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Nano Research 2022年第3期15卷 2537-2544页

作者： Chuang Hou guoan tai Yi Liu Xiang Liu The State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures and Laboratory of Intelligent Nano Materials and Devices of Ministry of Education College of Aerospace EngineeringNanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016China

High-performance gas sensing devices have been extensively studied in industrial production,clinical medicine and environmental *** the materials used to fabricate gas sensors,two-dimensional(2D)materials are viewed as favorable candidate sensing materials because of their high surface-to-volume ratios,abundant surface activity,defect ***,gas sensors based on the previously reported 2D materials have some disadvantages such as poor air-stability and slow dynamic ***,borophene,as a unique 2D material,has been theoretically predicted to have excellent gas sensing characteristic,especially for nitrogen dioxide(NO_(2)).However,the gas sensing property of borophene has not been still reported ***,we report that a chemiresistive sensor device based on borophene shows high sensitivity,fast response,high selectivity,good flexibility and long-time *** is found that the sensor has a low experimental detection limit of around 200 ppb,a large detection range from 200 ppb to 100 ppm,and fast response time of 30 s and recovery time of 200 s at room temperature,which are remarkably superior to those of reported 2D *** underlying NO_(2) sensing mechanism of borophene is revealed by first-principles *** line with theoretical predication,it has also been confirmed experimentally that the borophene-based sensor has a unique selectivity to NO_(2) compared with other common ***,the sensor also displays superior flexibility and stability under different bending *** study shows excellent electronic and sensing characteristic of borophene,which indicates that it has great potential application value in high-performance sensing and detection in the future.

关键词： borophene gas sensor charge transfer wearable application density functional theory

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Borophene-ZnO heterostructures:Preparation and application as broadband photonic nonvolatile memory

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Nano Research 2023年第4期16卷 5826-5833页

作者： Runsheng Liu Chuang Hou Xinchao Liang Zitong Wu guoan tai The State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures and Laboratory of Intelligent Nano Materials and Devices of Ministry of Education College of Aerospace EngineeringNanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016China

High-performance photonic nonvolatile memory which combines data storage and photosensing can achieve low power consumption and ensure computational energy *** has been theoretically and experimentally proved to have synergistic effects between two materials,which can lead to promising electronic and optical properties for advanced optoelectronic ***,we report the preparation of borophene-ZnO heterostructures and their applications of broadband photonic nonvolatile *** memory shows a good switching ratio(5×10^(3))and long-term stability(3,600 s),which are superior to those of the pristine borophene or ZnO quantum dots(QDs).It is found that the memory shows a broad light response from ultraviolet(365 nm)to near infrared(850 nm).Besides,the SET voltage will decrease when the device is exposed to light,which can be attributed to the separation of holes and electrons in accelerating the formation of vacancy conductive *** work not only provides a promising material for next-generation photoelectric information,but also paves the way for borophene-based memory towards data storage devices.

关键词： borophene ZnO heterostructure photoluminescence(PL)quenching nonvolatile memory light control

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Crystalline BC_(2)N quantum dots

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Nano Research 2023年第5期16卷 7837-7843页

作者： Pengyu Zhang Chuang Hou Wei Shao Runsheng Liu Zitong Wu guoan tai The State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures and Laboratory of Intelligent Nano Materials and Devices of Ministry of Education College of Aerospace EngineeringNanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016China

Ternary materials composed of boron,carbon,nitrogen have drawn tremendous attention because of their suitable band gap,high carrier mobility,high thermal *** properties can effectively compensate for the deficiencies of other typical carbon-based and boron-based materials,such as graphene,borophene,hexagonal boron *** the theoretical progress has advanced the development of ternary materials,it is still a great challenge to synthesize the new nanostructures with good crystallinity and high yield at low dimensional ***,we report that BC_(2)N quantum dots(QDs)can be successfully prepared by in-situ two-step thermal decomposition of sodium cyanoborohydride in a hydrogen-rich *** results show that the as-prepared BC_(2)N QDs have good crystallinity and high *** BC_(2)N QDs have an average lateral size of 3.7 nm and an average thickness of 2.83 *** experimental results show that the QDs are semiconducting with an optical band gap of 2.15 ***,a fabricated BC_(2)N QDs-based nonvolatile memory shows a low SET operating voltage(0.74 V)and a high ON/OFF ratio(more than 1.74×10^(3))as well as good stability.

