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4d金属掺杂MoS2改善对NO2传感性能的机理研究

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原子与分子物理学报 2025年第2期 181-187页

作者：潘一翠罗磊高鑫付岳牟芷瑶朱洪强冯庆重庆师范大学物理与电子工程学院重庆市光电功能材料重点实验室

二硫化钼(MoS2)是一种热门的气体传感器材料.针对MoS2与气体分子之间的弱相互作用问题，掺杂是一种有效的解决方式.本文利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势计算方法，对二氧化氮(NO2)分子在4d金属掺杂后的MoS2表面上... 详细信息

二硫化钼(MoS2)是一种热门的气体传感器材料.针对MoS2与气体分子之间的弱相互作用问题，掺杂是一种有效的解决方式.本文利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势计算方法，对二氧化氮(NO2)分子在4d金属掺杂后的MoS2表面上吸附的微观机制进行了理论研究.研究结果表明：4d过渡金属元素掺杂有利于提高MoS2吸附NO2后的稳定性，且掺杂改变了材料表面的还原性，改善了其传感性能.掺入4d金属原子的材料禁带宽度显著减小，并且在费米能级附近形成了新的杂质峰，这大大提升了它的导电性.且掺杂原子的4d与5s轨道电子之间的协同作用会提升气体分子与材料之间的传感特性，这表明4d金属原子掺入MoS2可以成为一种有效的NO2传感器材料.本文的工作有助于寻求合适的化学掺杂的方法来提高MoS2基气体传感器的性能.

关键词： MoS2 NO2 吸附掺杂第一性原理计算

基于BCPO发光材料近紫外有机发光二极管的电致发光效率与稳定性

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物理学报 2024年第4期73卷 263-271页

作者：任兴于宏宇张勇西南大学物理科学与技术学院微纳结构光电子学重庆市重点实验室重庆400715

近十年来,制备近紫外有机发光二极管成为有机电子学领域的研究热点之一.但是当器件的电致发光波长延伸到400 nm以下后,对器件中各功能层的材料选择提出了更高要求.本实验中,以宽带隙小分子材料BCPO(bis-4-(N-carbazolyl)phenyl)phenylph... 详细信息

近十年来,制备近紫外有机发光二极管成为有机电子学领域的研究热点之一.但是当器件的电致发光波长延伸到400 nm以下后,对器件中各功能层的材料选择提出了更高要求.本实验中,以宽带隙小分子材料BCPO(bis-4-(N-carbazolyl)phenyl)phenylphosphine oxide)为发光层,基于BCPO的发射光谱确定了电子传输材料和空穴传输材料,制备了电致发光峰位波长在384 nm附近的近紫外有机发光二极管.在最佳的器件结构下,器件的最大外量子效率达到2.98%,最大辐射功率达到38.2 mW/cm^(2).电致发光谱中波长在400 nm以下的近紫外光占比为57%.结果表明器件在恒压模式下展示了良好的稳定性,此外,对影响器件稳定性的多个关键因素给予了深入的分析.

关键词：有机发光二极管近紫外光辐射功率外量子效率

射频场幅度对铯原子磁力仪共振信号影响的研究

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激光杂志 2024年

作者：龙杰罗海军岳阳楼张政杨晨重庆师范大学重庆国家应用数学中心重庆师范大学物理与电子工程学院光电功能材料重庆市重点实验室

针对Mx型射频驱动磁共振磁力仪测量中射频场强度选择问题进行了实验研究。通过在无磁屏蔽环境下使用铯原子磁力仪系统，探究了射频场强度对共振信号特征的影响。实验采用扫频方式进行测量，并分析了共振信号的幅度、展宽、斜率等特征。... 详细信息

针对Mx型射频驱动磁共振磁力仪测量中射频场强度选择问题进行了实验研究。通过在无磁屏蔽环境下使用铯原子磁力仪系统，探究了射频场强度对共振信号特征的影响。实验采用扫频方式进行测量，并分析了共振信号的幅度、展宽、斜率等特征。研究结果表明，射频场强度约占待测磁场大小的3.6%～4.1%时信号共振点的幅值达到最大。此外，实验中还发现相位信号共振点斜率与射频场强度呈正相关变化，从而推导出系统弛豫速率与射频场强度呈反比关系。研究结果可对于确定合适的射频场强度提供一定的参考价值。

