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Journal of Materials Science: Materials in Electronics - JMS:ME Article Abstracts in Chinese: Volume 35, Issue 11

The Editors of Journal of Materials Science: Materials in Electronics are pleased to present a selection of abstracts translated into Chinese.


绿色创新:来自无机ZnS纳米粒子的可调结构和光学性质的冷白光发射 (this opens in a new tab)

Green innovation: cool white light emission from inorganic ZnS nanoparticles with tunable structural and optical properties
Arya Surendran & R. Tintu 

在发光材料领域,白光发射的无机纳米粒子为创建更高效和耐用的发光设备提供了一个有前景的途径。在这里,通过简单的绿色共沉淀法,使用Phyllanthus emblica提取物作为包覆剂,实现了来自无机硫化锌(ZnS)纳米粒子的冷白光发射。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜与能量散射X射线分析(SEM-EDX)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和透射电子显微镜(TEM)与选区电子衍射(SAED)模式,紫外-可见和光致发光(PL)分析研究了结构和光学性质。XRD分析确认了样品的立方晶体性质。Tauc图研究确认了粒子大小依赖性的能带间隙变化。从PL光谱观察到可调的可见发射,未掺杂的ZnS纳米粒子显示出冷白光发射(x= 0.3056,y= 0.3030),其特点是高相关色温(CCT = 7255 K)和优秀的色彩再现指数(CRI = 93)。这些属性使它们适合集成到发光二极管(LED)作为磷光体。由于其可调的结构和光学性质,绿色合成的ZnS纳米粒子在革新多个领域,特别是在先进的照明和显示应用中,显示出巨大的潜力。


由于顺磁性Gd3+离子掺杂在LaFeO3固溶体的A位上,其结构、电性和磁性特征的影响 (this opens in a new tab)

Impact of structural, electrical and magnetic features due to paramagnetic gd3+ ion doping on thea-site of lafeo3 solid solution
Nabasmita Saikia, R. L. Hota, R. K. Parida & B. N. Parida 

这项工作涉及了Gd改性LaFeO3基钙钛矿的典型固溶体合成途径,即(La0.25Gd0.75)FeO3,并对其结构、介电、电性和磁性特性进行了全面的研究。根据使用X射线衍射进行的初步结构分析,该材料呈正交晶体对称性。采用场发射扫描电子显微镜技术来研究样品的表面形貌。通过X射线光电子能谱过程检查元素成分或所含元素的价态。应用拉曼和傅立叶变换红外光谱方法,讨论了与样品相关的多种模式和功能团。在较低频率域,室温下观察到明显的高介电常数值。阻抗谱揭示了样品具有负温度系数的电阻和非德拜型的松弛。Nyquist图被用来检查颗粒和颗粒界面效应在传导机制中的作用。此外,对交流或直流导电谱进行了深入的探讨,这为了解所涉及的电荷载体类型提供了知识。振动样品磁强计分析揭示了样品在室温(300 K)下表现出弱铁磁行为。


生长、光学、电学、热学、机械和NLO研究纯和醋酸锌掺杂的L-苏氨酸晶体 (this opens in a new tab)

Growth, optical, electrical, thermal, mechanical and NLO studies of pure and zinc acetate-doped L-threonine crystals
V. Jebancy, A. Darlin Mary & S. V. Ashvin Santhia 

光学研究领域从使用慢蒸发法从水溶液中开发非线性光学晶体中获益显著。在当前的研究中,生产了纯和醋酸锌(ZA)掺杂的L-苏氨酸晶体,并使用各种表征技术对其进行了表征。粉末X射线衍射分析证明了材料的晶体性质。计算的单元格参数揭示了晶体属于正交晶系。从单晶X射线衍射分析中确定了生长晶体的晶体结构和空间群。利用FTIR光谱,检查了在晶体中发现的几个功能团。通过UV-可见光谱分析确定了生成晶体的光学透明度,该分析揭示了在整个可见区域的高光学透明度,以及生长晶体的带隙能量对于纯和ZA掺杂晶体分别为5.75和5.9 eV。发射系数、折射指数、光学导电率、电导率和光电负性也可以从UV-可见光谱中计算。良好的光学导电性表明生长的晶体具有高光响应性,生长的晶体的光电负性值低于1.7,揭示了生长的晶体是极性的,具有共价键合。进行了介电研究以评估开发的晶体的电阻率和导电率。发现介电常数和介电损耗随频率的增加而减小。从介电研究中计算了生长晶体的交流导电率、交流电阻率和激活能。TG/DTA曲线已被用来确定生长晶体的热稳定性和熔点。掺杂晶体的热稳定性高于纯晶体,ZA掺杂的L-苏氨酸晶体的稳定性为230°C。从显微硬度研究中确定了生长晶体的机械性能,如硬度数、弹性模量、屈服强度、莫氏硬度数和抗拉强度。ZA掺杂的L-苏氨酸晶体的机械性能高于纯晶体。生长的晶体属于在工作硬化系数中发现的软材料类别。从介电研究中计算了生长晶体的交流导电率、交流电阻率和激活能。从使用KDP作为参考材料的NLO研究中确定了SHG效率。ZA掺杂的L-苏氨酸晶体的SHG效率比参考KDP材料大1.7倍,表明生长的晶体适用于光子学领域。


高场介电性能和Fe改性PZN-PMS-PZT压电陶瓷的高功率性能 (this opens in a new tab)

High-field dielectric properties and high-power performance of Fe-modified PZN–PMS–PZT piezoelectric ceramics
Guanglei Xiang, Yuequn Wang, Xuezhou Gai, Wenbin Tang, Yiping Wang & Guoliang Yuan 

在这项工作中,通过固态反应法合成了0.04Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.05Pb(Mn1/3Sb2/3)O3–xPbZrO3–(0.91−x)PbTiO3+ymol%Fe2O3(xPZ-PZNMST +y%Fe;x= 0.440–0.460,y= 0.00–0.15)压电陶瓷。具有形态相界的0.45PZ-PZNMST + 0.10%Fe陶瓷显示出最佳的综合电机械性能,其中d33= 401 pC/N,kp=0.6,tan δ= 0.39%,Qm=921,和Tc = 314 °C。此外,在0.45PZ-PZNMST + 0.10%Fe陶瓷中实现了在200 V/mm时的低高场tanδ为0.78%。因此,在0.45PZ-PZNMST + 0.10%Fe陶瓷中获得了0.80 m/s的高振动速度。0.45PZ-PZNMST + 0.10%Fe陶瓷的最大机械能量密度达到2500 J/m3,这是商用PZT4陶瓷(620 J/m3)的四倍。具有良好高功率性能的0.45PZ-PZNMST + 0.10%Fe陶瓷显示出在高功率超声波换能器中的潜在应用。


关于Dy取代Mg-Cu-Zn铁氧体的微观结构、磁性和电输运性质的研究 (this opens in a new tab)

Studies on the microstructure, magnetic, and electrical transport properties of Dy-substituted Mg–Cu–Zn ferrites
M. Hassan, Md. Rasel Shikder & Muhammad Samir Ullah 

本研究报告了Dy含量对具有Mg0.4Cu0.2Zn0.4DyxFe2-xO4(其中x= 0.0, 0.01, 0.02, 0.03, 和 0.04)组成的Mg-Cu-Zn铁氧体微观结构和磁性质的影响。X射线衍射图谱显示,对于x≤0.02,呈现单相立方尖晶石结构,而对于x>0.02,DyFeO3的小峰与立方尖晶石结构共存。微观结构研究显示,Mg-Cu-Zn铁氧体的晶粒生长取决于Dy的含量。观察到,平均晶粒尺寸在x=0.02时较大,这可能归因于样品的致密化。复磁导率测量显示,磁导率的增强是由Dy含量的多少证明的。所有研究样品都观察到了饱和磁化(Ms)和矫顽力(Hc)。已经证明,由于Hc值较小,材料(对于x=0.02)的磁软性质得到了改善,这也与晶粒尺寸有关。在300 K下,研究了制备样品的频率依赖性介电常数和交流电导率。样品的介电性质显示出遵循Maxwell-Wagner极化类型的分散行为。Cole-Cole图显示出对于x≤0.03的单个半圆弧,这表明导电机制是通过晶粒效应发生的。由于Hc的较低值以及x=0.02时初始磁导率的较大值,磁软性质的增强得到了改善。推断出,Mg0.4Cu0.2Zn0.4Dy0.02Fe1.98O4的组成将在高质量线圈的电感材料中有用。


新型三元介孔Co3CsO4-g-C3N4纳米复合物作为高效吸附剂用于Pb (II) 和 Cu (II) 离子的消除 (this opens in a new tab)

Novel ternary mesoporous Co3CsO4-g-C3N4 nanocomposite as an efficient sorbent for Pb (II) and Cu (II) ions elimination
M. Khairy, Ehab A. Abdelrahman, Nadeem Raza, Emad M. Masoud, Laila S. Alqarni, Mohamed Ali Ben Aissa, Abdulrahman Mallah & A. Modwi 

消除重金属离子对于环境友好的演变具有重要意义。在此,通过简便的超声波方法成功合成了三元Co3CsO4-g-C3N4纳米复合物。这种新的三元纳米复合物通过扫描电子显微镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)进行了表征。三元Co3CsO4-g-C3N4纳米复合物(CoCsCN)在二元系统中作为一种成本效益高的吸附剂用于消除Pb2+和Cu2+重金属。分析了pH值、重金属离子的初始浓度和接触时间的影响,以评估纳米材料的去除效率。Sips吸附等温线模型被应用于与等温线分析一致的吸附过程。CoCsCN纳米吸附剂显示出对Pb2+(234.34 mg/g)和Cu2+(221.26 mg/g)的高吸附能力。本研究展示了三元CoCsCN纳米复合物在二元组分系统中消除Pb2+和Cu2+重金属的有效性。


基于溶胶-凝胶法合成的MoO3−x的Ag/MoO3−x/p-Si肖特基二极管的电性能表征:频率和电压依赖性的研究 (this opens in a new tab)

Electrical characterization of Ag/MoO3−x/p-Si Schottky diodes based on MoO3−x synthesized via sol–gel method: an investigation on frequency and voltage dependence
Adem Mutlu & Cem Tozlu 

MoO3−x是有机基光电设备中常用的缓冲层,用于调整活性半导体和金属层之间的能级。本研究的目的是通过与没有MoO3−x中间层的参考设备进行比较,来展示MoO3−x中间层的效果。为了评估通过溶胶-凝胶法合成的MoO3−x中间层的效果,我们通过电性能表征方法计算了Ag/MoO3−x/p-Si和Ag/p-Si肖特基二极管的基本重要参数,如理想因子(n)、势垒高度(∅B)、界面态(Nss)和串联电阻(Rs)。电流-电压(I-V)测量结果显示,使用MoO3−x中间层后,p-Si/Ag参考二极管的理想因子从2.4降低到1.9,而整流因子增加了44.6倍,频率依赖性测量(C-V-f,G-V-f)在室温下进行,以阐明基于MoO3−x的二极管的这种偏差。从XPS分析中,可以看到Mo+6和Mo+5氧化态在MoO3−x膜的表面上强烈,而Mo+4氧化态在进入体积时增加。界面上由Mo+6和Mo+5氧化步骤形成的能级引起的Rs和Nss的变化被描绘出来。此外,通过I-V特性,得到了在从2.1×1012到2.5×1012eV−1cm−2的各种正向偏压电压范围内Nss的能量密度分布轮廓。基于实验结果,溶胶-凝胶法合成的MoO3−x薄膜表现出有利的整流特性,并有望作为肖特基二极管的应用。