关键词： BC_(2)N quantum dots graphene borophene non-volatile memory

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Epitaxial growth of borophene on graphene surface towards efficient and broadband photodetector

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Nano Research 2024年第4期17卷 3053-3060页

作者： Zenghui Wu Chen Shifan Zitong Wu Yi Liu Wei Shao Xinchao Liang Chuang Hou guoan tai The State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures and Laboratory of Intelligent Nano Materials and Devices of Ministry of Education College of Aerospace EngineeringNanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016China

In-situ integration of multiple materials with well-defined interfaces as heterostructures is of great interest due to their unique properties and potential for new device *** of its polymorphism and diverse bonding geometries,borophene is a promising candidate for two-dimensional heterostructures,but suitable synthesis conditions have limited its potential *** this end,we demonstrate the vertical borophene and graphene heterostructures which form by epitaxial growth of borophene onto multilayer graphene on Cu substrates via chemical vapor deposition,where hydrogen and NaBH_(4) are respectively used as the carrier gas and the boron *** lattice structure of the as-synthesized borophene well coincides with the predictedα′-boron *** borophene-based photodetector shows an excellent broadband photoresponse from the ultraviolet(255 nm)to the infrared(940 nm)wavelengths,with enhanced responsivity compared to pristine borophene or graphene *** work informs emerging efforts to integrate borophene into nanoelectronic applications for both fundamental investigations and technological applications.

关键词： borophene graphene heterostructure photodetector two-dimensional materials

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Borophene-based materials for energy,sensors and information storage applications

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Nano Research Energy 2023年第2期2卷 89-113页

作者： Chuang Hou guoan tai Yi Liu Zitong Wu Xinchao Liang Xiang Liu The State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures and Laboratory ofIntelligent Nano Materials and Devices of Ministry of Education College of Aerospace EngineeringNanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016China

Borophene,as a rising-star monoelemental two-dimensional(2D)material,has motivated great interest because of its novel properties,such as anisotropic plasmonics,high carrier mobility,mechanical compliance,optical transparency,ultrahigh thermal conductance,and *** properties make it an ideal candidate for use in the field of energy,sensors,and information *** by the realization of pioneering experimental works in 2015 and the follow-up synthesis experiments,a series of high-performance borophene-based devices in the fields,including supercapacitors,batteries,hydroelectric generators,humidity sensors,gas sensors,pressure sensors,and memories,have been experimentally reported in recent years,which are beneficial to the transition of borophene-based materials from experimental synthesis to practical ***,in addition to paying attention to the experimental preparation of borophene,significant efforts are needed to promote the advancement of related applications of *** this review,after providing a brief overview of borophene evolution and synthesis,we mainly summarize the applications of borophene-based materials in energy storage,energy conversion,energy harvesting,sensors,and information ***,based on the current research status,some rational suggestions and discussions on the issues and challenges in the future research direction are proposed.

关键词： borophene energy energy storage energy conversion sensors information storage

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硼烯的实验制备及其在传感器件方面的应用

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化学进展 2024年第8期36卷 1119-1133页

作者：陈士蕃刘毅刘相田潜台国安南京航空航天大学航空学院航空航天结构力学及控制全国重点实验室纳智能材料器件教育部重点实验室南京210016

硼烯作为一种新兴的单元素二维材料,由于其优良的特性,如高载流子迁移率、机械柔韧性、光学透明度、超高导热性和超导性,引起了研究人员的极大兴趣。这些特性使其成为能源、传感器和信息存储等领域的理想材料。2015年以来,硼烯在实验合... 详细信息

硼烯作为一种新兴的单元素二维材料,由于其优良的特性,如高载流子迁移率、机械柔韧性、光学透明度、超高导热性和超导性,引起了研究人员的极大兴趣。这些特性使其成为能源、传感器和信息存储等领域的理想材料。2015年以来,硼烯在实验合成和器件应用方面不断涌现出新的研究成果,推动着硼烯研究方向从实验合成向器件应用迈进。本文在介绍硼烯的独特性质和合成方法的基础上,重点综述了硼烯在传感器领域的最新研究进展,并根据硼烯当前的研究现状,对其未来研究中的潜在问题和挑战提出讨论。

关键词：二维材料硼烯压力传感器湿度传感器气体传感器

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类石墨烯二硫化钨薄膜的化学气相沉积法制备及其应用

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化学进展 2015年第11期27卷 1578-1590页

作者：尤运城曾甜刘劲松胡廷松台国安南京航空航天大学航空宇航学院机械结构与控制国家重点实验室纳智能材料器件教育部重点实验室和纳米科学研究所南京210016 南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016

类石墨烯过渡金属硫属化合物如Mo S2、WS2、Mo Se2、WSe2等因为具有层数依赖的带隙结构而受到了广泛关注。尤其是本征态的WS2为双极性半导体,它同时具有n型和p型电输运特性,有望在电子电路、存储器件、光电探测和光伏器件方面得以广泛... 详细信息

类石墨烯过渡金属硫属化合物如Mo S2、WS2、Mo Se2、WSe2等因为具有层数依赖的带隙结构而受到了广泛关注。尤其是本征态的WS2为双极性半导体,它同时具有n型和p型电输运特性,有望在电子电路、存储器件、光电探测和光伏器件方面得以广泛应用。近年来,化学气相沉积技术已经被广泛用于制备大面积二维硫属化合物(如Mo S2,Mo Se2,WS2和WSe2)原子层薄膜。目前关于其他二维材料体系的综述文献介绍较多,但是针对WS2介绍的综述文献还鲜有报道。因此,本文综述了类石墨烯WS2薄膜的化学气相沉积法制备和相关器件的国内外研究进展,讨论了WS2薄膜的化学气相沉积法制备机理及生长因素如硫粉含量、载气的成分、反应温度、基底材料等对薄膜成膜质量的影响,介绍了WS2薄膜在晶体管、光电器件及与其他二维材料构成的异质结构器件的最新研究成果,并对可能存在的问题进行了分析和述评。

