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一步光化学合成过渡金属-石墨烯杂化材料用于电催化
摘要： 对于水分解等可再生能源的广泛应用而言，开发出大规模、低成本且安全环保的电催化剂仍是一项重大挑战。本研究报道了一种通过光还原一步法合成过渡金属纳米颗粒-石墨烯复合材料的α-氨基烷基自由基应用方案。当暴露于UVA紫外光时，有机光催化剂2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-(吗啉基)丙酮(I-907)会发生Norrish I型光解反应，生成具有强还原性的α-氨基烷基自由基。我们首次证实该自由基能还原氧化石墨烯(GO)，并成功制备出石墨烯负载四氧化三钴纳米颗粒(Co3O4NP-rGO)。这些α-氨基烷基自由基同时还原GO和Co2+盐，后者在带负电的GO片层上成核并生长形成纳米颗粒。所得Co3O4NP-rGO对析氧反应(OER)表现出优异的催化活性与稳定性。本研究开创了一种可制备地壳丰量过渡金属电催化剂的新环保合成工艺。
关键词： 光化学合成、还原氧化石墨烯、氧化石墨烯、α-氨基烷基自由基、水氧化、金属纳米粒子
更新于2025-11-19 16:56:35
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利用隧道原子力显微镜研究光学照明对含金纳米颗粒的ZrO2(Y)薄膜电阻开关特性的影响
摘要： 通过隧道原子力显微镜研究了光学照明对嵌入单层金纳米粒子阵列（尺寸2-3纳米）的超?。ㄔ?纳米）ZrO2(Y)薄膜中电阻开关效应的影响。这些含金纳米粒子的ZrO2(Y)薄膜是通过分层磁控溅射法沉积在带有导电氧化铟锡底层的玻璃基板上制备而成，随后在450°C下退火处理。显微镜探针与样品接触的循环电流-电压曲线显示，ZrO2(Y)薄膜中的双极电阻开关效应导致滞后现象增强。当通过透明基板用半导体激光器在等离子体共振波长下照射时，发现该效应在致密的金纳米粒子阵列（约660纳米间距）中表现明显。该现象归因于在等离子体共振条件下，显微镜探针与氧化铟锡基板之间的强电场中，金纳米粒子发生光辅助场发射，将电子发射至ZrO2(Y)的导带。
关键词： 等离子体共振、电阻开关、氧化钇稳定氧化锆、金属纳米粒子、原子力显微镜
更新于2025-11-19 16:56:35
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不同硬度和熔点的金属表面对合成纳米颗粒结构与光学性质的影响
摘要： 材料宏观与微观特性之间的关系对于合成具有先进性能的多原子结构至关重要。我们通过液相激光烧蚀法，分析了脉冲持续时间、脉冲能量及液体温度对不同硬度与熔点的金属（铟、锡、锌和钨）纳米颗粒（NPs）形成过程的影响。采用透射电镜分析和Z扫描技术研究了纳米颗粒悬浮液的成分、形貌动力学及性能，并利用60飞秒与200皮秒脉冲在800纳米和400纳米波长下分析了纳米颗粒的非线性光学特性。研究表明液体环境温度会影响纳米颗粒的形成及其非线性光学性质。此外，在低硬度与低熔点金属（铟）的烧蚀过程中，脉冲能量对纳米颗粒的形成、形貌及尺寸影响较??；而脉冲持续时间对纳米颗粒的形成起着关键作用，特别是超短脉冲对制备小粒径纳米颗粒具有积极效果。
关键词： 非线性光学特性、金属纳米粒子、液相激光烧蚀
更新于2025-09-23 15:23:52
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氧化铱纳米颗粒修饰的碳纳米管气体传感
摘要： 研究了掺杂氧化铱纳米颗粒的多壁碳纳米管（IrOx-MWCNTs）用于检测二氧化氮和氨等有害气体的性能。采用基于水解和酸缩合生长机制的两步法合成了金属氧化物纳米颗粒，并将其用于修饰碳纳米管侧壁。在不同实验条件下，与裸碳纳米管相比，氧化铱纳米颗粒修饰的碳纳米管材料对NH3和NO2表现出更高且更稳定的响应，由此确定了最佳工作温度，并估算了检测限和定量限。此外，采用多种形貌与成分表征技术对所用纳米材料进行了研究，并提出了气体传感机制。
关键词： 碳纳米管、相对湿度效应、金属纳米粒子、氧化铱、化学电阻式气体传感器
更新于2025-09-23 15:22:29
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铝纳米颗粒包覆氧化锌中电子与激光激发增强激子发射的关联研究
摘要： 近期研究发现，金属纳米粒子表面涂层能显著增强氧化锌的紫外发光强度，为降低光学损耗、提升LED性能提供了可行方案。虽然学界普遍认为金属纳米粒子中受激共振的局域表面等离子体（LSPs）可直接与半导体激子耦合从而提高其自发辐射速率，但该现象的具体作用机制尚未完全阐明。本研究采用关联光致发光、深度分辨阴极荧光及时间分辨光致发光光谱技术，探究了覆盖2纳米铝纳米粒子层的块体与纳米结构氧化锌中的LSP-激子耦合效应。通过10K至250K温区分辨的阴极荧光与光致发光测量发现：80K时自由激子（FX）发射增强因子高达12倍，并揭示FX相比局域化施主束缚激子与LSPs具有更高效的耦合效率。观测到LSPs与FX间存在显著的偏振依赖性——当FX跃迁方向与入射激发电场方向一致时（激光与电子束光源情况不同），FX会获得更强增强。该结果表明：通过选择合适的氧化锌衬底取向，可实现铝纳米粒子包覆氧化锌中激子发射峰的选择性增强。
