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通过磁控溅射法实现替代磁性材料CrSb的外延生长
我们通过磁控溅射技术在LaAlO3(110)和Al2O3(112̅0)衬底上成功实现了NiAs型CrSb薄膜的外延生长,旨在为反铁磁材料的研究提供一个平台。通过优化晶格匹配并在必要时添加W(110)缓冲层,我们获得了两种不同的晶体取向:CrSb(11̅00)和CrSb(112̅0)。X射线衍射和扫描隧道电子显微镜(STEM)分析证实了薄膜的高结晶性,并发现温度和预退火条件对薄膜质量和相形成具有关键影响。在较高温度下观察到了(11̅00)和(0001)相的共存现象,同时薄膜的镶嵌性也得到了改善。纳米束衍射揭示了局部的晶粒结构,而能量色散光谱(EDS)则确认了薄膜接近化学计量的组成。磁滞回线测量显
来源:Crystal Growth & Design
时间:2025-10-22
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高压XHn氢化物中的化学预压效应及关键超导指标
自从在CaH6中发现高温超导性以来,基于氢的超导体引起了极大的兴趣。本研究重点关注了XHn(n = 4, 6)体系,其中X = Mg、Ca、Sc、Y,并系统地评估了这些体系在压力下的超导相关参数。首先引入了氢原子的振动能量(EH)作为结构稳定性的指标。此外,在“s-d”不稳定区域附近的金属氢化物中,通过s-d轨道电子跃迁作为判据,识别出了两种类型的化学模板,以探讨化学预压缩在稳定氢化物中的作用。采用灰色相关分析方法来拟合Tc及相关因素。首次在高拟合精度的基础上,研究了氢化后间隙位点参数ELF值(E2)、EH、ωD、压力和Tc之间的主次关系。最终确定ωD和E2是超导性能的关键指标。这些发现为加压
来源:Crystal Growth & Design
时间:2025-10-22
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基于分子动力学模拟的纤锌矿/闪锌矿层状异质结构氮化镓的生长行为与缺陷分析
纤锌矿/闪锌矿(WZ/ZB)层状异质结构氮化镓(GaN)具有更快的电子迁移速度、更宽的光吸收和发射范围等特性,能够满足5G通信和空间光学组件等高端应用场景对材料性能的严格要求。本研究采用分子动力学(MD)模拟方法来探究GaN在WZ/ZB层状异质结构中的生长过程。通过构建精确的原子模型,模拟了不同条件下的GaN异质结构生长动态,以揭示其生长机制。研究发现,随着温度的升高,晶体中的位错密度可以有效降低;但在某一温度范围内,晶体中缺陷原子的数量会相应增加。此外,层状异质结构的存在有助于提高系统的结晶度和有序性,并对晶体中的位错产生影响;然而,在弛豫过程中,异质结构的存在会显著降低系统的结晶速率。这项
来源:Crystal Growth & Design
时间:2025-10-22
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铋碘化物辅助结晶及含铯和不含铯的混合钙钛矿的稳定性研究
本研究探讨了三碘化铋(BiI3)掺入含有Cs+、FA+和MA+阳离子的钙钛矿薄膜中的结构、形态和化学效应。在掺入1%、3%和5% BiI3的情况下,对含Cs+的(CsFAMA)结构与不含Cs+的(FAMA)结构进行了对比分析。X射线衍射(XRD)结果显示,低掺杂浓度提高了相纯度,而高掺杂浓度则导致了形态退化,这一现象通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)得到了进一步验证。能量色散X射线光谱(EDX)证实了BiI3的掺入,而X射线光电子能谱(XPS)分析进一步确定了Bi和Pb的化学状态。在FAMA结构中,Bi0信号表明存在还原倾向,而Bi3+的存在表明通过掺杂实现了部分掺入。BiI
来源:Crystal Growth & Design
时间:2025-10-22
