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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 利用等离子体蝴蝶结纳米天线阵列提升钙钛矿光电探测器在近红外区的性能

    摘要： 三阳离子混合金属卤化物钙钛矿因其高光子-电子转换效率、低激子结合能和良好的热稳定性，成为重要的光电材料。然而，由于在较长波长（尤其是近带边和带隙波长以上）的本征吸收较弱，该类钙钛矿在近红外（NIR）波段的光子-电子转换效率较低。本研究设计并制备了一种等离子体功能化的钙钛矿光电探测器（PD），将钙钛矿活性材料（(Cs0.06FA0.79MA0.15)Pb(I0.85Br0.15)3）旋涂于金蝶形纳米天线（BNA）阵列基底表面。在785 nm激光（接近钙钛矿带边）照射下，基于BNA的等离子体PD展现出比硅/二氧化硅常规PD约2962%的光响应增强。此外，该等离子体PD的探测率达到1.5×1012量级，外量子效率高达188.8%，超过常规PD 30倍以上。性能大幅提升源于局域表面等离子体共振耦合增强了BNA阵列周围的电场。这种BNA-钙钛矿设计还可用于提升其他光电设备性能，该概念亦可拓展至不同活性材料的其他光谱区域。

    关键词： 近红外、蝴蝶结纳米天线阵列、钙钛矿光电探测器、局域表面等离子体共振

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 850纳米纯近红外发射铱配合物用于溶液加工型有机发光二极管

    摘要： 高性能纯近红外有机发光材料及发射波长完全超过700纳米的器件仍十分稀缺但需求迫切。铱(III)配合物已被证实是重要的近红外发光材料。本文报道了一种新型近红外同配型铱(III)配合物——三[1,4-二(5-正辛基噻吩-2-基)苯并[g]酞嗪]铱(III)（Ir(dotbpa)3），其发射波长完全超过700纳米且铱质量含量低至10 wt%。得益于柔性正辛基团的引入，与同类配合物Ir(dtbpa)3相比，Ir(dotbpa)3展现出显著提升的溶解性和优异的溶液加工性能。通过采用多功能主体材料，我们制备了仅含三层有机结构的溶液加工型近红外OLED，实现了从725纳米开始、峰值位于850纳米的纯近红外发射，最大外量子效率达0.17%，这是首个基于铱(III)发光材料实现纯近红外OLED的案例。

    关键词： 纯近红外发射，近红外，溶液加工，铱(III)配合物，有机发光二极管

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 开发一种用于光动力治疗的新型多模近红外激光系统

    摘要： 光动力疗法（PDT）已广泛应用于多个领域，尤其在癌症治疗中。在该疗法中，设计合适的光源对实现成功治疗至关重要。在各类光源中，激光器因其能精准激活光敏剂（PS）的特定波长、相干特性及可光纤耦合使用的优势，成为重要候选方案。为达成理想的PDT治疗效果，激光光源需配备高稳定性电流控制器、温度控制器及闭环控制系统。本研究开发了一种新型多模态PDT激光系统（MPTL），具备四种差异化辐射模式。值得注意的是，该系统首次在公开文献记载的PDT激光器中引入超脉冲模式（SPM），以最大限度减少目标组织的热损伤。通过精确控制激光谐振腔的电流与温度，该系统实现了高度光学输出稳定性：在0-1500毫瓦范围内保持±1毫瓦的高光学输出稳定性，在635纳米波长下实现±1纳米的高波长稳定性，且所有辐射模式下均维持±0.2°C的高温度稳定性。搭载超脉冲模式的MPTL系统可安全应用于广泛的PDT临床场景。

    关键词： 脉冲模式激光、光动力疗法、PDT光源、近红外、超脉冲、激光系统、多模态

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 一种用于检测Hg2+的双色比色和近红外荧光开启探针及其应用

