柔性染料敏化太阳能电池*

本文介绍了染料敏化太阳能电池的工作原理,对其重要研究方向——柔性染料敏化太阳能电池的关键组成部分：光阳极、对电极和电解质等的国内外研究进展进行了评述,分析当前研究过程中存在的问题,并提出提高柔性染料敏化太阳能电池光电转换效率和长期稳定性的对策,对其未来的发展进行了展望.     

热丝CVD法在单晶硅衬底上低温外延生长Si和Ge薄膜的研究

采用热丝CVD法在单晶Si衬底上进行了Si和Ge 薄膜的低温外延生长,用XRD和Raman谱对其结构性能进行了分析.结果表明:在衬底温度200 ℃时,Si(111)单晶衬底上外延生长出了Raman峰位置为521.0 cm-1;X射线半峰宽(FWHM)为5.04 cm-1.结晶质量非常接近于体单晶的(111)取向的本征Si薄膜;在衬底温度为300 ℃时,在Si(100)单晶衬底上异质外延,得到了Raman峰位置为300.3 cm-1的Ge薄膜,Ge薄膜的晶体取向为Ge(220).研究表明热丝CVD是一种很好的低温外延薄膜的方法.     

基片集成波导H面T型双工器严格模态分析

本文介绍了基板集成波导(SIW)H平面T型双工器的严格模态分析. 该分析基于用于波导T型结问题的经典耦合矩阵技术. H平面T型结不仅将两个SIW滤波器连接在一起, 而且还用作两个SIW滤波器的公共端口和第一级之间的耦合结构. 首先推导了H平面T型的设计方程, 然后设计, 加工并测试了一个工作在X波段的4阶原型双工器. 双工器的实测通带中心频率分别为9.03和9.42GHz. 同时, 测试结果与预测结果具有很好的一致性.     

采用快速升温烧结方法生长Tl-1223超导薄膜的研究

报道了在铝酸镧(00l)衬底上生长Tl-1223超导薄膜的快速升温烧结方法以及铊(Tl)源陪烧靶的配比对Tl-1223薄膜晶体结构的影响.扫描电子显微镜观测表明,采用快速升温烧结方法生长的Tl-1223超导薄膜具有致密的晶体结构.X-射线衍射等测试表明,采用合适配比的陪烧靶在氩气环境下可以制备出纯c轴取向的Tl-1223超导薄膜,充氧退火后的薄膜具有较好的电学性能,其临界转变温度T_(c onset)达到116K,临界电流密度达到1.5MA/cm~2(77 K,0 T).实验结果表明,采用这一新的烧结方法制备Tl系超导薄膜具有升降温时间和恒温时间短、生产成本低等特点.     

钼网衬底上大面积硅纳米线的制备及其光催化性能研究

硅纳米材料广泛应用于光功能导向的各个领域,发展针对光功能应用及一维硅纳米结构的规模化可控制备方法,实现硅纳米结构的宏量制备,将为硅纳米结构的应用提供材料保障。本文采用简单的化学气相沉积法成功地在Mo网衬底上制备了大面积的硅纳米线(SiNWs),并通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线粉末衍射仪、拉曼光谱仪,对制备的SiNWs进行了详细的研究。通过在低功率紫外光照射下SiNWs对罗丹明B和甲基蓝的光降解能力的研究,发现在Mo网衬底上生长的SiNWs对于有机染料具有很好的降解能力。     

GaN衬底掺杂模式对ZnO纳米棒光学性质的影响

本文通过水热法在u-GaN(undoped GaN)/Al2 O3和p-GaN/Al2O3衬底上制备了ZnO纳米棒阵列.利用X射线衍射仪(XRD)、高分辨X射线衍射仪(HRXRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)和光致发光谱(PL)对样品进行表征,研究在无种子层和金属催化剂情况下u-GaN/Al2 O3和p-GaN/Al2O3衬底对ZnO纳米棒生长的影响.结果表明,在u-GaN和p-GaN上生长的ZnO纳米棒均为六方纤锌矿结构.在p-GaN上生长的ZnO纳米棒直径较细且密度更大,这可能是由于p-GaN界面比较粗糙,界面能量较大,为ZnO的生长提供了更多的形核区域;与生长在u-GaN上的ZnO纳米棒阵列相比,p-GaN上所沉积的ZnO纳米棒在378.3 nm处有一个较强的近带边发射峰,且峰强比较大,说明在p-GaN上所制备的ZnO纳米棒的晶体质量和光学性能更好.     

