Negative photoconductivity in low-dimensional materials

In recent years,low-dimensional materials have received extensive attention in the field of electronics and optoelectronics.Among them,photoelectric devices based on photoconductive effect in low-dimensional materials have a broad development space.In contrast to positive photoconductivity,negative photoconductivity(NPC)refers to a phenomenon that the conductivity decreases under illumination.It has novel application prospects in the field of optoelectronics,memory,and gas detection,etc.In this paper,we review reports about the NPC effect in low-dimensional materials and systematically summarize the mechanisms to form the NPC effect in existing low-dimensional materials.     

面向5G多波束应用的紧凑宽带Rotman透镜设计

提出了一种基于等光程差原理设计的紧凑宽带Rotman透镜波束赋形网络,用于5G毫米波通信的天线阵列多波束实现。首先,详细介绍了Rotman透镜的基本原理;然后,利用二等分功分器替代传统的单端口馈电模式,产生高定向波束,降低相邻端口处的能量损失以及透镜内部能量的散射;最后利用切比雪夫多枝节匹配变换器,优化原有的锥形阵列输出端口,在保证宽频带的条件下,缩短原有匹配端口尺寸,使得透镜整体尺寸减少20%,实现了Rotman透镜的紧凑性。改进模型的实测结果表明,该透镜工作频带为16.5～33.8 GHz,其中在17.2～32 GHz,S₁₁优于15 dB,扫描角度为±30°。该透镜结构简单紧凑,能够有效地为相邻阵元提供稳定的相位差信号,很好地实现5G毫米波阵列多波束的目标。     

光栅局域调控二维光电探测器

近年来,二维材料独特的物理、化学和电子特性受到了越来越多的科研人员的关注.特别是石墨烯、黑磷和过渡金属硫化物等二维材料具有优良的光电性能和输运性质,使其在下一代光电子器件领域具有广阔的应用前景.本文将主要介绍二维材料在光电探测领域上的应用优势,概述光电探测器的基本原理和参数指标,重点探讨光栅效应与传统光电导效应的区别,以及提高光增益和光响应度的原因和特性,进而回顾光栅局域调控在光电探测器中的最新进展及应用,最后总结该类光电探测器面临的问题及对未来方向的展望.     

钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池:光学模拟的研究进展

近几年,钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池发展迅速,效率已经从13.7%提升到29.1%.由于叠层电池器件的制作工艺复杂,而叠层太阳电池中的光学损失对转换效率的影响很大,所以通过光学模拟进而获得高效电池至关重要.本文首先从商业软件和自建模型两方面概述了光学模拟的方法,接着从反射损失和寄生吸收两方面针对光学模拟研究进展进行了总结和分析,最后指出了叠层电池光学模拟过程中需要注意的问题.钙钛矿/硅异质结叠层太阳电池的转换效率极限最高可达40%,具备很大的提升空间,结合模拟工作的研究,叠层电池的发展将会取得更大的进步.     

基于新型量子点荧光微球的氯霉素免疫层析试纸条的制备和应用

以羧基化CdTe/ZnSe量子点荧光微球为标记物,通过1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS)活化法将氯霉素(CAP)单克隆抗体与量子点荧光微球偶联制备荧光探针.氯霉素全抗原(CAP-HS-BSA)及羊抗鼠二抗分别喷涂硝酸纤维素膜,形成检测线(T线)和质控线(C线),组装成新型氯霉素量子点荧光微球免疫层析试纸条,建立了快速、定量检测牛奶中CAP的方法.本研究开发的量子点荧光微球试纸条可在15 min内完成牛奶样品中CAP的定量检测,线性范围为0.1~100.0μg/L,检出限为0.1μg/L.牛奶样品CAP的加标回收率为93.3%~97.9%,相对标准偏差在4.9%~6.9%之间.     

