关键词： 量子点   发光二极管   电致发光  

摘要： 量子点材料因具有独特的光学特性而被广泛应用于发光领域,用其作发光层可制成量子点发光二极管。与有机电致发光二极管相比,量子点发光二极管具有发光光谱窄、色域广、稳定性好、寿命长、制作成本低等优势。本文介绍了量子点发光器件在国内外的热点研究方向及取得的成果,并对其发展前景进行展望。

关键词： 碳量子点   Fe3O4纳米粒子   聚多巴胺   复合材料  

摘要： 采用一步法在高压反应釜中合成了粒径均一、荧光性能优异的碳量子点(CQDs)。再以化学共沉淀法制备纳米Fe_3O_4粒子,通过聚多巴胺(PDA)修饰制备得Fe_3O_4/PDA。本实验首次以PDA为桥梁,将Fe_3O_4纳米颗粒与CQDs连接,合成了以CQDs为荧光材料的多功能复合微球Fe_3O_4/PDA@CQDs。经过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射、振动样品磁强计、透射电子显微镜及荧光分光光度计等对该纳米复合物表征。结果表明:CQDs粒径约10nm,连接后的复合纳米粒子粒径在40nm左右,分散性良好且兼具优异的磁响应性和荧光发光性能。该复合微球无毒且生物相容性高,可以取代半导体量子点磁性纳米复合材料并广泛应用于药物分离、可视化和靶向治疗等生命科学领域。

关键词： α-Bi2O3纳米管   氮掺杂碳量子点   低温水热合成   光催化  

摘要： 通过低温水热法一步合成了α-Bi_2O_3纳米管/氮掺杂碳量子点(α-BO/N-CQDs)纳米复合材料,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射(DRS)及电化学等表征手段测试了复合材料的特性.结果表明,柠檬酸铵通过低温水热过程可转化为尺寸分布较窄的氮掺杂碳量子点(5~8 nm),而铋源的引入能够得到α-Bi_2O_3纳米管/氮掺杂碳量子点纳米复合材料.TEM与红外测试(FTIR)结果证实了α-Bi_2O_3纳米管与氮掺杂碳量子点具有较好的复合度.此外,尽管碳量子点的引入导致α-Bi_2O_3纳米管比表面积略微下降,但能够增强α-Bi_2O_3纳米管的光吸收能力.罗丹明B(Rh B)光降解实验证明了α-BO/N-CQDs纳米复合材料具有良好的光催化特性,光照180 min后Rh B的降解率达到86%.

关键词： 石墨烯   碳量子点   复合材料   负极材料   电化学性能   锂离子电池   循环稳定性  

摘要： 采用Hummers法和水热法,制备石墨烯和碳量子点溶液作为前驱体,然后通过一步煅烧法制得石墨烯-碳量子点复合材料。借助SEM、UV-Vis、FTIR等手段,对样品的形貌和结构进行表征;利用循环伏安法(CV)、差分脉冲伏安法(DPV)及恒流充放电循环测试等,重点考察了样品的电化学性能。结果表明,在石墨烯表面负载碳量子点可增加材料的比表面积并改善其机械性能,由于活性位点的增加,所制石墨烯-碳量子点复合电极具有较好的可逆性及电化学活性;在检测不同浓度双氧水时,复合电极的灵敏度为纯石墨烯电极的1.4倍左右;石墨烯-碳量子点复合材料作为锂离子电池负极使用时,与纯石墨烯材料相比具有更好的循环稳定性,且容量保持率提高了1.67倍。

关键词： 量子计算   半金属   材料   研究人员   维也纳   奥地利   大学  

摘要： 据英国《独立报》近日报道，美国莱斯大学和奥地利维也纳技术大学的研究人员联合研制出一种全新的材料——“外尔-近藤半金属”，其属于量子材料这一物质类别，可用于量子计算等领域。

关键词： MoS2   纳米材料   光催化  

摘要： 采用超声法制备了MoS_2量子点,将其与氧化石墨烯复合,并将复合材料(MG)应用于光催化分解水制氢.利用透射电子显微镜、N_2吸收仪、电化学工作站和气相色谱仪分别测试了复合材料的形貌、N2等温吸附脱附曲线、电化学阻抗、光电流响应和光催化产氢速率.结果表明,氧化石墨烯的含量为2.0%时,产物的光催化效率达到最高.复合材料MG-2.0优异的光催化性能主要归功于催化剂中MoS_2量子点分散性提高而导致产物比表面积增大与活性位点含量的提高;另外,电子传输介质氧化石墨烯的存在可有效地促进光生载流子的分离.

