,而配合物Zn4c则呈现一维聚合物结构。所有二聚体配合物中相邻卟啉环呈空间分离状态,其Zn-O和P=O键距相近,而卟啉平面间距因晶体中弱分子间相互作用不同而存在差异。(磷?;胰不?卟啉的自组装现象在弱极性氯仿中亦可观测,并可通过核磁共振和紫外-可见光谱检测。即使在室温下,缺电子卟啉Zn5b的相互配位二聚体也存在于5×10?3 M氯仿溶液中。核磁共振光谱证实该超分子复合物具有动力学不稳定性。而供电子能力更强的卟啉Zn4a和Zn4c的缔合物稳定性较差,其自组装二聚体仅在低于225 K的5×10?3 M氯仿溶液中成为主要物种。通过紫外-可见光谱还研究了更稀溶液(低至10?? M)中卟啉Zn4a和Zn5b的自组装行为。
关键词: 自组织、膦酸酯、卟啉、催化作用、乙炔连接体
更新于2025-09-23 15:23:52
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二维导电聚合物:合成与电荷传输
摘要: 当前的技术进步与大量研究工作已使二维导电聚合物成为连接柔性电子、传感器、离子交换膜、生物技术、催化、储能与转换等多种功能材料的快速崛起界面。具有高度有序几何结构的聚合物纳米结构的合理设计与制备极具吸引力,并能显著影响其固有的电学、光学和力学性能。特别是近期对单体/寡聚物可控层级组装的研究,证实了具有高导电性和柔韧性等特殊特性的独立自支撑片状结构。然而,当前制备纳米级厚聚合物的研究仍面临大面积制备、机械稳定性及内部高度有序性等方面的局限。本文重点探讨二维聚合物材料中与界面或模板辅助合成相关的限域特性、结构-性能关系、电荷传输特性,以及相关实际应用的前景等突破性方法。
关键词: 二维组装、自组织、共轭聚合物、电荷传输、界面合成
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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瞬态光栅对半导体激光结构中超辐射相变的影响
摘要: 我们从理论和实验两方面研究了多段式GaAs/AlGaAs激光结构中的超辐射动力学?;谝晃罂怂刮ば确匠蹋ㄎ床捎没罕浒缃疲┙⒘死砺勰P?,证明电子-空穴密度与折射率的强瞬态周期性调制会显著影响半导体介质中发射产生的动力学过程。研究表明,相干的λ/2瞬态粒子数分布与相对介电常数光栅促进了电子-空穴自组织,并引发电子-空穴系统中的超辐射相变。
关键词: 自组织、超辐射、相变、粒子数光栅
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过原位光聚合制备等离子体纳米粒子的永久性光学物质
摘要: 激光诱导胶体金属纳米粒子的自组织在构建人工光子结构方面具有巨大潜力,然而这些自组织的纳米粒子(即光学物质)在没有光场时会立即解体。我们在此报道一种原位构建永久介观尺度结构的方法,该方法利用光学束缚的纳米粒子。金属纳米粒子被光学镊子捕获并自组织成各种光学物质结构,这些结构在额外紫外光照射下通过光固化水凝胶选择性固定。制造等离子体纳米粒子的永久光学物质将有助于光子材料和器件的自下而上组装。
关键词: 光聚合、等离子体纳米粒子、光学镊子、自组织、光学物质
更新于2025-09-19 17:13:59
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用于高度缩小的n-MOS器件的外延n++-InGaAs超浅结
摘要: 像InGaAs这类高电子迁移率的III-V族半导体是10纳米以下n型金属氧化物半导体(nMOS)器件的绝佳候选材料。缩小III-V器件尺寸的关键挑战之一在于:通过形成缺陷少、深度小于9纳米且n型掺杂浓度超过101? cm?3的超浅结来实现低电阻接触。本研究结合飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)深度剖析、原子力显微镜(AFM)成像和高分辨透射电镜(HR-TEM),确定了分子束外延生长硅掺杂n++-In?.??Ga?.??As超浅结的最优掺杂策略。我们测试了三种掺杂方法:均匀共沉积、单δ层(连续)掺杂和三δ层(脉冲)掺杂。结果表明,在富砷条件下采用单δ层掺杂时,仅需400°C低温即可生长出5-7纳米深、技术适用性良好的n++-In?.??Ga?.??As结。这些结的硅峰值浓度介于6×101?至1×102? cm?3之间且具有高晶体质量。当峰值掺杂浓度达到约2×102? cm?3时,表面会自组织形成平滑波纹或丘状结构;超过该数值后,大量镓空位导致的硅与铟扩散增强会使半导体外延层晶格应变增加,从而引发二维生长向三维生长的转变,并在表面形成In?.??Ga?.??As团簇。
