二极管器件SPICE电路模型对锥形离子通道I-V特性曲线的模拟

离子整流性是纳米离子通道的一个重要特征,具有整流性的离子通道体系也被称为纳米流体二极管.本文比较了离子通道的泊松-能斯特-普朗克(PNP)方程组模型和固体半导体的扩散-漂移模型,提出可以使用二极管器件的仿真电路模拟器(SPICE)电路模型对离子通道体系的电流-电压(I-V)曲线进行模拟.以锥形离子通道的PNP数值模型的计算结果为基础,通过对这一体系进行讨论,给出一个锥形离子通道的SPICE电路模型,它可以较好地模拟I-V特性曲线.离子通道SPICE电路模型的建立可用于研究纳米流体二极管作为一个器件在电路中的应用.     

导电聚苯胺与磁性γ-Fe2O3纳米复合物的电磁性能

将无机磁性纳米粒子与导电高分子进行化学复合方面的研究已引起了人们的关注[1,2]. 由于该复合材料同时具有有机和无机材料的优异性能, 因而展示了巨大的应用潜力, 特别是在光、电和磁等领域的潜在应用前景更引起了各国研究者的高度重视[3～7].     

双金属双硅层核-壳纳米结构Au@SiO2@Ag@SiO2用于葡萄糖检测

制备了一种灵敏度高、 稳定性强的双金属双硅层核-壳结构纳米材料Au@SiO₂@Ag@SiO₂. 由于双金属之间的硅层促进了远程等离子体的激发转移, 使该纳米粒子具有良好的表面增强拉曼散射(SERS)的特性及优异的稳定性. 利用这种SERS活性材料能直接检测出人体尿液的主要成分, 且该材料呈现出对低浓度(10^-6 mol/L)葡萄糖的无标记高效检出能力. 此外, 还实现了人工尿液中等浓度(10^-3 mol/L)葡萄糖和尿素分子的同时检测, 以及实际尿液中10^-3 mol/L葡萄糖的检测. Au@SiO₂@Ag@SiO₂纳米粒子具有在多种生物分子存在时快速检测葡萄糖的实际应用潜力.     

软模板印刷法制备超疏水性聚苯乙烯膜

首次利用软模板印刷的方法,以微米-亚微米-纳米复合结构的PDMS为软模板,在平滑聚苯乙烯表面上成功制备了同样具有微米-亚微米-纳米复合结构的超疏水表面,该表面与水的接触角高达161.2º。软模板印刷方法可以用在其它热塑性聚合物如聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯等材料上,是一种简单有效地制备超疏水性表面的方法。     

纳米材料的自组装研究进展

本文主要评述了近年来纳米材料自组装的研究进展，即对以纳米材料(包括零维的纳米粒子和一维的纳米管/线)为单元而开展的自组装方面的工作进行了介绍。将纳米材料自组装为各种尺度的有序结构会产生更优异的整体的协同性质，这对于以纳米材料为基础而构筑的微纳米器件有着重要的意义。由于目前纳米材料的研究主要集中在零维和一维体系，因此，本文分别就此两种体系的自组装行为进行了评述。具体内容包括：单分子层薄膜修饰的无机纳米粒子的自组装、大分子修饰的无机纳米粒子的自组装、未被修饰的无机纳米粒子的自组装；表面张力及毛细管力诱导的一维纳米材料的自组装、模板诱导的一维纳米材料的自组装、静电力诱导的一维纳米材料的自组装。     

染料敏化的TiO2纳米管薄膜的光电浸润性

采用阳极氧化法在钛箔表面制备TiO2纳米管阵列, 并在其表面修饰N3染料(Ruthenium dye)作敏化剂, 用氟硅烷来提高表面疏水性, 获得超疏水薄膜. SEM测定结果表明, 纳米管薄膜具有各向异性浸润结构, 同时阳极氧化的非均匀性增加了表面的粗糙度. UV-Vis吸收光谱及电化学阻抗谱结果表明, 薄膜具有优异的光电性能. 通过施加超过一定阈值的电压, 液滴在薄膜表面由超疏水状态转变为亲水状态. 利用光电协同激励作用时, 阈值电压比单独使用电激励时降低了10 V, 这是使用高效的N3染料光电敏化层的结果.     