关键词：无磁屏蔽测量射频场强度共振信号特征 Mx型磁力仪

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用于人体运动监测的微球结构柔性压力传感器

传感器与微系统 2024年第8期43卷 83-86页

作者：宋锐罗海军王雪重庆师范大学物理与电子工程学院光电功能材料重庆市重点实验室重庆401331 重庆师范大学重庆国家应用数学中心重庆401331

针对微结构柔性压力传感器的工艺复杂和高灵敏度压力区间小等问题,本文提出了一种基于微米(μm)级金属铜(Cu)微球结构的柔性可穿戴式压力传感器,用于人体运动信号的个性化监测。该传感器利用Cu微球的高导电性及其丰富的表面形态在硅胶... 详细信息

针对微结构柔性压力传感器的工艺复杂和高灵敏度压力区间小等问题,本文提出了一种基于微米(μm)级金属铜(Cu)微球结构的柔性可穿戴式压力传感器,用于人体运动信号的个性化监测。该传感器利用Cu微球的高导电性及其丰富的表面形态在硅胶表面构造了一层独特的摩擦结构,与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜进行摩擦,增大了摩擦系数,提高了灵敏度和稳定性。柔性材料的应用使其能够适应人体皮肤曲面,实现高效的压力检测。该传感器具有28.7 nA/kPa的压力灵敏度,能响应0~20 Hz压力,并且在工作1000个周期后仍具有良好的稳定性。

关键词：柔性压力传感器微米级金属铜微球结构可穿戴

V掺杂优化H和HO吸附促进NiO纳米片电催化析氢

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科学通报 2024年

作者：皮明雨蒲子怡周荣秀李睿杨洁黄业雄李帅錡李泓霖张丁可重庆师范大学物理与电子工程学院光电功能材料与激光技术重庆市重点实验室南京大学现代工程与应用科学学院

在碳达峰、碳中和大背景下,电解水制氢是解决能源短缺和环境污染的有效途径.NiO作为一种极具潜力的水分解析氢反应（HER）电催化剂,受到研究者的广泛关注.然而,由于低电导率以及H和H2O在其表面的吸附强度不合适,NiO在碱性介质中仍然表... 详细信息

在碳达峰、碳中和大背景下,电解水制氢是解决能源短缺和环境污染的有效途径.NiO作为一种极具潜力的水分解析氢反应（HER）电催化剂,受到研究者的广泛关注.然而,由于低电导率以及H和H2O在其表面的吸附强度不合适,NiO在碱性介质中仍然表现出缓慢的HER动力学.本文设计并成功制备一种三维自支撑的V掺杂NiO纳米片阵列（V-NiO NSs）用于碱性HER.实验结果表明,V掺杂能有效地提升NiO的电催化析氢活性,且展示出良好的稳定性.本研究体系中,V:Ni摩尔比为10%的V掺杂NiO（V-NiO-10%）样品表现出最佳的催化性能.实验测试结合密度泛函理论（DFT）计算表明,V掺杂优化了NiO的电子结构,有效改善其电荷输运性能,同时增加了其电化学活性面积另外通过优化催化剂d带中心抑制质子过度结合,并且通过增强H2O吸附减小了水解离及HER决速步能量势垒,在多方面协同作用下,显著提升了NiO电催化析氢性能.

关键词： NiO V掺杂电子结构调控电催化碱性析氢

通过Mo掺杂诱导低Li/Ni混排程度增强Li_(1.2)Ni_(0.13)Fe_(0.13)Mn_(0.54)O_(2)可逆容量与循环稳定性

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物理学报 2024年第2期73卷 302-309页

作者：冉沛林吴康赵恩岳王芳卫毋志民重庆师范大学物理与电子工程学院重庆401331 松山湖材料实验室东莞523808 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190

富锂层状氧化物因能量密度高和成本低,有望成为下一代锂离子电池正极的重要候选材料.然而,富锂正极材料中阴离子氧化还原反应使晶格氧不稳定,导致电压衰减和不可逆容量损失.尽管铁代无钴富锂材料可以实现较少的电压衰减,但存在严重的阳... 详细信息