关键词: 飞行时间二次离子质谱、砷化铟镓、半导体生长、超浅结、自组织、固态扩散
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 基于组件的电容储能光伏发电系统
摘要: 无线传感器网络(WSN)设计出现了一种新范式,其核心在于将底层通信功能与上层协议分离,以提高协议的复用性。本文概述了所提出的环形基础设施协议(RIP),该协议构建了一种通用灵活的通信基础设施。RIP能自动识别任意WSN拓扑中存在的物理环形结构,并生成反映节点实际分布的同心环状基础设施(即Rings)。该基础设施确保了节点间的邻近性——逻辑覆盖网络中的相邻节点同时也是物理邻节点。每个环形结构会动态分配一个或多个移动机器人作为探测节点,用于数据访问和环状结构监测。各环形结构通过动态选定的接入节点作为锚点,为访问其关联环路的探测节点提供定位基准。Rings基础设施同时支持多跳通信与数据骡子通信模型,并具备高度可靠性。本文重点阐述该基础设施的构建过程,论证其正确性与高效性,提供了预测Rings通信成本的粗略成本模型。通过实现并模拟部分上层进程对基础设施性能进行评估,并与多尺度通信方法进行仿真对比,结果表明Rings基础设施在支持上层进程时兼具强健性与高效性。
关键词: 通用、覆盖、环、基础设施、协议、传感器网络、移动性、自组织
更新于2025-09-16 10:30:52
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醌型两性离子:一种具有初始厚度不敏感和自组织特性的两亲性阴极中间层,用于倒置聚合物太阳能电池
摘要: 正交溶剂加工性通常被认为是高效界面材料的关键要求之一。本研究首次在倒置聚合物太阳能电池(PSCs)中证明:有效可靠的阴极界面层并不需要溶剂正交性。我们采用具有两亲特性(可同时溶于甲醇和邻二氯苯(o-DCB))的醌型两性离子分子ZW-Bu作为阴极缓冲层。在三种不同光活性体系中,采用ZW-Bu缓冲层的器件性能均优于常用ZnO缓冲层器件。最重要的是,器件效率对ZW-Bu初始厚度表现出极低的敏感性。此外,由于ZW-Bu薄膜具有高表面能特性,其在P3HT:PC61BM体系中成功实现了自组装缓冲层功能,其器件效率与逐层沉积法制备的PSCs相当。
关键词: 聚合物太阳能电池、非正交溶剂、自组织、醌型两性离子、初始厚度不敏感性
更新于2025-09-12 10:27:22
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石墨烯量子点及其矿物对应物的多样化纳米组装体
摘要: 在岩石、土壤和海洋沉积物中发现了由纳米颗粒构成的复杂结构,但其形成机制尚不明确,这导致关于其成因的结论存在争议。我们发现石墨烯量子点(GQDs)能与环境中常见的金属离子(如Fe3?和Al3?)通过配位相互作用驱动形成复杂结构,在地球历史上扮演特殊角色。GQDs自组装成介观尺度链状结构、片层、超粒子、纳米壳和纳米星。特定组装模式取决于GQDs与金属离子形成配位组装时的有效对称性——例如GQDs与Fe3?作用时,p轨道电子离域最大化会形成具有D?对称性、偶极键合势能和线性排列的GQD-Fe-GQD单元。通过利用碳质纳米结构相对于陶瓷背景的高电子显微镜对比度,我们在矿物似物质碳硅石中发现了GQD组装体的矿物学对应物。这些发现揭示了岩石形成过程中纳米颗粒的动力学行为,可形成复杂度超乎预期的矿化结构。
关键词: 自组织、电子共轭、纳米粒子、纳米矿物学、石墨烯量子点
更新于2025-09-11 14:15:04