关键词： 量子光-物质相互作用   量子输运   开放量子系统  

摘要： 量子光-物质相互作用系统的非平衡热能输运近来引起密切关注.本文研究非平衡各向异性Dicke模型中的量子热流及热整流行为.通过引入量子缀饰态主方程处理光子-量子比特强耦合.研究结果表明,各向异性光子-量子比特强耦合能有效调节热流.量子比特数增多有利于增强热流.在热力学极限近似和极限各向异性系数下,得到热流的解析表达式.该热流解析式为有限尺寸各向异性Dicke模型的热流上限.较大的各向异性系数和光子-量子比特非弱耦合有助于实现显著的热整流效应.笔者希望这些结果能够加深对各向异性光-物质相互作用系统中非平衡热能输运的理解.

关键词： 木质素   木质素碳量子点   金属有机骨架   异质结   光催化产氢  

摘要： 氢气作为一种清洁能源,因具有可再生性、环境友好性和较高的能量输出比等特性,被认为可以替代传统矿物燃料。木质素作为一类芳香族可再生生物质材料,在实际应用中被作为废液随意排放,造成资源浪费,若将其制备成高价值的碳量子点(CQDs),在光催化研究中则具有广阔的应用前景。为此,本工作以碱木素为碳源制备了木质素碳量子点与经典的金属有机骨架材料UIO-66-NH_(2)构筑复合光催化剂,实现了高效的光催化析氢活性。采用水热法在180℃、12 h条件下制备了木质素碳量子点。取制备好的木质素碳量子点溶液10、15和20 mL分别投入到UIO-66-NH_(2)的合成体系中,采用一步水热法在120℃、24 h条件下制备了CQDs/UIO-66-NH_(2)系列复合光催化剂。在λ≥380 nm波长下的光催化产氢活性测试表明,CQDs/UIO-66-NH_(2)复合材料的产氢速率达到750μmol/(h·g),是单独UIO-66-NH_(2)(145μmol/(h·g))的5倍。

关键词： In_(0.26)Ga_(0.74)N/GaN多量子阱   电子阻挡层   阱垒界面质量   非辐射复合中心  

摘要： 本研究聚焦Al_(0.1)Ga_(0.9)N电子阻挡层对In_(0.26)Ga_(0.74)N/GaN多量子阱材料光学特性的影响。通过AFM表征,发现插入Al_(0.1)Ga_(0.9)N电子阻挡层的InGaN材料的表面粗糙度从94.42 nm显著减小到54.72 nm,降低了42.05%。HRXRD测试表明,材料的螺位错与刃位错密度分别下降了13.39%和45.53%,且阱垒界面的陡峭程度显著提升。PL谱分析结果表明,该材料表现出发光峰半高峰全宽变窄和发光强度增强的特征,同时观测到发光波长呈现一定程度的红移现象。研究结果发现,插入Al_(0.1)Ga_(0.9)N电子阻挡层能够有效降低In_(0.26)Ga_(0.74)N/GaN多量子阱材料的缺陷密度,有效降低非辐射复合效率,进而增强材料的发光性能。此研究为高效太阳能电池的制备提供了必备的实验基础。

关键词： InP量子点   色纯度   发光二极管   显示器件  

摘要： 量子点(Quantum Dots,QDs)作为一种新型纳米材料,具有优异的光学性质。随着研究的深入,量子点已在光电器件、生物成像、太阳能电池、显示技术等领域发挥重要作用。磷化铟(InP)量子点因其低毒性、高光效,被视为镉基量子点的潜在替代品而受到广泛关注,其发光光谱覆盖整个可见光区域,光致发光量子产率(PLQY)、光电性能上与镉基量子点相当。然而,InP量子点在前驱体材料、生长机制、核壳晶格匹配性等方面与镉基量子点相比存在显著差异,这些差异在一定程度上影响了其光学性能,从而制约了在显示器件中的应用。综述了InP量子点材料及其量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diodes,QLED)的发展现状。首先,系统地介绍了InP量子点的基本特性,重点从色纯度提升和缺陷态消除等角度深入探讨了其光学性能的优化与改进。随后,详细分析了量子点结构设计(电荷传输层和界面工程)对InP QLED器件性能的影响,并综述了近年来InP QLED的研究进展及其在相关领域的应用成果。最后,概述了InP量子点体系的发展以及面临的主要挑战,并提出了对InP量子点体系未来发展的期望,旨在为InP量子点体系的进一步研究和应用提供启示与方向。

