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。     

有机太阳能电池给受体材料界面的微纳结构调控

有机太阳能电池因具有成本低、质轻、柔韧性好、可大面积印刷制备等优势,引起了人们极大的关注并成为现阶段有机电子学研究的重要热点之一。有机功能层中电子给体和受体界面特性对电池的功率转换效率影响很大,通过给受体界面的微纳结构化,可扩大给受体的接触面积、缩短给体和受体的距离、增强光吸收,能产生更多激子并促进激子有效分离,从而有效提高器件的电池效率。本文综述了纳米压印、自组装、溶剂挥发以及模板法等调控微纳结构的技术和方法,总结了基于微纳结构构建有机光伏器件的发展现状,并对目前微纳结构化方法和光伏应用中存在问题和研究重点做了简要评述,最后展望了该研究领域下一步的发展方向和应用前景。     

纳微尺度铜金属有机框架催化过氧化氢氧化异丁香酚

通过水热法及沉淀法,合成了纳微尺度铜金属有机框架催化剂。 通过FT-IR、TG及TEM等技术手段对其性能和结构进行了表征。 系统考察了催化剂、溶剂种类及用量、反应时间等因素对异丁香酚氧化制备香草醛的影响。 结果表明,用均苯三甲酸根(BTC)作配体时制备的催化剂Cu-BTC性能较佳。 以Cu-BTC为催化剂、30%(质量分数)H₂O₂为氧化剂、乙腈为介质,当n(异丁香酚):n(H₂O₂)=1:2.4时,50 ℃,反应8 h,异丁香酚转化率为94.4%,香草醛产率达到81.8%。 纳微尺度(粒径30~300 nm)Cu-BTC催化剂体现了良好的重复使用性能,连续反应5次,异丁香酚转化率保持在90%左右。     

一维有机微纳米光功能材料研究进展

近年来,一维有机小分子微纳材料因为其新颖的光学性能和在未来小型化器件中的广泛应用,受到了人们越来越多的关注.相比于传统无机半导体材料,有机小分子材料具有结构多样性、功能可设计性、易大量制备、易机械加工等显著优势.本文将从一维有机小分子纳米材料的制备方法、形貌调控、光学性能(如光波导、受激发射、电致发光等),及其在光学器件上的应用出发,对近十年来的相关研究进展及成果进行总结和介绍.     

基于约束刻蚀原理的电化学微纳加工研究进展

与机械加工相比,电化学加工技术具有无刀具磨损、无热效应、无机械损伤、加工效率高等优点,而且适用于柔性、脆性及超硬材料,具备传统方法难以实现的复杂结构加工能力,因而在航空航天、汽车、微电子等领域有着重要应用,日益成为一种重要的工业制造技术.随着超大规模集成电路(ULSI)、微机电系统(MEMS)、微全分析系统(μ-TAS)、现代精密光学系统等高技术产业的迅速发展,功能性结构/器件的微型化和集成化的要求越来越高.由于传统电化学只适用于金属材料,为了应对微纳制造的时代要求,拓展电化学加工的材料普适性,1992年田昭武院士提出了具有我国自主知识产权的约束刻蚀剂层技术(CELT).一般的,约束刻蚀包括3个步骤:(1)通过电化学、光化学或光电化学的方法在模板电极表面生成刻蚀剂;(2)通过后续的均相化学反应或自由基衰变反应将刻蚀剂约束在微/纳米厚度的液层内;(3)将模板电极逼近加工基底,当约束刻蚀剂层接触被加工基底时,通过刻蚀反应实现微纳加工.最近,联合课题组通过仪器、原理和方法3个方面的努力,引入外部物理场调制技术,实现一维铣削、二维抛光、三维微/纳结构加工,大幅提升了CELT的技术水平.     

自驱动微纳马达在水环境领域的研究进展

可持续发展是当今世界面临的重大挑战,其中水环境问题尤为复杂和困难.微纳马达是具有截然不同物理或化学性质的微纳功能材料,在不同的外部激励条件下可以建立起极大的梯度场并形成自驱动,这一特性为特定的水环境问题提供了有效的解决方案,而水环境也被认为是这一新兴材料重要的应用场所之一.本文重点综述了近年来利用微纳马达的自驱动性质进行水环境监测和水体修复等方面研究的进展.此外,本文还给出了主动输运及膜过滤过程与微纳马达运动机理的关联,并对如何利用自驱动性质回收微纳马达进行了讨论,以减少微纳马达自身对环境的影响.最后对这一领域未来的研究进行了展望.     