关键词： WS2薄膜化学气相沉积法晶体管异质结构光电器件

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二维硫化钼基原子晶体材料的化学气相沉积法制备及其器件

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化学进展 2016年第4期28卷 459-470页

作者：曾甜尤运城王旭峰胡廷松台国安南京航空航天大学航空宇航学院机械结构与控制国家重点实验室纳智能材料器件教育部重点实验室和纳米科学研究所南京210016 南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016

二维过渡族金属硫属化合物因其带隙具有强烈的层数依赖性而在电子器件方面具有广泛的应用前景。其中单层二硫化钼(MoS_2)是该系列材料中最典型的一种直接带隙半导体,它具有优异的光、电、磁、热和力学性能。二维MoS_2有望在光电探测、... 详细信息

二维过渡族金属硫属化合物因其带隙具有强烈的层数依赖性而在电子器件方面具有广泛的应用前景。其中单层二硫化钼(MoS_2)是该系列材料中最典型的一种直接带隙半导体,它具有优异的光、电、磁、热和力学性能。二维MoS_2有望在光电探测、光伏器件、场效应晶体管、存储器件、谷电子和自旋器件、温差电器件、微纳机电器件和系统等方面得以广泛应用。化学气相沉积(CVD)法已成为制备二维过渡族金属硫属化合物如MoS_2、MoSe_2、WS_2和WSe_2等原子层薄膜的主要手段,尤其科学界利用CVD法对二维MoS_2材料进行了深入的制备探索,通过该方法制备的MoS_2薄膜在电子和光电器件方面已经有广泛研究。本文将从二维MoS_2的基本物性出发,详细介绍CVD法制备MoS_2的各种工艺过程,如热分解硫代硫酸盐法、硫化Mo(MoO_(3-x))薄膜制备法、MoO_(3-x)粉体与硫属前驱体气相合成法和钼箔表面直接硫化法,并介绍了基于MoS_2的二维异质结构筑方法。在制备材料的基础上,详细阐述了二维MoS_2在场效应晶体管、光电探测器、柔性电子器件以及异质结器件方面的应用,并展望了二维材料在半导体器件中的应用前景。

关键词：二硫化钼化学气相沉积光电器件二维异质结

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硼纳米结构的理论和实验研究

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化学进展 2019年第12期31卷 1696-1711页

作者：王睿台国安伍增辉邵伟候闯郝金钱南京航空航天大学航空学院机械结构与控制国家重点实验室纳智能材料器件教育部重点实验室纳米科学研究所南京210016 南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016

硼元素,作为第三主族中唯一非金属元素,其原子具有特殊的缺电子性质,因而产生了复杂的键合机制。从硼原子之间的双中心-双电子键到平衡体系电子分布的多中心双电子键,硼因此具有多种同素异形体。低维硼纳米结构材料具有不同于体相的独... 详细信息

硼元素,作为第三主族中唯一非金属元素,其原子具有特殊的缺电子性质,因而产生了复杂的键合机制。从硼原子之间的双中心-双电子键到平衡体系电子分布的多中心双电子键,硼因此具有多种同素异形体。低维硼纳米结构材料具有不同于体相的独特结构及特殊性质,相关理论和实验研究已成为近年来的研究热点。本文从理论和实验两个方面,系统介绍了零维硼团簇到一维硼纳米管、硼纳米线及二维硼纳米结构的相关研究,主要针对其结构、性质与潜在应用进行综述。目前,仍需系统化探索其制备及稳定等相关问题,力求揭示其固有属性,以发挥硼基纳米结构材料在未来纳米器件和能源催化方面的重要应用。

关键词：硼烯纳米团簇纳米管纳米线二维材料

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微波加热在有序介孔材料研究中的进展

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材料导报 2005年第4期19卷 24-27页

作者：姜燕郭万林台国安南京航空航天大学纳米科学研究所南京210016

利用微波进行化学合成是近年发展起来的一种简单、快捷、高效的合成方法。综述了微波在有序介孔材料合成、模板剂脱除和在介孔材料负载活性组分中的应用,介绍了一些典型的有序介孔材料的微波合成新进展,指出了该方法在有序介孔材料合成... 详细信息

利用微波进行化学合成是近年发展起来的一种简单、快捷、高效的合成方法。综述了微波在有序介孔材料合成、模板剂脱除和在介孔材料负载活性组分中的应用,介绍了一些典型的有序介孔材料的微波合成新进展,指出了该方法在有序介孔材料合成中的优势及发展前景。

关键词：材料研究微波加热有序介孔材料材料合成化学合成合成方法活性组分微波合成发展前景模板剂

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