-
阴阳离子-EO相互作用平衡策略实现4.5V级PEO基全固态锂电池超高效锂离子传输
在高浓度聚环氧乙烷(hc-PEO)固态电解质(SE)中,锂离子迁移缓慢以及电极与电解质界面处的传输障碍,常常导致高压PEO基全固态锂电池(ASSLBs)失效。这项研究巧妙地构建了含有双阴离子(TFSI− 和 PO2F2−)的hc-PEO电解质体系。其中,PO2F2−具有更高的锂离子结合能,通过削弱锂离子与环氧乙烷(EO)链段的相互作用,同时强化锂离子与阴离子的结合,成功平衡了"阴离子-锂离子-EO"三者的相互作用。更有趣的是,PO2F2−会在电极/电解质界面发生分解,形成富含Li3PO4和LixPOFy的纯锂离子导电界面层,从而显著提升锂离子在电解质内部及界面处的传输效率。当两种阴离子达到近似
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-19
-
反溶剂策略实现无卤溶剂加工有机太阳能电池效率突破20.5%
在推进有机太阳能电池(Organic Solar Cells, OSC)产业化与环保可持续发展的进程中,无卤溶剂加工技术至关重要。然而,这类溶剂往往因引发分子过度聚集和形成不利相分离,导致电池效率难以优化。为解决这一瓶颈,研究人员开发出创新的反溶剂(Anti-Solvent, AS)策略:通过定时引入正交溶剂,快速降低溶剂溶解度并促进挥发,从而加速光活性材料沉淀,避免材料长时间聚集。该策略所形成的优化相分离结构与纤维状形貌,有效促进了激子解离和电荷传输效率,使得基于PM6:D18:L8BO-X材料的OSC实现了20.51%(认证效率达20.12%)的卓越光电转换效率,显著优于传统邻二甲苯(o-
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-19
-
突破偏振LED能量损耗瓶颈:基于扭曲光栅超表面的高效集成光源
研究团队通过将扭曲光栅超表面(Twisted Grating Metasurface, TGM)与氮化镓(GaN)基发光二极管(LED)集成,成功突破了偏振光源中超过50%的能量损耗屏障。该光学偏振器在465纳米波长处使TM偏振光的透射率提升至无图案GaN LED的1.22倍,偏振消光比(Polarization Extinction Ratio, PER)达到7.5分贝(dB)。其核心机制源于TGM强烈的非对称偏振旋转效应:能将部分TE模转化为TM模,同时保持TM模的高透射率并最小化向TE通道的转换。实验验证显示,集成TGM的LED器件在光致发光(Photoluminescence, PL)
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-10-19
-
非对称肖特基接触实现0.1 pA暗电流的二维Ruddlesden-Popper钙钛矿光电探测器
二维Ruddlesden-Popper(RP)相钙钛矿单晶因其独特的结构特征展现出卓越的光电性能。在二维层状钙钛矿上引入非对称电极构型可呈现有趣的界面接触现象,并显著提升其光电性能。本研究通过液-气界面法制备了厚度约60-350纳米的(PEA)2PbBr4(PPB)单晶微米片,通过在钙钛矿微米片上构建两种不同金属电极的非对称接触势垒,有效改善了光电探测性能并实现了优越的自供电探测能力。优化后的非对称势垒与能带对齐促进了光生电荷的高效解离和提取,使偏压光电流较对称电极器件提升5.59×104倍。关键突破在于通过双金属电极接触势垒设计,成功制备出自供电(PEA)2PbBr4光电探测器,该非对称器件
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-10-19
-
银辅助黑磷微米带高质量生长的可控合成与光电性能研究
通过银辅助化学气相传输(chemical vapor transport)方法,研究人员实现了黑磷(black phosphorus, BP)微米带的高质量可控生长。该方法中银的引入不仅降低了BP成核能,还有效抑制了沿扶手椅(armchair)方向的晶体生长,从而促进具有优先锯齿形(zigzag)边缘的各向异性微米带形成。所得单晶BP微米带结晶度优异,宽度范围约2至80微米(µm),长度可达1厘米(cm),长径比超过1000。基于单个微米带构建的光电探测器展现出从可见光到近红外波段的宽谱光响应,在532纳米(nm)和1064纳米(nm)波长下分别达到35毫安每瓦(mA W−1)和12毫安每瓦(
