采用修饰的高分子网络凝胶法成功制备了Mn₂O₃复合Mn掺杂ZnO纳米复合光催化剂（Mn：ZnO/Mn₂O₃），并基于模拟太阳光照射下罗丹明B（RhB）及亚甲基蓝（MB）染料的光降解研究了催化剂光催化降解有机染料的特性。X射线衍射，扫描电子显微镜及BET比表面积测试结果显示，微量（0.1 mol%）Mn掺杂再复合微量（0.2 mol%）Mn₂O₃后，Mn：ZnO/Mn₂O₃的颗粒尺寸减小且分散性提高，有效比表面积增大。紫外-可见光吸收光谱表明，相对于纯ZnO，Mn：ZnO/Mn₂O₃在可见光区域的光吸收能力明显提高。光致发光光谱表明微量Mn掺杂和微量Mn₂O₃复合促进了光生电子-空穴对的分离。结合X射线光电子能谱，发现可见光吸收能力和光生电子-空穴对分离率的提高源于催化剂表面氧空位的增加以及Mn：ZnO和Mn₂O₃之间形成的Ⅱ型异质结结构。因此，Mn：ZnO/Mn₂O₃对RhB的降解展现出稳定且优越的光催化活性。然而，由于Mn₂O₃的带隙（E_g≈1.4 eV）过窄，其价带位置高于羟基自由基（·OH）的氧化还原电位，因此光生空穴的氧化电势过低，无法生成氧化能力更强的·OH，这导致Mn₂O₃复合ZnO光催化剂（ZnO/Mn₂O₃）对RhB和MB的光降解效率降低。此外，Mn：ZnO/Mn₂O₃对RhB和MB展现出选择性光降解行为，即对容易降解的MB的光降解效率明显降低。这种选择性光催化特性归因于光催化反应过程中活性物种之间的差异性以及催化剂零电荷点和初始染料溶液的pH值之间的关系。

With rapid advancement and deep integration of artificial intelligence and the internet-of-things, artificial intelligence of things has emerged as a promising technology changing people’s daily life. Massive growth of data generated from the devices challenges the AIoT systems from information collection, storage, processing and communication. In the review, we introduce volatile threshold switching memristors, which can be roughly classified into three types: metallic conductive filament-based TS devices, amorphous chalcogenide-based ovonic threshold switching devices, and metal-insulator transition based TS devices. They play important roles in high-density storage, energy efficient computing and hardware security for AIoT systems. Firstly, a brief introduction is exhibited to describe the categories (materials and characteristics) of volatile TS devices. And then, switching mechanisms of the three types of TS devices are discussed and systematically summarized. After that, attention is focused on the applications in 3D cross-point memory technology with high storage-density, efficient neuromorphic computing, hardware security (true random number generators and physical unclonable functions), and others (steep subthreshold slope transistor, logic devices,etc.). Finally, the major challenges and future outlook of volatile threshold switching memristors are presented.

基于修饰的高分子网络凝胶法，通过简单的工艺流程制备出高效的ZnO/TiO₂纳米复合光催化剂，并调节复合物中成分的比例优化了光催化剂的性能。研究结果发现，微量的TiO₂添加和高浓度TiO₂复合均改善了颗粒状ZnO纳米光催化剂的催化活性，它们在模拟太阳光照下对甲基橙的降解效率更高，增强的性能分别归因于表面氧空位缺陷增多和多元异质结结构增强的界面电荷转移引起的高光生电子-空穴分离率。此外，ZnO和TiO₂对亚甲基蓝和甲基橙的光催化降解存在一定的选择性，这与催化剂表面带电性和污染物分子的离子性有关。抑制剂实验表明催化剂表面形成的活性物种羟基自由基、超氧自由基和光生空穴均参与亚甲基蓝和甲基橙的降解反应，在甲基橙的降解反应中超氧自由基起主导作用。循环实验证实所制备的光催化剂具有较高的稳定性。为探索可能的实际应用，进一步研究了催化剂用量和污染物溶液的pH值对催化剂的光催化性能的影响。结果表明，催化剂用量的增加为污染物分子和入射光提供了更多的活性位点，提高了污染物降解效率；因碱性溶液含高浓度强氧化性的羟基自由基，催化剂在碱性环境中光降解污染物的效率明显提高。

以双氰胺为原料，采用简易的高分子网络凝胶法制备了具有超薄非晶g-C₃N₄层的核-壳结构ZnO/g-C₃N₄纳米复合光催化剂。当原料中氧化锌和双氰胺的摩尔比为1∶1时，复合光催化剂的壳层厚度约为3 nm，异质结界面清晰，在模拟光和可见光的照射下具有最佳的降解有机染料污染物活性。紫外-可见光漫反射（UV-vis）光谱结果显示，复合光催化剂在可见光范围内吸收增强，吸收带发生红移。光致发光（PL）光谱、稳态表面光电压（SPV）和稳态表面光电流（SPC）图谱揭示g-C₃N₄的负载显著增进了光生载流子的分离。在模拟太阳光和可见光下对亚甲基蓝、甲基橙和罗丹明B溶液进行光催化降解。结果显示，ZnO/g-C₃N₄纳米复合光催化剂的光催化活性明显提高，催化剂具备良好的稳定性和可重复利用性。此外，自由基捕获实验表明超氧自由基是复合材料降解染料污染物的主要活性物种，同时空穴在降解过程中起着重要作用。在光催化过程中，核-壳结构可有效促进ZnO与g-C₃N₄之间的电荷转移。本文研究为合成基于碳氮化合物/金属氧化物异质结构的高效纳米光催化剂提供了一条简单有效的途径。

针对快前沿高重频脉冲的应用需求，设计并研制了一种基于半绝缘砷化镓（SI-GaAs）材料的新型脉冲压缩二极管，通过实验对其压缩性能和重频运行能力进行了测试。实验结果表明，利用此开关能够将前级脉冲的上升沿压缩约270倍和脉宽压缩14倍；并在50 Ω负载上，获得脉冲幅度1.3 kV、上升沿约1.6 ns、脉宽40.59 ns的电脉冲，重复频率达1 kHz，总计运行47 min，触发约两百万次。为研究脉冲压缩二极管的工作原理，对其静态伏安特性进行测试。分析认为，在电压初步加载阶段，SI-GaAs材料内的电场增强型的俘获与离化机制导致耐压增强，二极管在实验过程中出现延迟击穿现象；逆向偶极畴效应产生牵引机制，引发快速上升的位移电流，进而导致反偏结雪崩击穿，二极管表现出瞬间负阻特性，在负载上输出高压纳秒电脉冲。新型脉冲压缩二极管无外加触发快脉冲的前级器件，自身可以维持一定时间的强烈雪崩击穿状态，因此具有体积小、生产成本低的优点，可用于制作小型化高重频的纳秒脉冲功率源。

We experimentally demonstrate a 10 Gb/s free-space optical wiretap channel based on a spatial-diversity scheme and optical code division multiple access. In weak and middle turbulence cases, the bit error rate of a legitimate user can be decreased, and physical layer security can be simultaneously enhanced.