基于局域表面等离子体共振效应的光学生物传感器

贵金属纳米粒子表现出许多常规块体材料所不具备的优异性能,其中局域表面等离子体共振 (LSPR) 特性是研究热点之一。LSPR 的形状和位置与纳米粒子的组成、大小、形状、介电性质以及局域介质环境密切相关。基于这一特性,贵金属纳米粒子已广泛应用于光学生物传感器、光过滤器和表面增强光谱等领域。本文对各种结构的贵金属纳米粒子的制备方法及其在光学生物传感器中的应用进行了综述,并对 LSPR 纳米传感器的未来发展前景做了展望。     

一种基于有机共晶的光控晶体管

以9,10-二苯乙炔基蒽(BPEA)作为给体分子,均苯四甲酸二酰亚胺(PMD)作为受体分子,通过溶液法制备了一种新型的电荷转移共晶BPEA-PMD.共晶结构中,给受体分子以2:1的摩尔比呈现混合堆积模式.通过一系列的表征,发现了其独特的光电性质,BPEA-PMD共晶分子表现出红色荧光发射特性并且兼具P型传输性能,其空穴...     

有机单晶场效应晶体管

有机单晶场效应晶体管的研究对于探索电子的本质特性具有十分重要的意义。近几年来,不管是在制备技术还是在器件性能的研究方面,有机单晶场效应晶体管均取得了很大的进步,并由此引起了社会的广泛关注,成为场效应晶体管领域的一个重要研究方向。本文主要介绍了有机单晶的生长方法、有机场效应器件的各种制备技术、器件的迁移率及其影响因素,并对有机单晶场效应晶体管的发展前景和面临的一些问题作了简要的讨论。     

有机单晶场效应晶体管

有机单晶场效应晶体管的研究对于探索电子的本质特性具有十分重要的意义.近几年来,不管是在制备技术还是在器件性能的研究方面,有机单晶场效应晶体管均取得了很大的进步,并由此引起了社会的广泛关注,成为场效应晶体管领域的一个重要研究方向.本文主要介绍了有机单晶的生长方法、有机场效应器件的各种制备技术、器件的迁移率及其影响因素,并对有机单晶场效应晶体管的发展前景和面临的一些问题作了简要的讨论.     

有机单晶场效应晶体管

有机单晶场效应晶体管的研究对于探索电子的本质特性具有十分重要的意义。近几年来,不管是在制备技术还是在器件性能的研究方面,有机单晶场效应晶体管均取得了很大的进步,并由此引起了社会的广泛关注,成为场效应晶体管领域的一个重要研究方向。本文主要介绍了有机单晶的生长方法、有机场效应器件的各种制备技术、器件的迁移率及其影响因素,并对有机单晶场效应晶体管的发展前景和面临的一些问题作了简要的讨论。     

疏水基底表面可控生长有机单晶阵列用于高性能晶体管

有机场效应晶体管(OFETs)、有机发光二极管等光电器件有望实现低成本柔性光电子应用,但低成本潜力取决于基于溶液法大面积沉积有机半导体单晶(OSSC)阵列的能力.然而,差的表面润湿行为和复杂的流体动力学过程限制了溶液沉积大面积OSSC阵列.本文中,我们通过添加微量的表面活性剂改善了润湿性能和流体干燥动力学,并增强了有机...     

局域表面等离子体共振效应在光催化技术中的应用

表面等离子激元是物理效应在光催化技术应用中的典型代表之一,作为新型光场调控技术为光催化技术的发展开辟了新的方向和思路,能够从全新的角度解决光催化技术的发展瓶颈,在过去十年来得到了广泛的研究。局域表面等离子体共振效应能够通过调节纳米颗粒的组成、形貌和介质环境等因素调控光催化体系的光谱响应范围。除此之外还能够通过增强光散射、热电子注入、诱导产生强烈的局域电场、加热周围环境等方法来增加光催化剂的氧化-还原反应速度、物质传输以及极化光催化材料表面的吸附分子,从而进一步增强材料的光催化性能。将这些优势集成到光催化材料体系中,能够显著提高传统光催化材料的太阳能转换效率,这是一个非常值得关注的发展方向。本文综述了局域表面等离子体共振效应在光催化技术中应用的基本原理、调控规律和应用等方面的研究进展,着重讨论了热电子的产生和迁移过程,贵金属中带间跃迁和表面等离子体共振效应的制约关系。最后,总结了表面等离子体光催化剂所面临的问题和挑战,并进行了相应的研究展望。     

