关键词： 量子点   金属有机骨架   光学传感器  

摘要： 金属有机框架(MOF)在光学传感方面得到了广泛的应用,同时量子点(QD)也具有优异的光学性能,可将其引入到MOF中,提升其光学活性。因为MOF自身具有较大的孔径可以容纳QD,可以充分避免QD聚集而导致光学活性降低的问题。QD@MOF复合材料结合了QD和MOF优异的光学性能和特异性识别等优点,提升了复合材料在荧光传感器领域的灵敏度和选择性。综述了合成QD@MOF复合材料常见的3种方法:瓶中船法、瓶绕船法和物理混合法。及QD@MOF材料作为荧光传感器在检验金属离子、生物分子、气体、硝基化合物等物质的应用。还简要讨论了目前所面临的问题,及未来的发展方向。

关键词： organic-inorganic hybrid material   MXene quantum dots   covalent organic frameworks   electrostatically self-assembly   synergistic lubrication  

摘要： Nanoadditives offer a promising way to reduce friction and *** this study,an organic-inorganic hybrid material composed of MXene quantum dots(MQDs)and cetyl trimethylammonium bromide decorated covalent organic frameworks(CNUS-2)is successfully constructed via an electrostatic self-assembly *** combination of MQDs and CNUS-2 not only increases the interlayer spacing of NUS-2 but also mitigates the self-aggregation of MQDs,maximizing the advantages of their intrinsic *** to the synergistic lubrication effect of zero-dimensional MQDs and two-dimensional NUS-2,improved lubricity and interfacial bonding ability are *** addition,the relative slip between the CNUS-2@MQDs sheets can reduce friction and *** expected,different levels of CNUS-2@MQDs effectively boost the tribological *** friction coefficient(0.097)and wear volume(1.48×10^(5)µm^(3))of PAO-10 oil are reduced by 46.7%and 92.6%respectively,after the introduction of the 3.0 wt%CNUS-2@MQDs ***,the abundant oxygen-containing functional groups in CNUS-2 can accelerate the formation of adsorption and tribochemical reaction films,whereas the MQDs can repair worn surfaces,resulting in superior lubrication performance under variable load,temperature,and frequency *** work not only effectively improves lubrication performance by developing a unique CNUS-2@MQDs nanocomposite,but also provides a reference for the design of novel lubricant additives.

关键词： 表面态   拓扑材料   理论预言   拓扑保护   自旋轨道锁定  

摘要： 拓扑材料因具有拓扑保护且自旋轨道锁定的表面态而备受关注.该领域的显著特点在于,其理论预言与实验发现往往相互验证、紧密对照.实验手段方面,器件调控和量子输运测量虽显间接,却因器件构型丰富、调控手段多样而具有较大的发展潜力和持续性.特别是基于拓扑超导态的马约拉纳模的验证以及拓扑量子比特的构筑,量子器件更显独特优势.

关键词： 一维电子体系   量子输运   拓扑器件   超导复合器件  

摘要： 低维电子材料与超导材料的复合体系一直是研究介观输运和低维超导特性的重要平台,其中具有强自旋轨道耦合效应的低维结构与超导宏观量子态结合呈现出丰富的量子现象,为探索新物性和研制新型拓扑量子器件提供了一个理想的平台.采用高质量的一维电子材料构筑超导复合器件,探索受限量子体系与超导界面的量子输运现象和器件调控机制迅速成为研究的前沿和热点.其中的关键问题在于理解纳米尺度下低维体系与超导界面的特征散射机制和量子输运过程,研究电荷态与拓扑局域态的耦合机制,实现对拓扑态本征输运特性的探测,在此基础上为研制新型超导纳电子器件和拓扑量子器件探索新原理和新方法.由于多种能量尺度和束缚态的竞争,介观尺度下的超导复合结构在器件物理、结构设计以及测量方案上都存在前所未有的挑战.本文回顾了基于一维电子体系的超导复合器件的近期进展,聚焦在以半导体纳米线和碳纳米管为代表的实验体系,简要介绍了从材料和器件物理,到输运测量的主要现象和实验挑战.最后本文对一维体系拓扑量子器件的研制和输运研究进行了总结和展望.