关键词： 碳量子点   微波法   棉纤维   铬黑T   荧光探针  

摘要： 为了提高碳量子点（CQDs）荧光探针在荧光检测中的重复利用问题，采用微波法制备了氮掺杂碳量子点（N-CQDs），并将其固载于棉纤维表面，得到N-CQDs/棉纤维复合材料，用于对偶氮染料铬黑T（EBT）的荧光检测。该复合材料的结构和性能采用傅里叶变换红外光谱、x射线光电子能谱、扫描电子显微镜和能谱仪、稳态瞬态荧光光谱等进行了测试和表征。结果表明，N-CQDs呈球形，平均直径为5 nm，并且均匀接枝于棉纤维表面。所制备复合材料的发射荧光具有激发光波长依赖性，激发光为290 nm时，最强发射荧光的波长为540 nm。荧光检测结果显示，所制备复合材料的荧光猝灭与EBT溶液在浓度范围0～50μmol/L呈线性相关；而且该荧光探针的灵敏度高，可重复利用。因此，所制备的N-CQDs/棉纤维复合荧光探针简单、灵敏、可重复利用，在染料废水的检测中具有巨大的应用潜力。

关键词： 光催化   半导体量子点   水解产氢   二氧化碳还原   宽光谱响应  

摘要： 光催化技术在解决能源不足和环境污染的问题上展示了巨大的应用潜力,而开发具备高效能和宽光谱响应的光解水制氢材料则是实现其工业化应用的关键.半导体量子点因其尺寸小、比表面积大、宽光谱响应以及可调控的电子结构,日益成为光催化科学领域内备受关注的研究焦点.本文综述了近年来半导体量子点的主要合成方法,并详细讨论了其在光催化制氢和二氧化碳还原等应用领域的最新研究进展.通过对不同合成技术和应用效果的总结,为今后的半导体量子点光催化材料的优化和实际应用提供参考依据.

关键词： 硫镉锌   碳量子点   光催化产氢   可见光  

摘要： 硫镉锌(Cd_(0.8)Zn_(0.2)S)具有良好的光学吸收性质和容易制备的优点,然而单独的硫镉锌光生载流子容易复合,导致光催化性能不佳。碳量子点(CQD)作为碳家族成员的明星,被认为是一种有前景的助催化剂。将硫镉锌与碳量子点进行复合构造复合光催化剂将有望合成高性能光解水产氢光催化剂。通过一步水热法将不同质量分数的CQD与Cd_(0.8)Zn_(0.2)S材料进行复合,可以得到Cd_(0.8)Zn_(0.2)S/CQD复合光催化材料。测试光催化产氢活性表明,Cd_(0.8)Zn_(0.2)S/30%CQD的光催化产氢活性达到最高995 μmol·g^(-1)·h^(-1),相比于Cd_(0.8)Zn_(0.2)S提升了37.4%。在循环稳定性测试中,Cd_(0.8)Zn_(0.2)S/CQD显示出较好的光催化稳定性。电化学表征表明:CQD的引入有效促进了Cd_(0.8)Zn_(0.2)S光生载流子的分离与迁移,这得益于CQD作为电子储存库可以高效捕获Cd_(0.8)Zn_(0.2)S产生的电子,阻碍电子-空穴对的复合。CQD作为助催化剂提高了Cd_(0.8)Zn_(0.2)S的光催化性能和稳定性。本研究可为构建高性能复合光催化剂提供有益的参考与借鉴。

关键词： Majorana费米子   量子输运   联合等待时间分布   等待时间相关性  

摘要： 利用量子主方程的方法研究了拓扑超导体耦合双量子点结构中电子输运的等待时间分布。通过联合等待时间分布最高峰的数目和电子连续跳跃等待时间相关性,表征系统中存在Majorana费米子。研究显示,随着超导邻近效应和弹性共隧穿的同步增大,联合等待时间分布振荡频率越来越高,单位时间内等待时间相关性变化越来越频繁。当超导邻近效应和弹性共隧穿强度相较于隧穿率增大时,电子在超导体中运动更剧烈,更不容易隧穿出去。

关键词： 碳量子点   复合材料   制备   光电催化   生物医学  

摘要： 【目的】梳理碳量子点(carbon quantum dots,CQDs)基复合材料的制备方法及研究进展。【研究现状】总结CQDs复合材料的制备方法,如化学消融法、电化学碳化法、激光烧蚀法、微波辐射法和水热合成法;概括CQDs复合材料在CO_(2)还原有机污染降解、生物医学、光电催化和传感器等方面的应用。【结论与展望】指出CQDs作为一种环保、高效的功能材料,合成技术的精细调控、发光机制的深入研究是未来的主要方向。

关键词： 量子精密测量   铁磁金属材料   无损检测  

摘要： 文章提出一种量子精密测量技术,基于国产研发的氮-空位(NV)色心传感器,可以实现高分辨率、高灵敏度的磁性成像,通过其扫描完成金属材料表面缺陷的检测和成像。该项技术大大提升了铁磁金属材料漏磁无损检测的精度与灵敏度,同时具有可建立信号图像、可供定量分析等优势。该项技术为铁磁金属材料提供了一种新型的检测方式,必将更好地维护国家特种设备安全,推动国家经济和科技发展。