光诱导的无定形As2S3块体和纤维的弯曲由光扭矩驱动 (this opens in a new tab)

Photo-induced bending of amorphous As2S3 bulk and fiber driven by optical torque
Masaki Wada, Yukihide Ishibashi, Nobuaki Terakado, Kosei Kuryu, Kazuki Mitsui, Tsuyoshi Asahi & Akira Saitoh 

我们已经证明,典型的无定形硫属元素,As2S3块体厚度为50-100微米,纤维直径为100微米,可以通过控制线性偏振光的方向来弯曲。与光穿透深度相当的块体和纤维的厚度和直径的弯曲,可以通过用2.33 eV的光照射有效地产生,这对应于无定形As2S3的光学带隙。我们已经证明,无定形As2S3块体和纤维的弯曲现象主要是由于光诱导的各向异性、流动性和光扭矩效应。然后,当As2S3纤维发生弯曲时,光扭矩被定量评估为~10−7N‧m,在20 W/cm2照射的情况下。由于带隙光照射导致的As2S3块体玻璃和纤维的温度升高并不是主导的弯曲。


CuBi2O4/Bi2MoO6异质结光催化剂用于降解四环素和罗丹明B:制备、表征和机理研究 (this opens in a new tab)

CuBi2O4/Bi2MoO6 heterojunction photocatalyst for degradation of tetracycline and rhodamine B: preparation, characterization, and mechanism study
Zhaocheng Lang, Juntong Pan, Tianji Ma, Siyang Feng, Qiyu Jin, Mingxing Zhao, Shuoqi Zhang & Chunsheng Lei 

光催化剂的效率历来受到太阳能利用率不佳和光生电荷载流子快速复合的限制。为了解决这个挑战,我们在CuBi2O4表面原位生长Bi2MoO6纳米片以创建异质结构,这已经显示出了有希望的结果。我们的研究主要评估了通过改变CuBi2O4和Bi2MoO6的比例来降解污染物的效率。实验确定了0.2CuBi2O4/Bi2MoO6混合物展现出了最高的降解效率。在降解四环素和罗丹明B的过程中,0.2CuBi2O4/Bi2MoO6复合物达到了超过90%的效果,显著超过了单独的CuBi2O4和Bi2MoO6的效率。这种增强的性能主要归因于异质结构的组成,它提高了光子产生载流子的迁移效率。在降解过程中,最活跃的物种被确定为·O2−,h+起到了支持的作用。0.2CuBi2O4/Bi2MoO6复合物在TC和RhB的混合溶液中也显示出了有效的降解。即使经过五次降解周期,该材料仍保持其优秀的降解能力,表明其高稳定性。为了阐明CuBi2O4/Bi2MoO6pn异质结光催化剂的底层机制,我们使用能带结构、自由基捕获和电子自旋共振实验进行了全面分析。此外,通过LC-MS研究了TC的降解途径和中间体。


通过改良的Pechini方法合成的稀土(RE = Tb,Dy,Eu)离子激活的Ca8NaGd(PO4)6F2卤磷酸盐的发光特性 (this opens in a new tab)

Luminescence characterization of rare earth (RE = Tb, Dy, Eu) ions activated Ca8NaGd(PO4)6F2 halophosphor synthesis by modified Pechini method
Bharti Bawanthade, Ashok Mistry, Vidya Bawanthade, Ashish Mathur & Sanjay J. Dhoble 

氟磷灰石复合物Ca8NaGd(PO4)6F2:Dy3+,Tb3+和Eu3+首次通过改良的Pechini方法成功合成,用于不同浓度的Dy,Tb和Eu。如合成的Ca8NaGd(PO4)6F2:x% Dy,Tb和Eu分别在蓝色,绿色和红色区域显示出强烈的发射。在Ca8NaGd(PO4)6F2:x%Tb3+中,Dy3+在λex= 274 nm处显示出强烈的绿色和蓝色发射,这证实了从Gd3+到Tb3+和Gd3+到Dy3+的能量转移。在λex= 274 nm下的Ca8NaGd(PO4)6F2:x%Eu3+,黄色发射更为强烈,而在λex= 392 nm处,红色发射更为主导。含有1% Tb3+的Ca8NaGd(PO4)6F2的衰减时间为3.25 ms,与1% Dy3+和10% Eu3+的衰减时间相比,分别为1.73 ms和2.27 ms。掺杂5% Eu3+的Ca8NaGd(PO4)6F2具有相对较高的带隙(3.919 eV),比1% Dy3+(3.918 eV)和Tb3+(3.914 eV)从Tauc图得到的带隙更高。在λex= 274 nm下,没有活化剂的Ca8NaGd(PO4)6F2在NBUVB区域的316 nm处显示自发射。在分析所制备的Ca8NaGd(PO4)6F2的光学性质时,作者建议未掺杂的基质可用于光疗,而掺杂Eu3+,Tb3+和Dy3+活化离子的基质由于在红色,绿色和蓝色区域分别发射,具有良好的光学质量,因此成为生成白色LED的有用候选者。


不同轻重稀土组成对高熵石榴石陶瓷结构和磁性能的影响 (this opens in a new tab)

Effects of different light and heavy rare-earth compositions on structure and magnetic properties of high-entropy garnet ceramics
Dongyang Chen, Yujie Yang, Yingming Zhang, Congliang Chen, Hao Li, Yuting Meng & Zhengyu Zhang 

在这里,通过固相法合成了一系列高熵(Sm0.2Eu0.2Yb0.2Y0.2RE0.2)3Fe5O12(RE = La,Nd,Gd,Dy,Er,Tm,Lu)石榴石陶瓷。其中,样品(Sm0.2Eu0.2Yb0.2Y0.2RE0.2)3Fe5O12(RE = Nd,Gd,Dy,Er,Tm,Lu)形成单相石榴石结构,而只有样品(Sm0.2Eu0.2Yb0.2Y0.2La0.2)3Fe5O12未形成单相,但出现了一些第二相。同时,EDS结果显示,确定了镧系元素的近似等摩尔比例。系统研究了不同稀土组成对高熵稀土石榴石陶瓷的结构和磁性能的影响。此外,不同轻重稀土的组合使高熵石榴石陶瓷的磁性变得有趣,这证明了控制高熵石榴石陶瓷磁性的可能性。


为了提高MAPI混合钙钛矿的稳定性,研究了氯化物的掺入 (this opens in a new tab)

Chloride incorporation for the stability improvement of the MAPI hybrid perovskite
Asmae El-Yahyaoui, Boujemaa Jaber, Larbi Laanab & El Mostapha Lotfi 

近年来,钙钛矿薄膜在各种行业中引起了广泛关注,因为它们具有多种应用。然而,由于对紫外光和湿度的敏感性导致的基于钙钛矿的太阳能电池的稳定性问题,尽管已经做出了努力,但仍然是一个持久的挑战。本研究关注CH3NH3PbI3钙钛矿薄膜的退化,并检查紫外线照射对其结构、形态和光学特性的影响。为此,合成并通过XRD、SEM、UV-Vis光谱和FTIR技术分析了许多含有不同Cl含量的CH3NH3Pb(I1−xClx)3样品。本研究的主要发现是,通过在钙钛矿结构中整合适当的氯化物浓度,可以提高MAPbI3在紫外光下的稳定性。实际上,实验观察清楚地证明,当氯化物掺杂浓度超过20%时,CH3NH3Pb(I1−xClx)3钙钛矿的稳定性显著提高。此外,XRD分析清楚地显示,观察到的紫外稳定性改善直接归因于从四方向更稳定的立方相的结构转变。


通过溶胶-凝胶旋涂技术沉积的氧化锌薄膜用于丙烷和一氧化碳传感应用 (this opens in a new tab)

Zinc oxide thin films deposited by sol–gel spin-coating technique for propane and carbon monoxide sensing applications
Stephani Monserrat Rojano Chávez, Lizeth Martínez Ayala, Tangirala Venkata Krishna Karthik, Arturo Maldonado & Heberto Gómez-Pozos 

未掺杂的氧化锌(ZnO)膜通过使用溶胶-凝胶旋涂方法沉积在苏打石灰玻璃基板上。醋酸锌二水合物,2-甲氧基乙醇和单乙醇胺分别用作前驱体,溶剂和表面活性剂。XRD分析确认了ZnO纤锌矿结构,以(002)为优选方向。SEM研究显示了多孔和球形颗粒的形成,颗粒大小分布从20到60纳米。拉曼光谱证实了所有ZnO传感器的结晶化和结构失序。在不同的气体浓度和操作温度下,获得了所有ZnO膜对一氧化碳(CO)和丙烷(C3H8)气体的传感响应。对于以4000转/分钟沉积的膜并暴露于CO和C3H8的,获得了最高的传感响应,分别为~35和~1400。基于结构和形态特性详细解释了传感响应的行为,并基于旋涂机旋转速度解释了结构特性和传感响应的改善。


基于PVDF-HFP/PMN-35PT的多层压电纳米发电机的输出性能评估,使用各种逐层组装技术 (this opens in a new tab)

The output performance evaluations of multilayered piezoelectric nanogenerators based on the PVDF-HFP/PMN-35PT using various layer-by-layer assembly techniques
Levent Paralı 

多层聚(氟乙烯共六氟丙烯)(PVDF-HFP)和铅镁铌铅钛酸盐Pb(Mg1/3Nb2/3)O3–PbTiO3(PMN-35PT)组成的压电纳米发电机(PNGs)使用各种逐层组装技术制造为串联、并联和组合串并联连接。通过实验结果支持理论方法,显示制造的四层并联连接的PNG(4L-P)达到了0.4伏特(VRMS)的开路电压和0.3微瓦(PRMS)的最大电力,通过在140.2千欧的电阻负载下画出电流(IRMS)为1.46微安。通过并联连接层制造四层PNG,增加电容并减小阻抗,配合阻抗匹配过程的支持,导致电输出增加。使用阻抗匹配系统,压电性能测试显示,基于4L-P的PNG在20赫兹的振动频率下的电力效率(72.92微瓦)比单层PNG(10.82微瓦)高6.7倍。此外,多层PNG成功地用作可穿戴传感器,用于在IOT(物联网)平台上实时监测人体运动。


晶体生长,结构,光学,热学和非线性光学响应的l-丝氨酸掺杂在硫酸钾草酸盐单晶中 (this opens in a new tab)

Crystal growth, structural, optical, thermal and non-linear optical response of L-serine doping in potassium sulphato oxalate single crystals
G. Durgababu, Y. A. S. Anitha, I. Ramakanth, K. Srinivasa Rao, B. Lakshmanarao, R. Govindaraj, P. V. L. Narayana & G. Bhagavannarayana 

通过传统的慢速蒸发溶液生长技术(SEST)生长了纯的和l-丝氨酸(LS)掺杂的硫酸钾草酸盐(KSO)单晶的新型非线性光学材料,不同浓度级别(1 mol%,2 mol%和3 mol%)。研究了生长的晶体的结构,光学,热学和二次谐波产生(SHG)效率性质。粉末X射线衍射(PXRD)光谱证实生长的晶体是三斜晶系,空间群P1适用于纯KSO,对于不同浓度级别的LS掺杂KSO单晶,它保持不变,除了少数强烈峰的小角度偏移。随着掺杂浓度的增加,(201)峰的强度增加,这是由于c轴的优选取向和(-100),(-101)峰的缺失。通过红外光谱识别了掺杂分子的存在。吸光度随着掺杂浓度的增加而减小,间接带隙能量从纯KSO的3.9 eV增加到3 mol%LS掺杂KSO的4.6 eV,这表明这些材料是高效光转换材料的最佳选择之一。通过高分辨率X射线衍射(HRXRD)技术评估了生长晶体的晶体完整性。在最佳掺杂浓度下,由于掺杂分子在晶粒界处的主导占据,晶体完整性增加。使用热重分析(TGA)和差热分析(DTA)研究了样品的热稳定性。对于3 mol%LS掺杂KSO,在563 nm处的光致发光强度的急剧增加,更适合于绿光荧光应用。相对二次谐波产生(SHG)效率随着掺杂浓度的增加而增加。在3 mol%的LS掺杂下,KSO晶体显示出比标准KDP晶体高1.45倍的效率。因此,发现生长的晶体具有潜在的光电设备应用。


