二维α-In2Se2的铁电性与器件应用

铁电体具有可控的非易失电极化，在现代电子学中有着广泛的应用，例如大容量电容器、新型二极管、铁电场效应晶体管、铁电隧道结等．伴随着电子元器件的不断微型化，传统铁电体面临着极大的挑战，即在器件减薄过程中受限于临界尺寸效应，铁电性很难稳定存在于纳米乃至单原子层二维极限厚度下．鉴于二维范德华材料具有界面饱和、层间相互作用弱、易于实现二维极限厚度等特性，因此，在二维材料家族中寻找室温二维铁电性将是解决传统铁电体瓶颈的有效方法．本文将首先回顾近年来二维铁电物性研究的相关背景，并针对其中在技术应用上较为重要的α-In２Se３ 面外铁电性作详细介绍，最后总结基于二维α-In２Se３ 的铁电器件应用进展。     

NiSb纳米颗粒的热液路线制备及电催化析氢性能研究（英文）

本文发展了一种简单经济的过渡金属锑化物热液合成路线,在160℃的温和条件下,由商业易得的乙酰丙酮基镍和三苯基铋在汕胺介质中还原制备出NiSb纳米颗粒.反应中,还原剂甲硼烷-叔丁基胺络合物的使用能够有效促进金属源的快速还原,用以促进NiSb纳米颗粒的生成.结构表征显示,所制备的NiSb产物为六方相(空间群P6_3/mmc)颗粒状纳米晶,共粒径约为10 nm.该合成方法可拓展用于CoSb和Ag_3Sb等纳米颗粒的温和制备.电催化析氢性能研究显示,NiSb纳米颗粒具有良好的电化学析氢反应性能.结果显示,当阴极电流密度达到50 mA/cm~2和10 m A/cm~2时所需要的过电位分别为531和437 mV.同时,NiSb纳米颗粒还具有较小的电荷转移阻抗和优良的循环稳定性能.     

采用(meta)-GGA泛函对Ag(111)、Rh(111)和Ir(111)上乙烯吸附的理论研究

本文针对在多种催化反应的重要中间体乙烯，使用(meta)-GGA等级的包含PBE，BEEF-vdW，SCAN以及SCAN+rVV10在内的多种交换关联泛函，系统研究了在过渡金属表面(Ag，Rh和Ir)上乙烯吸附势能面对泛函的依赖关系. 研究发现，对于乙烯在贵金属Ag(111)上的吸附，除了PBE外，BEEF-vdW，SCAN以及SCAN+rVV10均能预测出物理吸附态的存在. 对于乙烯在Rh(111)面的吸附，SCAN和SCAN+rVV10预测在化学吸附位之前存在有物理吸附前驱态，而基于PBE和BEEF-vdW的势能面并没有发现前驱态的存在. 而对于乙烯在Ir(111)上的吸附，BEEF-vdW也能微弱地预测出化学吸附前驱态的存在. 研究结果表明，无论在哪一种金属表面上，四种泛函中SCAN+rVV10给出的吸附能最强，其次是SCAN，最后是PBE或者BEEF-vdW.     

基于片段的核磁共振筛选方法识别NSD1 SET结构域的全新苗头化合物

包含SET结构域的核受体结合蛋白1（NSD1）是一种组蛋白甲基转移酶，它能够特异性的甲基化组蛋白H3赖氨酸第36位（H3K36）.异常表达的NSD1主要发现于Sotos综合症患者体内，但它同样也能导致其他多种人类疾病的发生.目前已有靶向组蛋白甲基转移酶DOT1L和EZH2的小分子抑制剂报道，然而，靶向NSD1的化学探针分子尚未被发现.本文使用基于片段的核磁共振（NMR）筛选方法寻找到3个以NSD1蛋白作为靶点的苗头化合物，利用化学位移扰动分析技术测定了这些化合物与NSD1的结合亲和力.另外，利用分子对接方法选择获得苗头化合物与NSD1蛋白的最可能的结合模型.结果显示苗头化合物1结合于NSD1天然底物S-腺苷酸甲硫氨酸（SAM）的结合口袋中.我们的研究成果为进一步以结构为指导的从苗头化合物到先导化合物的衍化奠定了基础.     

国内CIDEP研究进展

化学诱导动态电子极化（CIDEP）是检测瞬态顺磁粒子并表征其特征的强有力的手段,对于研究光化学和光物理瞬态过程的微观机理和规律有重要意义. 本文较为详细地总结了4种常见的CIDEP机理,讨论了各种极化谱及相应的极化条件;简要介绍了国内研究小组在CIDEP理论以及在均相溶液和微复相体系中光化学过程的CIDEP研究成果.      