有机微纳晶场效应晶体管

有机单晶中分子排列长程有序、无晶界且杂质和缺陷很少,是揭示有机半导体材料本征性能和制备高迁移率器件的最佳选择。因此,有机单晶材料对于构筑高性能电子器件和电路等方面具有无可比拟的优势。同时,有机单晶材料也为揭示半导体材料微观分子堆积与宏观电性能关系提供了重要手段。有机分子间以弱的范德华力相结合,因此,有机半导体单晶多以微纳晶形式存在。目前,种类繁多的有机微纳晶半导体材料被广泛应用于高性能场效应晶体管器件,这些器件的研究不仅可以筛选出高性能的有机半导体材料,也为科研人员提供更多的机会来理解有机半导体中电荷传输的物理内涵。本综述介绍了有机单晶场效应晶体管的基本结构和运行机理;微纳晶制备、表征方法以及器件构筑方法;总结了近三年来有机微纳晶半导体材料与器件取得的最新研究进展;探讨了当前有机微纳晶研究的热点和趋势并分析了面临的挑战。     

基于有机双层的双极性有机场效应晶体管研究进展

由双极性有机场效应晶体管(OFETs)制备的有机互补电路具有操作电压低、能耗低和成本低等优点,在有机互补电路方面有很大的应用前景,引起了科学家们极大的研究兴趣.同时具有高且匹配的空穴迁移率和电子迁移率的双极性有机半导体分子是制备高性能有机互补电路的必要条件之一,然而迄今为止该类双极性有机半导体分子的报道比较少,大部分双...     

基于薄膜光学理论的光纤表面等离子共振传感器研究

为完善光纤表面等离子共振传感器设计方法,在MATLAB环境下,基于薄膜光学理论,以金属薄膜复介电常数的虚部、实部、膜层厚度、光纤纤芯折射率、环境介质折射率为中间参量建立数值计算模型,研究讨论了各自对光纤表面等离子体共振传感头反射谱的影响。利用实验对数值计算结果进行验证。给定传感头的光纤与薄膜结构参数,在较大的环境介质折射率折变化范围内,可能观测到多个表面等离子共振点,环境介质折射率不同的有效测量范围,对纤芯折射率、薄膜厚度有着不同的临界取值要求。这可为波长调制型光纤SPR传感器测量方案优化,提供相应理论指导。     

含氧光敏聚合反应中表面活性剂的催化作用

本文研究了二苯酮/三乙胺/氧体系引发MMA的光聚合反应中烷基铵羧酸盐类(R₁R₂R₃R₄N⁺O^-OCR₅)离子型表面活性剂的催化作用。实验结果表明,聚合速度的大小和表面活性剂的类型,分子结构以及浓度有关。表面活性剂分子对系统中氢过氧化物光敏分解的促进,使聚合反应的量子产率提高了两倍多。     

光敏表面活性剂的研究进展及应用前景

本文综述了光敏表面活性剂的研究进展,指出光敏表面活性剂因所含光敏基团的不同,会发生不同类型的光化学反应,其反应类型主要有光异构、光裂解、光致极性变化、光聚合等几种;并根据光敏表面活性剂的优良特性,介绍了其在环境修复、纳米材料制备、生物医药等方面的应用现状,同时展望了应用前景。     

基于有机(高分子)半导体和光致变色分子的场效应晶体管

作为有机电子学重要的研究内容,有机场效应晶体管(OFETs)的研究近年来得到了广泛的关注.随着应用场景的多元化,研究者对具有多功能,尤其是对特定外场刺激具有响应及存储功能的场效应晶体管的研究越来越重视.其中,在光照下发生器件性能可逆变化的有机场效应晶体管在神经突触模拟、多稳态记忆器件、非易失性存储器等功能器件领域具有潜...     

具有触觉感知功能的有机晶体管研究进展

触觉感知电子学将以电荷传输为主的有机光电器件与以离子信号为主的生物体桥接起来,被认为是新一代人工智能系统构建的重要研究领域.有机晶体管通过电场诱导或电化学离子掺杂调控半导体的导电能力,显示出独特的光电特性.基于其本征柔性、可溶液加工性和生物相容性等特点,有机晶体管被认为是发展柔性智能感知器件的良好载体.过去10年,随着功能材料设计合成和器件结构开发,基于有机晶体管的生物物理信号传感和突触感知研究受到广泛关注并取得快速发展.本文从具有物理信号转化、信号传递与处理功能的有机晶体管器件结构设计、工作原理和制备技术等方面,概述了触觉感知功能的有机晶体管研究进展,重点介绍了温度/压力感知功能有机晶体管的发展与应用现状,最后总结了新一代触觉感知有机晶体管的研究策略并展望了面临的挑战与机遇.     