定制创新的n型Ag2ZnSnS4薄膜的结构、光学和光电性能,并研究ITO/Ag2ZnSnS4/SnS/Au异质结 (this opens in a new tab)

Tailoring the structural, optical, and optoelectrical properties of innovative n-type Ag2ZnSnS4 thin films and investigating ITO/Ag2ZnSnS4/SnS/Au heterojunction
Reim A. Almotiri 

本工作旨在通过简单的化学沉积技术创建具有不同厚度(254、381、473和539 nm)的银锌锡硫化物(Ag2ZnSnS4)层。X射线衍射数据显示,所制备的Ag2ZnSnS4薄膜为多晶,所有薄膜都具有单一的Ag2ZnSnS4相,具有四方结构。通过FE-SEM调查了Ag2ZnSnS4薄膜的形态,这指的是所研究的Ag2ZnSnS4薄膜的表面均匀性。Ag2ZnSnS4薄膜的透射和反射测量研究了化学制备的Ag2ZnSnS4薄膜的光学性能。对所研究薄膜的折射指数的分析揭示了这些值随着沉积时间和薄膜厚度的增大而增加。能隙计算显示Ag2ZnSnS4薄膜中的直接光学转换随着厚度的增加从3.53降至3.06 eV。此外,Ag2ZnSnS4薄膜的光电指数和非线性光学参数,如电导率、光学迁移率和光学导电率,随着厚度的增加而增强。热探针实验表明Ag2ZnSnS4样品是n型半导体。最终,Ag2ZnSnS4薄膜是有前途的n型半导体,可能用于各种光伏和光电应用,特别是太阳能电池的经济窗口层。相反,创建了ITO/Ag2ZnSnS4/SnS/Au异质结。这种异质结设备的太阳能转换效率为7.27%。结果表明,这些Ag2ZnSnS4样品可以作为新型窗口层用于薄膜太阳能电池。


掺杂拓扑半Heusler LuPdBi1-xZx (Z = P, As, Sb)化合物的热电性质 (this opens in a new tab)

Thermoelectric properties of doped topological half-Heusler LuPdBi1-xZx (Z = P, As, Sb) compounds
Narender Kumar, Hardev S. Saini, Nisha Sheoran & Manish K. Kashyap 

利用第一性原理计算和在常弛豫时间近似下的玻尔兹曼输运方程,我们探索了掺杂的半Heusler (HH) LuPdBi0.75Z0.25(Z = P, As, Sb)化合物的电子和热电性质。通过计算各种弹性常数的值,确认了所得化合物的机械稳定性。我们的研究结果表明,用P、As或Sb原子替代Bi原子可以显著提高Seebeck系数。这种提高导致功率因子值增加到约4.69×1011W/m.K2.sec,对于LuPdBi0.75Sb0.25化合物在700 K时。此外,Sb掺杂导致晶格热导率从LuPdBi和LuPdBi0.75Sb0.25化合物的4.44降低到1.07 W/m.K。在700 K时,纯的和Sb掺杂的LuPdBi化合物的优值(ZT)分别为0.25和0.41。我们的研究表明,LuPdBi化合物在适当的Sb掺杂下有作为有效热电材料的潜力。


关于PANI和CdO纳米复合物混合物的I-V研究,用于低压电压敏电阻 (this opens in a new tab)

I–V study of PANI and CdO nano-composite mixture for low-voltage varistors
Mehar J. Panesar, Pragati Kumar & A. K. Srivastava 

在这篇论文中,我们使用氧化聚合和溶胶-凝胶自燃法分别合成了聚苯胺(PANI)和氧化镉(CdO)纳米粉末。样品的组成进行了不同的研究;PC1 [PANI, 1:0],PC2 [PANI + CdO, 1:1],PC3 [PANI + CdO, 1:2],和PC4 [CdO, 0:1]。在小规模电压范围内,电流-电压(I-V)图的值观察到了稳定的增长,这意味着其在低压电压敏电阻行业的应用领域。电压敏电阻作为浪涌抑制器,保护电路免受过高的瞬态电压的影响,保护设备和电器。电压敏电阻市场已经看到对环保和环境可持续的金属氧化物电压敏电阻(MOV)的需求增加。此外,获取高效和质量优良的电压敏电阻的必要性,导致了开发先进技术用于其制造的需求,如区块链,机器学习和人工智能(AI)。这些技术正在用来开发能够超越已有的传统电压敏电阻的电压敏电阻。所述市场还涉及电压敏电阻行业的基本属性,如规模,范围,份额,潜在前景和增长。


载Cu/Ni的富氧空位CeO2棒由金属有机框架衍生,用于高效光热CO2加氢 (this opens in a new tab)

Cu/Ni-loaded oxygen vacancy-rich CeO2 rod derived from metal organic framework for efficient photothermal CO2 hydrogenation
Deng Pan, Yanan Wang, Liwei Lin, Yuzhe Zhang, Man Zhou, Zhongyu Li & Song Xu 

光热催化CO2还原可以通过使用全光谱太阳能将CO2转化为高附加值化学品,结合光催化和热催化。这可以有效缓解过多的CO2排放和热催化能源浪费的问题。在本文中,我们使用Ce-MOF作为前驱体制备了一种新型催化剂,用于生成Cu/Ni/CeO2,以高效地将CO2通过加氢还原为CO。由于CeO2的棒状结构和Cu和Ni纳米粒子的高分散性,10%Cu 5%Ni CeO2可以在全光谱太阳能下实现54.21 mmol g−1h−1的催化活性。支撑的Cu和Ni金属是催化还原的活性位点。同时,Cu和Ni增强了催化剂的光吸收能力和照明下的表面温度。这是由于Ni和Cu金属纳米粒子中的LSPR效应产生的热电荷载体,可以通过局部加热来散发能量,从而增加照明下催化剂的温度。可以发现,光辅助热催化的CO2还原活性高于在相同条件下的热催化。因此,UV-Vis光产生的电子和近红外光对催化剂的加热效应的联合效应可以提高催化活性。这项工作可能为未来高效光热还原CO2提供一种潜在策略。


通过实施金属掺杂的氧化锌层,实现了对晶体硅表面钝化的重大进步 (this opens in a new tab)

Significant advancements in passivating crystalline silicon surfaces achieved through the implementation of metal-doped zinc oxide layers
M. Salem, A. Haouas, H. Ghannam, A. Almohammedi & I. Massoudi 

进行了一项彻底的调查,比较了掺杂过渡金属(M = Fe,Cu和Cr)的ZnO纳米结构膜及其功能特性,特别关注它们在钝化硅(Si)太阳能电池中的潜在应用。通过共沉淀和旋涂过程,合成了纯净和M掺杂的ZnO纳米结构膜。结构分析揭示了所有膜中都存在六方纤锌矿形成。反射率和寿命测量表明,掺杂ZnO在Si表面的这两个参数都有所改善。光电流密度测量显示了从原始ZnO的2.5 µA/cm²到Fe,Cu和Cr掺杂样品的25,8和19 µA/cm²的范围,展示了性能的明显变化。这些引人注目的结果使涂层层成为最先进的光电子应用的有希望的候选者。


碳化温度对空心多孔碳球微波吸收性能的影响 (this opens in a new tab)

The impact of carbonization temperature on the microwave-absorbing properties of hollow porous carbon spheres
Yingying Zhou, Yingxian Zhang, Siyan Zhang, Yayi Cheng, Chenyu Zhu, Haonan Du, Chaoqun Yang, Dan Chen & Hui Xie 

电磁污染问题的增加对电子设施的准确运行和人类福祉都产生了重大的不利影响。为了抵抗并消除电磁辐射的影响,设计具有强吸收强度和广泛频率范围的微波吸收材料至关重要。本研究采用了直接的溶胶-凝胶技术来调控正硅酸乙酯(TEOS)的水解反应和酚醛树脂的合成反应。目标是制造一个由硅烷涂覆的酚醛树脂/硅球组成的核壳前驱体。通过包括高温煅烧和酸洗蚀刻在内的过程,制造出具有多孔结构的空心碳球。煅烧温度的调控允许方便地调整空心多孔碳球的石墨化程度和介电特性。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱、比表面和孔隙度分析器以及矢量网络分析,分别研究了微观形态、相组成、石墨化程度、比表面积、孔径大小、介电性能和吸收性能。结果表明,石墨化程度与煅烧温度之间存在正相关关系。在填充比率极低的3.6 wt%的情况下,煅烧温度为1000°C的空心多孔碳球的最小反射损失(RL)值为-60.92 dB,厚度为2.3 mm,而RL≤-10 dB的吸收带宽在厚度为2.6 mm时达到7.64 GHz。上述观察结果证明,调控空心多孔碳球的石墨化程度有望提高其吸收带宽。本研究得出的结果可以为基于碳的吸收材料的进步和使用提供基础框架。


SnBi4Te7单晶体的拓扑表面态磁输运性质的研究 (this opens in a new tab)

Investigation of magnetotransport properties of topological surface states in SnBi4Te7 single crystal
Sanand Kumar Pradhan, Priyanath Mal, Sharadnarayan Pradhan, Archana Lakhani, Dinesh Kumar, Bipul Das, Bheema Lingam Chittari, P. Rambabu, G. R. Turpu & Pradip Das 

这里介绍了SnBi4Te7单晶体的磁输运性质。磁阻测量揭示了弱反局域化(WAL)效应的存在。修改后的Hikami-Larkin-Nagaoka方程用于拟合低场磁输运的行为,并提取出两个重要参数:前因子(α)和相干长度(lϕ)。估计的α值,特别是在较低温度下,接近于一,这表明两个表面态被绝缘体分隔。然而,这种优势随着温度从最低测量温度(T= 2 K)的增加而减弱。相干长度的温度依赖性通过二维(2D)电子-电子(e-e)和2D电子-声子(e-p)相互作用来解释。三维(3D)WAL和2D WAL/电子-电子相互作用模型与温度依赖的电阻率数据相符。单晶体的测量霍尔电阻表明,空穴是主要的载流子。非平凡的拓扑表面态的存在也通过电子结构计算得到确认,这揭示了(0;001)Z2拓扑不变量的存在。


近红外宽带荧光性质的氟化物磷光体K3AlF6:Cr3+ (this opens in a new tab)

Broadband near-infrared luminescence properties of fluoride phosphor K3AlF6:Cr3+
Junbo Wang, Xuerui Cheng, Huanjun Zhang, Haining Li, Yongfu Liang, Xiang Zhu & Zheng Wang 