富锂层状氧化物因能量密度高和成本低,有望成为下一代锂离子电池正极的重要候选材料.然而,富锂正极材料中阴离子氧化还原反应使晶格氧不稳定,导致电压衰减和不可逆容量损失.尽管铁代无钴富锂材料可以实现较少的电压衰减,但存在严重的阳离子混排和较差的动力学.采用一种简单易行的高价离子掺杂策略,在Li_(1.2)Ni_(0.13)Fe_(0.13)Mn_(0.54)O_(2)(LNFMO)中掺入Mo元素,拓宽了锂层间距,为Li^(+)的传输提供了更宽的通道,改善了Li^(+)的扩散动力学,有效抑制了阳离子混排,进一步稳定了层状结构.得益于此,Mo掺杂后的富锂材料表现出显著增强的电化学性能,在0.2 C电流密度下表现出209.48 mAh/g的初始放电比容量.1C下的初始放电比容量从137.02 mAh/g提高到165.15 mAh/g;循环300次后,仍有117.49 mAh/g的放电比容量,电压衰减由2.09 mV/cycle降低为1.66 mV/cycle.本文对Mo掺杂后的正极材料进行了系统表征并揭示了循环稳定的机理,为高性能富锂正极材料的设计提供了重要参考.

关键词：锂离子电池富锂层状氧化物正极材料阳离子混排

协同添加剂对电子电镀铜成核及镀层形貌与结构的影响机制

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高等学校化学学报 2024年第8期45卷 119-128页

作者：金磊王赵云杨防祖詹东平重庆市超常配位键工程与新材料技术实验室长江师范学院材料科学与工程学院重庆408100 厦门大学电子科学与技术学院厦门361005 厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室化学化工学院厦门361005

基于以1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)为协同添加剂、用于印制电路板(PCB)通孔均匀增厚的酸性硫酸铜电子电镀配方及工艺,通过电化学计时电流法阐明了单一添加剂及各添加剂间协同作用对铜电结晶过程的影响机制.聚乙二醇(PEG)破坏铜成核过程... 详细信息

基于以1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)为协同添加剂、用于印制电路板(PCB)通孔均匀增厚的酸性硫酸铜电子电镀配方及工艺,通过电化学计时电流法阐明了单一添加剂及各添加剂间协同作用对铜电结晶过程的影响机制.聚乙二醇(PEG)破坏铜成核过程,聚二硫丙烷磺酸钠(SPS)与PAN不影响铜成核行为的发生,PEG,SPS和PAN共同作用可进一步促进铜晶核的形成.通过电化学原位拉曼光谱从分子层面证实了添加剂PEG和SPS均可促进PAN在铜电极表面吸附.通过扫描电子显微镜分析了添加剂对铜镀层形貌的影响,只有SPS可细化铜镀层颗粒,PEG,SPS和PAN协同作用有利于获得颗粒更加细小且均匀的铜镀层.通过X射线衍射分析揭示了铜镀层晶面取向及添加剂吸附的晶面位点,PEG和PAN均易吸附于(111)晶面,抑制(220)晶面择优;而SPS易吸附于(220)晶面,促进(220)晶面择优.PEG和SPS共同作用可使铜沿着(111),(200)和(220)晶面生长,(200)为相对的择优晶面.3种添加剂间复杂的协同作用促使铜进一步沿(111)和(200)晶面择优生长.

关键词：电子电镀铜添加剂成核形貌择优取向协同作用

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CsPbBr@MIL-53纳米复合荧光粉的合成、性能及其白光LEDs应用

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无机材料学报 2024年

作者：瞿牡静张淑兰朱梦梦丁浩杰段嘉欣代恒龙周国红李会利中国科学院上海硅酸盐研究所中国科学院透明光功能无机材料重点实验室华东师范大学重庆研究院精密光学重庆市重点实验室华东师范大学物理与电子科学学院纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心

全无机钙钛矿(CsPbX3， X = Cl， Br， I)纳米晶因其卓越的光电性能被广泛应用于光电子器件领域，但稳定性问题仍然是制约其商业化发展的主要因素之一。基于此，本研究以提高CsPbBr3纳米晶的稳定性和固态发光性能为研究目标，选用具有... 详细信息