磁性微纳材料在真菌毒素分析检测中的应用研究进展

磁性微纳材料(Magnetic micro-nano materials,MMNPs)因其表面效应、独特的超顺磁性和纳米酶样活性,近年被广泛应用于真菌毒素的分析检测,为真菌毒素研究及其防控提供了新的手段.该文以MMNPs为核心,概述了其在真菌毒素分析检测中的应用,重点阐述了MMNPs分别作为固定载体、信号标签、修饰界面...     

无机微/纳空心球

无机微/纳空心球材料以其独特的结构、优异的物理化学性能和广阔的应用前景,成为微/纳米材料研究和开发的一个热点领域之一。到目前为止,已研究开发出若干微/纳空心球材料的制备方法,并已制备出具有特殊物理和化学性能的空心球材料。其中,近年来的相关报道尤其多。本文主要回顾了近年来微/纳空心球材料研究和开发的最新进展,其中包括各种制备方法的原理、优缺点和适用范围,并展望了微/纳空心球材料的应用前景。     

激光用于有机反应

激光用于有机反应目前还处于萌芽状态,但有光明的发展前途。美国Brandeis大学的P.M.Keehn博士在美国化学会1978年春季年会上报告了他们在这方面所做的工作。目前应用激光最多的是气相反应,其次是固相反应,用于液相反应还有些技术上的困难,主要是产生的冲击波会损坏反应容器。以反应类型划分,用激光来生成碳碳键还只有极个别的例子,绝大多数是用于分解反应,即用激光来使某些键断裂,例如2,3-二氢吡喃在激光作用下可顺利地进行逆Diels-     

金银微纳结构的激光加工

将飞秒激光聚焦于双金属甲苯离子前驱体溶液,在衬底上还原出可任意精细图案化的金银微纳结构.研究了不同比例离子前驱体溶液对加工的微纳结构中金银比例的影响.所得双金属微纳结构保留了金属材料的性质,在定点催化中表现出很好的催化效果.     

聚合物加工中微纳导电网络构筑及其传感器应用研究进展

设计和构筑有序微纳结构导电网络是聚合物基导电复合材料(CPC)加工中的关键问题,对于降低复合材料的逾渗阈值,提高其电导率和电阻响应灵敏性具有重要意义。本文综述了近年来CPC材料加工中利用双逾渗网络构筑法、隔离结构构筑法、气凝胶模板法、乳液模板法、3D打印法在聚合物基体中构建微纳导电网络及其在柔性传感器中的应用研究进展,并对未来CPC材料及其柔性传感器制备的加工新方法进行了展望。     

染料敏化太阳能电池中空微/纳结构光阳极材料研究进展

染料敏化太阳能电池(Dye-Sensitized Solar Cells,DSSC)以其低成本、易加工、高转化等特点受到广泛关注,半导体光阳极是DSSC的重要组成部分,其组成和微观结构直接影响电池性能,中空微/纳结构能够提供高表面积、增加染料负载量、促进光捕获,增强电子传输,因而成为近年来光阳极材料领域的一个热点内容。 本文综述了中空微/纳结构光阳极材料的研究进展,主要包括空心球、空心盒、核-壳结构、多级空心、多壳层结构等,并着重分析了各个结构特征与光电转换效率的关系和增益机制,探讨了中空微/纳结构光阳极面临的挑战及发展趋势。     

水热法制备微纳结构氧化钨

氧化钨(WOx)无机半导体材料因其独特的物理化学性质及在气敏、光催化、电致变色、光致变色和场发射等领域的广泛应用,得到人们的普遍关注。近年来,研究者采用水热法制备出多种不同尺寸和形貌的氧化钨半导体材料。本文结合本课题组在水热法制备WOx粉体方面的最新工作,综述了近十年水热法制备微米及纳米级氧化钨粉体的研究进展,探讨了原料、辅助试剂、表面活性剂、反应时间、反应温度等条件对水热法制备氧化钨粉体材料的影响。最后,对水热法制备氧化钨粉体的发展趋势进行了展望。     