关键词： 局域表面等离子体、金属纳米粒子、氧化锌、激子耦合、发光
更新于2025-09-23 15:21:01
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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) - 利用银纳米粒子局域表面等离子体共振提升平面硅太阳能电池效率
摘要： 在这项工作中，我们开发了一种利用银纳米粒子（NPs）的局域表面等离子体共振（LSPR）效应，在硅太阳能电池上制备减反射结构的省时且经济的方法。该纳米粒子修饰的硅太阳能电池覆盖有防止性能退化的Al2O3层，展现出宽带光吸收增强效果，其加权平均光谱反射率（Rave）低至9.5%，在700纳米波长处的外量子效率（EQE）绝对增益最高达19.2%，与未添加纳米粒子的参考硅太阳能电池相比，整体功率效率（η）相对提升了20%。
关键词： 金属纳米粒子、局域表面等离子体共振、减反射涂层、硅
更新于2025-09-23 15:21:01
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金属纳米颗粒中声-等离子体耦合的数值模拟
摘要： 我们描述了一种计算方法来研究金属纳米颗粒中的声-等离子体耦合。我们使用由巴黎第六大学（皮埃尔与玛丽·居里大学）雅克-路易·利昂实验室开发的高级多物理场有限元软件FreeFEM。我们的数值方法依次确定纳米颗粒的声学模式和电磁特性的调制。通过更新位于纳米颗粒与其宿主介质边界处的节点坐标，并采用基于径向基函数插值的网格变形算法，实现了声学模拟与电磁模拟之间变形几何体的传递。因此，我们从理论上研究了受限振动与表面等离激元之间的不同耦合机制：形状效应、由纳米颗粒体积变化引起的电子密度效应，以及通过形变势机制评估的带间跃迁效应。
关键词： 声-等离子体耦合、径向基函数插值、FreeFEM、有限元法、金属纳米粒子
更新于2025-09-23 15:21:01
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等离子体诱导共振能量转移与热电子注入过程的统一理论：提升光电流效率
摘要： 金属纳米粒子（MNPs）中的等离激元有望增强半导体中的太阳能转换。近场区域中两种关键的增强机制是热电子注入（HEI）和等离激元诱导共振能量转移（PIRET）。对这两种机制的单独研究表明，PIRET效率受限于等离激元的短寿命，而热电子则源于等离激元衰变。建立耦合的HEI与PIRET过程的统一理论具有根本性的研究价值且对可靠预测必不可少，但由于参与增强过程的各种组分之间存在多重相互作用，该理论构建较为复杂。本文采用模型哈密顿方法建立了包含PIRET和HEI的联合理论框架，研究了耦合动力学及热电子能量分布的时间演化。该理论进一步预测了PIRET光谱依赖性中由干涉引起的不对称性，可用于区分PIRET与HEI。由于PIRET和HEI的相对贡献强烈依赖于MNPs的尺寸，这为调控两者贡献强度提供了简单途径。本文结果可为未来等离激元太阳能收集应用提供进一步指导。
关键词： 等离子体激元、金属纳米粒子、热电子注入、太阳能转换、等离子体诱导共振能量转移
更新于2025-09-23 15:21:01
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光照射下金属纳米粒子所受洛伦兹力的精确有限差分分析
摘要： 采用频域有限差分法评估光辐照金属纳米颗粒所受洛伦兹力的特性。通过将数值计算结果与米氏理论精确解对比，证明对纳米颗粒表面施加平滑算法可提高模拟精度。分析紧密排列双球体间的洛伦兹力作用表明：在等离子体共振频率下，强作用力会使两球体相互吸引。研究同时发现，要获得上述结论必须采用平滑算法。
关键词： 等离子体共振、有限差分法、洛伦兹力、光照射、金属纳米粒子、米氏理论
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过采用铂和银纳米颗粒修饰的WO3薄膜提高光电流及孕酮降解效果
摘要： 通过研究多色光照射下的光电流响应，探究了银（Ag0）和铂（Pt0）金属纳米颗粒（NPs）对WO3薄膜的影响。X射线衍射（XRD）分析显示其结构相为单斜晶系纳米结构。采用WO3、Ag0/WO3和Pt0/WO3电极，在多色光照射下对水溶液中0.35 mg L-1的孕酮激素进行3小时降解。这些降解研究是在非均相光催化（HP）和电化学辅助HP（EHP）条件下进行的。对于孕酮的光降解，在WO3功能化处理并采用+0.7 V（vs Ag/AgCl）偏压的EHP构型时获得了更高性能。本研究表明，将金属NPs引入半导体可提高其效率，通过表面等离子体共振（SPR）和陷阱态效应防止光催化剂中的电子-空穴复合及WO3的光电化学限制。因此，基于本研究可实现水处理过程中有机污染物降解效率的显著提升。
关键词： 孕酮光降解、多色辐照、金属纳米粒子、三氧化钨薄膜、光电流密度
更新于2025-09-23 15:21:01