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Stimulating and harnessing circularly polarized luminescence of helically assembled carbonized polymer dots via interfacial dynamics

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Aggregate

Aggregate 2023年第4期4卷 100-110页

作者： Jiaying Lin Rulin Liu Peixian Chen Yangfei Lv Junjie Hao Meijuan Chen Dongxiang Zhang ruikun pan Yiwen Li Xi Zhu Tingchao He Jiaji Cheng School of Materials Science and Engineering Hubei UniversityWuhanHubeiChina College of Physics and Optoelectronic Engineering Shenzhen UniversityShenzhenGuangdongChina School of Science and Engineering The Chinese University of Hong KongShenzhen Institute of Artificial Intelligence and Robotics for Society(AIRS)ShenzhenGuangdongChina Department of Electrical and Electronic Engineering Southern University of Science and TechnologyShenzhenGuangdongChina

Stimulating and harnessing circularly polarized luminescence(CPL)is not only a sine qua non for fundamentally unveiling chirogenesis in physical chemistry,but also a pivotal prerequisite for implementation of such phenomenon in research fields including chiral optoelectronics and ***,red-emissive carbonized polymer dots(CPDs)-based helical structures were synthesized in this work via biomolecule-tailored organic–inorganic co-assembly *** surface statesrelated chirality exhibits enhanced circular dichroism(CD)and CPL activities with anisotropic factors as high as gCD,max=5.4×10^(−3) and glum,max=1.5×10^(−2),*** obtained CPL signals can be further manipulated in an excitationdependent manner,indicating that a synergistic-competition phenomenon exists between configurational chirality and intermolecular energy-transfer dynamics,which is further supported by simulations based on density function theory(DFT).Such tunable CPL behavior triggers revolutionary designs and applications of these chiral CPDs into the realm of chirality-related biological issues and next-generation chiral optoelectronics.

关键词： carbonized polymer dots circular dichroism circularly polarized luminescence organic-inorganic coassembly synergistic-competition

Metal-to-ligand charge transfer chirality-based sensing of mercury ions

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Photonics Research 2021年第2期9卷 213-221页

作者： XIONGBIN WANG QIUSHI WANG YULONG CHEN JIAGEN LI ruikun pan XING CHENG KAR WEI NG XI ZHU TINGCHAO HE JIAJI CHENG ZIKANG TANG RUI CHEN Institute of Applied Physics and Materials Engineering University of MacaoAvenida da UniversidadeTaipaMacao 999078China Department of Electrical and Electronic Engineering Southern University of Science and TechnologyShenzhen 518055China School of Materials Science and Engineering Hubei UniversityWuhan 430062China Department of Materials Science and Engineering Southern University of Science and TechnologyShenzhen 518055China Shenzhen Institute of Artificial Intelligence and Robotics for Society(AIRS) Shenzhen 518172China College of Physics and Optoelectronic Engineering Shenzhen UniversityShenzhen 518060China

Chiral ligand conjugated transition metal oxide nanoparticles(NPs) are a promising platform for chiral recognition, biochemical sensing, and chiroptics. Herein, we present chirality-based strategy for effective sensing of mercury ions via ligand-induced chirality derived from metal-to-ligand charge transfer(MLCT) effects. The ligand competition effect between molybdenum and heavy metal ions such as mercury is designated to be essential for MLCT chirality. With this know-how, mercury ions, which have a larger stability constant(Kf) than molybdenum, can be selectively identified and quantified with a limit of detection(LOD) of 0.08 and 0.12 nmol/L for D-cysteine and L-cysteine(Cys) capped Mo O2 NPs. Such chiral chemical sensing nanosystems would be an ideal prototype for biochemical sensing with a significant impact on the field of biosensing, biological systems,and water research-based nanotoxicology.

关键词： mercury molybdenum charge

铁电体热释电系数的本征和场致增强模式的机理

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科学通报 2020年第20期65卷 2112-2119页

作者：陈勇段文燕黎明锴曹万强潘瑞琨黄修林湖北大学物理与电子科学学院功能材料绿色制备与应用教育部重点实验室铁电压电材料与器件湖北省重点实验室有机化工新材料湖北省协同创新中心武汉430062 湖北大学材料科学与工程学院武汉430062

铁电材料制备的红外探测器主要有两种工作模式:热释电体的无电场本征模式和铁电体的场致增强模式.利用铁电体的唯象理论,通过引入偶极子耦合,得到了两种模式热释电系数的理论公式.其数值模拟表明,在热释电体的本征模式中,热释电系数随... 详细信息

铁电材料制备的红外探测器主要有两种工作模式:热释电体的无电场本征模式和铁电体的场致增强模式.利用铁电体的唯象理论,通过引入偶极子耦合,得到了两种模式热释电系数的理论公式.其数值模拟表明,在热释电体的本征模式中,热释电系数随温度的上升而增加,接近居里温度时急剧增大.在铁电体的场致增强模式中,热释电系数由场致诱导极化的温度效应和偶极子的转动效应产生.在低温区,低电场时以偶极子的转动为主形成一个尖锐的峰,增大电场后变为以场致诱导极化为主.温度升高,以偶极子转动引起的热释电系数峰向高电场方向移动,在顺电相,以场致诱导极化为主.铁电体用于热释电效应时,保持温度稳定性的基本方法是温度越高,施加的电场越大.