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掺杂钼原子对AZO(MAZO)透明导电薄膜的影响
本研究探讨了高价钼(Mo)掺杂对铝掺杂氧化锌(AZO)薄膜的光学、电学和机械性能的影响。通过加入适量的Mo,MAZO薄膜的表面缺陷显著减少,从而提高了结晶度和成膜质量。这些结构上的改进直接提升了薄膜的光学透射率。在MAZO薄膜中,Mo离子主要以+5和+6的高氧化态存在。每个掺杂的Mo原子向晶格捐赠多个自由电子,使得电导率显著提高。此外,高度极性的Mo–O共价键的形成以及晶粒结构的优化协同提升了薄膜的机械性能,包括硬度、弹性模量、耐磨性和抗蠕变性,从而提高了机械稳定性和使用寿命。最终制备出了具有优异光电和机械性能的MAZO薄膜,其电阻率为2.355 × 10–4 Ω·cm,光学透射率为89.0%
来源:Crystal Growth & Design
时间:2025-10-22
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PCN-222:分子印迹薄膜辅助的溶菌酶结晶优化
蛋白质结晶对于药物纯化和设计至关重要。然而,蛋白质的成核和结晶过程常常受到多种因素的干扰,导致结晶效率低下。因此,有效调控蛋白质结晶过程至关重要,这不仅可以节省资源和时间,还能促进蛋白质药物及相关领域的发展。在本研究中,我们选择了介孔金属-有机框架PCN-222 MOF作为异质成核剂,来探究其对溶菌酶结晶的影响。实验通过向溶菌酶结晶体系中添加不同浓度的PCN-222 MOF,并持续观察蛋白质的成核和结晶过程来进行。结果表明,当蛋白质浓度较低时,PCN-222 MOF作为异质成核剂能够有效解决蛋白质结晶的问题。此外,PCN-222 MOF对蛋白质结晶的成功率有显著影响;不同浓度的PCN-222
来源:Crystal Growth & Design
时间:2025-10-22
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无模型质量控制(Quality-By-Control)的迭代配方开发框架及其在快速设计药物结晶工艺中的应用
本文提出了一种迭代的、无模型的“通过控制提高质量”(Quality-by-Control, QbC)框架,作为晶体化过程开发的战略工具,有助于选择过程分析技术(Process Analysis Technology, PAT)工具并实施稳健的控制策略。该框架采用基于机制的决策方法,根据生长和聚集现象的相对重要性来决定采用直接成核控制(Direct Nucleation Control, DNC)、过饱和度控制(Supersaturation Control, SSC)或两者的组合。文中提出了一条实用的经验法则,用于选择合适的控制变量,该方法利用在线数据质量和温度变化趋势的信息。通过一个涉及商业
来源:Crystal Growth & Design
时间:2025-10-22
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新型海胆状五氧化二铌作为电子传输层,用于高效稳定的钙钛矿太阳能电池
五氧化二铌(Nb2O5)因其良好的能带排列和卓越的紫外线稳定性,已成为钙钛矿太阳能电池(PSCs)中一种出色的电子传输材料(ETM)。本文通过使用草酸铌作为前驱体,通过水热反应合成了直径在20至100纳米之间的海胆状Nb2O5纳米颗粒。这些纳米颗粒可作为高效且稳定的介观PSCs的电子传输层。通过精细调节前驱体溶液以优化Nb2O5纳米颗粒的大小,基于Nb2O5的PSCs的光电转换效率(PCE)达到了19.71%。此外,通过对器件制备过程的精确控制,最大PCE可进一步提高至23.11%。值得注意的是,基于Nb2O5的器件表现出更强的稳定性。在空气中(温度25 ± 5 °C,相对湿度25 ± 5%)
来源:Crystal Growth & Design
时间:2025-10-22
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在一系列用硫属化合物羧酸修饰的钕二聚体中实现近红外发光调控