关键词： 量子点   聚合物   复合材料   制备   应用  

摘要： 介绍了量子点-聚合物复合材料的制备方法,并综述了量子点-聚合物复合材料在发光二极管材料、太阳能电池材料、传感器材料、生物材料等方面的应用研究进展。

关键词： 量子功能材料   光电特性   太赫兹光谱   太赫兹相干磁光系统  

摘要： 太赫兹波是介于光子学和电子学之间的光频波谱，是指频率在0.1THz到10THz（或波长在3mm到30μm）的电磁波，它是连接宏观电子学和微观光子学的桥梁。太赫兹光电子科技在电子、信息、生命、国防、公共安全、航天等方面蕴藏着巨大的应用前景。光学实验作为一种非接触式的测量方法，无需在样品上制备电极且不受样品形状和大小影响，是表征和研究材料性能和器件物理的重要实验方法。其中太赫兹时域光谱作为目前的先进光学实验方法，在材料和器件研究中具有不可替代的巨大测量技术优势。例如，太赫兹时域光谱测量可不需要通过Kramers-Kronig变换直接得到样品光学参数的实、虚部，准确获得更多的样品材料和物理参数信息。在光学测量中，可以通过检测样品光电导率随入射波长（频率）的变化关系，获得样品中电子局域化的特征信息，这是常规电输运测量难以直接测量的材料物理特性。因此，应用太赫兹时域光谱和某些光学方法研究电子、光电子材料及器件的物理特性是有重要的科学意义和应用价值。本论文的工作主要包括四部分内容:\n (1)太赫兹相干磁光系统的搭建。根据太赫兹脉冲的产生和探测方式的不同，搭建了两种太赫兹时域光谱系统:(a)基于铌酸锂的太赫兹时域光谱系统。首先，该系统通过大功率的飞秒激光脉冲辐照到非线性光学晶体LiNbO3上产生太赫兹激光脉冲。其次，具有时间同步的飞秒探测脉冲经过时间延迟线与产生的太赫兹脉冲同时聚焦在ZnTe晶体上，通过电光检测系统实现太赫兹脉冲的相干探测。同时将太赫兹源、探测系统、样品系统与低温、强磁场系统集成，实现太赫兹磁光测量功能。搭建的太赫兹时域光谱系统的太赫兹光谱宽度为0.1THz到2THz，太赫兹脉冲能量大约为1微焦量级。(b)基于光纤飞秒激光器的太赫兹时域光谱系统。首先，该系统通过波长为1560nm的激光脉冲辐照到InGaAs光电导天线上产生太赫兹激光脉冲。其次，具有时间同步的飞秒探测脉冲经过时间延迟线与产生的太赫兹脉冲同时聚焦在InGaAs光电导天线上实现太赫兹脉冲的相干探测。同时将太赫兹时域光谱系统、光偏振系统与低温、强磁场系统集成，实现太赫兹磁光测量功能，搭建的太赫兹时域光谱系统的太赫兹光谱宽度为0.2-1.5THz，此实验平台的建成为量子功能材料的光电、磁光电特性研究提供了新的实验手段和测量平台。\n (2)基于我国首台自主研制的太赫兹自由电子激光搭建了“皮秒太赫兹自由电子激光泵浦-皮秒太赫兹探测”系统。我国首台具有高重复频率、高占空比特性的太赫兹自由电子激光是由由中国工程物理研究院应用电子学研究所（中物院十所）牵头建设。针对太赫兹自由电子激光的脉冲特性，搭建了:(a)“皮秒太赫兹自由电子激光泵浦-皮秒太赫兹探测”系统，皮秒太赫兹自由电子激光泵浦-皮秒太赫兹探测技术是研究材料中载流子动力学的先进光电子实验手段。将太赫兹自由电子激光分成泵浦、探测光束，通过皮秒尺度时间延迟实现皮秒光信号探测，系统可以通过透射测量获得样品的时域光电导率随太赫兹自由电子激光泵浦频率、强度、光偏振方向的变化关系，研究材料中自由载流子的动力学物理过程和微观机理。(b)搭建了“THz FEL泵浦-THz透射测量”系统，此系统可应用于研究材料的THz光电特性随太赫兹自由电子激光的辐照强度、频率以及光偏振角的变化关系。\n (3)石墨烯的太赫兹磁光特性。首先，利用基于铌酸锂的太赫兹时域光谱系统测量了单层石墨烯的太赫兹时域光谱，通过实验获得的纵向磁光电导与磁光Drude理论公式的拟合得到了单层石墨烯的电子弛豫时间和电子浓度随温度和磁场的变化关系。其次，利用基于光纤飞秒激光器的太赫兹时域光谱系统，结合光偏振实验测量了双层和三层石墨烯的太赫兹时域光谱，得到双层和三层石墨烯纵、横向磁光电导率的实部和虚部，实验磁光电导率可以用理论磁光Drude公式描述。通过实验数据与理论公式的拟合获得石墨烯的重要材料物理参数，如电子浓度、电子有效质量和电子弛豫时间等。通过此实验，在室温、非共振条件下测量出双层和三层石墨烯的电子有效质量。最后，太赫兹时域光谱磁光实验，测量了三层石墨烯在液氮温度下的太赫兹时域光谱，获得三层石墨烯材料参数，如电子浓度、电子有效质量和电子弛豫时间随温度和磁场的变化。\n (4)强关联电子材料和超导材料的红外光电特性的研究。光学测量是表征和研究材料性质的简单、直接实验方法。首先，应用红外反射光谱研究了La0.33Pr0.34Ca0.33MnO3纳米线的红外反射率随温度的变化特性，观察到电子随温度变化的电子相变，光学测量到的相变温度与电输运测量结果一致，同时根据反射率随波长的变化关系观察到了纳米线样品中的电子局域化效应，这个结果是常规电、磁输运测量无法直接观察到的。其次，应用红外反射光谱光学实验研究了[001]和[111]晶向的钛酸锂超导体的红外反