关键词：铁电体热释电极化偶极子电场

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光波导放大器用材料的研究进展

材料导报 2005年第11期19卷 28-30,38页

作者：潘瑞琨章天金严小黑张柏顺湖北大学物理学与电子技术学院武汉430062

回顾了3种光放大器的工作原理、应用现状,分析了4类主要的光波导放大器用材料的性能、特点和研究现状。分析表明,非氧化物玻璃和硅基光波导材料对研制光波导放大器有很好的应用潜力。

关键词：全光通信光放大器材料光波导放大器光波导材料非氧化物玻璃工作原理现状应用硅基

Pr^(3+)掺杂Ge-Ga-S-KCl硫卤玻璃的近红外发光研究

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湖北大学学报（自然科学版） 2010年第3期32卷 314-317页

作者：潘瑞琨章天金马志军汪竞阳湖北大学材料科学与工程学院湖北武汉430062

采用熔融淬冷法制备掺Pr3+(0.1%,0.3%,0.5%,0.7%)(按物质的量计算百分数,下同)的0.64GeS2-0.16Ga2S3-0.2KCl硫卤玻璃.测试玻璃的光学吸收谱和光致发光谱,在红外吸收谱中有4个明显的吸收峰,分别是Pr3+的基态3H4向3F4,3F3,3F2和3H6激发态... 详细信息

采用熔融淬冷法制备掺Pr3+(0.1%,0.3%,0.5%,0.7%)(按物质的量计算百分数,下同)的0.64GeS2-0.16Ga2S3-0.2KCl硫卤玻璃.测试玻璃的光学吸收谱和光致发光谱,在红外吸收谱中有4个明显的吸收峰,分别是Pr3+的基态3H4向3F4,3F3,3F2和3H6激发态跃迁引起的吸收.近红外区的3个发光峰,分别对应1D2→1G4(~1 390 nm),3F4→3H4(~1 430 nm)和3F3→3H4(~1 480 nm)的跃迁.0.5l%PrCl3掺杂时该组分玻璃的发光强度最高,而且吸收峰和发光峰峰值位置比相应的硫系玻璃有蓝移.分析表明:吸收峰和发光峰的蓝移是由于硫卤玻璃的离子键性比相应的硫系玻璃的离子键性强,导致Pr3+的相应能级间隔增大.

关键词：硫卤玻璃 Pr3+掺杂红外吸收谱发光谱

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反铁电体的极化与介电效应

中国科学：技术科学 2019年第11期49卷 1309-1318页

作者：陈勇姜朝斌秦路王龙海潘瑞琨曹万强铁电压电材料与器件湖北省重点实验室有机化工新材料湖北省协同创新中心功能材料绿色制备与应用教育部重点实验室湖北大学物理与电子科学学院武汉430062 湖北大学材料科学与工程学院武汉430062

基于Kittel的反铁电体唯象理论,从正和反电场方向双吉布斯自由能的角度出发,导出了反铁电耦合条件下电场对偶极子转向和对正反极化强度的影响规律,最终得到了电场相关的反铁电体的电滞回线和介电常数.数值模拟的结论是:在一个电场周期... 详细信息

基于Kittel的反铁电体唯象理论,从正和反电场方向双吉布斯自由能的角度出发,导出了反铁电耦合条件下电场对偶极子转向和对正反极化强度的影响规律,最终得到了电场相关的反铁电体的电滞回线和介电常数.数值模拟的结论是:在一个电场周期内电滞回线呈现双回线;在半个电场周期内,介电常数呈现双峰.当改变反铁电耦合强度和温度时,得到的电滞回线与介电常数的变化规律与报道的实验结果相吻合.反铁电耦合强度的增强或温度的降低,都会使反铁电性增强,表现为反铁电相到铁电相的临界转变电场增大,并在一定条件下消失,即因极高的临界转变电场使反铁电回线转变为细长的铁电型电滞回线.深入分析表明,该回线实质上为强反铁电体的特性,而并非表面所呈现的铁电相.