    摘要： 环境中汞离子（Hg2+）污染的加剧已引起广泛关注，因此亟需开发简便有效的检测方法。本研究首次将1,3-二硫杂环己烷基团引入二氰亚甲基-4H-吡喃荧光团，构建了一种新型汞离子荧光探针（E）-2-(2-(3-(1,3-二硫杂环己烷-2-基)-4-羟基苯乙烯基)-4H-色烯-4-亚基)丙二腈（DCM-Hg）。该探针通过汞离子触发的缩醛保护基脱除反应实现选择性检测，导致溶液颜色由紫色显著变为粉色，并在近红外区产生明显荧光增强。在0-100 μM浓度范围内，近红外荧光强度与汞离子浓度呈线性关系，探针对汞离子的检测限低至6.8×10?? mol/L。此外，该探针可在试纸条上检测汞离子，并以低细胞毒性对活细胞内汞离子进行成像，展现出在环境监测和生物科学领域的应用潜力。

    关键词： 选择性、近红外、成像、颜色变化、汞离子（Hg2?）

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于可见光和近红外光谱技术检测小麦黑胚粒的仪器比较研究

    摘要： 黑尖?。˙T）是一种非真菌毒素性真菌，会侵染小麦籽粒，在籽粒顶端形成深褐色或黑色烟灰状区域。目前检测小麦中BT含量的标准方法是目视检查，但该方法耗时且存在主观评估风险。本研究评估了三种光谱仪（覆盖950-1636 nm波段[Spec1]、600-1045 nm波段[Spec2]和380-780 nm波段[Spec3]）预测BT的能力。将籽粒分为四个等级：(A)健康、(B)轻度黑尖症状(BTS)、(C)重度BTS和(D)BT损伤(BTD)。通过建立判别分类模型评估不同等级组合：(1)单独区分A/B/C/D；(2)合并为A/(B+C)/D；(3)合并为(A+B)/(C+D)。使用23份硬红冬小麦样本（每份30粒经目视筛选的四个等级籽粒）采集2760粒的光谱数据。基于两种方案建立判别校准模型：(1)17份样本的三组组合（剩余6份独立验证）；(2)每份样本随机选取20粒作校准样本（剩余10粒验证）。每个模型采用5个特征波长，光谱预处理采用标准正态变量变换(SNV)。结果显示三种光谱仪均能检测BT损伤，其中Spec1和Spec2（近红外波段）的分类准确率受品种影响，而全可见光波段的Spec3不受影响。二分类（A+B/C+D）比三分类（A/B+C/D）和四分类更准确。根据正确分类率和Youden指数，Spec2在检测健康及BTD籽粒时表现最优，其最佳二分类模型的准确率达85.6%-87.5%（Spec1为74.8%-78.4%，Spec3为76.7%-79.2%）。研究表明五波长模型具有开发简易、低成本高速光电检测仪的潜力，这类仪器可用于育种、分级或加工环节的BT检测，通过波长优选还可同步实现单粒籽粒蛋白质、淀粉含量等其他化学特性的检测与分选。

    关键词： 黑尖损伤，小麦，可见光，近红外，光谱学

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 漫反射光谱技术（可见光-近红外-短波红外）作为红树林土壤蓝碳量化的有效工具：热带半干旱气候条件下的案例研究

    摘要： 对红树林生态系统中土壤有机碳（SOC）储量的评估，对于旨在减少二氧化碳排放的沿海管理活动至关重要。然而，传统用于量化SOC的湿化学分析法可能因还原性化合物氧化而导致SOC含量被高估。本研究聚焦于采用漫反射光谱技术（DRS）预测红树林区域SOC含量。若使用得当，DRS在某些情况下可能比传统分析方法更准确、高效地测定红树林土壤中的SOC。此外，变量筛选能简化流程并提升预测精度，通过降低所用数据集的共线性，构建更具解释性与稳健性的模型以实现更精确的SOC量化。

    关键词： 热带半干旱气候条件、红树林土壤、可见光-近红外-短波红外光谱、蓝碳、漫反射光谱技术

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 近红外荧光团脑成像

    摘要： 作为人体的中枢控制系统，大脑是一个极其重要的复杂器官，即使是最轻微的失调和创伤也可能造成难以估量的损害。临床上一直存在未被满足的需求：需要一种无需开颅的非侵入式高分辨率成像技术，来帮助神经外科医生获取脑部检查所需的解剖学和功能学信息。与传统方法相比，近红外（NIR）成像（窗口I：700-900纳米；窗口II：1000-1700纳米）为非放射性检测提供了具有高时空分辨率的创新策略。特别是NIR-II成像由于光子散射和组织自发荧光的显著降低，展现出更深的组织穿透深度和超低的组织背景信号。在本综述中，我们重点介绍了NIR荧光团的最新进展，特别是其合理设计及其在脑部NIR荧光成像中的应用，内容涵盖脑肿瘤、创伤性脑损伤和出血性疾病，以及阿尔茨海默病和亨廷顿病等神经退行性疾病。这种最先进的非侵入式、非放射性光学成像模式，在理解神经系统疾病的基本病理生理机制方面展现出良好前景，并有望实现临床转化。