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-10-19
-
蜂窝结构共价有机框架调控界面离子传输实现高性能锂金属电池
通过开创性的一锅法胶体组装技术,研究人员在氧化石墨烯(GO)表面构建了垂直排列的蜂窝状共价有机框架(HCCOF-GO)异质结构,为锂金属电池(LMBs)界面工程建立了新范式。其核心机制在于通过界面π-π共轭作用保持1.15纳米六方孔道的本征结构,同时整合GO的电子传输优势。作为人工固态电解质界面(ASEI),该结构展现出三重功能:首先,“亲锂性”纳米孔可实现无枝晶的锂离子通量(迁移能垒仅0.29电子伏特);其次,极化界面能调控阴离子-溶剂配位环境;第三,促进梯度有机-无机复合SEI的形成。改性电极获得了创纪录的锂离子迁移数(tLi+ = 0.96),兼具超长循环稳定性(10毫安/平方厘米、10
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-19
-
基于激子局域化工程的Yb掺杂CsPbCl3近红外发光二极管性能突破
近红外(Near-Infrared, NIR)发光技术在生物医学成像、夜视系统和光通信领域具有重要应用价值。研究发现,通过Yb3+离子掺杂CsPbCl3晶体可实现高效的量子剪裁(quantum cutting)过程,其中铅位点被镱离子取代形成的独特缺陷辅助能量转移路径发挥着关键作用。然而,是否存在其他可见光(Visible, VIS)至近红外转换途径以进一步提升器件性能,仍是亟待解决的科学问题。本研究采用热蒸发技术对CsPbCl3:Yb体系进行精准调控,创新性地构建了局域束缚激子(Bound Excitons, BEs)工程。实验表明,束缚激子能显著促进钙钛矿基质向镱掺杂剂的能量传递,揭示出此
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-19
-
高熵铬酸盐超构织物实现宽带红外辐射冷却新突破
辐射冷却技术通过电磁波耗散热能,已成为航天工业热管理的主要途径。开发兼具宽带红外高发射率、热稳定性和柔韧性的材料成为极具挑战性的目标。研究团队基于高熵工程和一维诱导成型策略,开创性地制备出用于航天器高效冷却的超构织物。得益于多重吸收机制和有序结构,设计的(La0.2Y0.2Nd0.2Gd0.2Sr0.2)CrO3材料展现出本征热稳定性和宽带红外发射特性。在此基础上,通过限制平面红外散射和随机分布的非晶区域,所开发的纳米纤维表现出优异的光谱响应性和柔韧性。当编织成类织物结构时,该超构织物在宽红外波段内呈现超高发射率,同时具备弯曲过程中的耐高温性和结构稳定性。理论模拟表明,与传统冷却系统相比,该超
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-19
-
解决MOF-5中的染料嵌入问题:基于苝类客体封装的多模态证据
在当前的科学研究中,金属有机框架(MOFs)因其独特的结构和功能特性,成为一种备受关注的多功能材料。MOFs由有机配体与无机金属节点通过配位键连接,形成具有高度有序的多孔结构的晶体材料。这种结构不仅赋予了MOFs极高的比表面积和可调节的孔径,还使其在气体吸附、分离、催化、传感以及光电材料等多个领域展现出广泛的应用潜力。然而,MOFs的多功能性在很大程度上依赖于其内部结构中引入的客体分子,尤其是具有光响应特性的有机染料。这些染料通常通过非共价键与MOF框架结合,从而在保持MOF结构稳定的同时,赋予其新的光学性能。然而,如何准确地区分染料是嵌入MOF的孔隙中还是仅仅吸附在MOF表面,仍然是一个具有
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-10-19
-
铁电调控AgVP2S6/WSe2异质结多态光电切换实现可见-近红外高效探测
二维范德华(van der Waals)铁电异质结为光电子技术发展带来新机遇,但仍面临载流子复合与可调性等挑战。本研究首次报道了具有0.43电子伏特(eV)窄带隙的p型铁电半导体AgVP2S6,并基于此设计了铁电调控的AgVP2S6/WSe2异质结光电探测器。通过I型能带对齐(type-I band alignment),AgVP2S6层可高效提取WSe2中光生电子,显著抑制界面复合,从而在可见光至近红外波段实现增强的光响应度。尤为突出的是,该器件展现出三种可通过铁电极化快速切换的非易失性光响应状态,体现了自供能光电探测的可重构特性。此项工作为智能光电探测、红外传感和光学存储等自适应多功能光电