近红外光可以广泛用于无损检测、感测和夜视。最近,基于近红外(NIR)磷光体的磷光转换LED(pc-LED)引起了相当大的关注。在这项工作中,我们使用共沉淀法合成了四方结构的K3AlF6:Cr3+磷光体。Cr3+离子占据八面体位置,其Dq/B值(描述晶体场强的参数)被计算为2.08,这表明晶体场弱。在蓝光激发(430 nm)下,观察到650-900 nm范围内的宽带NIR发射,对应于自旋允许的4T2→4A2转换。随着Cr3+浓度的增加,其NIR发射观察到红移,最大发射强度在5 mol% Cr3+。其激活能ΔE被计算为0.14 eV。结合蓝色InGaN芯片,基于K3AlF6:Cr3+磷光体的制造的NIR pc-LEDs表现出优秀的光电性能,显示出在生物检测中的潜在应用。


通过刮涂技术开发基于纺织品的应变感测材料 (this opens in a new tab)

Development of textile-based strain sensing material by bar-coating technique
Amit Kumar Mandal, Dipayan Das & Maloy K. Singha 

随着5G技术的出现,如肢体运动等生理数据的收集和分析由物联网(IoT)设备推动。可穿戴纺织品具有感知肢体运动的能力。在这项工作中,我们通过使用刮涂技术和使用多壁碳纳米管(MWCNT)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)纳米复合糊料和聚酯角度交锁针织布的组合,开发了一种应变感测材料。因此,生产的基于纺织品的应变感测材料被用于表征压阻性能,应变高达20%。测量结果显示,针织布的两个主要方向的电导率和应变感测性能存在显著差异。此外,通过热重分析以及温度依赖性(从40到80℃)对应变感测材料的热性能进行了表征。发现最不依赖温度的材料是由5% MWCNT制成的纳米复合糊料。为了确保纳米复合层的正确涂覆,保持了溶剂的特定比例。因此,含有较高MWCNT的材料导致形成团聚,这导致压阻和热响应的正常趋势出现偏差。


水热法制备的纳米晶体GaxFe2−xO3 (x = 0.7, 1 & 1.3)的结构和磁电性质 (this opens in a new tab)

Structure and magneto-electric properties of hydrothermally prepared nanocrystalline GaxFe2−xO3 (x = 0.7, 1 & 1.3)
Zamzama Rahmany, Nandakumar Kalarikkal & S. Savitha Pillai 

在这项工作中,我们报告了镓含量对水热合成的GaxFe2−xO3(x = 0.7, 1 & 1.3)纳米晶体样品的结构以及电性、磁性和磁电性质的影响。样品的晶体结构是一个单相三角结构,空间群为$$R\mathop 3\limits^{ - } c$$R3-c(167)。Rietveld精修分析证实了非钙钛矿结构,其中Ga/Fe离子在六方晶格中的占位是随机的,并且显示出随着镓含量的增加,晶格参数和体积都有所减小。温度依赖的磁化率揭示了样品在室温(RT)下的铁磁性质,而且随着镓含量的增加,倾斜自旋态减小。铁电极化证实了我们样品中存在铁电性。泄漏电流密度、频率依赖的介电常数和极化随着镓浓度的增加而增加。磁电研究显示,GaxFe2−xO3样品的磁电耦合响应是线性的,而且在室温下,对于GFO (αME= 27ps/m)的磁电耦合系数在x = 1的组成下是高的。


由印刷柔性电子组成的温度监测和发热报警系统 (this opens in a new tab)

A temperature monitoring and fever alarm system composed of printing flexible electronics
Shuilian Wang, Xiaoqing Cui, Yuan Peng, Jiahui Zheng, Dong Ding, Haitao Ma, Rui Wang & Hongyan Zhang 

近年来,由于其在医疗保健中的潜在应用,可穿戴电子传感器技术引起了广泛的关注。然而,现有的可穿戴电子设备复制性低,制备过程复杂,并且与集成系统以及纺织品的兼容性有限。在这里,我们报告了一个与T恤衫集成的可穿戴温度监测和发热报警系统,其电子设备是通过基于喷墨和分配印刷的低成本和易操作的方法制造的。该系统可以实时监测体温,并在发热时触发报警信号。该系统具有高灵敏度0.071℃−1和优秀的线性度0.999(从30到50℃),高分辨率0.2℃,以及对重复弯曲和变形500次的高稳定性。当应用于人体皮肤表面时,它不受弯曲角度的影响,也能抵抗汗液和洗衣粉的干扰。此外,还有长期稳定性和动态监测能力,即使在一个月后也能准确监测温度,并且不受正常运动的影响。这项工作为制造高性能可穿戴电子健康监测设备提供了一种简单的策略。


细粉含量对FeNi50软磁复合材料性能的影响 (this opens in a new tab)

The influence of fine powder content on the properties of FeNi50 soft magnetic composites
Jian Luo, Fei Shi, Jing An, Xing Mu, Lihong Xu & Shihai Guo 

新型软磁复合材料(SMCs)的发展是由对轻质且高度稳定的电子元件的需求驱动的。在这项工作中,通过FeNi50粉末的粒度分布,系统地研究了细粉含量对高通量SMCs性能的影响,范围广泛,从0到100 wt%。此外,比较了两种粉末之间的差异,并分析了其对SMCs性能的影响。SMCs的密度在细粉含量为20 wt%时达到最大值,并随着细粉含量超过40 wt%而逐渐增加。发现SMCs的有效渗透率强烈依赖于密度,并相应地改变。随着细粉含量的增加,SMCs的品质因子逐渐增加,表明高频磁性能逐渐增强。功率损失随着细粉含量的增加而减少,可以归因于滞后损失和颗粒内涡电流损失的降低。随着细粉含量的增加,直流偏压性能逐渐增加。这些参数随着细粉含量的变化而变化,表明降低平均粉末粒径可以提高SMCs的高频磁性能。当前的工作提出了一种方便的方法来生产能满足未来电子元件需求的高性能SMCs。


使用扶桑叶提取物绿色合成Zn掺杂的NiFe2O4纳米粒子:光学、光催化和抗氧化性能 (this opens in a new tab)

Green synthesis of Zn-doped NiFe2O4 nanoparticles using Hibiscus rosa-sinensis leaf extract: optical, photocatalytic, and antioxidant properties
N. Bhuvaneshwari, M. Arulmathi, R. Venkatesh, R. BoopathiRaja, Hamad Al-lohedan, Ranjith Balu & M. Parthibavarman 

本研究的重点是采用一种快速、环保、经济和可持续的方法来生产纯净和锌(Zn)掺杂的镍铁矿(NiFe2O4)纳米粒子。这些纳米粒子是通过使用扶桑提取物的绿色合成方法合成的。通过XRD、TEM、FTIR、UV-DRS、PL和XPS对获得的样品进行了分析,以确定其特性。PXRD模式显示了尖晶石立方和立方对称相的共存。合成材料的光学带隙值被测量为NiFe2O4和Zn掺杂的NiFe2O4纳米粒子分别为1.55 eV和1.92 eV。这些值是使用Tauc's关系得出的。BET研究确定生成的Zn掺杂的NiFe2O4具有135.72 m2/g的表面积。含有5%锌的镍铁矿纳米粒子在分解甲基蓝(99.9%)和孔雀石绿(76.5%)染料方面表现出了出色的光催化效率。结果表明,所生产的光催化剂显示出高效的光降解过程和快速的反应速率,这可以归因于光产生的电荷载体的有效分离和传输。通过测量其光动力学响应和电子阻抗谱进一步表征了样品。


为LTCC应用提高了低温烧结Li3Mg2NbO6微波介质陶瓷的温度稳定性 (this opens in a new tab)

Enhanced the temperature stability of low-fired Li3Mg2NbO6 microwave dielectric ceramics for LTCC application
Jingru Xie, Zhifen Fu, Qing Cheng, Chen Chen, Yubin She & Xiangyi Li 

为了开发一种低温共烧的微波通信材料,我们制造了低温烧结的(1−x)Li3Mg2NbO6-xLa0.5Na0.5TiO3-6wt% LiF陶瓷(x= 0.025, 0.050, 0.075, 0.100)的温度稳定性。烧结样品具有Li3Mg2NbO6的主要相和La0.5Na0.5TiO3的次要相。La0.5Na0.5TiO3添加剂的添加显著增强了Li3Mg2NbO6陶瓷的介质性能。在925℃下烧结6小时后,0.95Li3Mg2NbO6-0.05La0.5Na0.5TiO3-6wt% LiF陶瓷显示出介质性能:εr值为14.9,Q×f为51,888 GHz,和τf值为−4.77 ppm/°C。样品与银电极显示出良好的兼容性。它有望成为微波通信中的新材料,并在低温共烧陶瓷(LTCC)中有潜在的应用。


CuO掺杂对无铅压电K0.5Na0.5NbO3-BiCoO3单晶的生长、结构和电性能的影响 (this opens in a new tab)

Effects of CuO-doping on growth, structure, and electrical properties of lead-free piezoelectric K0.5Na0.5NbO3–BiCoO3 single crystals
Xinkang Liu, Minhong Jiang, Yujiao Zeng, Yujiao Ouyang, Yuan Xu, Shixuan Cao, Jianwei Song, Lin Li, Shuai Cheng & Guanghui Rao 

KNN晶体和固态晶体生长方法由于各自的显著优势,具有很大的应用前景。然而,目前也存在一些亟待解决的问题。在这项工作中,BiCoO3和CuO都被选为掺杂剂,以进一步提高通过无种子固态晶体生长(SFSSCG)方法制备的基于KNN的晶体的尺寸和压电性能。特别是,系统研究了CuO掺杂对生长、结构和电性能的影响。结果表明,Co、Cu和Bi的共掺杂可以促进基于KNN的单晶的生长,并提高其电性能。CuO的添加并不改变晶体的钙钛矿晶体结构。当CuO的含量小于0.5at.%时,晶体具有单一的正交钙钛矿结构。当CuO的含量为0.7at.%时,晶体中存在由正交和四方相共存的两相结构。晶体中的畴主要由180°的畴组成,并具有平行的层状微结构。晶体中的平均畴宽度随着CuO含量的增加先减小后增大。当CuO的含量为0.3at.%时,晶体获得了优秀的整体电性能,d33= 498 pC/N,Pr= 28.3 μC/cm2,Qm= 64.9,kt= 0.37,TC= 418°C,εr= 373,和tanδ= 0.015,这表明它们在压电和铁电设备中有着有前景的应用。


探索Sn-9Zn和Cu界面抑制空洞形成的机制 (this opens in a new tab)

Exploring mechanism of suppressing void formation at Interface of Sn–9Zn and Cu
Yu-An Shen, Chan-Ying Lin & Chih-Ming Chen 

本研究调查了固态老化对Sn-3Ag-0.5Cu (SAC305) 和 Sn-9Zn (SZ) 焊点与两种Cu电镀层:PC-Cu和PCS-Cu的影响。由于在电镀溶液中使用了不同的添加剂,PC-Cu和PCS-Cu表面特征和杂质水平明显不同。SAC305焊点在老化过程中在接头界面出现了显著的空洞和裂纹,这被归因于PC-Cu的高杂质含量。相反,低杂质的PCS-Cu没有出现空洞形成。无论使用PC-Cu还是PCS-Cu,SZ焊点的界面都没有观察到空洞,这意味着SZ焊料有效地抑制了空洞。也提出了与空洞抑制相关的机制。焊料中Zn的存在改变了界面反应,除了在SAC305焊点中形成Cu-Sn IMCs外,还形成了Cu5Zn8金属间化合物 (IMC)。在高杂质情况下,抑制了晶界扩散,由于Zn有效地替代了Cu空位,因此阻碍了空洞的形成。随着焊接界面附近的Zn消耗,Cu5Zn8 IMC脱落,Cu-Zn IMC和Cu之间形成了Cu6Sn5相。同时,PCS-Cu显示出局部的Cu6Sn5生长。此外,与SAC/PC-Cu的快速IMC生长相比,SZ对Cu杂质对界面IMC厚度的影响较小。这些发现揭示了空洞形成的机制,并突出了SZ在焊点中抑制空洞的特性。


