扭转双层石墨烯物理性质、制备方法及其应用的研究进展

石墨烯是一种准二维蜂窝网状结构新型纳米材料,石墨烯的层数和构型对其性能产生重要影响.固体中准粒子的量子状态由其本身的对称性质所决定,扭转双层石墨烯打破了对称性,引起了强烈的层间耦合作用,改变了扭转双层石墨烯的电子能带、声子色散、形成能垒等物性,产生了独特的性能,如可以连续调控带隙0-250 meV,光电效应的响应度相比于单层石墨烯提高了80倍,因此对扭转双层石墨烯功能化研究有重大意义.本文同时还论述了扭转双层石墨烯向类金刚石转变的理论与实验研究进展,发现扭转双层石墨烯呈现出具有类金刚石结构与性能特征.进一步阐述调控扭转双层石墨烯的扭转角度对其内在性能的影响,揭示这种新型纳米结构在原子层次的行为特征.最后介绍了如何调控制备扭转双层石墨,分析其调控机理,讨论了各种制备工艺的不足与发展趋势.因此本文从扭转双层石墨烯的输运性质、晶体结构转变、制备三个方面展开阐述,并对其在先进电子器件领域的潜在应用进行了展望.     

Yb浓度对功率依赖的上转换荧光色彩的敏感度调控

控制激发光功率密度是一种调控红绿荧光比率的简单方法.然而,大多数上转换系统对功率的调控并不敏感.本文通过柠檬酸钠辅助的水热法,合成了一系列具有不同Yb浓度掺杂的NaYF₄：Yb/Ho微米棒.通过激光共聚焦显微镜系统,研究了Yb浓度和激发功率密度依赖的NaYF₄：Yb/Ho微米棒的上转换荧光特性.发射谱和同步荧光成像图案表明：荧光红绿比率不仅敏感于激发功率,而且敏感度依赖于Yb浓度.随着Yb浓度的增加,功率调控的红绿比率的敏感度增加,这暗示了功率调控的红绿比率的敏感度可以作为一种度量和评估Yb掺杂浓度的有效途径和方法.通过上/下转换发射谱、激发谱和功率依赖关系,揭示了功率调控红绿比率的机理,并提出了荧光色彩敏感于功率调控的上转换系统具有的特征和判据.本研究为设计和合成高敏感度的功率调控的上转换材料提供了理论基础和实验数据.     

固态照明用稀土荧光粉和无机量子点:机遇与挑战

白光发光二极管(w-LED)固态照明器件具有使用寿命长、环保节能、体积小及安全性高等优点,经过10多年的发展已基本取代传统白炽灯、荧光灯而成为新一代照明光源。 荧光转换材料作为w-LED中的核心材料,直接影响着器件的性能指标。 因此,开发高性能荧光转换材料对进一步提升w-LED器件性能至关重要。 本文围绕稀土荧光粉和无机量子点这两类固态照明用无机发光材料进行介绍,综述了w-LED用稀土荧光粉的结构设计、组成及发光性能调控等方面的进展,代表性地介绍了以ZnS为代表的硫族化合物、铅卤钙钛矿和碳点3类典型的光致发光量子点及其w-LED的设计与光谱调控研究工作,最后提出了稀土荧光粉和无机量子点作为固态照明用荧光转换材料所存在的机遇和挑战。     

聚苯乙烯-聚4-乙烯基吡啶两亲嵌段共聚物在CO2膨胀液体中的组装行为

嵌段共聚物的自组装行为和其组装形成的胶束聚集体的形貌因在生物医学、药物传输和催化等方面的潜在应用而引起了科学家们的极大兴趣。本工作报道了利用二氧化碳膨胀液体(CXLs)对嵌段共聚物聚苯乙烯-聚4-乙烯基吡啶(PS-b-P4VP)的自组装聚集体(SAA)进行组装结构调控的初步探索。研究发现利用CXLs的抗溶剂效应可以成功调节共聚物PS-b-P4VP的自组装行为。研究结果表明,CXLs的压力及共聚物的组成是影响SAA结构的主要外部因素,CXLs的抗溶剂效应及其对共聚物溶剂化构型的影响是控制SAA形貌转变的主要内在因素。不同组成的共聚物,在CXLs中其SAA的结构形貌均表现出了对压力的显著响应特性。共聚物PS₁₆₈-b-P4VP₄₂₀的自组装聚集体的结构由常压(0.1 MPa)下以球形胶束为主转变为高压下(6.35 MPa)以互联棒状胶束结构为主,而PS₇₉₀-b-P4VP₂₆₃的SAA结构则由常压下的小型囊泡过渡到6.35 MPa下的大复合囊泡(LCVs)。但是对于PS₁₅₃-b-P4VP₁₅₃₀,随着压力的调节,其SAA的结构由常压(0.1 MPa)下的大复合胶束(LCMs)转变为6.35 MPa下的大复合囊泡(LCVs)。特别是,我们发现在本工作考察的实验条件下,在常规溶剂甲苯中控制SAA结构的主要因素是共聚物的组成;而在CXLs条件下,PS壳链与溶剂CXLs间的接触面积随压力调节而发生的改变,可能是控制SAA形貌转变的主要因素。此外,随着CXLs压力升高而引起的PS与P4VP嵌段间双亲性差别的减小,会引起P4VP核-PS壳的界面间的表面张力发生改变,这也是触发SAA形貌转变的诱因之一。本工作充分显示了CXLs方法有助于可控调节自组装聚集体(SAA)的形貌和组装行为,为研发复合纳米材料开辟了一条崭新的绿色途径。     