不同结构的氧化钛纳米金复合薄膜的光伏特性

具有表面等离子体共振效应的金属和氧化物复合纳米结构被应用在染料敏化太阳能电池（DSSC）中以提高电池的光电转换效率,金属纳米粒子和氧化物薄膜的复合结构对于等离子体共振器件在电池上的效果有巨大的影响. 我们研究了不同氧化钛薄膜和纳米金复合体系（纳米金分别修饰在氧化钛薄膜的表面和下表面）的光电转换效果,其中当纳米金修饰在氧化钛薄膜表面时薄膜的紫外可见吸收增加最大. 然而,经过染料敏化之后,该体系的光电转换效率比未修饰的薄膜有所降低,而纳米金修饰在氧化钛薄膜下表面时,光电转换效率比未修饰时提高了37%,同时入射单色光子-电子转化效率（IPCE）也有相应提高. 为了进一步研究纳米金在复合薄膜中的作用,我们引入了TiO₂-Au-TiO₂的三明治体系,该体系的光电转换效率比未修饰的参比氧化钛薄膜仍有所提高. 上述研究结果表明等离子体共振器件的结构设计对于染料敏化太阳能电池的改善具有重要意义. 同时,我们对于纳米金的等离子体共振效应做了离散偶极子近似（Dipole Discrete Approximation）模拟计算,其结果支持了实验数据. 该研究对于未来太阳能电池中表面等离子体共振器件的设计具有一定指导意义.     

氧化锌薄膜的可控浸润性研究

采用一步电沉积的方法在导电玻璃基底上制备了具有粗糙表面的氧 化锌薄膜．用SEM和XPS表征了薄膜的表面形貌和化学组成,用接触角测定仪 测定接触角以评估薄膜的浸润性．结果显示,薄膜表面布满了无序生长的花瓣状 的微晶,形成疏松的结构．薄膜与水的接触角为133．2°,呈现了疏水的性质．通 过紫外光照射的方法可以使其由疏水性薄膜转化为亲水性薄膜,接触角降低到 4．8°。     

基于ZnO光阳极的染料敏化太阳电池的研究

本文全面介绍了基于ZnO光阳极的染料敏化太阳电池的研究和应用现状,特别是ZnO光阳极的制备方法,包括传统的手术刀法、丝网印刷技术和电沉积自组装方法,以及最近发展起来的机械挤压法、化学液相沉积法、化学气相沉积法和低温水热法等,对不同制备薄膜方法的工艺条件和优缺点进行了综述.同时介绍了微/纳米复合结构和直线电子传输对光电转换效率提高的作用.指出了ZnO太阳电池未来发展方向是:探索制备ZnO电极的新形貌和新方法,寻找性能更加优异的染料,以提高ZnO太阳电池的光电转换效率.     

低聚噻吩酸敏化多孔TiO2膜的光电转换性能

自从 Gratzel等 [1 ]于 1991年发现染料敏化的 Ti O2 膜具有良好的光电转换性质以来 ,对染料敏化半导体太阳能电池的研究已成为半导体电化学领域的研究热点 [2～ 4] ,这类电池的光电转换效率不断提高[5,6] .但具有较高转换效率的器件多是采用液体电解质和价格昂贵的联吡啶钌化合物作为染料 ,不利于其实际应用的推广 .采用聚噻吩作为电解质 ,并兼敏化作用组装电池已见报道 [7] .低聚噻吩酸具有一定的电导率 ,其分子连有端基羧酸 ,能有效地与 Ti O2 表面羟基作用而吸附 ,同时它们在可见光区有较好的吸光特性 ,是一种潜在的、具有敏化效应…