Z型复合催化剂g-C3N4/Vo-ZnO光催化活性的研究

随着科学技术的不断进步和经济的快速发展,人类对自然资源的需求量越来越大,在开发利用自然资源的同时,大量的有机污染物也随之进入自然环境.这些物质不仅污染环境、破坏生态,更对人类的生活和健康带来了巨大的威胁.研究证实,半导体光催化剂在光照条件下可以破坏有机污染物的分子结构,最终将其氧化降解成CO2、H2O或其它不会对环境产生二次污染的小分子,从而净化水质.近年来,有关光催化降解有机污染物的报道日益增多. ZnO作为一种广泛研究的光催化降解材料,因其无毒、低成本和高效等特点而具有一定的应用前景.但是ZnO较大的禁带宽度(3.24 eV)导致其只能吸收紫外光部分,而对可见光的吸收效率很小,极大地制约了其实际应用.除此之外, ZnO受光激发产生的电子-空穴分离效率较低、光催化过程中的光腐蚀严重也是制约其实际应用的重要因素.为了提高ZnO的光催化活性和稳定性,本文合成了用g-C3N4修饰的氧空位型ZnO(g-C3N4/Vo-ZnO)复合催化剂,在有效调控ZnO半导体能带结构的同时,通过负载一定量的g-C3N4以降低光生电子-空穴对的复合速率和反应过程中ZnO的光腐蚀,增强催化剂的光催化活性和稳定性.本文首先合成前驱体Zn(OH)F,然后焙烧三聚氰胺和Zn(OH)F的混合物得到g-C3N4/Vo-ZnO复合催化剂,并采用电子顺磁共振波谱(EPR)、紫外-可见光谱(UV-vis)、高分辨透射电镜(HRTEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等表征了它们的结构及其性质. EPR结果表明,ZnO焙烧后具有一定浓度的氧空位,导致其禁带宽度由3.24 eV降至3.09 eV,因而提高了ZnO对可见光的吸收效率. UV-vis结果显示, Vo-ZnO复合g-C3N4后对可见光的吸收显著增强. HRTEM和FT-IR结果均表明, g-C3N4纳米片和Vo-ZnO颗粒之间通过共价键形成了强耦合,这对g-C3N4/Vo-ZnO复合催化剂中光生载流子的传送和光生电子-空穴对的有效分离起到重要作用.可见光催化降解甲基橙(MO)和腐殖酸(HA)的实验进一步证明, g-C3N4/Vo-ZnO复合材料具有较好的光催化活性,优于单一的g-C3N4或Vo-ZnO材料.同时还发现, g-C3N4的负载量对光催化活性有显著影响,当氮化碳的负载量为1 wt%时,所制材料具有最高的光催化活性：可见光照射60 min后,MO降解率可达到93%, HA降解率为80%.复合材料光催化活性的增强一方面是因为氧空位的形成减小了ZnO的禁带宽度,使得ZnO对可见光的吸收能力大大增强;另一方面, g-C3N4和Vo-ZnO的能带符合了Z型催化机理所需的有效能带匹配,使得光生电子-空穴对得到了有效的分离,从而提高了光催化活性.降解MO的循环实验表明, g-C3N4/Vo-ZnO催化剂具有很好的稳定性且不容易发生光腐蚀.与此同时,我们对比了用不同方法制备的g-C3N4/ZnO材料的催化性能.结果显示,本文制备的g-C3N4/Vo-ZnO复合材料具有更好的降解效率.总体而言,对于降解有机污染物, g-C3N4/Vo-ZnO可能是一个更为有效可行的催化体系.此外,本文也为设计与制备其他新型光催化剂提供了一条新的思路.     

还原氧化石墨烯修饰Bi2WO6提高其在可见光下的光催化性能

通过两步水热法合成了一种新型的还原氧化石墨烯(RGO)修饰的Bi₂WO₆(Bi₂WO₆-RGO), 结果表明其在可见光下的光催化性能得到了显著的提高. 研究了RGO在Bi₂WO₆-RGO中的含量对其光催化性能的影响, 从而确定出RGO相对于Bi₂WO₆的最佳掺杂质量比值为1%. 通过扫描电镜(SEM)研究发现, RGO并没有改变Bi₂WO₆光催化剂的结构和形貌. Bi₂WO₆-RGO在可见光下的光催化性能得以提高可以归功于RGO. 其可能的机理是石墨烯的存在有利于光生载流子(激子)的分离, 从而导致产生更多的O₂^·-用于有机染料污染物(如罗丹明B (RhB))的降解. RhB分子在石墨烯上的有效吸附可能也是导致Bi₂WO₆-RGO光催化性能提高的另一原因.     

高稳定电化学扫描隧道显微镜研制

展示了一台自制的电化学扫描隧道显微镜. 这台电化学STM具有很高的稳定性,它在XY平面和Z方向的漂移速率分别为每分钟67和55.6 pm/min. 另外,特殊设计的扫描管部件有效地避免了在高湿度的环境中大漏电电流的产生. 详细描述了这台电化学STM的机械结构.通过在硫酸铜溶液中测量STM图像证明这套系统的优异性能,得到了大范围干净有序的Au(111)表面和高分辨的高聚石墨原子图像.     

基于光腔衰荡光谱的宽范围水汽探测

介绍基于光腔衰荡光谱技术的光学湿度测量装置．该装置具有高真空兼容性,衰荡腔由低膨胀的殷钢制成,并利用其自身的自由光谱范围实现光谱的自标定．使用单个在1.39 μm的半导体激光器,实 现了从真空、高纯氦气中痕量水汽,一直到大气湿度的测量,可测量的水汽分压范围极大：0.1 μPa～1 kPa．该光学湿度计可用于作为基本水汽标准,以及测定低温下水(冰)的蒸气压．     

基于碳纳米管分子封装的一维电子波函数扫描

利用第一性原理,设计并研究了一类基于单臂碳纳米管的分子封装的分子体系．计算表明,半环葫芦脲类化合物可有效封装碳纳米管,引入微弱的分子间相互作用,对碳纳米管的电子态能级结构分布 仅带来微弱影响．半环葫芦脲分子与碳纳米管在管径方向的一维电子态波函数充分耦合,进而有效改变了一些前沿分子轨道的波函数在管径两头的分布以及相应的电子布居浓度．基于电子输运的模拟,发现半环葫芦脲分子在碳纳米管一维方向滑动时的某个电压下的电导变化可准确反映电子态波函数在相应分子导电通道上的一维分布信息．