本文报道了一系列用不同硫属化合物羧酸及2,2′:6′,2″-联吡啶修饰的Nd二聚体的溶热合成方法。这些二聚体的通用化学式为[Nd2(μ-XC5H3O2)2(XC5H3O2)4(N3C15H11)2(H2O)2],其中X可以表示O、S、Se或Te。通过单晶X射线衍射(scXRD)对它们的固态结构进行了表征,发现尽管替换了不同的杂环硫属元素,所有化合物仍具有相同的晶体结构;此外还通过粉末X射线衍射(pXRD)确认了其相纯度。振动光谱分析表明,硫属元素种类与硫属化合物配体中羧基与金属中心的结合强度之间没有明显相关性。所有四种二聚体均表现出基于Nd(III)的近红外发光现象,并且具有配体敏化的发光特性
来源:Crystal Growth & Design
时间:2025-10-22
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通过雾化学气相沉积法生长的锐钛矿TiO2(112)外延薄膜
外延薄膜是研究材料物理和化学性质的重要平台。特别是高折射率晶面,虽然被认为具有新颖的功能性,但由于热力学上的不稳定性,其选择性生长颇具挑战性。锐钛矿型TiO2在催化、传感和电子设备领域受到了广泛关注。迄今为止,人们主要使用传统的脉冲激光沉积和溅射方法来制备锐钛矿型TiO2(001)和(100)外延薄膜。然而,关于其他晶体取向的研究较少。在本研究中,我们采用化学气相沉积法在Al2O3(0001)基底上成功制备了锐钛矿型TiO2(112)外延薄膜。其外延关系分别为[112]TiO2//[0001]Al2O3和[110]TiO2//[101̅0]Al2O3。这种晶体取向与脉冲激光沉积和溅射所得的结果
来源:Crystal Growth & Design
时间:2025-10-22
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“生长环境对Ba2NiWO6单晶晶体生长及其磁性和电子性质的影响”的更正
在上述文章中,合著者Clemens Ritter的名字被错误地拼写为“Clemes Ritter”。此通知旨在更正作者署名和作者信息部分中Clemens Ritter的拼写错误。在线版本以及相关的索引/元数据也应相应地进行更新。**作者信息****通讯作者:**- Abanoub R. N. Hanna https://orcid.org/0000-0002-1077-6764**作者:**- Bella Lake**其他作者:**- A. T. M. Nazmul Islam- Daniel Abou-Ras https://orcid.org/0000-0003
来源:Crystal Growth & Design
时间:2025-10-22
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托芬那酸(Tolfenamic Acid)的晶体形态及其与晶面特异性生长动力学的关系:受溶液结晶环境的影响
本研究围绕一种名为托芬酸(Tolfenamic Acid,简称TFA)的有机化合物,深入探讨了其两种多晶型形式I和II的晶体形态以及在不同溶剂环境下的面特异性生长动力学。TFA是一种非甾体抗炎药物,具有九种已知的构象多晶型。其中,形式I是较为稳定的一种,而形式II则属于亚稳态形式。尽管两种形式在宏观上都呈现出针状的晶体形态,但它们在微观结构和生长行为上仍存在一定的差异。通过结合分子建模与实验方法,本研究不仅揭示了TFA晶体在不同溶剂中的形态变化机制,还为有机材料的固态形式设计与控制提供了理论依据。在分子层面,TFA的晶体结构主要由分子间的氢键、芳香堆积和范德华力相互作用所主导。对于形式I,氢键
来源:Crystal Growth & Design
时间:2025-10-22
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液相外延法生长掺杂Tm3+和Yb3+的MgWO4晶体薄膜
