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生物分子膜门电极AlGaN／GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)生物传感器研究

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物理学报 2014年第7期63卷 35-40页

作者：李加东程珺洁苗斌魏晓玮张志强黎海文吴东岷中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所国际实验室苏州215123 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米器件与应用重点实验室苏州215123 中国科学院合肥物质科学研究院合肥230031 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所医用微纳技术研究室苏州215163

设计并制作了结构尺寸为毫米量级的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)生物传感器,采用数值分析的方法分析了器件传感区域长度与宽度比值及待测物调控二维电子气(2DEG)距离与感测信号之间的关系,给出了结构尺寸为毫米量级的AlGaN/GaN H... 详细信息

设计并制作了结构尺寸为毫米量级的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)生物传感器,采用数值分析的方法分析了器件传感区域长度与宽度比值及待测物调控二维电子气(2DEG)距离与感测信号之间的关系,给出了结构尺寸为毫米量级的AlGaN/GaN HEMT生物传感器的设计依据,以不同浓度的前列腺特异性抗原(PSA)为待测物,对制作的AlGaN/GaN HEMT生物传感器进行了初步测量,测试结果表明,在50 mV的电压下,毫米量级的AlGaN/GaN HEMT生物传感器的对PSA的探测极限低于0.1 pg/ml.实验表明毫米量级的AlGaN/GaN HEMT生物传感器具有灵敏度高,易于集成等优点,具备良好的应用前景.

关键词：二维电子气高电子迁移率晶体管生物传感器前列腺特异性抗原

1eV吸收带边GaInAs/GaNAs超晶格太阳能电池的阱层设计

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物理学报 2013年第21期62卷 499-503页

作者：王海啸郑新和吴渊渊甘兴源王乃明杨辉中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米器件与应用重点实验室苏州215123 中国科学院大学北京100080

使用In,N分离的GaInAs/GaNAs超晶格作为有源区是实现高质量1eV带隙GaInNAs基太阳能电池的重要方案之一.为在实验上生长出高质量相应吸收带边的超晶格结构,本文采用计算超晶格电子态常用的Kronig-Penney模型比较了不同阱层材料选择下,吸... 详细信息

使用In,N分离的GaInAs/GaNAs超晶格作为有源区是实现高质量1eV带隙GaInNAs基太阳能电池的重要方案之一.为在实验上生长出高质量相应吸收带边的超晶格结构,本文采用计算超晶格电子态常用的Kronig-Penney模型比较了不同阱层材料选择下,吸收带边为1 eV的GaInAs/GaNAs超晶格相关参数的对应关系以及超晶格应变状态.结果表明:GaNAs与GaInAs作为超晶格阱层材料在实现1 eV的吸收带边时具有不同的考虑和要求;在固定1 eV的吸收带边时,GaNAs材料作为阱层可获得较好的超晶格应变补偿,将有利于生长高质量且充分吸收的太阳能电池有源区.

关键词： GaInAs/GaNAs超晶格 Kronig-Penney模型太阳能电池

利用扫描开尔文探针显微镜观察薄膜光电器件能级排布

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物理化学学报 2017年第10期33卷 1934-1943页

作者：刘继翀唐峰叶枫叶陈琪陈立桅中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所国际实验室中国科学院纳米科学卓越中心江苏苏州215123 中国科学院大学北京100049 中国科学技术大学化学系合肥230026

薄膜光电器件的能级结构直接决定了载流子的产生、分离、传输、复合和收集等微观动力学过程,从而决定了器件性能。因此准确获取器件能级结构,是深入理解器件工作机制、推动器件技术革新的重要科学依据。此专论系统地介绍了本课题组利用... 详细信息

薄膜光电器件的能级结构直接决定了载流子的产生、分离、传输、复合和收集等微观动力学过程,从而决定了器件性能。因此准确获取器件能级结构,是深入理解器件工作机制、推动器件技术革新的重要科学依据。此专论系统地介绍了本课题组利用扫描开尔文探针显微镜(SKPM)表征薄膜光电器件如有机太阳能电池、有机-无机钙钛矿光探测器等器件中界面能级结构的工作。垂直型薄膜器件中的活性材料层被顶电极与底电极封闭,通常难以直接在器件工况下测量其中的界面能级排布,我们发展了横截面SKPM技术来解决这一难题。研究表明,界面层是调控器件能级结构、决定器件极性、提高器件性能的重要手段。本文介绍的表征技术有望在各种薄膜光电器件,诸如光伏器件、光探测器、发光二极管,尤其是各种叠层构型器件的研究中展现出广阔的应用前景。