使用电气等效电路(EEC)建模研究塑化聚合物电解质中的离子传输 (this opens in a new tab)

Investigation of ion transport in plasticized polymer electrolytes using electrical equivalent circuit (EEC) modeling
Ranjdar M. Abdullah 

在这项研究中,我们使用溶剂铸造法从壳聚糖(CS)、聚(2-乙基-2-噁唑烷酮)(POZ)、碘化钾(KI)和甘油(GL)中创建了基于生物聚合物的固态聚合物混合电解质(SPBE)膜。使用电化学阻抗谱研究了GL作为塑化剂对材料电性能的影响。GL显著增加了掺杂盐的离解,增加了移动电荷密度并降低了体阻(Rb)。这增加了聚合物电解质(PE)系统中的离子导电性和离子传输,含有最多GL的样品展示了最高的导电性(3.96 × 10–4S/cm)。电化学阻抗图显示了由于双层电容的存在,电极界面处的导电性特性有明显的不同。电气等效电路(EEC)分析被用来解释阻抗测量,显示出EEC拟合后离子传输的改善。从阻抗图中得出的传输参数的理论和实际意义得到了证明。分析了PE膜的介电性能,以深入了解电解质离子的传导和极化。GL在低频率下增加了介电常数(ε′)和介电损耗(ε′′)值,从而通过增加移动离子的数量来增强介电性能和导电性。然而,过量的GL由于离子聚集而降低了介电性能。PE膜中损耗正切(tanδ)峰值的增加揭示了GL对电荷载体迁移率和电阻率的影响。在没有电极极化(EP)的情况下,PE膜在低频率下表现出微小的实部电模量(M′),而电模量的虚部(M′′)显示出一个损耗峰,表明有显著的松弛。GL的引入改变了松弛动力学,这可能对特定的应用有影响。该研究还阐明了材料松弛动力学,这可能对各种应用,特别是在柔性电子设备中,具有重要的意义。


质子传导聚电解质在有机光伏效率上的作用 (this opens in a new tab)

Role of proton conducting polyelectrolyte on the organic photovoltaics efficiency
Dheebanathan Azhakanantham, Gurusriram Raghu, Muthamizh Selvamani, Praveen C. Ramamurthy, Asiful H. Seikh & Arul Varman Kesavan 

大多数高效的有机太阳能电池(OSC)通常使用像钙和LiF这样的反应性低功函数金属作为缓冲层。随着时间的推移,这些类型的缓冲层会降解,反应并扩散到电极,光活性层。这种类型的变化导致效率降低和OSC的寿命减少。这项工作展示了使用离子传导的非共轭聚电解质聚乙烯亚胺(PEI)和全氟离子聚合物(PFI)代替传统的传输层来制造OSC。在以下设备配置ITO/PEI/P3HT:PC61BM/PFI/Ag中,PEI和PFI分别用作阴极和阳极缓冲。对于各种PFI厚度,OSC效率已经优化。对于1:15 PFI比例设备,获得了最高的1.82%的效率,这比没有PFI的参考设备有显著的改善。在这项工作中,对获得的结果进行了分析,并讨论了关键的变化。


柔性导电聚合物应变传感器的结构、原理和性能:一项综述 (this opens in a new tab)

Structure, principle and performance of flexible conductive polymer strain sensors: a review
Peng Han, Shihong Liang, Hui Zou & Xiangfu Wang 

本综述深入探讨了导电聚合物应变传感器的感应原理和结构创新,并展望了它们在多个领域的应用潜力和未来的研究方向。能将物理形变转化为电信号的应变传感器在包括软机器人、人机界面和可穿戴电子设备等尖端领域的热潮中越来越重要。然而,这些越来越复杂的应用场景呼唤当前应变感应技术的革新。在其可伸展性的基础上,更加可降解和可定制的导电聚合物应变传感器进入了视野,作为下一代应变传感器展现出了有希望的前景。简单来说,讨论的感应原理包括由隧道效应、分离机制和裂纹扩展控制的应变感应。此外,我们探讨了三种类型的聚合物应变传感器结构:填充型(纤维填充、碳黑填充、纳米填充和微孔填充)、三明治型(单层和多层)和吸附型传感器。这些传感器在结构健康监测、机械振动检测、医疗诊断和环境污染监测等应用中展现出了巨大的潜力。我们还讨论了导电聚合物应变传感器面临的挑战,并提出了未来的研究方向以解决这些问题。本综述旨在提供对导电聚合物应变传感器的全面理解,并激发对这一有希望的研究领域的进一步发展。


通过表面活性剂辅助的水热法合成SnO2纳米棒和纳米花用于超级电容器应用 (this opens in a new tab)

Surfactant assisted-SnO2 nanorods and nanoflowers synthesised by hydrothermal method for supercapacitor applications
Nazir Ahmad Mala, Mehraj ud Din Rather, Raja Nisar Ali, Khalid Mujasam Batoo, Sajjad Hussain, Zubair Ahmad, Md. Yasir Bhat, Imad Barsoum & Ahmed Ibrahim 

在这篇文章中,我们使用聚乙烯醇(PVA)和六偏磷酸钠(SHP)作为表面活性剂溶液,通过水热技术合成四方晶系SnO2纳米颗粒(NPs)。这个过程产生的NPs被命名为Sn-SHP和Sn-PVA。X射线衍射研究揭示了Sn-SHP和Sn-PVA纳米颗粒的四方晶体结构,与JCPDS卡片编号88-0287匹配得很好。扫描电子显微镜(SEM)显示Sn-SHP NPs呈棒状,而Sn-PVA NPs呈花状。Sn-SHP和Sn-PVA纳米颗粒的带隙能量分别为3.71和3.84 eV。通过XPS光谱确认了SnO2的各种氧化态,以确认其氧化态。电极通过使用循环伏安法(CV)、恒流充放电(GCD)和电化学离子光谱(EIS)在6 M KOH电解液中进行分析。对于Sn-PVA电极,计算的比电容(Cs)值在扫描速率为2, 10, 30, 和50 mVs−1时分别为330.52, 71.25, 27.34, 和18.85 Fg−1;而对于Sn-SHP电极,得到的值在扫描速率为2, 10, 30, 和50 mVs−1时分别为256.24, 55.46, 21.04, 和14.45 Fg−1。此外,从GCD曲线可以看出,Sn-PVA电极的Cs为126, 98, 81, 和71 Fg−1,而Sn-SHP电极的Cs为75.65, 66.44, 48.69, 和25.97 Fg−1,电流密度分别为1, 2, 4, 和6 Ag−1。在0.03至0.4 V的电位窗口内追踪了Sn-SHP和Sn-PVA NPs的恒流充放电曲线,并确定了花状纳米颗粒的Sn-PVA在电流密度为1 Ag−1时保持了126 Fg−1的Sc,使其成为超级电容器应用的潜在候选者。


Al/CZTSe纳米晶体肖特基二极管的电性能 (this opens in a new tab)

Electrical properties of Al/CZTSe nanocrystal Schottky diode
Z. Kişnişci, F. Özel, S. Karadeniz, N. Tuğluoğlu, S. S. Özel & Ö. F. Yüksel 

在这项研究中,我们检查了在不同温度下由硅酸盐半导体制成的肖特基二极管的二极管参数的电性能变化。为此,我们使用热注射技术制造了Cu2ZnSnSe4(CZTSe)纳米晶体,并通过旋涂在ITO玻璃基板上进行覆盖。我们使用扫描电子显微镜和X射线光谱进行了物理和结构分析。在黑暗环境下,我们在不同温度(从100到325 K)下完成了电流-电压测量。观察到其电性能参数受温度影响很大。


掺杂诱导的甲基蓝掺杂联苯醇单晶在中子探测器应用中的光学增强 (this opens in a new tab)

Dopant-induced optical enhancements in methylene blue-doped bibenzyl single crystals for neutron detector applications
R. Hari Ramprasath, M. S. Kajamuhideen, Babita Tiwari, P. Karuppasamy, Muthu Senthil Pandian, P. Ramasamy & K. Sethuraman 

高质量的甲基蓝掺杂联苯醇(MB-BB)单晶已经成功地通过溶液生长技术培养出来。掺杂剂的添加导致晶体颜色从无色变为淡蓝色。掺杂的联苯醇晶体通过粉末X射线衍射、FTIR、拉曼和荧光光谱分析进行了分析,并与纯联苯醇单晶进行了比较。粉末XRD显示,由于客体分子的包含,衍射峰强度发生了变化。高分辨率X射线衍射揭示了一个狭窄的摇摆曲线,FWHM约为64弧秒,表明MB-BB晶体的优良质量和适合设备制造的特性。光吸收研究证实了MB-BB晶体中的斯托克斯位移。值得注意的是,生长的晶体显示出0.45和2.26纳秒的即时和延迟衰减时间,这比传统的有机单晶快得多。


Cr掺杂效应及基于CdO薄膜的光电二极管的光响应特性 (this opens in a new tab)

Effect of Cr doping and photoresponse properties of photodiode based on CdO thin films
Murat Soylu 

在苏打石灰玻璃(SLG)基板上合成了含有不同Cr重量%含量(0.1、0.5、1、2原子%)的氧化镉(CdO)和铬(Cr)掺杂的CdO薄膜。X射线分析结果表明,所有薄膜都具有立方性质,且具有(111)优选取向。Cr掺杂似乎并未导致从一种晶体相过渡到另一种晶体相。与未掺杂的CdO相比,含有2.0 wt% Cr掺杂的CdO在低波长区域(<≈450 nm)吸收了更多的光,产生了在紫外区域的最大吸收峰。Cr掺杂的CdO/p-Si异质结显示出对Cr重量%含量敏感的整流特性,实现了高达105的比率。此外,Cr掺杂的CdO/p-Si异质结表现出光电二极管行为,并具有改进的光暗电流比率≈153。这项工作为基于Cr掺杂的CdO薄膜开发光电子设备提供了一个机会。


基于喷雾沉积法优化钯纳米颗粒的覆盖率,以实现基于纳米间隙的高灵敏度氢气传感器 (this opens in a new tab)

Optimizing coverage of palladium nanoparticles for a highly sensitive hydrogen gas sensor based on nanogaps via spray-deposition
Yongjian Ni, Wentian Wang, Chen Tang, Jingyuan Sun, Weifeng Zhang, Wanlei Gao, Qinghui Jin, Jiawen Jian & Jie Zou 

基于钯纳米间隙(Pd NGs)的氢气(H2)传感器具有低检测限和快速响应时间的优点。它对于早期警告H2泄漏具有重要的潜力。然而,为此类传感器准备Pd NGs的方法非常复杂。在这项研究中,我们引入了喷雾沉积法来简化Pd NGs的制备方法,并通过调整钯纳米颗粒(Pd NPs)的覆盖率来优化Pd NGs的数量。我们研究了不同覆盖率的Pd NPs对传感器气体感测性能的影响。结果表明,覆盖率较低的传感器显示出更高的H2灵敏度。该传感器在室温下的响应时间为10秒,在100℃下在2500ppm H2中缩短到2秒。此外,该传感器实现了低至50ppm的检测限。这些发现提供了一种有效优化基于Pd NGs的H2传感器感测性能的方法。


溶胶-凝胶法辅助镍在钡铁铬矾中的逐步替代以及其光催化活性 (this opens in a new tab)

