GaN-based LEDs for light communication

Rapid improvement in the efficiency of GaN-based LEDs not only speed up its applications for general illumination, but offer the possibilities for data transmission. This review is to provide an overview of current progresses of GaN-based LEDs for light communications. The modulation bandwidth of GaN-based LEDs has been first improved by optimizing the LED epilayer structures and the modulation bandwidth of 73 MHz was achieved at the driving current density of 40 A/cm² by changing the multi-quantum well structures. After that, in order to increase the current density tolerance, different parallel flip-chip micro-LED arrays were fabricated. With a high injected current density of ～7900 A/cm², a maximum modulation bandwidth of ～227 MHz was obtained with optical power greater than 30 mW. Besides the increase of carrier concentrations, the radiative recombination coefficient B was also enhanced by modifying the photon surrounding environment based on some novel nanostructures such as resonant cavity, surface plasmon, and photonic crystals. The optical 3 dB modulation bandwidth of GaN-based nanostructure LEDs with Ag nanoparticles was enhanced by 2 times compared with GaN-based nanostructure LEDs without Ag nanoparticles. Our results demonstrate that using the QW-SP coupling can effectively help to enhance the carrier spontaneous emission rate and also increase the modulation bandwidth for LEDs, especially for LEDs with high intrinsic IQE. In addition, we discuss the progress of the faster color conversion stimulated by GaN-based LEDs.     

Fast resistive reconnection regime in the nonlinear evolution of double tearing modes

Phases of nonlinear double tearing modes are studied numerically. The first two phases lead to the formation and growth of magnetic islands and are followed by a fast reconnection phase to complete the process, driven by a process of neighboring magnetic separatrices merging and magnetic islands coupling. The fast growth can be understood as a result of the island interaction equivalent to a steadily inward flux boundary driven. Resistivity dependences for various phases are studied and shown by scaling analysis for the first time. It is found that after an early Sweet-Parker phase with a eta(1/2)-scale, a slow nonlinear phase in a Rutherford regime with a eta(1)-scale is followed by the fast reconnection phase with a eta(1/5)-scale.     

核磁共振任意波形发生器的研制

任意波形发生器（又叫函数发生器）作为一种通用的信号源,在物理、电子、计算机等领域有着广泛的应用. 本文提出了一种不依赖PC机总线的、完全独立的、 可用于低场磁共振成像的多用途任意波形发生器（Arbitrary Waveform Generator, AWG）设计方案,围绕着这种方案,研制了80 MHz通用磁共振任意波形发生器. 并提供了实际测试数据和成像实验结果,对研制情况和实验结果进行了总结和讨论.     

一种新的六氢喹啉衍生物的NMR研究

应用¹H NMR,¹³C NMR,DEPT,¹H-¹H COSY,HSQC,HMBC等多种NMR实验测试分析方法,确证了一种新的六氢喹啉衍生物2,7,7-三甲基-4-(4-羟基-3-甲氧基）苯基-5-氧代-1,4,5,6,7,8-六氢喹啉-3-羧酸甲酯的结构,并对它的¹H、¹³C信号进行了归属.     

二维金属有机框架材料的合成及电催化应用

二维金属有机框架材料(MOFs)由于具备高比表面积、 多孔性以及丰富的活性位点等优异特性而受到广泛关注, 并且在电催化领域展现出巨大的应用潜力. 研究者们已在二维MOFs的可控制备与电催化性能调控方面取得许多突破性进展, 显示出相关研究对开发高性能电催化剂的关键作用. 本文总结了二维MOFs的自上而下和自下而上合成策略以及二维MOFs衍生物的典型合成方法, 概述了二维MOFs在各尺度下的电催化性能调控策略, 并介绍了各种合成方法和调控策略在电催化中的应用. 最后讨论了该领域面临的挑战, 并对未来的发展方向进行了展望.     

