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综述:跨越两个维度:在温度与压力交汇处的发光传感器
摘要 发光温度计和压力计是发展迅速的技术领域,分别利用光学方法检测温度和压力,成为传统温度计和压力计的有吸引力的替代品。发光温度计和压力计的主要优势在于能够实现远程监测温度和/或压力,这一点与传统测量仪器不同。此外,使用发光纳米颗粒作为温度/压力传感器可以实现对微米和纳米级别区域的检测,而这些区域传统测量仪器无法覆盖。因此,将这两种功能结合在单一材料中极具吸引力,近年来越来越多的研究报道了这一点。这类双功能传感器能够利用多种独立的光谱参数同时精确测量压力和温度。然而,开发真正具有双功能且可靠的传感器极具挑战性,相关研究也很少见。本
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-09-19
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敏捷隐身:具有连续动态调节功能的仿生超材料
摘要 在电磁超材料中同时实现高效宽带吸收和动态频率响应能力,是先进隐身技术面临的一个关键且具有挑战性的目标。本文介绍了一种受生物启发的可重构超材料,该材料通过创新的动态结构-功能设计克服了这一限制。该超材料借鉴了蛾眼表面截锥形结构的特性,集成了机械传动系统来精确控制内部花瓣状结构的位移。这种独特机制实现了卓越的双模性能:在2–40 GHz的宽频谱范围内保持超宽带吸收(≥90%),同时能够连续调节至少六个高效(≥99%)的吸收峰,每个吸收峰的调节带宽超过3 GHz。几何结构的重新配置主动改变了表面阻抗,产生了协同效应,从而提升了整体
来源:Advanced Materials
时间:2025-09-19
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高效且稳定的柔性有机太阳能电池的实现得益于对柔性阻隔膜进行光敏亲水-疏水转换表面改性处理
摘要 由于具有高效率和灵活性,柔性有机太阳能电池(FOSCs)在可穿戴电子设备中展现了广泛的应用前景。然而,水分和氧气渗透到柔性基底中导致设备性能下降,这成为其发展的主要障碍。传统的三明治结构封装方式会降低设备的光学和机械性能,并增加设备重量。在本研究中,我们开发了一种在高度透明的阻隔膜(BF)基底上原位制备高效且长期稳定的FOSCs的策略。使用一种光敏材料——邻硝基苄醇衍生物,该材料可以从亲水性转变为疏水性,从而改善银纳米线(AgNWs)在基底上的润湿性,并实现均匀的AgNWs透明电极的印刷制备。经过光照处理后,NBE薄膜转变为
来源:Advanced Materials
时间:2025-09-19
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通过高熵电化学势调控策略稳定Cu0/Cu+界面,以提升酸性介质中CO2转化为乙烯的效率
摘要 在酸性介质中,电化学CO2还原反应(CO2RR)是一种高效的碳负策略,既能缓解温室效应,又能选择性地产生高附加值的多碳化合物。Cu0/Cu+界面有助于促进C─C键的形成,但在高还原电位和酸性条件下保持界面完整性面临重大挑战。本文提出了一种高熵电化学势调控策略,该策略利用高熵掺杂的协同效应来原子级地调整基于铜的催化剂的表面电子结构。这种策略在铜元素周围形成电子屏蔽层,防止其过度还原,并有助于在酸性CO2RR过程中Cu0/Cu+界面的形成和稳定。通过全面的原位表征和密度泛函理论计算发现,电子屏蔽层能够有效调节铜的电子接受能力。优
来源:Advanced Materials
时间:2025-09-19
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通过四面体核心调控分子间堆积模式,实现高效可溶液处理的蓝色发光材料
摘要 抑制蓝色热激活延迟荧光(TADF)发射体的激子淬灭是实现高效溶液加工OLED的关键。本文通过引入一个空间呈四面体结构的四苯基硅核心,结合蓝色TADF单元、叔丁基咔唑供体和苯甲酰吡啶受体来解决这一问题。这种庞大的四面体结构有效减少了TADF单元的聚集,从而降低了激子淬灭现象。此外,通过策略性地调整宿主单元的类型,还可以优化分子间的堆积方式,从而实现分子间的电荷转移(TSCT)通道,加快反向系统间跃迁速率(kRISC)。在制备的三种发射体中,3CzSiPMDTC具有较大的占据体积,同时具备通过键的电荷转移和TSCT通道,有效缓解
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-09-19
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不对称双偶极发色团设计实现了多路径多色光致变色及固态热致变色效应