Sol–gel assisted incremental substitution of Ni with Ba in barium ferrichromites and their photocatalytic activity
Parmeshwar T. Lokhande, Sandip M. Deshmukh, Dattatray K. Narale, Hamid Shaikh, Saeed M. Al-Zahrani, Mohammad Asif Alam, Mohaseen S. Tamboli, Nguyen Tam Nguyen Truong & Vijay T. Vader 

近年来,水中的染料污染问题日益严重,这对生态系统和人类健康都产生了重大的毒理学影响。考虑到这一点,我们通过溶胶-凝胶法逐步用钡替代镍,合成了Ba1−xNixFeCrO4(0.0 ≤x≤ 1.0)。在当前的工作中,我们使用了一种独特且新颖的化学程序,以合成超细、均匀、可重复的粉末,克服了使用金属离子硝酸盐水溶液的传统方法的所有缺点。合成的材料被用作不同的物理化学表征,如XRD、SEM、EDAX和XPS。此外,得到的复合物在降解甲基橙染料的光催化研究中进行了评估,照明光源为UV-Visible光。值得注意的是,NiFeCrO4(x= 1.0)表现出优秀的光催化性能,这归因于其相对较窄的带隙和有利的界面性质,这有助于吸收更广泛的波长范围。


在多巴胺存在下通过电化学聚合的L-丙氨酸层状碳纳米管传感器对扑热息痛的感应 (this opens in a new tab)

Sensing of paracetamol in the presence of dopamine using an electrochemically polymerized L-alanine layered carbon nanotube sensor
B. Kanthappa, J. G. Manjunatha, S. A. Aldossari, S. Mohammad & C. Raril 

当前的研究工作介绍了一个简洁且绿色的电化学传感器的开发,用于分析扑热息痛(PCA)和多巴胺(DA),使用聚合的L-丙氨酸层状碳纳米管糊状电极[(L-AN)LCNTPE]。与裸碳纳米管糊状电极[BCNTPE]相比,构建的传感器提高了电分析性能。使用不同的方法研究了PCA的电化学反应,包括循环伏安法(CV),电化学阻抗谱(EIS),差分脉冲伏安法(DPV),和扫描电子显微镜(SEM)被用来研究PCA的电化学反应并表征工作电极表面。在0.2M磷酸盐缓冲溶液(PBS)中,pH 7.0使用聚合的(L-AN)LCNTPE对PCA的研究显示出高的电催化活性和更多的活性位点,与BCNTPE相比。pH从5.5变化到8.0在pH 7.0显示出最佳性能,显示出在0.2M PBS中的优越电流响应。在pH 7.0,扫描速率效应(0.025至0.65V/s)和PCA吸收,以及在(L-AN)LCNTPE上的同时DA检测被研究。结果表明,PCA在(L-AN)LCNTPE上的氧化还原行为是由pH控制,吸附进行的。传感器检测PCA的范围从0.2µM到100.0µM,低检测限为1.0×10–7M,低定量限为3.5×10–7M。在PCA检测中,(L-AN)LCNTPE显示出良好的稳定性,重现性和重复性。在药品样品(片剂)中的适用性也被研究。


利用载铜零价活化过硫酸盐的碳微球光催化降解对硝基酚 (this opens in a new tab)

Photocatalytic degradation of p-nitrophenol using carbon microspheres loading Cu0 activation of peroxymonosulfate
Zhenliang Li, Zhongrui Zhang, Shaoying Yuan, Shuang Liu & Haoran Guo 

特别是,纳米尺度的零价过渡金属催化剂在有机污染物的光催化降解中引起了广泛的研究兴趣。在这项研究中,目标是在碳纳米球(CNPs)上加载更多的Cu0,因为它们具有高比表面积和独特的多孔结构。通过原位还原法,用葡萄糖微球合成了Cu0@CNPs。Cu0@CNPs作为PMS的活化剂,降解了40 mg/L的对硝基酚(p-Nip)。研究了影响p-Nip降解的因素,包括初始pH值、催化剂剂量、PMS浓度和水矩阵。此外,还评估了Cu0@CNPs对典型有机污染物的催化性能。此外,水矩阵对选定药物的降解效率影响较小。研究了Cu0@CNPs/PMS的环境应用价值。例如,讨论了模拟水中有机污染物混合物的降解效率。在第五个周期后,p-Nip的降解效率保持在96.7%。证明SO4·−、·OH,1O2和O2·−是p-Nip降解中的主要ROSs。此外,电子转移对p-Nip的降解也产生了显著的影响。


Al掺杂以提高ZnO薄膜的光学透射性 (this opens in a new tab)

Al doping to promote optical transmissibility of ZnO thin films
Juan Guo, Shan Gao & Ping Yang 

我们研究了Al掺杂对ZnO薄膜光学透射性的影响,并制定了一种在电池制造中提高光学透射性的策略。我们制造了具有不同掺杂规模的Al掺杂ZnO薄膜样品,以研究其光学透射性。结果显示,随着Al掺杂含量从0增加到15.79%,Al掺杂ZnO膜的透射性降低。同时,Al掺杂ZnO薄膜的光学带隙随着Al掺杂含量的增加而增加,但当Al掺杂含量超过15.79%时,光学带隙的变化不明显。Al掺杂ZnO薄膜的最大光学带隙约为3.525 eV,为掺杂ZnO的带隙调制提供了一些理论参考值。这些结果可以为ZnO基透明导电膜的研究提供理论参考。


关于聚合物基金属复合接地电极用导电硅橡胶的电性、热性、机械性和耐腐蚀性能的研究 (this opens in a new tab)

Study on electrical, thermal, mechanical and corrosion resistance properties of conductive silicone rubber for polymer-based metal composite grounding electrodes
Yunjian Wu, Fujin Cai, Kaidong Xu, Ying Liu & Xiaoxing Zhang 

电力接地网是确保电力网络安全运行的关键设备。然而,接地网长期埋在地下,使其易受土壤腐蚀,削弱了其接地效果,对人员和设备安全构成威胁。本文开发了具有优异机械性能、出色耐腐蚀性和高电导率的硅橡胶,以减缓接地电极的腐蚀速率并延长接地网的使用寿命。研究了石墨和碳纳米管混合导电填料对硅橡胶电性、热性、机械性和耐腐蚀性的影响。结果显示,当碳纳米管和石墨混合导电填料的添加量小于4%时,导电填料的含量随着导电填料含量的增加而增加。导电硅橡胶的电导率、拉伸强度、热导率和热稳定性逐渐增加,其耐腐蚀性和粘接性不受影响。当填料负载仅为4 wt%时,硅橡胶的电导率达到0.41 s/cm,拉伸强度为4.08 MPa,断裂伸长率为113%。这些结果证实了其耐腐蚀性、耐热性和粘接性满足接地电极的要求。本研究的成果为绿色电力设备的进步提供了有力的支持。


通过冷压烧结辅助的两步烧结路线提高Al2O3陶瓷的微波介电性能 (this opens in a new tab)

Enhanced microwave dielectric properties of Al2O3 ceramics via a cold sintering assisted two-step sintering route
Juan Liu, Bing Liu & Kai Xin Song 

本研究系统地研究了冷压烧结辅助的两步烧结对Al2O3陶瓷结构演变和微波介电性能的影响。XRD分析显示,晶体结构在冷压烧结和随后的高温烧结过程中保持稳定。Rietveld精修证实了三方Al2O3配置和杂质的缺失。增加冷压烧结压力导致相对密度的提高,经过1575℃的后烧结后,达到超过94%。此外,通过冷压烧结辅助的两步烧结路线的Al2O3陶瓷的烧结温度比通过直接传统烧结的温度低100℃。微波介电性能,包括εr和Qf,随着冷压烧结压力和后烧结温度的增加而提高。测量的εr与理论值紧密对齐,表明了成功的致密化。Qf在375 MPa下的1575℃达到其峰值100,220 GHz,几乎是在125 MPa(53,280 GHz)获得的值的2倍。在冷压烧结压力为375 MPa和后烧结温度为1575℃时,实现了最优的微波介电性能(εr= 9.67,Qf= 100,220 GHz,和τf= −54.5 ppm/°C)。


依赖可见光的染料降解:通过化学路线生长的CdS,CdxZn1−xS和ZnS纳米粒子的光催化活性 (this opens in a new tab)

Visible light dependent degradation of dye: photocatalytic activity of CdS, CdxZn1−xS and ZnS nanoparticles grown by chemical route
Priyanka Das, Satyajit Saha & Amit Kumar Bhunia 

在当前的工作中,我们通过化学还原法使用四氢呋喃(THF)作为包覆剂生长了CdS,Cd0.75Zn0.25S,Cd0.5Zn0.5S,Cd0.3Zn0.7S,ZnS纳米粒子。通过结构(XRD,FESEM,EDX)和光学(光吸收,发射和拉曼光谱,TCSPC)对生长的纳米粒子进行了表征。X射线衍射峰显示,随着Zn含量在纳米晶CdxZn1−xS中的增加,晶体结构相从六方相过渡到立方相。除CdS和ZnS外,还针对Cd0.7Zn0.3S,Cd0.5Zn0.5S,Cd0.3Zn0.7S等组成进行了生长,并通过EDAX分析指定了获得的组成。FESEM图像显示,随着组成的改变,表面形态(纳米棒到纳米粒子)发生了变化。光吸收研究显示,形成了纳米粒子,且带隙从CdS NRs的≈ 2.49 eV变化到ZnS NPs的≈ 4 eV。随着Zn含量的增加,光致发光峰从469 nm移动到410 nm。TCSPC研究显示,随着组成从CdS NRs变为ZnS NPs,平均寿命从8.3 ns减少到1.2 ns。拉曼光谱研究显示,随着组成的改变,出现蓝移,即从≈ 301.7 到314 cm−1。在本文中,我们使用生长的纳米粒子作为催化剂,提出了一种甲基蓝(MB)染料的光催化降解技术。结果显示,在CdS纳米棒(NRs)存在下,光催化降解最大(86%),并且在ZnS纳米粒子(NPs)的照射下,它大幅度减少(高达30%)。因此,甲基蓝染料的光降解在CdS NPs存在下得到增强,但随着CdxZn1−xS中Zn含量的增加,活性减弱。光催化活性的增加受到纳米粒子的形状,带参数,光学参数和不同的光响应,晶体性以及载流子寿命的影响。


罗丹明B染料掺杂的磺酸单晶的光学和热性能 (this opens in a new tab)

Optical and thermal properties of rhodamine B dye-doped sulphamic acid single crystals
Rimple Saini & David Joseph 

通过慢速蒸发技术,我们培养了磺酸(SA)和罗丹明B染料掺杂的磺酸单晶(SRB)。单晶XRD证实了所培养的晶体的正交结构。通过FTIR和拉曼光谱确定并分配了功能团。在FTIR和拉曼光谱中,由于染料在晶格中的掺入,发现峰值发生了变化。从UV-Vis吸收光谱确定了纯晶体和染料掺杂晶体的光学带隙。从Tauc图计算出的光学带隙值为纯晶体5.13 eV,染料掺杂晶体为5.09 eV,这表明合成的晶体属于绝缘材料。为了确认晶体的热稳定性,我们还进行了热重分析(TGA)和差热重分析(DTA)。从TGA-DTA曲线中,发现纯磺酸(SA)和染料掺杂晶体(SRB)的晶体分别在214°C和229°C时具有热稳定性。纯磺酸晶体在304和424°C之间表现出显著的重量减少53%,而染料掺杂的335-45°C晶体表现出56%的重量损失。在染料掺杂的单晶中发现了热稳定性的增加。掺杂晶体的热稳定性增加使其可能对光电应用有用。