关键词： 复合材料   石墨烯量子点   聚酰亚胺   制备工艺   氮掺杂   机械性能   热学性能   摩擦学性能  

摘要： 石墨烯量子点(Graphene quantum dots，GQDs)是一类新型的石墨烯基材料，其尺寸一般在20nm以下，层数在1-3层之间。GQDs拥有石墨烯优异的机械刚度、强度、弹性等性能，又拥有比石墨烯基的其它纳米颗粒大的多的比表面积。因此，在作为聚合物的添加剂使用时，石墨烯量子点能够与聚合物基体间形成更多的接触面积，从而为更好的改善复合材料的性能提供可能。基于上述考虑，本论文通过原位聚合的方法制备了氮掺杂的石墨烯量子点(N-doped graphene quantum dots，N-GQDs)和聚酰亚胺(PI)的复合材料，并通过研究其热学、机械以及在不同条件下的摩擦学等性能，得到了以下研究结论:\n 1.石墨烯量子点引入到聚酰亚胺基体后，制备的复合薄膜的热稳定性和机械性能均得到了显著改善。其中，当N-GQDs的用量为1wt％时，复合薄膜的拉伸强度和拉伸模量分别提高了38％和15％。特别是含0.75wt％N-GQDs薄膜的断裂伸长率增加为纯PI薄膜的2倍。与此同时，当N-GQDs的用量为0.1wt％时，复合薄膜的玻璃化转变温度(Tg)从纯PI薄膜的315℃增加到了327℃。当N-GQDs的用量为0.5wt％时，复合薄膜的线性热膨胀系数(CLTEs)从纯PI薄膜的31.6ppm/℃降低到了26.1ppm/℃。通过对N-GQDs以及复合薄膜进行傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X-射线衍射谱(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TGA)以及扫描电子显微镜(SEM)等分析发现，PI基体各项性能的加强可以被归结为N-GQDs在基体中良好的分散性，以及其大的比表面积和其与基体间强烈的相互作用。此外，在550nm的指示波长处，含1wt％N-GQDs的复合薄膜的光学透过率仍然保持在79％，说明得到的复合薄膜拥有优异的光学透过率。同时，得到的复合薄膜的表面疏水性能被加强。当基体中N-GQDs含量增加到1wt％，其水表面接触角从纯PI薄膜的63±2.7°增加到了92±1.7°，这是因为薄膜表面上N-GQDs的亲水基团在薄膜高温固化时被移除，致使N-GQDs变得疏水所致。\n 2.N-GQDs/PI复合薄膜的摩擦学性能分别在干摩擦、水润滑和油润滑等条件下研究。摩擦实验结果显示:复合薄膜在同一条件下的摩擦系数均相对稳定，这可能是由对偶和样品间并没有形成有效的转移膜所致。在干摩擦和油润滑条件下，薄膜的抗磨损性能被显著加强，特别是在于摩擦下，含0.5wt％N-GQDs的复合薄膜的磨损率与纯聚酰亚胺的相比，实现了66.8％的降低。复合薄膜抗磨损性能的加强归功于N-GQDs和聚酰亚胺基体间大的界面接触面积和复合薄膜加强的机械性能。然而，在水润滑条件下，薄膜的磨损率最大并且随着N-GQDs在基体中含量的增加而增加，这可能是水对PI基体的溶胀、软化以及对其吸水性能的加强所致。此外，复合薄膜在不同的条件下显示出不同的磨损机理。在干摩擦下，复合薄膜的磨损机理从疲劳磨损转变向疲劳和黏着磨损共存。在水润滑和油润滑条件下，复合薄膜磨损机理均显示出从黏着磨损向磨粒磨损的转变。

关键词： 量子计算   材料   金属   研究人员   维也纳   奥地利   大学  

摘要： 美国莱斯大学和奥地利维也纳技术大学的研究人员联合研制出一种全新的材料——“外尔-近藤半金属”（Weyl—Kondo semimetal），其属于量子材料这一物质类别，可用于量子计算等领域。