石榴状单质铋(Bi)球与g-C3N4复合材料表现出超强可见光氧化NO性能

采用一种原位合成工艺制备了具有类石榴结构的金属铋(Bi)单质修饰的g-C3N4复合材料(Bi-CN),并用于可见光氧化NO反应中.金属Bi单质镶嵌在CN层间形成的复合物,由于金属Bi单质显著的表面等离子体共振(SPR)作用可将光吸收范围由紫外光延展至近红外,极大地提高了复合物的光吸收.此外,由于Bi单质存在于复合物界面可产生内建莫特-肖特基效应,从而加快光生载流子的分离与转移.由此,Bi-CN复合物光催化剂展现出超强的光催化去除NO性能.我们提出了类石榴结构的形成以及相应的Bi-CN复合物光催化活性的提高机理.这不仅为高效的金属铋单质改性的g-C3N4基光催化剂提供了一种新的设计方案,也对g-C3N4基光催化的机制理解提出了新的见解.通过X射线衍射、红外光谱和X射线光电子能谱结果发现Bi是以金属单质的形式存在于Bi-CN复合物中,这得益于我们采用了二水合铋酸钠(NaBiO3·2H2O)作为铋前驱体,从而成功避免了氧化态铋的形成.Bi-CN复合物中金属铋单质的存在有诸多优点.首先,金属铋单质具有显著的表面SPR效应,它的引入可大大提高复合物的光吸收能力和太阳光利用率.有研究表明,直径为150–200 nm的铋球能够在紫外-可见漫反射图谱(UV-vis)在λ=500 nm处呈现出典型的SPR峰,但本样品在λ=200–800 nm区间内并未发现该SPR峰.由于铋单质的共振受限于其尺寸大小、颗粒形状和构造环境.本文中球形铋单质的直径约为1μm,其可能发生共振效应的峰位置应超过800 nm,因此未发现相应的SPR峰.其次,金属铋单质分散在CN层表面上构建的肖特基垫垒能够高效地阻止光生电子与空穴的复合,促进了光生载流子的分离与转移,从而提高光氧化NO进程.再者,金属铋单质的介入成功构造了Bi-CN异质结,在可见光照射下NO氧化反应中,Bi-CN复合物活性显著高于CN(22.2%)、CN-EG(36.4%)和Bi(14.1%),其中以10%Bi-CN活性最佳,NO去除率到70.4%,远远超过K插层的g-C3N4、Ag掺杂的g-C3N4和氧化石墨烯修饰的g-C3N4.当复合物中金属铋单质含量超过10%时,其活性明显下降.这是因为大量的金属铋单质积聚在Bi-CN复合物表面上而造成物理堵塞,妨碍了CN吸收可见光,从而降低了其可见光吸收能力;同时导致只会吸收更多的紫外光(λ<280 nm)而不是可见光,因而其可见光催化氧化NO能力下降.     

二氧化碳化学:二氧化碳的催化转化反应

二氧化碳既是温室气体的主要成分又是储量丰富且可再生的碳资源,研究二氧化碳的化学转化和利用有着重要意义。基于二氧化碳与催化剂的弱相互作用以及催化活化原理,通过采用环境友好的反应介质(如高密度二氧化碳、聚乙二醇等)及催化剂的设计、分离和循环利用等策略,设计并合成了单组分和双组分的功能化高效催化剂用于合成有机碳酸酯、脲、噁唑啉酮和喹唑啉二酮类化合物,并相应建立了具有重要工业应用价值的合成新方法以及环境友好的新工艺。以二氧化碳为合成子的精细化工中间体合成不但丰富了有机化学的合成方法学,也为解决日渐严重的环境问题提供潜在的新方法。在此,对本课题组近二年来在二氧化碳化学尤其是二氧化碳催化转化方法方面的研究成果做一小结。     

稀土氧化物Ce_2O_3在制备Al-Ti-C细化剂中的作用

研究了稀土氧化物Ce2O3在采用氟盐法制备铝合金用Al-Ti-C细化剂的作用,通过OM,XRD,SEM及EDAX等研究手段对细化剂的组织进行了研究。结果表明,稀土氧化物Ce2O3制备Al-Ti-C细化剂过程中,可以提高反应物氟钛酸钾与碳粉反应速度,在铝液中产生激烈的翻腾作用,从而在制备过程中对铝熔体产生强烈搅拌作用,这样可以不采用物理搅拌方法就能使合金中的组织分布均匀,此外通过环境扫描电镜(ESEM)观察发现,稀土氧化物Ce2O3反应后的稀土元素是一种强烈的表面活化元素,可以吸附在Al-Ti-C细化剂中的Al3Ti相上,形成新的稀土化合相[AlTiCe],并提高产生TiC粒子的反应速率,促进TiC粒子生成。     

ICP-AES测定向日葵花盘中13种金属元素

向日葵花盘经湿法消解,采用ICP-AES对其中钾、钙、钠、钡、铝、铬、铜、镁、铁、锰、镍、锶、锌13种元素进行测定.对光谱仪的工作条件及分析谱线等测定条件进行了选择,并进行了方法的回收率及精密度试验,其回收率在95％-122％之间.     

妙用另类加速度 巧解“匀”变速运动

提出另类加速度及适用条件,得出另类匀变速直线运动的规律,并讨论如何巧妙利用该规律解有关变速问题.