1 福州大学 物理与信息工程学院， 平板显示技术国家和地方联合工程实验室， 福建 福州 350108
2 中国福建光电信息科学与技术创新实验室（闽都创新实验室）， 福建 福州 350108
量子点（Quantum dots）由于具有优异的光电特性，广泛应用于发光与显示、太阳能电池、光催化等领域，它的发现和合成获得了2023年诺贝尔化学奖。采用量子点色转换的Micro?LED全彩化显示技术无需巨量转移，有望实现大规模量产，然而，量子点在高强度Micro?LED出光激发下的性能和寿命仍存在局限。基于此，本文研究了基于量子点@有序介孔（QDs@SBA?15）复合材料的Micro?LED色转换技术及其特性，有序介孔分子筛载体独特的孔道结构不仅能够有效提升Micro?LED色转换和光提取效率，且致密的有序介孔材料也一定程度上保障了量子点的稳定性。首先，通过时域有限差分方法（FDTD）建立了Micro?LED仿真模型，探究量子点粒径和有序介孔材料的孔径对光提取效率的影响；基于仿真结果指导，进一步采用物理共混法制备了QDs@SBA?15复合材料，通过透射光谱、荧光激发光谱、紫外?可见光吸收谱等手段对其进行表征并确定浓度配比；最后，将该复合材料与聚二甲基硅氧烷（PDMS）混合固化成膜，并研究了其光致发光性能。实验结果发现，量子点粒径和介孔材料孔径的匹配度以及量子点和有序介孔材料的比例浓度是影响QDs@SBA?15复合材料发光效率及Micro?LED色转换性能的关键因素；通过优化，所得复合材料可获得优异的发光性能以及良好的环境稳定性，相比于纯量子点色转换层，复合材料的光提取效率提升了81.73%，复合材料的环境稳定性提升了14.33%，以Micro?LED作为蓝光光源组成的三基色发光器件工作色域达到了104.52% NTSC。本研究为量子点色转换Micro?LED显示技术提供了理论指导，为实现Micro?LED全彩化开辟了新路径。
量子点 有序介孔材料 色转换 Micro-LED quantum dots ordered mesoporous materials color conversion Micro-LED
MAX相是一类具有层状结构的三元碳化物或(和)氮化物，M是过渡金属元素，A主要是ⅢA~ⅤA族元素，X是C或N元素。这类化合物兼具陶瓷材料和金属材料的特点，具有优异的导电、导热、耐腐蚀以及抗氧化等性能，在诸多领域具有潜在应用价值。近年来，新元素、新结构和固溶体MAX相的不断出现，进一步扩展了MAX相家族。固溶体MAX相是将合适的元素固溶到已知MAX相中而得到的新MAX相。本文分四类总结了127种MAX相固溶体，对其结构改变和性能调控进行了概括，并指出目前研究存在的理论问题和亟须解决的关键技术，最后对MAX相固溶体的发展进行了预测和展望。
MAX相 固溶体 单位置固溶MAX相 双位置固溶MAX相 中高熵固溶体 有序MAX相固溶体 MAX phase solid solution singlesite solid solution MAX phase doublesites solid solution MAX phase medium and high entropy solid solution ordered MAX phase solid solution
1 1.哈尔滨商业大学 药学院, 哈尔滨 150076
2 2.哈尔滨工业大学 生命科学与技术学院, 哈尔滨 150080
随着介孔材料和生物医学的不断发展, 中空有序介孔有机硅(HPMOs)作为一种新型介孔硅材料, 具有高比表面积、高载药量、良好的生物相容性、多功能的有机-无机杂化框架、较低的细胞毒性以及可生物降解等特点,受到广泛关注, 以HPMOs为载体的药物递送系统得到多方持续开发, 为肿瘤治疗提供了新的策略。本文综述了近年来HPMOs的合成进展, 介绍了HPMOs的种类, 对硬模板法、液界面组装法和界面重组与转化法进行了详细的阐述, 并总结了其在肿瘤治疗中的应用进展。最后对其作为药物载体所面临的挑战及未来的发展趋势作了展望, 以期为HPMOs的制备及在肿瘤治疗中的应用研究提供参考。