维度调控策略提升铂基纳米晶氧还原催化研究进展

燃料电池技术的商业化进程主要受制于其阴极动力学缓慢的氧还原反应(ORR)所需的高铂量电催化剂,因此急需开发更高活性的电催化剂。过去十年里,人们在提高铂基催化剂ORR活性的研究取得了极大进展。本文概述了通过结构调控提升铂基纳米晶氧还原电催化性能的最新进展,依据纳米晶的空间维度展开讨论,同时列举各类电催化材料的优缺点。基于理论和实验结果,本文重点讨论铂基纳米晶应用于氧还原电催化的构效关系,以及其对下一代电催化材料结构设计方面的潜在指导意义。最后,我们对此领域未来的研究方向做了展望。     

相位差因子调控的Ince-Gaussian光束空间模式分布EI北大核心CSCD

提出了一种基于奇偶模初始相位差因子调控的新型Ince-Gaussian(IG)光束,即PIG(Ince-Gaussian beam with phase difference)光束。对传统IG光束偶模施加具有初始相位差φ的e指数相位因子,将偶模与奇模进行线性叠加后得到了PIG光束。在其他参数相同的条件下,重点研究了初始相位差调控因子对PIG光束空间模式的调控特性。数值模拟和实验结果表明:当参数φ在0到π区间上连续取值时,可实现正负涡旋PIG光束的连续变换;当φ=π/2时,中间状态涡旋消失;调节φ使其为π的整数倍,可以实现正负涡旋模式的跳变切换;当调节φ为π的半整数倍时,该光束可实现光瓣在椭圆轨迹上的精确位移控制。PIG光束为微粒操纵及光束微雕刻等领域提供了额外的调控自由度。     

单层GaSe表面Fe原子吸附体系电子自旋性质调控

Ⅲ族金属单硫化物因其优越的光电和自旋电子特性而备受关注,实现对其自旋性质的有效调控是发展器件应用的关键.本文采用密度泛函理论系统地研究了GaSe表面Fe原子吸附体系的几何构型及自旋电子特性.Fe/GaSe体系中Fe吸附原子与最近邻Ga,Se原子存在较强的轨道耦合效应,使体系呈现100%自旋极化的半金属性.其自旋极化贡献主要来源于Fe-3d电子的转移及Fe-3d,Se-4p和Ga-4p轨道杂化效应.对于Fe双原子吸附体系,两Fe原子之间的自旋局域导致原本从Fe转移至GaSe的自旋极化电荷量减少,从而费米能级附近的单自旋通道转变为双自旋通道,费米能级处的自旋极化率转变为0.研究结果揭示了Fe_n/GaSe吸附体系自旋极化特性的形成和转变机制,可为未来二维自旋纳米器件的设计与构建提供参考.     

基于LABVIEW的激光实验光路调节系统

针对当前大部分超短超强激光实验中真空光路调控效率低、操作方式繁琐等缺点,设计了一种基于LabVIEW软件开发平台的集成化实验光路调节系统来实现对光路高效便捷的调控。该系统由光斑位置采集单元、光斑位置调节单元和计算机等三部分构成,其设计思路是利用激光光斑映射在CCD上的空间位置,实现光路指向定位的反馈,根据反馈信息设计人机交互界面实现光路指向的调控。该系统成功实现多线程并行运行,并将不同型号不同通讯方式的多个位移台控制器集成于同一界面控制。实验证明,与常用的手动调节系统相比,该系统对实验光路的调控更方便快捷,调节效率更高。     

常低温相变储热材料的研究和应用

将常低温相变储热材料分类,介绍了常低温相变储热材料的种类及各自特点,对固-液相变、固-固相变储热材料的性能、优缺点和应用进行了讨论,讲述了目前人们针对常低温相变储热材料的缺陷采取的解决方法。     

罗非鱼除藻对月湖水质的影响

宁波月湖放养罗非鱼前后的水体理化因子检测结果表明, 放养罗非鱼后水体透明度有较大改善,年平均升高0. 16m,与同期进行的浮游生物调查结果十分吻合.与此相反,水体COD、TP和TN比前一年均有不同程度的增加,其中TN差异显著(P<0.05),TP为极显著(P<0.01);通过与进水口的水质对比,发现TN、TP受外源水质影响明显.多元回归方法分析证明月湖TP的增加与罗非鱼放养之间存在一定的线性关系,而罗非鱼对浮游藻类的牧食压力导致了水体叶绿素的减少及透明度的提高.