关键词：扫描开尔文探针显微镜能级排布横截面界面层有机太阳能电池有机-无机钙钛矿光探测器

氟代碳酸乙烯酯添加剂对钠离子电池正极的影响

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物理化学学报 2019年第8期35卷 868-875页

作者：程振杰毛亚云董庆雨金锋沈炎宾陈立桅中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院合肥230026 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所国际实验室卓越纳米科学中心江苏苏州215123 上海大学材料科学与工程学院上海200444

使用电解液成膜添加剂是一种简单高效的提高电池循环稳定性的方法。氟代碳酸乙烯酯(FEC)的最低未被占据分子轨道(LUMO)能量较低,易被还原,通常被认为是很好的负极成膜添加剂,但因其最高占据分子轨道(HOMO)能量也较低,抗氧化性较好,故其... 详细信息

使用电解液成膜添加剂是一种简单高效的提高电池循环稳定性的方法。氟代碳酸乙烯酯(FEC)的最低未被占据分子轨道(LUMO)能量较低,易被还原,通常被认为是很好的负极成膜添加剂,但因其最高占据分子轨道(HOMO)能量也较低,抗氧化性较好,故其被认为不在正极上发生作用。本工作结合电化学,形貌分析,化学成分表征,原位结构分析等方法研究了FEC添加剂在钠离子电池中的作用。我们发现适量的FEC添加剂不仅可以显著抑制电解液溶剂碳酸丙烯酯(PC)的分解,而且会在正极上形成一层富NaF的保护层,提高循环过程中正极晶格结构稳定性,从而提高电池的循环稳定性。密度泛函理论(DFT)计算表明,FEC之所以能在正极上形成保护层,可能与其容易在正极界面与钠盐阴离子ClO4-结合反应有关。

关键词：电解液添加剂氟代碳酸乙烯酯钠离子电池正极材料原位XRD

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纳米技术标准化的挑战、动态与展望

科学通报 2018年第35期63卷 3697-3705页

作者：张东慧葛广路国家纳米科学中心中国科学院纳米科学卓越创新中心中国科学院纳米标准与检测重点实验室北京100190

技术标准为科技成果进入市场、形成产业提供支撑和保障.对于正从实验室走向产业应用的纳米科技来说,在名词术语、测量表征、环境健康安全和材料规格等方面对基础通用标准有紧迫的需求,而这就依赖于纳米检测方法验证、不确定度评估、标... 详细信息

技术标准为科技成果进入市场、形成产业提供支撑和保障.对于正从实验室走向产业应用的纳米科技来说,在名词术语、测量表征、环境健康安全和材料规格等方面对基础通用标准有紧迫的需求,而这就依赖于纳米检测方法验证、不确定度评估、标准样品研制等研究的不断深入,和学术界、产业界、监管机构的密切合作.本文综述了纳米技术标准化动态,包括战略制定、组织机构、发布与在研标准、面临的主要挑战等,并结合我国纳米技术发展现状,分析存在的主要问题并提出可能的应对策略,加强顶层设计和宣贯力度、引入创新方法、提升企业参与,使制定的标准切实助力我国纳米产业测试水平和质量提升.

关键词：纳米技术标准化国际标准化组织

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LD多灰度数字驱动的非线性测量与校正系统

光电子．激光 2010年第2期21卷 249-251页

作者：杨晨崔国新黄寓洋张耀辉杨辉中国科学院半导体研究所北京100083 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所江苏苏州215125

在多灰度数字驱动中,P-N结伏安特性是造成LD数字输入编码与输出光功率间产生非线性关系的原因,为了避免非线性对实际应用的影响,设计了测量这两者关系的可编程系统。以此测量数据为基础,根据查表算法,系统还能对非线性进行校正。实验中... 详细信息

在多灰度数字驱动中,P-N结伏安特性是造成LD数字输入编码与输出光功率间产生非线性关系的原因,为了避免非线性对实际应用的影响,设计了测量这两者关系的可编程系统。以此测量数据为基础,根据查表算法,系统还能对非线性进行校正。实验中,利用此系统对半导体垂直腔面发射激光器(VCSEL)的特性进行了测量,结果显示,系统能有效地对LD的输入编码与输出光功率之间的非线性关系进行校正,能实现对LD的256级线性驱动。

关键词：多灰度级数字驱动非线性校正可编程

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二维材料的拉曼光谱研究进展

科学通报 2018年第35期63卷 3727-3746页

作者：吴娟霞谢黎明国家纳米科学中心中国科学院纳米标准与检测重点实验室北京100190 国家纳米科学中心中国科学院纳米科学卓越创新中心北京100190 中国科学院大学纳米科学与技术学院国际学院北京100049

二维材料因其独特的结构与性质引起了科学家们的广泛关注.拉曼光谱是一种特征性强、快速、无损的材料结构表征方法,其在低维材料的结构表征方面具有独特的优势.本文主要综述了拉曼光谱在二维材料结构表征方面的研究进展.首先,系统介绍... 详细信息