光合释氧机理的ABEEM/MM/MD和BS-DFT理论研究

建立了S₂态光合释氧络合物（OEC）的原子-键电负性均衡模型（ABEEMσπ）的电荷参数,并使用ABEEM/MM/MD可极化力场的分子动力学模拟和对称性破损的DFT研究了光合作用制造氧气的微观机制.HF/STO-3G（采用此基组的原因请见引用文献）水平下的电荷拟合结果证明了ABEEMσπ模型计算电荷分布的合理性和高效性.MD模拟显示,S₂态Mn₄CaO₅的双向异构化过程伴随Ca上的水分子W3转移至Mn1（III）/Mn4（III）,它很可能作为底物水之一,与O5在S₄态结合产生O₂.基于此,考察了全自旋态下两种异构体形式中O－O键形成的自由基耦合机理.BS-DFT计算结果表明,开立方结构的释氧活性大大优于闭立方结构,金属锰和氧自由基的自旋耦合方式也是反应性的决定性因素,同时,OEC的结构灵活性对于S态循环和光合水分解至关重要.     

凹槽状PDMS基底上水滴的挥发及Cassie-Wenzel转变行为

通过在线跟踪水滴在凹槽状聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底上的挥发行为, 研究了蒸馏水的挥发规律Cassie-Wenzel转变行为. 结果表明, 初始阶段, 水滴处于Cassie状态, 且在垂直于凹槽方向(V)和平行于凹槽方向(P)上存在显著的各向异性. 水滴的挥发过程依次表现出接触直径不变模式、 接触角不变模式及共同减小模式, 与平滑基底上水滴的挥发规律类似. 在挥发过程中, 发生了Cassie-Wenzel转变, 转变发生的时间与PDMS基底上突起部分的面积分数(即固相率)呈现良好的线性关系. 随着挥发的进行, 水滴的各向异性在接触角不变模式阶段消失, 即挥发导致水滴从开始的椭球缺状变为球缺状.     

Laccase Encapsulation in ZIF-8 Metal-Organic Framework Shows Stability Enhancement and Substrate Selectivity

CgL1 laccase from Corynebacterium glutamicum was encapsulated into the metal-organic framework (MOF) ZIF-8 which was synthesized in a rapid enzyme friendly aqueous synthesis, the fastest in situ encapsulation of laccases reported to date. The obtained enzyme/MOF, i. e. laccase@ZIF-8 composite showed enhanced thermal (up to 70 °C) and chemical (N,N-dimethylformamide) stability, resulting in a stable heterogenous catalyst, suitable for high temperature reactions in organic solvents. Furthermore, the defined structure of ZIF-8 produced a size selective substrate specificity, so that substrates larger than the pore size were not accepted. Thereby, 2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) (ABTS) was used to verify that the enzyme is immobilized inside the MOF versus the outside surface. The enzyme@MOF composite was analyzed by atomic absorption spectroscopy (ASS) to precisely determine the enzyme loading to 2.1 wt%.     

A Paper‐Based Platform for Long‐Term Deposition of Nanoparticles with Exceptional Redispersibility,Stability, and Functionality

Although nanoparticles (NPs) can be carefully engineered to have maximal stability and functionality desirable for use in diverse applications, they are generally not suitable for long‐term storage in solution. It is also difficult to store NPs in a dry state because dried NPs generally become aggregated and cannot easily be redispersed. Thus, a new strategy allowing long‐term storage of NPs with high stability, redispersibility, and functionality is highly demanded. By passivating the 13 nm gold nanoparticle (AuNP) surface with stabilizing agents and treating a paper substrate with both bovine serum albumin and sucrose after coating with a hydrophobic polyvinyl butyral layer, it is possible to fully redisperse (≈100%) dried AuNPs with colloidal stability comparable to that of as‐prepared AuNPs. Furthermore, AuNPs physically stabilized with polyvinylpyrrolidone can react with thiol‐containing compounds, such as 1,4‐dithiothreitol (DTT). Taking advantage of the oxidation reaction of hypochlorous acid with DTT, it is possible to demonstrate a paper‐based colorimetric sensor for detection of residual chlorine in water. Since this strategy is applicable to large‐sized AuNPs (30–90 nm), silver NPs, oleic acid‐capped magnetic NPs, and cetrimonium bromide‐passivated gold nanorods, it can be used for diverse NPs requiring long‐term storage for many applications.