针对提高锂储能性能的卵壳型CoFe2O4纳米球的理性设计 (this opens in a new tab)

Rational design of yolk-shell CoFe2O4 nanospheres towards enhanced lithium storage performance
Xiaoman Meng, Shiqi Chen, Jinkai Wang, Shuoyu Wang, Zhi Liu & Zhengdong Wang 

Co-Fe双金属氧化物由于其高理论容量和多个对锂离子电池具有电化学活性的位点,广泛应用于电动/混合动力电动车和可再生能源储存,因此越来越受到关注。然而,Co-Fe双金属氧化物仍然受到固有的导电性差和在锂化/脱锂过程中的严重体积变化的困扰,从而导致循环稳定性差。在此,我们通过溶剂热法和后续的煅烧策略制备了卵壳型CoFe2O4纳米球。通过调整退火温度,相位和形态可以影响电化学储能性能。得益于独特的结构,卵壳型CoFe2O4电极显示出改善的锂储能性能和优秀的倍率能力,提供了约912.7 mAh g−1的可逆容量在200 mA g−1和694.3 mAh g−1甚至在高电流密度的1000 mA g−1。更重要的是,这种新颖的策略可以通常用于设计具有新颖纳米结构的各种其他双金属氧化物,这对于开发高性能能源储存设备的先进电极具有前景。


Permalloy/Si(100)薄膜的电性能 (this opens in a new tab)

Electrical properties of permalloy/Si (100) thin films
A. Kharmouche & O. Cherrad 

一系列Permalloy薄膜已通过真空下的热蒸发方式沉积在Si(100)基板上。薄膜的厚度已从174变化到307纳米。电阻率、磁阻和电子迁移率作为膜厚的函数进行研究。X射线衍射技术、扫描电子显微镜、原子力显微镜和霍尔效应测量系统已用于表征样品。所有的膜都在面心立方结构中结晶,具有<111>优选取向,且发现晶粒尺寸随厚度增加而增加。已发现电阻率以及磁阻随厚度增加而减小,而迁移率则增加。


限流对闪烁烧结(La, Ta)共掺杂TiO2陶瓷的超快致密化和巨大介电性能的影响 (this opens in a new tab)

Effect of limited current on ultrarapid densification and giant dielectric properties of flash sintering (La, Ta) co-doped TiO2 ceramics
Zaizhi Yang, Xi Wang, Liang Zhang, Hailing Li, Hui Zhang & Dong Xu 

闪烁烧结被认为是一种制备高温陶瓷的有前景的节能和高效技术。通过XRD、SEM、XPS和精密阻抗分析仪,研究了限流对闪烁烧结参数、微观结构和(La1/2, Ta1/2)0.02Ti0.98O2陶瓷的电性能的影响。随着限流的增加,闪烁烧结样品的晶粒尺寸逐渐增大,相对密度先增后减。平均晶粒尺寸约为1微米,最高相对密度为96.9%。焦耳热失控和氧空位缺陷导致闪烁烧结La和Ta共掺杂TiO2陶瓷的快速致密化。根据EPDD模型,掺杂的La3+和Ta5+离子增加了氧空位和自由电子的浓度,导致载流子的局部极化,并获得了巨大的介电常数ε’= 7.6 × 104和低介电损耗tanδ = 0.11。在高温下,电子从缺陷团簇的约束中脱离出来,并在界面处积累,导致了由于IBLC模型而产生的界面极化。巨大的介电性能源于EPDD和IBLC模型的联合效应。


天然提取物在ZnO半导体纳米粒子的合成和性质上的作用,以及其在光催化过程中应用于水处理 (this opens in a new tab)

Role of natural extracts on the synthesis and properties of semiconductor nanoparticles of ZnO applied in water treatment by photocatalytic processes
Reina Vianey Quevedo Robles, Daniela Santana Camacho, Alfredo Rafael Vilchis Nestor & Priscy Alfredo Luque Morales 

世界目前面临的最紧迫的问题之一是水污染。使用半导体纳米粒子(NPs)的光催化是水处理的一个有希望和潜在的替代方案。在这项研究中,我们使用Ternstroemia pringlei Rose(FT)、Turnera diffusa Willd(DC)和Agastache mexicana(TM)提取物,以一种环保的方式合成了氧化锌(ZnO)NPs。通过不同的表征技术评估了ZnO NPs的性质。根据XRD模式,所有合成都实现了六方纤锌矿结构。FTIR光谱显示了Zn-O键在397 cm−1处的拉伸振动,这表明了ZnO的形成。发现带隙会根据提取物来源而变化。此外,PL光谱显示了与自由激子和ZnO的结构缺陷相关的紫外和可见发射。通过SEM和TEM揭示了准球形和小于20 nm的尺寸。使用DC和TM提取物的ZnO NPs,展示并强调了在高效降解甲基蓝(MB)、孔雀石绿(MG)和刚果红(CR)方面的影响;然而,罗丹明B(RB)和甲基橙(MO),无论使用何种提取物进行ZnO合成,都表现出缓慢的降解。使用FT、DC和TM提取物的绿色方法提供了一条适合ZnO生产的途径,这在可持续水处理中有着有希望的应用。


提高ZnO/Si异质结光电探测器性能,以实现超高响应度跨越广泛光谱范围 (this opens in a new tab)

Enhancing ZnO/Si heterojunction photodetector performance for ultra high responsivity across wide spectral range
Ratneshwar Kumar Ratnesh, Mrityunjay Kumar Singh & Jay Singh 

本研究概述了开发超高响应度宽带ZnO/Si基异质结光电探测器(PD)的策略。引入一种紫外增强的Si-光电二极管,提出了一种新颖的方法来提高PD性能和功能,为创新光电设备提供了潜在的构建模块。ZnO/Si异质结在调节光电过程中产生、分离和复合的光生电子-空穴对方面证明是有效的。值得注意的是,ZnO/Si PD在从紫外到红外的广泛光谱范围内运行,展示了增强的量子效率、响应度和探测度,同时降低了暗电流。此外,已经模拟了系统参数,如厚度、活动波长和偏压电压,以阐明异质结PD的电气和光学特性。


基于氧化银复合物的导电墨水,用于低温烧结的密集导电路径 (this opens in a new tab)

An conductive ink based on silver oxide complex for low-temperature sintering with dense conductive paths
Miao Sun, Chunmei Li, Yuqing Xu, Baoping Lin, Xueqin Zhang & Ying Sun 

在推进柔性电子技术的背景下,导电墨水引起了学术界的重大关注。其中,由银前驱体、络合剂和挥发性有机溶剂组成的金属有机分解(MOD)墨水,由于其制备简单、保质期长、喷射稳定性高和低温处理等优点,已被广泛研究。然而,MOD墨水的体积减少通常超过80%,这通常可能导致导电膜中出现多个空洞和断裂,导致导电性差。同时,MOD墨水通常需要超过180°C的高温才能转化为导电膜。然而,墨水在低温下沉积到基板上是必要的。在此,我们开发了一种具有多种银源前驱体的低温导电墨水。结果显示,经过在聚酰亚胺(PI)基板上100°C烧结40分钟后,银膜的电阻率为16.8 µ Ω cm,这只比块状银高十倍,可以形成具有良好均匀性和导电性的银膜。通过在烧结过程中不同银源的梯度分解,显著减少了空洞和裂纹等缺陷。已使用XRD、SEM、EDX和四探针技术详细研究了墨水的配方以及烧结温度对银墨水薄膜微观结构和电性能的影响。


Zn1−xMgxO电子传输层用于高亮度倒置量子点发光二极管的电荷平衡 (this opens in a new tab)

The Zn1−xMgxO electron transport layer for charge balance in high-brightness inverted quantum-dot light-emitting diodes
Ling Chen, Yukai Zhang, Yunling Kun, Kun Tuo, Jifang Shang, Wenjing Du, Hui Qi & Shaohui Liu 

胶体量子点发光二极管(QLEDs)正在迅速获得作为下一代照明和显示设备领域的强大竞争者的认可。尽管如此,QLED设备的商业化之路遇到了一个障碍,那就是电子传输层的灵活性不足,电子传输层通常由ZnO纳米粒子制成。这个障碍源于其特定表面积大,存在表面缺陷态,以及ZnO带隙固定。为了克服这些障碍,我们深入研究了将Mg元素作为ZnO的掺杂物的可能性,旨在增强胶体ZnO纳米粒子的表面化学性质,电气特性和膜形态。结果清楚地表明,Mg掺杂在减少ZnO表面缺陷方面起着关键作用,同时减少了氧空位的密度,从而调节其电子迁移率。通过调节Mg掺杂浓度,可以微调ZnO的带隙宽度,从而创建更适合的电子传输层。基于Zn1−xMgxO电子传输层的倒置QLED设备表现出显著的进步,峰值外部量子效率和电流效率分别为6.7%和29 cd A−1。这些值超过了参考设备的35%和28%,突显了Zn1−xMgxO作为提高QLED设备效率的有效方法的效果。


对厚层和微晶CsPbBr3 钙钛矿材料的全面比较研究:光学和电学性质 (this opens in a new tab)

A comprehensive comparative investigation of thick layer and microcrystalline CsPbBr3 perovskite material: optical and electrical properties
H. Brahim, I. Chiba, F. Hassen & R. Mgaieth 

近来,研究人员一直在研究钙钛矿材料,因为它们由于其有趣的性质而引起了大量的关注。在本文中,我们强调了获得CsPbBr3钙钛矿材料的微晶或厚层的制备方法。在ITO衬底上制备的样品,通过稳态光致发光(PL)和时间分辨光致发光(TRPL)的方式在光学上进行了表征。在电学上,它们通过I-V技术的方式进行了表征。微晶样品(记为S1)的PL光谱显示出两个峰的存在。与最高能级相关的峰允许确定带隙能(Eg),得出的值为2.37 eV。另一方面,厚层样品(记为S2)显示出一个带有带隙能Eg= 2.33 eV的单一尖峰。S1的TRPL显示出载流子的寿命τ= 37.2 ns。然而,S2显示出更快的衰减,载流子的寿命τ= 0.88 ns。通过研究I-V响应,我们发现Schottky接触对光敏感,并且它们显示出正常的滞后(NH)和反向的滞后(IH),这取决于样品的类型。在两种样品类型中,都观察到了自热现象的表现。值得注意的是,这个观察结果对现有的文献提供了新的贡献,因为据作者所知,这种现象在研究CsPbBr3中以前没有被报道过。


ITO/VO2复合膜在SiO2纳米球上的热致变色特性 (this opens in a new tab)

The thermochromic characteristics of ITO/VO2 composite films on SiO2 nanospheres
Xiaofei Zeng, Liwei Zhou, Wei Mi, Di Wang, Linan He & Dongdong Qi 

作为智能窗户的有前景的热致变色材料,VO2基膜已经得到了广泛的关注。为了提高热致变色智能窗户的发光透射率(Tlum)而不严重影响太阳调制效率(ΔTsol),本文通过在有序的SiO2纳米球阵列上快速热处理溅射的钒薄膜制备了VO2膜,然后通过反应磁控溅射在VO2膜上沉积了作为抗反射层的ITO。膜的表面形貌、晶体结构和光学透射率分别通过扫描电子显微镜、X射线衍射和UV-VIS-NIR分光光度计进行了表征。SiO2纳米球提供了连续的折射率梯度,而ITO抗反射层的沉积为薄膜干涉创造了条件,从而协同减少了VO2基智能窗户的表面反射。与平面VO2薄膜(Tlum, 39.1%)相比,ITO/VO2/SiO2复合结构可以显著增加Tlum从39.1%到55.5%,增加了近16.4%,而ΔTsol基本不变。结果为改善智能窗户的性能提供了有效的策略。