    关键词： 荧光团，脑成像，近红外

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 快报：比较单独及集成在线拉曼、近红外和中红外光谱模型预测胶束液体粘度

    摘要： 在许多行业中，粘度是影响消费者满意度和工艺效率的重要质量参数。个人护理行业中的洗发水和沐浴露等产品就属于这类情况——其复杂结构由胶束液体构成。离线粘度测量已通过台式流变仪和粘度计得到成熟应用，难点在于通过在线或原位技术直接测量工艺过程中的该特性。因此，本研究旨在探究是否可以利用在线振动光谱（如近红外NIR、中红外MIR和拉曼光谱）的替代测量方法来预测胶束液体的粘度。作为光学技术，这些方法具有无损且易于实施的特点，每种光谱技术可检测不同的分子功能基团。研究采用光纤耦合在线探头：近红外测量使用透射探头，中红外使用衰减全反射（ATR）探头，拉曼光谱使用背散射探头。通过前向区间偏最小二乘法（iPLS）变量选择建立预测模型，并采用对数粘度值。每种技术都尝试了多种预处理组合，包括去趋势处理、惠特克滤波器、标准正态变量变换（SNV）和多元散射校正（MSC）。结果表明，三种技术均可单独用于预测胶束液体粘度，预测误差相当：近红外1.75 Pa·s、中红外1.73 Pa·s、拉曼1.57 Pa·s。拉曼模型的相对预测偏差（RPD）最高（5.07），近红外和中红外模型分别为4.57和4.61。研究还探索了数据融合技术——通过基于信噪比加权及透射曲线加权（仅限红外数据集）来判断多数据集信息能否提升模型质量。信噪比加权的近红外-中红外-拉曼组合模型表现最优（RMSECV 0.75 Pa·s，RPD 10.62），优于单一模型和普通组合模型。这项对比研究不仅为胶束液体粘度的三种潜在工艺分析技术提供了初步评估，也为商用工艺分析技术在线测量粘度奠定了基础。鉴于这些技术通常用于成分分析，本研究展示了它们测量重要物理参数（粘度）的能力，拓展了光谱技术的应用范围。

    关键词： MIR（中红外）、粘度、近红外、胶束液体、光谱学、偏最小二乘法、拉曼、中红外、NIR（近红外）、PLS（偏最小二乘法）、在线

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 一种通过调节分子疏水性靶向线粒体的新型红外探针

    摘要： 在此，我们基于近红外荧光染料硅罗丹明开发了一种用于线粒体染色的近红外（NIR）荧光探针。通过将该荧光核心与10种不同市售胺类进行偶联，系统性地调控了其疏水性。所得荧光化合物表现出相似的光物理性质但具有不同的疏水性。我们确定了与高线粒体靶向效率相关的最佳疏水水平。特别是SiR-Mito 8探针提供了优异的线粒体染色效果，并成功实现了体外活体Hep3B癌细胞与正常L02细胞的分化鉴别。

    关键词： 线粒体、硅罗丹明、荧光探针、近红外

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • SiC上石墨烯缓冲层在可见光到近红外宽能范围内的表面增强拉曼散射

    摘要： 通过直接在SiC衬底上生长的石墨烯表面沉积纳米结构金，增强了石墨烯与SiC衬底之间缓冲层的拉曼信号。这种简单方法可在1.58至2.33电子伏特的宽能范围内解卷积多个石墨烯和缓冲层峰，并发现常规拉曼散射光谱中未解析的新缓冲层峰。此外，我们清晰展示了其中一个缓冲层峰位存在微弱的线性激发能量依赖性，而其他多数峰位则未呈现能量依赖性。

    关键词： 缓冲层、表面增强拉曼散射、石墨烯、碳化硅、近红外

    更新于2025-09-23 15:19:57