关键词：反铁电体电场电滞回线介电

Nb∶SrTiO_3单晶基片上外延生长BaTiO_3薄膜的漏电流机制分析

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材料导报 2015年第18期29卷 1-4,8页

作者：潘瑞琨刘攀克黎明锴何云斌湖北大学材料科学与工程学院武汉430062

采用脉冲激光沉积法(PLD),在掺铌的钛酸锶单晶基片(Nb∶SrTiO3,NSTO)上外延生长了15nm厚度的BTO薄膜。并采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等技术,分别测试了BTO薄膜的晶相结构和微观形貌与结构,证... 详细信息

采用脉冲激光沉积法(PLD),在掺铌的钛酸锶单晶基片(Nb∶SrTiO3,NSTO)上外延生长了15nm厚度的BTO薄膜。并采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等技术,分别测试了BTO薄膜的晶相结构和微观形貌与结构,证实了薄膜的外延生长特征。以磁控溅射法制备金属铂(Pt)上电极,在室温下测试了BTO薄膜的电流-电压(I-V)曲线。通过拟合I-V曲线,结果表明:在正向电压下,薄膜的漏电流符合空间电荷受限电流机制(SCLC);在反向电压下,漏电流先为普尔-弗伦克尔发射机制(Poole-Frenkel emission),随着反向电压的升高,转变为福勒-诺德海姆隧穿机制(Fowler-Nordheim tunneling)。分析指出,在Pt/BTO界面存在一个可变的肖特基势垒,该势垒受到BTO薄膜内部迁移的氧空位影响,从而决定了上述漏电流机制。

关键词： BaTiO3薄膜结构漏电流机制肖特基势垒

稀土Nd掺杂Ba0.65Sr0．35TiO3薄膜的微结构与光致发光性能研究

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功能材料 2009年第2期40卷 194-196,200页

作者：汪竞阳章天金江娟潘瑞琨詹芬湖北大学材料科学与工程学院湖北武汉430062 襄樊学院物理与电子信息系湖北襄樊441053

用溶胶-凝胶法制备了不同浓度(0、1%、3%、5%(摩尔分数))的Nd掺杂钛酸锶钡(Ba0.65Sr0.35TiO3,BST)薄膜。XRD结果表明,经700℃退火1h后,样品晶化为完整的多晶钙钛矿结构,平均晶粒尺寸为20nm。原子力显微镜(AFM)观察发现,薄膜表面均匀致密... 详细信息

用溶胶-凝胶法制备了不同浓度(0、1%、3%、5%(摩尔分数))的Nd掺杂钛酸锶钡(Ba0.65Sr0.35TiO3,BST)薄膜。XRD结果表明,经700℃退火1h后,样品晶化为完整的多晶钙钛矿结构,平均晶粒尺寸为20nm。原子力显微镜(AFM)观察发现,薄膜表面均匀致密,光滑平整。室温光致发光谱(PL)显示在808nm氩离子激光激发下,Nd掺杂的BST薄膜在876、1060、1337nm处有较强的近红外(NIR)发光,分别对应于Nd3+的4F3/24-I9/24、F3/2-4I11/24、F3/2-4I13/2跃迁。这些结果表明Nd掺杂BST薄膜在激光器和光放大器等光电器件领域有着广泛的应用前景。

关键词： BST薄膜 Nd掺杂微结构光致发光

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铁电体的极化储能效应

中国科学：技术科学 2019年第8期49卷 930-938页

作者：曹万强陈甘霖陈勇王龙海张蕾祁亚军潘瑞琨铁电压电材料与器件湖北省重点实验室有机化工新材料湖北省协同创新中心功能材料绿色制备与应用教育部重点实验室湖北大学材料科学与工程学院武汉430062 湖北大学物理与电子科学学院武汉430062

三维铁电体的偶极子等概率地分布在晶格取向相关的特定极化方向上.外加电场后,各个方向的偶极子对电场的响应不同,导致了各种场致效应.最基本的效应是电场对极化强度在相变温区的诱导和转向,导致铁电体在相应温区实现了高的储能密度效应... 详细信息

三维铁电体的偶极子等概率地分布在晶格取向相关的特定极化方向上.外加电场后,各个方向的偶极子对电场的响应不同,导致了各种场致效应.最基本的效应是电场对极化强度在相变温区的诱导和转向,导致铁电体在相应温区实现了高的储能密度效应.基于铁电体德文希尔理论三维吉布斯自由能与极化强度的关系,得到了二阶相变铁电体偶极子的诱导及取向对极化储能密度和放电能量密度的影响.研究结果显示:低电场下储能峰低于居里温度,并随电场增大接近并超过居里温度;两个铁电参量的比值对铁电体的极化行为、电滞回线和储能密度具有关键影响并使其相互关联.同时还发现介电峰的温度宽度对应电滞回线形状变化的温度宽度和储能密度峰的温度宽度,且储能密度峰越高,峰的温区越窄.

关键词：铁电体储能效应极化