摘要 供体-受体Stenhouse加合物(DASAs)是一种新兴的有机光开关,但开发出超越传统二元响应的多功能复杂响应系统仍然具有挑战性。与流行的偶极分子设计不同,本文提出了一种新型的不对称双偶极(A-D-A)发色团设计,用于制备一类新型的双刺激响应Stenhouse系统——ADASA。该系统能够在同一分子中表现出多途径的多色可见光光致变色和固态热致变色现象,这是以往Stenhouse化合物中所无法实现的。优化的ADASA 3具有双分支结构,其中两个吸收重叠较少的偶极发色团通过一个解耦的连接链相连。通过调节连接链来增加发色团之间的
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-09-19
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各向异性层状SiP2材料中的缺陷诱导线性二色性
摘要 半导体中各向异性能带结构所引起的线性二向色性在光电子应用中起着重要作用。低维各向异性半导体中的晶格缺陷可以在电子带隙内引入缺陷态,从而导致线性二向色的光吸收或发射。本文展示了层状二硫化硅中的缺陷诱导双通道线性二向色性现象:其中,本征激子峰(2.06 eV)沿晶格的x方向产生线性极化,而缺陷态发射(1.6和1.4 eV)的极化方向则垂直于x方向。通过结合光致发光测量和第一性原理计算,发现较低能量的光致发光峰归因于特定的复合缺陷,例如由硅位点上的磷替代缺陷和磷空位组成的缺陷。这些缺陷能够在价带最大值附近诱导出具有高度各向异性波函
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-09-19
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生成式人工智能助力开发下一代高性能镁电池的溶剂
摘要 传统的试错方法在寻找下一代镁(Mg)基电池的新型溶剂方面效率低下且成本高昂。因此,本研究通过将人工智能技术与虚拟分子数据库相结合,建立了一种简单而高效的溶剂筛选标准,有可能彻底改变传统的溶剂设计流程。利用自主研发的算法生成了823种溶剂,并通过机器学习(ML)模型分析了LUMO、ΔLUMO、ESPmin、ESPmax和Ei等参数来确定筛选标准。最终筛选出18种候选溶剂,其中两种(C1COCOC1和COCC(C)OC,分别简称为“DOX”和“DMP”)经过实验验证。值得注意的是,这两种溶剂此前均未被报道用于镁电池中。实验结果表
来源:Advanced Materials
时间:2025-09-19
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环间键合电子供体结构促进了高效的双电子水氧化反应,从而实现了光催化过氧化氢的合成
摘要 在无牺牲剂条件下,低的水氧化效率是实现高效光催化过氧化氢(H2O2)合成的主要障碍。在各种水氧化途径中,两电子水氧化反应(2e− WOR)因其能直接生成H2O2以及具有动力学优势而备受关注。然而,目前仍缺乏有效的方法来触发这种高效的两电子水氧化反应。在这项研究中,研究人员设计并合成了含有交替电子供体和受体单元的共轭聚合物。通过引入一个由两个苯环连接而成的环间电子供体结构,成功实现了高效的两电子水氧化反应,使得H2O2的合成效率从1657 µmol g−1 h−1提高到了4401 µmol g−1 h−1,并且光能到化学能的转
来源:Advanced Materials
时间:2025-09-19
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一种基于锰-钼氧氮化物的混合金属催化剂,用于整合C-C和C-N偶联反应,从而直接从合成气与氨气合成乙腈
过渡金属氮化物及其氧氮化物和碳氮化物在多个可持续领域中作为催化剂具有极大的吸引力。这些材料在碳氮键合成反应中展现出潜力,尤其是在可持续的C₁和N₁原料的利用方面。它们可以整合C─C和C─N偶联反应,从而连接碳和氮的可再生循环。本文探讨了一种结构均一的(NH₄)ₙHₘMₓMoᵧO𝑧·2H₂O铵金属钼酸盐材料(C2/m结构),作为催化剂前驱体,提供原子级的金属混合。在众多3d过渡金属中,锰(Mn)被证明是最有效的促进剂。[MnMo]混合金属催化剂在选择性和稳定性方面显著优于单金属[Mn]和[Mo]催化剂。通过多模式的物理化学表征,包括温度分辨的X射线衍射、X射线吸收近边结构和扩展X射线吸收精细结
来源:Advanced Materials
时间:2025-09-19
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利用Janus超表面实现任意偏振态的方向性非对称全息成像