中空有序介孔有机硅 硬模板法 液界面组装法 界面重组与转化法 肿瘤治疗 综述 hollow periodic mesoporous organosilicas hard template method liquid-interface assembly method interfacial recombination-transformation method tumor therapy review
利用电化学法制备了大尺寸有序结构的AgO电极材料，对样品的晶体结构、物相组成、微观结构、形成机理以及放电性能进行了研究。结果表明：制备的AgO材料具有较强的(002)取向，无其他杂相存在。在电场力和气体析出的共同作用下，AgO材料通过自组装定向排列形成有序柱状结构，柱直径为1~3 μm，这种结构有利于电解质溶液在电极中的扩散，降低极化效应，使得大尺寸AgO电极的放电性能大幅度提高。AgO电极在770 mA/cm2的放电电流密度下，放电截止电压1.5 V时的平均电压为1.67 V，电化学利用率为75.6%，提高了大倍率放电性能和利用率。实现大尺寸AgO电极材料小批量制备，能够满足工业化生产和应用。
氧化银 电极材料 有序结构 大倍率放电 silver oxide electrode materials ordered structure high-rate discharge
燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室高压科学中心,秦皇岛 066004
大约十年前, 人类在高压原位研究中首次发现了一种由无序原子团簇按周期性排列而形成的特殊晶体, 被称为“非晶”晶体。该发现改写了人类对晶体中要求原子结构长程和短程皆有序的定义, 引起了科学家们的研究兴趣, 科研人员对比开展了大量研究。本文对过去十年里在“非晶”晶体材料研究中的进展进行小结和展望, 希望能够吸引更多研究者对此类材料进行深入的探索和研究, 并推动此研究领域不断向前发展。
非晶晶体 长程有序 原子结构 短程无序 非晶碳团簇 amorphous crystal long-range order atomic structure short-range disorder amorphous carbon cluster 人工晶体学报
2022, 51(9-10): 1535
1 福建省量子调控与新能源材料重点实验室，福建师范大学物理与能源学院，福州 350007
2 福建省先进高场超导材料与工程协同创新中心，福州 350117
3 中国福建能源器件科学与技术创新实验室，福建 宁德 352100)
钠基层状过渡金属氧化物正极材料具有比容量大，离子电导率高等优势，成为了电极材料研究热点之一。这类材料中存在的各类有序结构(钠层内的钠离子有序，电荷有序，过渡金属层内的离子有序)对材料的结构相变、电压平台、钠离子扩散系数等均会产生影响。详细介绍了层状氧化物中3种有序结构的特征，讨论了离子间相互作用、Fermi能级和离子半径对有序结构的影响，同时总结了结构的无序化研究，并展望了有无序结构的发展方向，旨在对高性能电极材料的结构设计提供指导。
钠离子电池 层状金属氧化物 钠离子/空位有序 电荷有序 过渡金属有序 sodium-ion batteries layered oxides sodium ion/vacancy ordering charge ordering transition metal ordering
本研究理论预测了三元Hf-Ta-C空位有序结构以及空位对力学性质的影响。采用第一性原理进化晶体结构预测软件USPEX, 预测得到了5种热力学稳定和3种亚稳的(Hf, Ta)C1-x空位有序结构, 这些结构都属于岩盐结构。采用第一性原理方法, 计算了(Hf, Ta)C1-x空位有序结构的力学性质, 并分析了力学性质随空位浓度的变化。(Hf, Ta)C1-x都具有较高的体模量、剪切模量、杨氏模量和维氏硬度;各(Hf, Ta)C1-x的Hf/Ta比相同时, 其模量、硬度等随空位浓度增大而减小。最后, 计算了(Hf, Ta)C1-x的电子态密度, 发现其均具有强共价性和弱金属性。本研究结果对于了解Hf-Ta-C体系的空位结构及其力学性质和应用, 具有重要参考价值。
Hf-Ta-C体系 空位有序结构 维氏硬度 第一性原理方法 Hf-Ta-C system vacancy ordered structure Vickers hardness first-principles method