木基炭微纳功能骨架

木基炭骨架能精准遗传木材经过长期进化所形成的层次分明、构造有序的天然多级结构,这种炭骨架由于特殊的层级结构特征,在生物模板、传感器、吸油材料和纳米材料制备基材等方面有巨大应用潜力。同时还可作为一类新型的骨架进行微纳功能修饰和结构二次调控,在海水淡化、污水清理、能源存储与转化等诸多领域具有极为广阔的应用空间。本文首先介绍了木材的基本结构,综述了木材热解过程中结构的变化,介绍了近年来木材炭化骨架作为新型功能材料的前沿应用,对应用过程中亟待解决的问题进行了剖析,并对木基炭骨架材料未来的研究方向进行了展望。本综述旨在重新对木材层级结构进行功能化开发,从而推动木材在功能材料领域的蓬勃发展。     

基于微纳银透明电极的柔性有机太阳能电池研究进展

高性能的柔性透明电极是实现高效柔性有机太阳能电池的关键因素之一.以银为代表的微纳金属透明电极,如网格银以及银纳米线等,具有高导电性、高透光性、优异的耐机械弯曲性以及低成本等特点,是柔性有机太阳能电池中常用的透明电极材料.在近10年的研究中,基于微纳银透明电极的柔性有机太阳能电池实现了光电转换效率的不断突破.本文首先介绍了网格银与银纳米线的几种不同的制备方法;接着对银纳米线薄膜导电性的优化方法进行了总结,并综述了基于微纳银透明电极的柔性有机太阳能电池的研究进展;最后对基于微纳银透明电极的高效柔性有机太阳能电池的后续研究所面临的挑战进行了展望.     

有机-无机纳米复合微球研究进展北大核心CSCD

有机-无机纳米复合微球是指两种或两种以上的粒子经表面包覆或复合处理后形成的纳米尺度颗粒。近年来,有机-无机纳米复合微球在各领域具有广泛应用前景而备受关注。本文归纳了目前比较成熟的合成技术和先进工艺,将制备有机-无机纳米复合微球的方法分为溶胶-凝胶法、原位聚合法及其他实验方法,详细介绍了原位聚合法,分别从各类方法的特点和应用等方面进行详尽地分析和阐述,并对有机-无机纳米复合微球的实际应用做了比较系统的总结。最后,展望了有机-无机纳米复合微球的发展和前景。     

共价有机骨架材料在固相微萃取中的研究进展

共价有机骨架(COFs)作为一类新颖的、结晶性的、通过共价键构建而成的多孔聚合物材料.由于其稳定的化学性质、巨大的比表面积及可调控的孔道结构,还兼有易于功能化和快速的载流子迁移率等特点,已被成功应用于样品前处理中.然而,很少有关于COFs在固相微萃取(SPME)方面的研究进展.本文主要综述了制备方法、萃取机理及在环境污...     

尖晶石型铁氧体空心纳微球的水热法制备及其性能研究进展

综述了尖晶石型铁氧体空心纳微球,包括一元、二元和多元型尖晶石型铁氧体空心纳微球的水热法制备的研究现状及其在静磁性能和电化学性能的研究进展,提出了未来的研究方向和应用前景。参考文献36篇。     

有机光伏研究进展

以有机半导体材料为活性层的有机太阳能电池,可通过印刷制备大面积柔性器件,具有成本低、多彩、半透明等特点,是一种极具发展前景的光伏技术.研究者们多年来致力于设计高性能光伏材料,优化器件界面,改善活性层微观形貌,开发新型器件结构,探究器件工作机理等,目前实验室制备的小面积有机太阳能电池的能量转换效率已经超过18%.另外,面向有机光伏产业化,在制备大面积柔性器件、降低器件成本、提高器件寿命以及探究光伏建筑一体化和室内光伏等潜在应用方面的研究也取得了重要进展,在国际上处于领跑地位.中国科学家在有机光伏领域做出了诸多开创性和引领性的工作.本文首先对有机太阳能电池的背景进行简单介绍,接着按照分子工程、器件工程、器件物理和应用探索四个方面综述有机光伏领域的重要研究进展,最后对有机光伏所面临的机遇与挑战进行展望.     

有机超导体研究进展

本文概述了有机超导体的发现、进展和研究现状, 对新的实验结果给予了特别的关注, 并着重介绍了理论研究的方法以及激子模型的概念。对进一步研究的方向进行了讨论。