在现代光学技术的发展中,光子器件的微型化和多功能化成为了研究的热点。其中,Janus超表面(metasurface)作为一种能够实现方向不对称响应的新型结构,因其独特的光学特性而备受关注。Janus源自罗马神话中的双面神,象征着从不同方向观察时表现出不同的特征。这种方向不对称性在纳米光子学中被广泛应用,用于实现如非互易设备、双频调控等多样化功能。然而,目前的Janus超表面设计在实现方向不对称的全息成像方面仍面临诸多挑战,例如复杂的制造工艺、对空间复用或垂直堆叠的依赖、有限的偏振控制能力,以及在可见光波段中显著的欧姆损耗等问题。这些限制不仅增加了实际应用的难度,也阻碍了其在更广泛场景中的推广。
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-09-19
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用于自供电气体监测的柔性宽带光热电探测器
摘要 基于光热电(PTE)效应的自供电超宽带光电探测器在多种应用中具有巨大潜力,包括夜视、环境监测和气体检测。然而,现有的PTE材料主要采用二维或块状材料,其在柔性应用和大面积阵列集成方面存在局限性。本文展示了一种由大面积碲化铋(Bi2Te3)薄膜制成的柔性PTE光电探测器,并结合了非对称电极结构。非对称电极配置产生的温度梯度促进了载流子扩散,从而在全局光照条件下通过PTE效应产生了光电压。该器件在室温下对0.405至10.37 µm的光谱范围表现出宽带光响应,在10.37 µm处的灵敏度达到1.39 × 108 Jones。此外
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-09-19
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通过光学吸收特性定制实现高性能的双窄带有机光电探测器,用于安全的光通信
摘要 有机光电探测器(OPDs)因其可调的光电特性而备受关注,非常适合用于前沿的光检测应用。本文介绍了一项颠覆性的技术突破:通过一种称为“光学吸收定制”(Optical Absorption Tailoring, OAT)的策略,实现了无需滤光片的双窄带OPD设计。该策略利用光活性层的非对称垂直相位分离来调节其光场分布,从而在指定波长下实现出色的光检测精度和可靠性。采用这种技术,OPD在430纳米和1070纳米处表现出优异的双窄带响应性能,无需额外偏压或滤光片,其光电转换效率(D*)超过10^12 Jones,暗电流(J_d(0
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-09-19
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通过波前整形实现任意空间选择的现实动态超表面3D全息显示
摘要 由于激发激光的强度分布不均匀以及主动驱动超表面的复杂性,3D全息超表面显示器在实现真实感和动态效果方面面临重大挑战。本文通过动态波前整形和全空间复用超表面的主动驱动,实现了一种真实的宽带动态3D全息超表面显示器。利用数字微镜装置(DMD)作为动态调制源,将入射的高斯光转换为具有高均匀性、可定制光斑形状和延长传播距离的平顶光束。通过用这种整形后的平顶光束照射超表面,实现了真实的宽带全息显示效果。此外,精心设计的超表面能够同时实现X-Y平面和Z深度的复用,从而提高了全息图的承载能力。通过DMD的像素化幅度调制,生成多个子平顶光束
来源:Advanced Optical Materials
时间:2025-09-19
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综述:基于摩擦电纳米发电机的海洋波浪能发电装置及自供电波浪传感器
随着全球对电力需求的持续增长以及日益严格的环保政策,从自然环境中高效获取可再生能源变得尤为重要。海洋作为覆盖地球表面积约71%的广阔区域,具有巨大的能量开发潜力。其中,波浪能作为一种稳定的可再生能源,因其不受昼夜循环和季节变化的影响,成为近年来研究的热点。然而,传统的波浪能转换装置通常体积庞大、成本高昂,难以在小规模波浪环境中应用。因此,开发适用于小规模波浪的高效能量采集装置成为研究的重点。为了克服这些挑战,科学家们提出了基于摩擦纳米发电机(TENG)的海洋波浪能采集技术。TENG通过接触电荷转移和静电感应原理,能够将波浪的机械运动转化为电能。与传统方法相比,TENG具有材料选择广泛、结构灵活
来源:Advanced Energy and Sustainability Research
时间:2025-09-19