优化金属磷化物电催化析氢性能的策略

日益严重的能源危机和环境污染问题使得探索清洁的可再生能源载体及减少对传统化石燃料的过度依赖成为人们面临的一项重要任务.因此,各种可持续能源如太阳能、风能、海洋能和生物质能等得到了广泛研究并取得了一定的进展.然而,这些能源因存在间歇性和不稳定性等缺点阻碍了其实际应用.近年,氢气作为一种能源载体,以其高能量密度和无碳排放的优点引起了人们的广泛关注,被认为是缓解日益严重的污染问题的最有前途的环保能源.对比目前采用的天然气热解和煤炭气化等传统制氢策略,电催化水裂解由于催化效率高,制氢纯度高和不产生温室气体,被认为是高效、环保、可持续的制氢策略.电催化水裂解由两个独立的半反应组成,分别是析氢反应和析氧反应.析氢反应作为水裂解的一个半反应,在降低制氢成本及提高产氢催化效率方面起着关键作用.然而,目前的核心问题之一是要开发高效的析氢电催化剂,以加快反应速度.目前,铂和铂基纳米材料被认为是高效的析氢电催化剂,但是其稀缺性和高成本阻碍了大规模实际应用.金属磷化物由于具有较高的本征活性并且在不同的电解质中都具有良好的电催化析氢性能,被证明是一种优良的析氢电催化剂.此外,与普通催化剂相比,金属磷化电催化剂还具有合成简便、效率高、成本低、省时等优点.本文详细介绍了近年人们在金属磷化物用于电催化析氢研究中取得的进展.首先,介绍了电催化析氢反应机理,金属磷化物的结构及作用,并对其优缺点进行了总结;随后,综述了金属磷化物的合成方法,包括后处理、原位生成和电沉积策略,并对不同方法进行了比较和讨论.此外,从元素掺杂、界面工程、空穴工程、修饰特定载体、构建特定纳米结构、设计双或多金属磷化物和其他发展的新方法等七个方面详细总结了促进金属磷化物电催化活性的多种策略,并进行了对比和讨论.最后,归纳了金属磷化物在电催化析氢应用中存在的问题和面临的挑战,并对未来的研究发展提出了展望.     

哌啶并[2,3-b]哌嗪类衍生物的设计、合成及其抗血小板聚集活性研究

以2,3-二氨基吡啶和2,3-丁二酮为起始原料,经环化、催化氢化和亲核取代反应合成了10个新型哌啶并[2,3-b]哌嗪类衍生物(3a~3j),其结构经¹H NMR、¹³C NMR和HR-MS确证。体外抗血小板聚集活性研究表明,化合物3d、3e、3g、3h和3j具有一定的抗血小板聚集作用,其中化合物3h(IC₅₀=1.24mmol/L)的活性显著优于母体化合物川芎嗪(IC₅₀=3.96mmol/L)和阳性药物阿司匹林(IC₅₀=2.41mmol/L)。     

Patterning of MgO epitaxial films on LaAlO3 substrate using photosensitive sol-gel method

Journal of Sol-Gel Science and Technology - Herein, the chelated precursor solution (Mg/BzAc) was synthesized using magnesium acetate as raw material and benzoylacetone as chemical modifier. The...     

In situ synthesis of CdS/ZnS composite nanoparticles from ZIF-8 for visible light disposal of Cr(VI)

Journal of Sol-Gel Science and Technology - Zeolitic Imidazolate Framework (ZIF-8) micropolyhedra were employed as a raw material for the synthesis of fine cadmium sulfide/zinc sulfide (CdS/ZnS)...     

三维分等级花状Cd0.8Zn0.2S的结构调控及其光催化CO2还原

近年来,光催化CO2还原被视为一种既能解决能源短缺又能减少温室气体,改善人类生存环境的绿色新型技术.然而,由于CO2气体的相对稳定性,构建高催化活性和高选择性的催化体系仍然面临着巨大挑战.锌硫镉固溶体作为一种廉价的固溶类材料,具有吸光范围适宜、化学性质稳定以及能带结构可调控等特点,在光催化还原CO2的方面表现出巨大的潜力.本文发展了一种简单的原位自组装法合成三维分等级花状结构的Cd0.8Zn0.2S,主要包括Cd^2+和Zn^2+离子在含硫氛围下自组装成核状前体,然后以柠檬酸钠作为形貌诱导剂进一步组装生长,同时控制Cd2+/Zn2+摩尔比和反应时间以实现三维分等级花状Cd0.8Zn0.2S的合成.结果表明,三维分等级花状结构的Cd0.8Zn0.2S在光催化还原CO2的过程中表现出优异的催化活性和稳定性.其中,在光照3 h后,CO产量达到41.4μmol g^?1,大约是相同光照条件下Cd0.8Zn0.2S纳米颗粒的三倍(14.7μmol g^?1).此外,三维分等级花状结构的Cd0.8Zn0.2S在光催化过程中展现出对光催化产物CO的较高选择性(89.9%),其中在没有任何牺牲剂或共催化剂作用下的TON为39.6.太赫兹时域光谱(THz-TDS)表明,这种三维分等级花状结构的Cd0.8Zn0.2S相较于Cd0.8Zn0.2S纳米颗粒更有利于对光的吸收,从而提高对光的有效利用率.原位漫反射傅立叶变化红外光谱表征分析揭示了三维分等级花状结构的Cd0.8Zn0.2S在光催化过程中表面吸附物质以及光催化还原中间体的存在及转化.通过实验数据和理论机理预测表明,该种三维分等级花状结构的Cd0.8Zn0.2S具有较高的电流密度和较好的载流子传输能力.基于这种三维的花状结构,使得Cd0.8Zn0.2S具有较大的比表面积和吸附位点,进一步提升体系的CO2吸附性能和光生电子的转移效率,从而有效提高光催化CO2还原的活性.