关键词： 钙钛矿纳米晶体   氮化硼量子点   复合材料   Rec.2020标准绿光  

摘要： CsPbBr_(3)钙钛矿纳米晶具备出色的绿光发光特性和低成本制备优势,是有望满足超高清显示色域的重要材料。然而,由于元素成分比例和尺寸控制等多因素影响,CsPbBr_(3)钙钛矿纳米晶难以在530 nm附近形成窄绿光发射,从而与Rec.2020色域要求的标准绿光存在明显偏差。基于此,本工作在室温下以配体辅助再沉淀法为基础,通过在前驱体溶液中引入氮化硼量子点和双戊酸配体协同诱导纳米晶生长,合成了CsPbBr_(3)@BNQD纳米晶复合材料。双戊酸配体在纳米晶表面的锚定作用和BNQD纳米晶的宽禁带特性,使得所制备CsPbBr_(3)@BNQD纳米晶复合材料形成525 nm处的窄绿光发射,其半峰全宽为15.9 nm,发光效率高达78%,其CIE坐标(0.161,0.790)与Rec.2020标准绿色坐标几乎完全重合。此外,CsPbBr_(3)@BNQD纳米晶复合材料在LED片上封装应用中表现出良好的老化稳定性,为超高清显示的标准绿光技术提供了有效方案。

关键词： 量子点材料   光电探测器   界面工程   光电转换效率  

摘要： 量子点材料因具有量子限域效应和带隙可调特性等特点,在光电探测领域具有独特优势。首先,介绍了量子点材料特性和光电探测器原理;其次,系统地阐述了量子点光电探测的关键技术,包括量子点材料设计与制备、界面工程与载流子传输、光电转换效率优化和器件稳定性提升;最后,通过分析量子点材料在光电探测器中的应用(具体包括光通信、医学影像检测、工业气体监测和智能安防等领域),总结了不同波段充电探测器中的材料设计策略、器件结构和性能指标。

关键词： 科学研究中心   半金属   奇异特性   理化学研究所   费米子   量子输运   强关联   电磁特性  

摘要： 2025年1月22日,由日本理化学研究所新兴物质科学研究中心强关联量子输运实验室领导的国际团队,首次合成了理想外尔半金属,可以清晰展现外尔费米子特性,标志着困扰量子材料领域10年的难题取得突破性进展。外尔费米子是由晶体中电子的集体量子激发产生的,可展现出奇异的电磁特性。相关研究成果发表于《Nature》。

关键词： 量子计算   量子化学模拟   电池特性分析   变分量子特征求解   量子相位估计  

摘要： 量子计算技术的迅速发展,为解决新能源领域中的实际问题带来了加速潜力,特别是在复杂电池材料的模拟与设计上。与此同时,随着可再生能源和电动交通等新兴产业的快速崛起,对高效、精准地计算新能源电池材料特性的需求愈发迫切,传统计算方法在此类高复杂度问题上存在求解精度不足、资源消耗量大等诸多困难。而量子计算以其独特的计算方式和潜力,为进一步解决相关问题提供了新颖的思路和解决方案。概述了量子化学模拟的基础计算原理,对用于电池材料化学特性模拟中常用的量子算法进行了总结,探讨了多款量子化学模拟使用的新型软件包工具,并结合各汽车企业的应用案例,阐述了量子化学模拟在电池领域的实际应用情况。本研究为电池材料模拟、基态能量计算和性能优化提供了新的思路和方法,有望助力新能源电池材料的优化发展。

关键词： 二维过渡金属硫化物   激子极化激元   波色-爱因斯坦凝聚  

摘要： 探索了一种设计和制备二维过渡金属硫化物(2D Transition Metal Dichalcogenides,2D TMDs)作为新型激光材料的方法,通过制备二维二硫化钨光学微腔,初步实现了微腔内的激子极化激元的波色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein Condensate,BEC),为未来实现低阈值、高相干、可调控的小型化激光光源制备提供了技术支撑。

关键词： 二硫化钼量子点   金属—有机骨架   氢氧化镍   穿梭效应   锂硫电池  

摘要： 锂硫(Li-S)电池因其具有超高的理论比容量(1675 mAh/g)和比能量(2600 Wh/kg)、储量丰富、成本低廉和环境友好等优势成为最具前景的下一代储能器件。但是由于正极存在的一些问题,像活性物质硫导电率低、反应过程中体积膨胀和多硫化物穿梭效应等,严重阻碍了其商业化应用。以金属—有机框架(ZIF-67)作为Li-S电池的多功能载体,以二硫化钼量子点(MoS_(2)QDs)为活性催化位点,金属化合物Ni(OH)_(2)作为物理防护层,构筑并制备MoS_(2)QDs-ZIF-67/S@NH复合材料,验证其对多硫化物(LiPS)的吸附和催化作用。获得的正极材料结合了极性ZIF-67和MoS_(2)QDs的优势,能够通过极性作用锚定多硫化物,还可以为氧化还原转化提供大量催化位点,Ni(OH)_(2)包覆层实现了对活性材料的物理限域,还为多硫化物的氧化还原过程提供快速电子/离子传输的有效途径。电化学测试表明MoS_(2)QDs-ZIF-67/S@NH复合材料具有优异的电化学性能,在0.5 C倍率下初始比容量为1147.6 mAh/g,循环350圈后,比容量为768.8 mAh/g,容量保留率为65.5%,每圈容量衰减为0.09%,库伦效率始终维持在94%以上。