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综述:陷阱深度对卤化物钙钛矿薄膜稳态和瞬态光致发光的影响
在光电子学和光伏材料的研究领域中,卤化物钙钛矿因其独特的光电性能而备受关注。这些材料在吸收光能后,可以产生电荷载流子,如电子和空穴。然而,这些载流子并不总是能够顺利地到达电极,而是可能在材料内部发生复合,从而降低光电转换效率。传统上,人们认为这种复合过程主要由深能级缺陷主导,但近期的研究揭示,浅能级缺陷在某些情况下也可能是关键因素。这种理解的转变,为材料的设计与性能优化提供了新的视角。### 1. 深能级与浅能级缺陷的复合行为在传统观点中,非辐射复合通常被认为是由深能级缺陷引发的。这些深能级缺陷在半导体中起着“陷阱”的作用,限制载流子的迁移路径,从而增加复合的可能性。然而,随着对卤化物钙钛矿材
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-09-19
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多铁超晶格中极涡-反涡对阵列的出现
摘要 铁电拓扑结构因其纳米级尺寸和外部电场的可调性而备受关注,正成为大数据时代高密度、低功耗存储设备的首选候选者。虽然诸如涡旋、磁通闭合域、中心型域、斯格明子(skyrmions)和梅龙(merons)等极性结构已被广泛研究,但反涡旋(antivortices)的研究仍相对滞后。在本研究中,通过结合实验和理论分析,我们在多铁性-电介质超晶格中发现了稳定的极性涡旋-反涡旋对阵列。这一成果得益于具有对角线自发极化的低对称性BiFeO3材料。通过原子级工程精确调控BiFeO3层的结构,我们实现了小至4.5纳米的周期性。这些阵列表现出卓越
来源:Advanced Materials
时间:2025-09-19
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通过含氟超支化聚合物对钙钛矿薄膜进行定向结晶,以实现高效且稳定的钙钛矿太阳能电池
在当今能源领域,太阳能技术因其清洁、可持续的特性成为研究的热点。其中,钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells, PSCs)由于其优异的光电转换效率(Power Conversion Efficiency, PCE)而备受关注。特别是基于甲脒(formamidinium, FA)的钙钛矿材料,其PCE已超过26%,展现出巨大的应用潜力。然而,尽管其性能优越,钙钛矿太阳能电池在实际应用中仍面临一些关键挑战,尤其是如何在大规模生产中实现高结晶性、高纯度的钙钛矿薄膜,以及如何提升其对环境因素(如湿度和温度)的稳定性。钙钛矿材料在结晶过程中常常会形成多种中间相,例如黄色多型相(δ
来源:Advanced Materials
时间:2025-09-19
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光激活的微马达在空气中通过热对流实现推进
在现代科技的快速发展中,微电机系统因其独特的可控运动特性而备受关注。这类微电机能够通过化学反应或外部刺激实现运动,因此在环境修复、药物输送以及其他新兴领域展现出巨大的应用潜力。然而,直到目前为止,微电机的应用大多局限于水性环境,因为要在空气中实现可控运动并克服重力仍然是一个显著的技术挑战。空气与水的物理性质差异显著,水具有较高的热传导能力和粘性,使得微电机在其中能够较为容易地产生热对流并实现运动。而空气则由于其低热导率和缺乏浮力支持,导致微电机在空气中难以产生有效的运动。因此,开发能够在空气中实现可控运动的微电机系统,对于拓展其应用范围具有重要意义。本文首次提出了一种能够在空气中实现光诱导热对
来源:Advanced Materials
时间:2025-09-19
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用于MnO2阴极的动态保护多层结构:离子筛选与结构防护,提升锌离子电池的循环性能
摘要 水系锌金属电池(AZMBs)具有高安全性、低成本和环保性等优点,其中基于锰的负极因锰资源丰富且理论容量较高而备受关注。然而,诸如晶格崩塌、锰离子溶解以及反应动力学缓慢等问题限制了其应用。本文通过简单的一步制造工艺设计了一种动态多保护层界面,该界面模仿了生物膜和细胞壁的结构与功能特性。该界面由三层组成:最外层的高价氧化物层可增强化学稳定性,并选择性促进质子插入的同时控制锌离子(Zn2+)的插入;中间层为低价氧化物与金属的复合层,作为缓冲层选择性吸附锰离子(Mn2+),从而抑制锰离子溶解并提高负极的化学稳定性;最内层为异质结层,
来源:Advanced Materials
时间:2025-09-19