二维材料因其独特的结构与性质引起了科学家们的广泛关注.拉曼光谱是一种特征性强、快速、无损的材料结构表征方法,其在低维材料的结构表征方面具有独特的优势.本文主要综述了拉曼光谱在二维材料结构表征方面的研究进展.首先,系统介绍了二维材料结构和拉曼选律基础知识,并分析了二维材料的典型拉曼特征;其次,通过对二维材料的典型拉曼特征峰的峰位和峰强的分析,讨论了拉曼光谱测定二维材料的层数、边缘手性/晶格取向、合金成分等;然后,介绍了缺陷、掺杂、外界应力以及热效应对二维材料拉曼散射的影响;最后,结合二维电荷密度波材料相变过程中的结构和拉曼特征的变化,讨论了拉曼光谱在相变性质研究中的应用.

关键词：二维材料拉曼光谱结构表征拉曼选律

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单离子聚合物快离子导体

物理化学学报 2023年第8期39卷 115-124页

作者：薛国勇李静陈俊超陈代前胡晨吉唐凌飞陈博文易若玮沈炎宾陈立桅中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院合肥230026 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所创新实验室卓越纳米科学中心江苏苏州215123 上海交通大学化学化工学院上海200240

具有高锂离子迁移数和良好可加工性能的锂快离子导体对于全固态电池的发展非常重要。然而,现有的锂快离子导体主要限制于硬质陶瓷,目前尚无柔性聚合物类型的锂快离子导体被报道。在这个工作中,我们报告了一种通过三种不同有机单体的自... 详细信息

具有高锂离子迁移数和良好可加工性能的锂快离子导体对于全固态电池的发展非常重要。然而,现有的锂快离子导体主要限制于硬质陶瓷,目前尚无柔性聚合物类型的锂快离子导体被报道。在这个工作中,我们报告了一种通过三种不同有机单体的自由基聚合反应形成的三元无规共聚单离子快离子导体(SISC)。该SISC中包含丰富的锂离子传输位点和具有阴离子锚定功能的阴离子受体。此外,三种不同单体的共聚反应带来低结晶度和低玻璃化转变温度(T_(g)),有利于链段运动,从而获得小的锂离子传输的活化能(E_(a))。电化学测试结果表明,该SISC的室温离子电导率和锂离子迁移数分别达到1.29·mS·cm^(-1)和0.94。将SISC与锂金属负极和多种正极(包括LiFePO_(4)、LiCoO_(2)和硫化聚丙烯腈(SPAN))原位聚合,组装得到的全固态电池具有良好的电化学稳定性。其中,Li||LiFePO_(4)全固态电池表现出高达8C的倍率性能和良好的循环寿命(在0.5C倍率下稳定循环>700圈)。这项工作提供了一种新颖的聚合物基快离子导体设计理念,对于发展高性能全固态电池具有重要意义。

关键词：全固态锂金属电池聚合物固态电解质超离子导体单离子导体原位聚合倍率性能

基于一体化正极与电解质膜的高性能固态电池（英文）

同方期刊数据库博看期刊评论

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物理化学学报 2019年第12期35卷 1399-1403页

作者：金锋李静胡晨吉董厚才陈鹏沈炎宾陈立桅中国科学技术大学纳米技术与纳米仿生学院合肥230026 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所国际实验室纳米卓越科学中心江苏苏州215123 上海交通大学化学化工学院上海200240

固态锂电池(SSLBs)因其高能量密度和出色的安全性而备受关注。然而,电极和电解质之间的较大的界面阻抗是阻碍SSLBs发展的关键问题之一。在这项工作中,我们通过同时静电纺丝和静电喷雾的方法制备了一体化的聚丙烯腈(PAN)电解质和LiFePO4... 详细信息

固态锂电池(SSLBs)因其高能量密度和出色的安全性而备受关注。然而,电极和电解质之间的较大的界面阻抗是阻碍SSLBs发展的关键问题之一。在这项工作中,我们通过同时静电纺丝和静电喷雾的方法制备了一体化的聚丙烯腈(PAN)电解质和LiFePO4正极膜(PAN-LFP)。通过这种方法制备的PAN-LFP膜具有很好的柔性,并且正极和电解质之间是紧密接触的。把此一体化的PAN-LFP膜与锂金属负极组装成的固态Li|PAN-LFP电池,具有很小的极化和优异的界面稳定性。在0.1C的电流下固态Li|PAN-LFP电池能够放出160.8 mAh·g^-1的比容量,并且在0.2C的电流下循环500次后仍保持81%的初始容量。此外,所得的固态Li|PAN-LFP电池即使在破坏性实验中也能够正常工作(例如弯曲、剪切),显示出优异的安全性能。

关键词：固态锂电池界面一体化电解质和正极膜静电纺丝静电喷雾