掺杂离子浓度对(Na1/2Eu1/2)xCa1−xCu3Ti4O12陶瓷微观结构和介电性能的影响 (this opens in a new tab)

Effect of doping ion concentration on the microstructure and dielectric properties of (Na1/2Eu1/2)xCa1−xCu3Ti4O12 ceramics
Longfei Yuan, Yongguo Xia, Ting Zhang, Dandan Han, Cheng Fang & Die Zuo 

通过高温固态反应法成功制备了一系列单相(Na1/2Eu1/2)xCa1−xCu3Ti4O12(x= 0, 0.01, 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.35, 0.4 和 0.45)陶瓷,其掺杂量各不相同。系统研究了陶瓷的微观结构、离子价态和介电性能。结果表明,随着Na+和Eu3+离子浓度在(Na1/2Eu1/2)xCa1−xCu3Ti4O12陶瓷中的增加,Na和Eu元素在陶瓷的晶粒界积累,从而增加了晶粒界的绝缘性,有效降低了陶瓷的介电损耗。然而,Cu+在(Na1/2Eu1/2)xCa1−xCu3Ti4O12(x≥ 0.3)陶瓷中的存在,其掺杂含量高,可能会影响陶瓷内部的极化机制,提高其介电性能。 (Na1/2Eu1/2)0.3Ca0.7Cu3Ti4O12陶瓷的介电常数高达25 282,介电损耗为0.061(室温和10 Hz),并且具有良好的介电稳定性。


Sn–Zn和Sn–Ag–Cu焊点的老化时间和温度对剪切性能的影响 (this opens in a new tab)

Effects of aging time and temperature on shear properties of Sn–Zn and Sn–Ag–Cu solder joints
Shiliang Gong, Gaoqiang Chen, Songtao Qu, Vichea Duk, Xun Xu, Qingyu Shi & Gong Zhang 

Sn–Zn系统和Sn–Ag–Cu系统的焊料被认为是有前途的无铅焊料。接头的可靠性是评估焊料性能的关键因素。接头在老化处理下的微观结构演变可以影响接头的性能。剪切测试的温度也影响断裂机制,从而决定接头的可靠性。本研究调查了在不同老化时间和剪切测试温度条件下,Sn–9Zn–2.5Bi–1.5In(Sn–Zn)和Sn–3Ag–0.5Cu(SAC)与Cu基底焊接的微观结构演变和断裂机制。研究结论是,SAC接头中的IMC是鳞状的Cu6Sn5和平面的Cu3Sn,并随着老化时间的增长而增长。Sn–Zn接头中的IMC是特定的Cu5Zn8层,随着老化时间的增加,其生长速率较慢。许多Zn相与Cu反应,形成老化焊料矩阵中的Cu5Zn8产品。老化的Sn–Zn接头倾向于在焊料/IMC界面处断裂。增加老化时间和剪切测试的高工作温度都会导致焊料中两种类型接头的晶间断裂和脆性断裂倾向增加,因此,接头的可靠性降低。此外,随着剪切测试温度的增加,焊料材料的塑性也增加,界面连接强度降低。总的来说,在增加的老化时间和高工作温度的影响下,Sn–Zn接头的可靠性表现优于SAC接头。


改进的离子导电性和基于Li7P3S11固体电解质的全固态电池用于实际应用 (this opens in a new tab)

Improved ionic conductivity and Li7P3S11 solid electrolyte based all-solid state batteries for practical applications
Abu Faizal, Jung Hwan Song, T. D. Mercy, Do Kyung Kim & K. Kamala Bharathi 

界面电阻、低离子导电性以及碳/Li和基于Li7P3S11的材料之间的副反应是实现高能量密度全固态电池的最大挑战。我们报告了通过制备策略改进Li7P3S11(LPS)的离子导电性,并实现具有适度容量的全固态锂离子电池的功能。LPS样品采用高能球磨和固态合成方法(晶态LPS)在低温下制备。LPS样品在高达5V的锂金属对抗下显示出稳定性,具有更宽的电化学窗口。晶态LPS样品的离子导电性被观察到比球磨样品高一个数量级。全固态电池由晶态LPS固体电解质组成,在第一周期显示出86.5和59.0 mAh/g的充放电容量。制造的基于LPS的全固态电池被证明用于实时应用,如操作温度传感器和发光二极管。


结构,紫外光激发发光和镝离子激活的锌铅氟化钠磷酸盐玻璃的暖白光生成 (this opens in a new tab)

Structural, UV light-excitable luminescence and warm white light generation of dysprosium ion-activated zinc leadfluoride sodium phosphate glasses
Ifa Jlassi & Ramachari Doddoji 

通过熔融和快速淬火方法制备了多峰(蓝-黄-红)和暖白光生成的Dy3+离子激活的基于锌铅氟化钠磷酸盐(NPZ:60NaPO3+ 25PbF2+ 15ZnF2)玻璃。研究了X射线衍射图和拉曼光谱,以检查NPZDy玻璃的非晶和网络结构。随着Dy3+离子数量的增加,评估的摩尔体积和密度值增加,这是由于在玻璃网络中形成了更多的非桥接氧。结果表明,掺杂Dy3+离子的NPZDy玻璃可以吸收从300到1800 nm的波长,然后使用Tauc’s图确定NPZDy玻璃的带隙能量。在348 nm的紫外辐射下,制备的玻璃从Dy3+离子的4F9/2→6H11/2,13/2,15/2转换中发出红色(665 nm)、黄色(576 nm)和蓝色(482 nm)光。通过应用Judd–Ofelt分析,研究了不同摩尔分数的Dy3+离子对NPZDy玻璃的Ω2,4,6和辐射性能的影响。通过将NPZDy玻璃的衰减拟合到双指数函数,评估了衰减时间。通过产生暖白光,计算出NPZDy玻璃的最大增益带宽为83.21 × 10–28cm3,最大量子效率为79%,其(x,y)坐标为(0.321,0.361),相对色温< 4000 K。


热等静压对Bi-2212线材微观结构和电流承载能力的影响 (this opens in a new tab)

Impact of hot isostatic pressing on the microstructure and current-carrying capacity of Bi-2212 wires
Qingbin Hao, Xiaoyan Xu, Gaofeng Jiao, Kai Yao, Guoqing Liu & Chengshan Li 

我们已成功利用热等静压(HIP)技术在50巴压力下制造Bi2Sr2CaCu2O8+δ(Bi-2212)线材,使其电流承载能力显著提高了近2.5倍。我们的研究比较了在HIP和大气压下处理的线材的微观结构和超导性能。结果表明,经HIP处理的线材的临界电流密度(JC)从1416 A mm−2(在1巴)增加到3592 A mm−2在4.2 K和5 T。最初,这种增加被归因于在50巴HIP下处理的线材中空洞区域的减少。然而,进一步分析发现,由于HIP导致的空洞减少只占总JC增加的23%,这意味着密度改善在整体JC增强中的作用较小。与在大气压下处理的线材相比,由于空洞减少和Bi-2212丝束周围树枝状结构的联合效应,经HIP处理的线材的电流承载能力显著增强。通过将冷却速率从2.5 h−1增加到5 °C h−1,我们进一步提高了Bi-2212线材的工程临界电流密度(JE)20%,达到975 A mm−2(在4.2 K和5 T)。这种改善归因于在冷却过程中调整晶粒生长速率,有效减少了在50巴HIP下处理的线材中丝束周围的树枝状结构。这些发现为开发高性能Bi-2212线材的超导应用提供了宝贵的见解。


对溶胶-凝胶和水热合成方法在Bi1-xCexFe1-xAlxO3铁氧体的物理和光催化性能上的影响进行比较 (this opens in a new tab)

Comparison of sol–gel and hydrothermal synthesis methods on the physical, and photocatalytic properties of Bi1−xCexFe1−xAlxO3 ferrites
Zahra Adineh & Ahmad Gholizadeh 

通过溶胶-凝胶和水热方法合成的纯相Bi1-xCexFe1-xAlxO3(x= 0.0–0.6)的结构、磁性能和光催化活性进行了研究。X射线衍射图谱的Rietveld精修显示,样品可以索引到一个三斜晶胞(空间群R3c)。然而,拉曼光谱显示在水热合成的样品中存在不完全的三斜-四方相变。磁滞环显示Ce/Al共掺杂可以改善磁性参数。随着Ce/Al含量的增加,水热合成样品的带隙能从1.97增加到2.66 eV,而在溶胶-凝胶合成的样品中,它从1.52减少到1.26 eV。甲基橙降解百分比的结果显示,随着Ce/Al含量的增加,水热合成样品的降解趋势减少,而在溶胶-凝胶合成的样品中,它增加。在pH值为2且含有0.8 g/L的溶胶-凝胶合成的Bi0.94Ce0.0.6Fe0.94Al0.06O3的情况下,可以获得95%的降解,这是在120分钟后获得的。


Mg掺杂浓度和退火对ZnO薄膜结构和发光性能的影响 (this opens in a new tab)

The effect of Mg doping concentration and annealing on the structure and luminescence properties of ZnO thin films
Jing Luo, Hongyu Liu, Weijie Deng, Rengang Zhang & Chen He 

为了更深入地理解薄膜中缺陷与发光性能之间的关系,我们在室温下通过射频(RF)磁控溅射在非晶石英基板上制备了含有0至8at%Mg的ZnO膜,然后在400°C的空气中退火。X射线衍射(XRD)结果表明,ZnMgO膜是一种具有六方密堆积纤锌矿结构和优先c轴生长方向的固溶体。随着Mg浓度的增加,(002)衍射峰的强度逐渐减小。场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察揭示了表面粒子形状从大致圆形到圆形和不规则多边形形状的混合物的转变。从使用UV-可见分光光度计测量的光学透射率获得的光学带隙(Eg)首先减小,然后随着Mg浓度的增加而增加。光致发光(PL)光谱显示出一个强烈的紫色峰和一个弱的近红外(NIR)峰。对两个峰的高斯拟合揭示,紫色峰主要源于束缚在浅层供体间隙锌(Zni)的电子与价带中的空穴的辐射复合。NIR峰主要源于被浅层供体间隙锌(Zni)捕获的电子与被深层受主间隙氧(Oi)捕获的空穴的辐射复合。


通过低温烧结Cu纳米粒子提高Cu-Cu互连的剪切强度和微观结构 (this opens in a new tab)

Enhanced shear strength and microstructure of Cu–Cu interconnection by low-temperature sintering of Cu nanoparticles
Ze Cui, Qiang Jia, Yishu Wang, Dan Li, Chien-Ping Wang, Hongqiang Zhang, Ziyi Lu, Limin Ma, Guisheng Zou & Fu Guo 

低温烧结Cu纳米粒子是先进电力电子封装的有前景的材料;然而,其烧结质量被氧化物显著抑制。在这项工作中,利用Pt催化的甲酸和有机化合物与铜甲酸的混合物分解来消除Cu纳米粒子的氧化,以促进Cu原子扩散并形成强键合。结果表明,Pt催化的甲酸环境中烧结颈长度更长,形成了更强的原子扩散和颗粒间键合。烧结的Cu-Cu接头的剪切强度在180°C时达到49 MPa。此外,还讨论了温度和压力对烧结颈的形成和生长、孔隙消除、致密化和键合强度的影响。这项工作可以为实现在电力电子领域使用低温烧结提供工业洞察。

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