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-10-19
-
FRET增强并五苯衍生物单线态裂变:仿生光捕获策略提升太阳能转换效率
Abstract太阳能的高量子效率转换是能源技术领域的核心挑战。受生物光捕获系统启发,本研究探索了单线态裂变(SF)敏化剂作为多激子生成中心,通过Förster共振能量转移(FRET)实现周围分子向反应中心的能量汇集。研究采用结构迥异但光学性质相似的两种并五苯衍生物——稳定性增强的Geländer并五苯(G-Pen)和经典TIPS-并五苯(TIPS-Pen),通过瞬态吸收光谱揭示了二元苝/聚甲基丙烯酸甲酯薄膜中SF速率与分子间距R的R−6依赖关系,符合FRET的典型特征。优化FRET参数(如光谱重叠积分J、发射量子产率θem)可显著提升SF效率,为仿生光捕获材料设计提供新范式。1 Introd
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-10-19
-
基于陷阱工程策略的有机材料超高温余辉实现及其信息加密应用
通过巧妙的陷阱工程策略,科学家们成功实现了有机材料的超高温余辉特性,即使在高达300°C的极端环境下仍能稳定发光。这项研究将2,2′-联喹啉(BQ)发光体精准整合到硼酸(BA)基质中,构建出独特的BQ@BA体系。该材料展现出双波段余辉发射的特异现象,分别在480纳米和600纳米波长处产生发光信号,其中480纳米波长的发射在温度升高时呈现主导地位。研究发现,材料中氧空位产生的热补偿效应与温度激活的反向系间窜越(RISC)过程形成了完美协同,这种协同机制如同给发光材料装上了"热保护罩",使得480纳米的延迟发光在高温条件下依然保持稳定。更令人称奇的是,通过灵活调控陷阱深度,研究人员还能实现对材料热
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-10-19
-
钙钛矿量子点协同配体交换策略提升光电性能与稳定性研究
钙钛矿量子点(Perovskite Quantum Dots, PeQDs)作为明星纳米材料,因其可调带隙、高光致发光量子产率和出色色纯度备受关注。然而传统表面配体存在配位能力弱、导电性差的短板,严重制约PeQDs的稳定性与光电性能。本研究创新性地提出协同配体对交换策略:通过依次引入α-甲基-4-氟苄胺和對甲苯磺酸,成功置换原始油胺/油酸(OA/OAm)配体对,实现CsPbBr3量子点A位(铯空位)和X位(溴空位)的高效钝化。改性后的量子点展现出卓越的环境耐受性——在紫外线持续照射、85℃高温加速老化以及水浸胁迫下,光致发光强度衰减率显著降低。该策略更成功拓展至CsPbI3及混合卤素PeQDs
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-10-19
-
溶剂蒸发诱导胶束组装法制备连续介孔非晶金属有机框架薄膜及其应用研究
溶剂蒸发诱导的胶束组装技术实现了连续介孔非晶金属有机框架(MOF)薄膜的规模化制备。纳米多孔材料薄膜(包括沸石、MOF和介孔材料)在电极、分离、催化和传感领域具有广阔前景。虽然微孔材料具有高比表面积和丰富活性位点,但其扩散路径限制制约了性能提升。分级结构的介孔-微孔材料可兼顾表面积与扩散效率,但双孔系统的构建难度极大限制了发展。本研究通过嵌段共聚物胶束与MOF前驱体(金属离子和有机配体)的协同自组装,利用旋涂和喷涂等蒸发诱导方法,在固体基底上快速合成了连续介孔非晶MOF薄膜。所得薄膜呈现均匀孔分布和低表面粗糙度,且凭借该方法的多功能性,在不同基底上展现出优异的应用适应性。
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-19
-
基于刺状螺旋镜面结构的超亮手性发光像素:突破手性发光亮度与不对称因子权衡难题
通过采用极端纳米光子学策略,研究人员利用刺状螺旋镜面(THoM)结构产生强烈的局部光学手性,并将其与具有高量子产率的非手性染料耦合。研究揭示了手性纳米腔内强超手性近场与染料之间的高效耦合机制,该机制不仅产生了超过1.0的发光不对称因子(glum),还通过显著的手性Purcell效应同步增强激发和发射过程,最终实现超亮圆偏振发光。通过调控染料组装体及其对应发射峰,该体系成功展示了可调谐手性发光特性,在手性显示和信息加密领域展现巨大应用潜力。这种高性能手性发光系统还有望推动手性激光器和手性单光子源片的芯片集成发展。
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-19