在科学研究中,晶体材料的生长技术一直是推动新型光学器件发展的重要手段。近年来,液相外延(LPE)技术因其能够实现高质量、单晶结构的生长而受到广泛关注。特别是在激光材料领域,LPE技术被用于制备具有优异光学性能的薄膜,从而为激光器的设计和应用提供了新的可能性。本文报道了一项重要的研究进展,即首次通过LPE方法成功生长了掺杂Tm³⁺和Yb³⁺的单晶MgWO₄薄膜,并将其沉积在未掺杂的(010)取向MgWO₄衬底上。这一成果不仅展示了LPE技术在制备高厚度、透明且无裂纹的晶体薄膜方面的潜力,还为未来在薄盘激光器中的应用奠定了基础。MgWO₄作为一种单晶材料,具有显著的光学各向异性和良好的热导率(约8
来源:Crystal Growth & Design
时间:2025-10-22
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利用废弃大理石粉尘开发低成本、基于硅灰石的负电荷陶瓷微滤膜
这篇研究聚焦于利用工业废弃物——大理石粉渣和天然黏土,来制备一种经济且环保的陶瓷膜。这项工作不仅解决了非生物降解固体废弃物处理的问题,还为可持续发展和水处理技术提供了新的可能性。通过系统性地评估烧结温度(900°C至1100°C)对关键性能指标的影响,如孔隙率、机械强度和化学稳定性,研究人员发现当烧结温度为1000°C时,膜的性能达到最佳状态。此时,大理石粉渣的重量占比为40%,天然黏土为20%,而膨润土黏土的含量则为20%。这种优化后的陶瓷膜采用干压法进行制备,其平均孔径为0.32微米,孔隙率为40%。同时,该膜的机械强度为14.11 MPa,液压渗透率为459 L/h·m²·bar,并在酸
来源:ACS Sustainable Resource Management
时间:2025-10-22
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易于制备的海贝壳衍生羟基磷灰石-氧化石墨烯(HAp/GO)复合材料,用于高性能染料吸附
本研究旨在探索一种高效且简便的方法,用于制备羟基磷灰石-氧化石墨烯(HAp/GO)复合材料,并通过对比三种不同的制备方法:原位合成(I-HAp/GO)、手工研磨(G-HAp/GO)和超声波处理(S-HAp/GO)。研究使用来源于贝壳的羟基磷灰石,使得整个制备过程成本低廉且环保。这些复合材料通过结构和吸附性能的评估,用于从水溶液中去除刚果红(CR)染料。在三种复合材料中,I-HAp/GO表现出显著优势,它具有最大的比表面积(114.65 m²/g),更大的孔体积以及更均匀的羟基磷灰石纳米颗粒(NPs)在氧化石墨烯片上的分布,而G-HAp/GO和S-HAp/GO则表现出聚集现象和较低的比表面积。I
来源:ACS Sustainable Resource Management
时间:2025-10-22
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通过吸附研究(使用氟虫腈)对甘蔗工业副产物制备的KOH活化水炭进行定制处理
随着全球人口的增长,农业生产对农药的需求不断上升,这不仅提高了农药的使用量,也带来了土壤和水体污染的隐患。在众多农药中,氟虫腈因其广泛的使用和潜在的环境风险而受到特别关注。这种广谱杀虫剂被广泛应用于巴西的甘蔗种植,其不当处理和储存可能对土壤和水体造成严重污染。氟虫腈对人类、动物、蜜蜂和植物的细胞毒性、生殖毒性、肝毒性和神经毒性已被充分记录,因此,开发可持续的农药修复技术成为研究重点。本研究采用甘蔗渣和糖蜜作为原料,通过水热炭化(HTC)与磷酸(H₃PO₄)结合,制备出一种富含碳的材料——水热炭(HC),随后通过KOH热化学活化的手段进一步提高其吸附性能。活化过程中,通过调节KOH与HC的配比(
来源:ACS Sustainable Resource Management
时间:2025-10-22
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对北欧塑料循环的高分辨率研究表明,机械回收和化学回收的能力都需要进一步提升