全无机钙钛矿(CsPbX3， X = Cl， Br， I)纳米晶因其卓越的光电性能被广泛应用于光电子器件领域，但稳定性问题仍然是制约其商业化发展的主要因素之一。基于此，本研究以提高CsPbBr3纳米晶的稳定性和固态发光性能为研究目标，选用具有优异疏水性能的多孔MIL-53(Al)金属有机框架(MOFs)作为封装基质，通过热注射工艺在MIL-53(Al)孔道内原位限域生长CsPbBr3纳米晶，成功制备了优异发光性能和稳定性的CsPbBr3@MIL-53纳米复合荧光粉。MIL-53通过其包含的苯环和有机配体与CsPbBr3纳米晶螯合，将其稳固地锚定在孔道内，既保护了CsPbBr3纳米晶免受外界环境的影响，又有效防止了纳米晶之间的聚集，从而避免了固态荧光的猝灭。此外，MIL-53中的COO-官能团与CsPbBr3纳米晶表面未配对的Pb2+结合，钝化了其表面的缺陷，抑制了载流子的非辐射复合。其包含的苯环及有机长链又赋予了纳米复合荧光粉出色的疏水性能。这些因素的协同作用显著提升了CsPbBr3@MIL-53纳米复合荧光粉的光学性能和水稳定性。其荧光量子产率(Fluorescence Quantum Yield， PLQY)为75.4%，是固态CsPbBr3纳米晶粉体(33.2%)的2.3倍。即使将其完全浸泡在水中10 h，其荧光强度仍能维持初始值的75.6%。最后，将绿光发射的CsPbBr3@MIL-53纳米复合荧光粉应用于白光LEDs器件，实现了126% NTSC和85% Rec. 2020的宽色域覆盖面积，表明其在显示器件领域的应用前景。

关键词：全无机钙钛矿金属有机框架 CsPbBr @MIL-53 稳定性白光LEDs

CsPbBr3@MIL-53纳米复合荧光粉的合成、性能及其白光LEDs应用

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无机材料学报 2024年第9期39卷 1035-1043页

作者：瞿牡静张淑兰朱梦梦丁浩杰段嘉欣代恒龙周国红李会利华东师范大学物理与电子科学学院纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心华东师范大学重庆研究院精密光学重庆市重点实验室中国科学院上海硅酸盐研究所中国科学院透明光功能无机材料重点实验室

全无机钙钛矿（CsPbX3,X=Cl,Br,I）纳米晶因其卓越的光电性能被广泛应用于光电子器件领域,但稳定性问题仍然是制约其商业化发展的主要因素之一。基于此,本研究以提高CsPbBr3纳米晶的稳定性和固态发光性能为研究目标,选用具有优异疏水性... 详细信息

全无机钙钛矿（CsPbX3,X=Cl,Br,I）纳米晶因其卓越的光电性能被广泛应用于光电子器件领域,但稳定性问题仍然是制约其商业化发展的主要因素之一。基于此,本研究以提高CsPbBr3纳米晶的稳定性和固态发光性能为研究目标,选用具有优异疏水性能的多孔MIL-53（Al）金属有机框架（MOFs）作为封装基质,通过热注射工艺在MIL-53（Al）孔道内原位限域生长CsPbBr3纳米晶,成功制备了优异发光性能和稳定性的CsPbBr3@MIL-53纳米复合荧光粉。MIL-53通过包含的苯环和有机配体与CsPbBr3纳米晶螯合,将其稳固地锚定在孔道内,既保护了CsPbBr3纳米晶免受外界环境的影响,又有效防止了纳米晶之间的聚集,从而避免了固态荧光猝灭。此外,MIL-53中的COO–官能团与CsPbBr3纳米晶表面未配对的Pb2+结合,钝化了其表面的缺陷,抑制了载流子的非辐射复合。MIL-53包含的苯环及有机长链又赋予了纳米复合荧光粉出色的疏水性能。这些因素的协同作用显著提升了CsPbBr3@MIL-53纳米复合荧光粉的光学性能和水稳定性,其荧光量子产率（Photoluminescence Quantum Yield,PLQY）为75.4%,是固态CsPbBr3纳米晶粉体（33.2%）的2.3倍。将CsPbBr3@MIL-53纳米复合荧光粉完全浸泡在水中10 h,其荧光强度仍能维持初始值的75.6%。最后,将绿光发射的CsPbBr3@MIL-53纳米复合荧光粉应用于白光发光二极管（Light Emitting Diodes,LEDs）器件,实现了126%NTSC和85%Rec.2020的宽色域覆盖面积,表明其在显示器件领域具有优异的应用前景。

关键词：全无机钙钛矿金属有机框架 CsPbBr3@MIL-53 稳定性白光LEDs