-
光学多子结构中拓扑转变的实验观测及其调控机制研究
拓扑纹理展现了物质与能量构型受内在物理定律支配的典型范例。近期,具有固定拓扑性的类斯格明子(skyrmion-like)纹理已在多种光学系统中实现,包括倏逝场、结构化介质和自由空间。磁性斯格明子(Magnetic skyrmions)因其拓扑特性可通过外部刺激调控,在存储器、逻辑门和神经形态计算等创新器件中展现出应用前景。然而,在其光学对应体中实现动态控制非平庸拓扑转变仍具挑战,这限制了其在超分辨成像和信息处理等领域的应用。本研究提出并演示了一个通过多重等离子体涡旋(plasmonic vortex)干涉产生光学自旋多子(optical spin multimeron)的平台。更重要的是,研究
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-19
-
超声激活Sonophage协同声动力疗法与盐过度凋亡实现实体瘤根除
钠超载(sodium overload)作为一种被命名为"盐过度凋亡(saltoptosis)"的新型抗肿瘤策略,虽具治疗潜力却因固有局限难以临床转化。本研究创新性地提出将盐过度凋亡与声动力疗法(SDT)协同的增效方案。具体而言,研究人员构建了M1巨噬细胞外囊泡-脂质体杂交体(称为Sonophage),其同时包裹声敏剂(Ce6)、富氧全氟化碳(PFC-O2)及盐溶液。这种设计使得声动力盐过度凋亡可被同步激活:在超声作用下,Sonophage通过SDT直接损伤肿瘤细胞并诱导免疫原性细胞死亡,同时钠超载联合M1巨噬细胞外囊泡的生物学功能,将免疫抑制性肿瘤微环境重编程——促使巨噬细胞极化为促炎M1表
来源:Advanced Materials
时间:2025-10-19
-
可打印机械可调生物降解纤维素复合材料:Ramus在功能梯度生物材料制造中的突破
引言:绿色粘合剂与功能梯度材料的新趋势近年来,以绿色化学为基础的木材生物质材料在建筑与工程领域备受关注。传统石油基粘合剂(如脲醛树脂)虽具低成本、快速固化等优势,但存在健康与生态风险。研究重新聚焦于动植物源粘合剂(如血胶、豆胶、牛奶酪蛋白),结合增材制造技术,开发可精确调控材料分布、可生物降解的复合材料。功能梯度材料(FGM)通过成分、微结构或原子序的渐变实现性能各向异性控制,在生物医学、航空航天等领域潜力巨大。自然界中(如鱿鱼喙、马蹄、蜘蛛毒牙)的功能梯度结构为材料设计提供了灵感。可打印木材基材料的技术路径目前,含木材生物质的可打印材料主要通过熔融沉积成型(FFF)、立体光刻(SLA)和直写
来源:Advanced Materials Interfaces
时间:2025-10-19
-
自减速角衍射光束叠加合成自愈合微光束:准无衍射光束与光子纳米射流的协同融合
1 引言显微级薄光学光束在微加工、纳米制造和光片显微镜等领域发挥着重要作用。这类“微光束”主要分为两种类型:第一种基于光子纳米射流(PNJ),这是一种主要通过衍射形成的微尺度(通常为亚衍射级)光集中现象。PNJ不涉及等离子体效应,仅微弱依赖高Q值共振,可由多波长尺度、低折射率介电平台产生。经过一些改进,这种易于制造的平台还能产生高度拉长的PNJ形式微光束,例如由PMMA截锥体阵列产生的16λ长微光束。第二种类型基于准无衍射(QND)光束。作为理想无衍射光束的横向截断版本,QND光束能够在长距离(10λ–100λ)内抑制光束扩展。许多QND光束还表现出高度有用的“自愈合”特性,使其在部分遮挡后能
来源:Advanced Photonics Research
时间:2025-10-19
-
碳点增强杂化纳米结构中的电荷转移机制及其表面增强拉曼散射应用
电荷转移是杂化纳米结构界面中的关键现象。碳点(Carbon dots, CDs)因其能级可调的特性,能够与其他材料形成良好的能带对齐,从而展现出显著的电荷转移能力。本研究通过表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering, SERS)结合其他光谱技术,深入揭示了碳点介导的电荷转移如何增强与金纳米粒子(Gold nanoparticles, AuNPs)结合的硫醇化苯甲酸分子(Thiolated Benzoic Acid Molecules, TBM)的SERS信号。实验采用两种不同光学性质的碳点,波长依赖的SERS谱图表明杂化纳米复合材料中存在电荷转移过程
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-10-19