近年来，二维材料MXene因其优异的电化学性能引起了人们的关注，被广泛应用于电化学储能领域。然而，在组装电极过程中，MXene纳米片往往会产生严重的自堆积效应从而大幅限制了其电化学性能。设计三维结构的气凝胶是解决MXene自堆积问题同时开发高性能MXene基超级电容器电极材料的关键。本文利用氧化石墨烯(GO)改善了Ti3C2Tx气凝胶的力学强度，并通过双向冷铸和冷冻干燥、温和还原的方法制备了具有双向有序结构的Ti3C2Tx/rGO复合气凝胶(A-TGA)。A-TGA具有较好的力学性能和导电性，因此可直接作为超级电容器的电极材料。同时，双向有序的独特结构为电解质离子提供了无阻碍的传输通道，大幅提升了气凝胶的电化学性能。A-TGA在电流密度为1 A·g-1时的比电容为370 F·g-1，在100 mV·s-1扫速下经过5 000次循环后，电容保持率高达94%，表现出优异的循环稳定性。
碳化钛 还原氧化石墨烯 双向有序结构 超级电容器 电极材料 气凝胶 三维结构 Ti3C2Tx rGO bidirectionally aligned structure supercapacitor electrode material aerogel three-dimensional structure
本研究针对α-Fe2O3中空穴迁移距离短(2~4 nm)和水氧化动力学缓慢的问题, 通过钯催化氧化法构筑了有序氧空位掺杂的一维α-Fe2O3纳米带(α-Fe2O3 NBs)阵列, 以提高光电催化分解水产氢性能。采用不同表征方法对光阳极进行形貌、结构分析。结果表明：一维α-Fe2O3 NBs表面形成了有序氧空位, 周期为1.48 nm, 对应于10倍的(11ˉ2)晶面间距。光电化学及产氢性能表明：α-Fe2O3 NBs起始电位为0.587 V (vs. RHE), 在1.6 V (vs. RHE)时光电流密度为3.3 mA·cm-2, 产氢速率达29.46 μmol·cm-2·h-1。这归因于引入有序氧空位提高了载流子密度, 促进了空穴的分离传输, 并作为表面活性位点, 促使表面水氧化反应加速进行。
α-Fe2O3 有序氧空位 光电催化 水氧化 α-Fe2O3 ordered oxygen vacancies photoelectrochemical water oxidation
安徽工业大学能源与环境学院, 安徽 马鞍山 243002
以甲烷、 乙烯、 氢气混合扩散火焰碳烟为研究对象, 采用激光共聚焦拉曼光谱(Raman)和傅里叶红外光谱(FTIR)研究了不同掺甲烷比例下乙烯、 氢气混合火焰碳烟有序度及官能团的分布特性, 分析了碳烟石墨化和官能团分布, 揭示了掺甲烷对乙烯/氢气(氢气比例30%)层流扩散火焰的碳烟生成影响规律。 Raman研究表明在甲烷掺混比为3%和7%时, 在火焰高度低于4cm位置生成的碳烟有序程度显著降低, 表明在此区域存在明显的碳烟生成协同效应; 甲烷掺混比增大超过10%时, 协同效应基本消失, 碳烟有序度上升。 FTIR研究表明掺混甲烷对碳烟官能团组成影响明显。 掺混甲烷后脂肪族官能团相对含量整体提高。 随着甲烷掺杂比的增大, CH2相对含量增大到一峰值后减小。 碳烟中芳香族官能团含量随着火焰高度的上升含量下降明显。 掺混3%和7%甲烷, 芳香族官能团在2和3 cm火焰高度时, 芳香族官能团的含量明显上升。 掺混甲烷比高于10%时, 芳香族官能团的含量则有所降低。 表明少量甲烷掺混使得CH3和C3H3生成有了新的途径, CH3和C3H3增加, 而C2H4和C2H2减少不明显, 从而促进了多环芳香烃(PAHs)的生成。 继续增加甲烷因为稀释作用会抑制C2H2生成从而减少PAHs的生成, 芳香族相对含量降低, 因而降低了碳烟的生成。 研究揭示了甲烷对乙烯/氢气层流扩散火焰中碳烟形成的相互作用: 在低甲烷掺混比时存在协同效应促进碳烟生成, 而在高甲烷掺混比时协同效应消失。
碳烟 协同效应 官能团 碳烟有序度 掺氢 Soot Synergistic effect Soot order degree Functional groups Hydrongen addition 光谱学与光谱分析
2021, 41(12): 3722