全球塑料污染已成为一个严峻的环境问题,影响着海洋、陆地和淡水生态系统,以及野生动物和人类健康。塑料的生命周期从生产、使用到最终处置,涉及复杂的物质流动和处理路径。北欧国家在环境可持续性方面具有全球领先地位,但在循环经济方面的表现却相对滞后。尽管北欧国家的塑料生产总量低于其他主要生产国,但其人均塑料消费量却远高于其他地区。例如,2022年欧洲的人均年塑料消费量为119.4千克,而丹麦和挪威的人均年消费量超过了200千克。为实现联合国可持续发展目标14(“水下生命”),欧盟推出了一系列政策和战略,旨在改善塑料废弃物管理与回收。然而,目前北欧国家在塑料废弃物管理方面仍面临诸多挑战,亟需全面了解塑料的
来源:ACS Sustainable Resource Management
时间:2025-10-22
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揭示二价和三价金属去除在污泥发酵过程中被忽视的作用:一种基于可再生阳离子交换树脂的策略所带来的广阔前景
在当前的废水处理和污泥管理领域,厌氧发酵技术被视为一种具有前景的可持续解决方案。然而,尽管其在经济和环境方面展现出诸多优势,这一技术仍面临一些固有的限制。以往的研究主要关注外部因素,如操作条件、营养供给和添加物的调控,却忽视了内部调控机制,尤其是二价和三价金属在其中的作用。这些金属虽然在污泥中含量不高,但其对厌氧发酵过程的影响却十分显著,可能成为制约发酵效率的关键因素之一。### 二价和三价金属的分布与作用二价和三价金属在污泥中的含量通常占总固体的4%至8%之间,包括钙(Ca)、镁(Mg)、铁(Fe)、铝(Al)、锌(Zn)、铜(Cu)等。其中,钙和镁的含量较高,而重金属和微量元素的占比相对较
来源:ACS Sustainable Resource Management
时间:2025-10-22
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从废料到气凝胶:将消费后的铝制啤酒罐升级为基于氧化铝的气凝胶,并提升其电化学储能性能
本研究提出了一种简便、无需模板且可持续的利用废弃铝罐制备氧化铝基气凝胶的新方法。通过回收和再利用日常消费后的铝罐废料,研究团队成功地制备出具有高比表面积、介孔结构、精细的纳米片/纳米纤维相互连接微结构以及良好热稳定性的相纯γ-氧化铝(γ-AlOOH)和γ-Al₂O₃气凝胶。这些气凝胶的性能与由高纯度AlCl₃制备的对照样品相当,甚至在某些方面表现更优。特别地,研究还揭示了罐合金成分中的杂质,尤其是锰(Mn)对气凝胶光学、结构和电化学行为的影响,从而显著提升了其能量存储性能。这些成果为建立循环经济模式,将铝包装废弃物转化为具有广泛应用前景的先进纳米结构材料提供了新的思路。铝罐作为铝制品的重要组成
来源:ACS Sustainable Resource Management
时间:2025-10-22
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基于可持续小米壳的绿色干凝胶涂层聚合物复合材料,用于环保包装解决方案
这项研究聚焦于将农业废弃物转化为可降解且具有防水性能的包装材料,从而减少对塑料和木材的依赖,推动可持续资源管理。随着全球对环境问题的关注日益增加,传统的一次性塑料包装材料因其无法自然降解而对环境造成严重影响。这些材料在使用后可能需要数百年才能分解,并在降解过程中产生微塑料,污染生态系统。此外,塑料垃圾还对野生动物造成伤害,阻塞排水系统,造成污染,并增加温室气体排放,加剧全球气候变化问题。据2021年的数据,全球约生产了3.523亿吨由化石燃料制成的塑料,预计到2050年,全球垃圾填埋场和环境中的塑料垃圾总量将达到120亿吨。其中,大多数一次性材料被用于包装行业,因此开发环保替代材料成为当前的重
来源:ACS Sustainable Resource Management
时间:2025-10-22