1 湖北汽车工业学院 理学院, 十堰 442002
2 华中科技大学 物理学院, 武汉 430074
3 华中科技大学 武汉光电国家研究中心, 纳米表征与纳米器件中心, 武汉 430074
近年来, 一种新型二维过渡金属碳化物及氮化物(MXene)凭借大的比表面积、良好的亲水性、金属导电性等物理化学性质而广受关注。通过LiF和HCl刻蚀Ti3AlC2的Al层, 改变机械剥离强度和方式, 以及离心速率和时间, 可控制备出平均横向尺寸为625 和2562 nm的单层Ti3C2Tx型MXene。借助扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对二维Ti3C2Tx进行形貌、结构和成分的表征。使用电化学工作站表征Ti3C2Tx的电化学性能。结果表明: 小片层Ti3C2Tx(625 nm)的质量比电容高达561.9 F/g, 远高于文献报道的石墨烯、碳纳米管和二氧化锰等电极材料; Ti3C2Tx电极在循环测试10 4次后, 其比电容仍保持初始96%的容量。
二维材料 Ti3C2Tx 可控制备 化学刻蚀 超级电容器 2D materials Ti3C2Tx controllable preparation chemical etching supercapacitor
近年来, MXene由于其高导电率与表面亲水性, 良好离子传输性能和优异的机械性能, 在储能领域中得到了广泛的关注并取得了一定的研究进展, 其中 对Ti3C2Tx MXene材料的研究是最早也是最普遍的。本文研究分别通过在纤维素纸、普通A4纸、较光滑滤纸、粗糙滤纸上喷涂相同质量的MXene溶液和在同一种 纸张衬底上喷涂不同厚度的薄膜, 接着利用激光雕刻机雕刻相同形貌的插指图案, 并组装成微型超级电容器。通过电化学性能测试, 从而揭示不同厚度及不同 纸基衬底对MXene基微型超级电容器电化学性能的影响。单个器件面电容达到78 mF/cm2, 在功率密度为115.5 mW/cm2时, 能量密度高达14.1 mWh/cm2。将四个 器件进行串联, 可以驱动一个时钟。
超级电容器 厚度 衬底 能量密度 MXene MXene microsupercapacitor thickness substrate energy density
宁波大学理学院微电子科学与工程系, 浙江 宁波 315211
采用有限元方法（FEM）研究了一组相邻金纳米盘和银纳米盘的表面等离激元共振（LSPR）特性，并根据等离激元杂化理论的偶极-偶极近似对复合金属纳米盘二聚物的散射光谱进行分析。结果表明，金-银纳米盘的等离激元散射强度受到入射电磁场偏振方向以及金属纳米盘二聚物的结构参数（如纳米盘直径、厚度和纳米盘间间隙）变化的影响。而且，随着纳米盘直径的增加，纳米盘厚度以及盘间间隙减小，金-银纳米盘二聚物等离激元共振散射谱共振峰位置会发生相应的红移。研究结果对于纳米金属异质二聚物等离激元物系在生物传感和光敏探测器件等方面的应用有重要意义。
材料 复合金属二聚物 局域表面等离激元 有限元方法 散射截面 中国激光
2013, 40(11): 1106001
1 宁波大学理学院 光电子技术研究所, 浙江 宁波315211
2 宁波大学 材料科学与化学工程学院, 浙江 宁波315211
采用柠檬酸三钠还原氯金酸和离子交换法制备金纳米粒子掺杂DNA-CTMA材料, 利用钯催化反应合成9, 9-二乙基-2, 7-二-(4-吡啶)芴荧光染料(DPFP), 将DPFP与DNA-CTMA混合后, 旋凃制备金纳米粒子掺杂的DNA-CTMA-DPFP薄膜样品。通过吸收光谱、荧光光谱和拉曼光谱的测量, 研究了薄膜样品的光学特性和表面增强拉曼散射(SERS)特性。实验结果表明, 薄膜样品在300～360 nm的吸收主要来自DPFP, 在500～700 nm的吸收来自样品中金纳米粒子的局域表面等离子共振; 样品在370, 386, 408 nm处的荧光峰分别对应DPFP的S10-S00、S10-S01和S10-S02能级的电子振动跃迁; 在785 nm激光激发下, 薄膜样品的拉曼散射主要来自DPFP分子, 随着金纳米粒子掺杂比的增大, DPFP分子的拉曼散射峰强度逐渐增强。因此, 金纳米粒子掺杂DNA-CTMA薄膜适合作为多种染料分子的SERS基底。
金纳米粒子 芴染料分子 表面增强拉曼散射(SERS) gold nanoparticle fluorene dye molecule SERS