双链结构有机光敏染料的合成及性能

设计合成了2个含双D-π-A结构的新型有机光敏染料DP1和DP2,利用高分辨质谱(HRMS)、核磁共振氢谱及核磁共振碳谱对其结构进行了表征。 研究了2个染料的光物理和电化学性质,并将其应用于染料敏化太阳能电池(DSSCs)的制作中。 在100×10-3 W/cm2(AM 1.5) 模拟太阳光的照射下,由染料DP2所制备的敏化太阳能电池的光电转化效率为4.10%;开路电压(Voc)、短路电流密度(Jsc)和填充因子(FF)分别为0.63 V、8.59×10-3 A/cm2和0.76。 而在同等条件下,由染料DP1所制作的染料敏化电池光电转化效率为3.83%。     

纳米多孔金膜表面等离子体共振效应的理论分析和传感应用

纳米多孔金膜(NPGF)化学和热力学稳定性好,比表面积大,具有显著的表面等离子体共振(SPR)效应,适宜于用作SPR生化传感芯片。本文对NPGF的SPR效应进行了理论分析,得到了在NPGF/空气界面传播的表面等离子体色散曲线,获得了优化NPGF-SPR传感性能所需的最佳薄膜厚度约为60nm;在此基础上利用溅射沉积-化学脱合金两步法在玻璃基板上制备出大面积均匀的超薄NPGF,采用Krestchmann棱镜耦合结构测试了NPGF在可见-近红外波段的SPR共振光谱及其传感特性,通过利用菲涅耳公式并结合Bruggeman介电常数近似理论对测得的共振波长进行拟合,得出NPGF的孔隙率约为0.38。未经修饰的NPGF是亲水薄膜,能够有效富集水中的双酚A,使得NPGF-SPR传感器对双酚A的探测下限达到5nmol?L~(-1);经过疏水化处理后,NPGF对非极性苯并芘分子的富集能力获得显著增强,使得传感器对苯并芘的探测下限达到1 nmol?L~(-1)。     

有机晶体管生物传感器的探针接枝及其功能化

随着材料开发和溶液加工技术的不断发展,有机电子器件在生物传感领域得到了广泛关注.其中,有机晶体管不仅具备信号转化和信号放大的功能,还可以在溶液环境中低电压、稳定工作,成为发展生物传感器的理想载体之一.为构建高灵敏和高选择性的生物传感器,往往需要对器件进行探针接枝和功能化处理,提高待测物的信号转换效率和降低其他生物物质对...     

溶液法大面积制备有机小分子场效应晶体管

作为柔性电子器件的基本构筑元件,有机场效应晶体管(OFETs)近年来受到深入研究并在高性能材料研发和器件多功能应用等方面取得了长足的进展。溶液加工技术以其温和的操作条件和灵活多样的工艺流程,成为实现高性能有机场效应晶体管器件低成本、大面积制备的优良选择。与聚合物相比,小分子有机半导体材料具有较高的固态堆积有序度及紧密程度和材料纯度,更易加工出性能优良的器件。然而小分子材料的成膜性较差,溶液加工潜能欠佳。如何通过不同的溶液加工技术制备取向均一的大面积连续小分子半导体薄膜,进而构筑高性能大面积器件阵列,成为了领域内的研究重点。本文概述了近年来可溶液加工且性能优良的小分子有机半导体材料研究进展,并依据工艺特点,分别介绍了溶液滴注、弯液面引导涂布和打印这三类可实现大面积制备的溶液加工技术,最后对溶液法大面积制备有机小分子场效应晶体管领域的发展前景进行了展望。     

银纳米线表面等离子波导研究进展

近年来,基于银纳米线表面等离子极化子的研究得到了迅猛的发展。银纳米线支持的表面电磁波可以沿金属-电介质的界面进行传导,并且能够实现二维亚波长模式受限,这种奇异特性使得银纳米线在设计集成光子信号传输系统领域具有独特的应用前景.本文中作者评述了银纳米线的制备、纳米线表面等离子成像以及纳米线光学元件和器件方面取得的最新研究进展,分析了表面等离子波导所面临的一些重要问题及其应对策略.