首页期刊导航|中国科学：材料科学（英文）
期刊信息/Journal information
中国科学：材料科学（英文）
中国科学：材料科学（英文）
中国科学：材料科学（英文）/EISCI
正式出版
收录年代

    Cu2O作为空穴提取层修饰BiVO4光阳极以增强电荷分离和转移

    田泽王振霞马自在李晋平...
    1564-1573页
    查看更多>>摘要：光生电荷的分离和转移被认为是影响BiVO4基光阳极光电性能的核心因素之一.本文设计了在BiVO4光阳极与析氧助催化剂之间插入空穴提取层的方法.Cu2O作为空穴提取层引入到助催化剂层(FeOOH/NiOOH)和BiVO4之间,可以有效优化空穴的迁移路径,延长光生空穴的寿命,从而提高电极的光电化学性能.与BiVO4相比,调整后的BiVO4/Cu2O/FeOOH/NiOOH光阳极的电荷分离效率从70.6％提高到了 92.0％.此外,该光阳极在1.23 VRHE (AM 1.5G照明下)下,还显示出了3.85 mA cm-2的高光电流密度,是BiVO4的2.77倍.我们的研究结果表明,电沉积Cu2O空穴提取层是一种简单且可扩展的方法,能够有效提高BiVO4的光电活性,可用于太阳能驱动水分解领域.

    BiVO4Cu2Ohole extraction layersolar wate splitting

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    应用于高效雾气收集的润滑微沟槽锥

    杨二鑫马臣西罗玉琼刘岚...
    1574-1580页
    查看更多>>摘要：液滴在不对称一维表面的定向输送具有广泛应用,包括雾气收集、油水分离、海水淡化及传感等.液滴所受的驱动力和阻力共同作用决定液滴的运动性能,为提高液滴的运动性能,常见的策略是通过在运动方向引入各种不对称结构以增加驱动力,或者构建光滑表面以减少阻力.然而,到目前为止将增强驱动力和降低阻力同时整合到一个体系中的策略仍未见报道,这主要是由于传统的液体填充润滑表面所需的润滑油很难在物理或化学不对称的表面上稳定存在.本研究中,我们提出在具有微沟槽结构的锥表面接枝柔性聚合物分子刷,即通过协同表面结构和化学修饰来增大液滴在锥结构表面拉普拉斯驱动力并减小粘滞阻力.结果表明,与仅具有微沟槽结构的锥和仅具有聚合物分子刷的光滑锥相比,润滑微沟槽锥可显著提高液滴的运动性能,本研究为开发高效液滴运输智能表面提供了新思路.

    cone structuremicro-groovespolymer brushfog harvesting

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    基于萘环稠合策略构筑间位双硼类纯绿光窄光谱发光材料

    李祯龙李治张硕刘旻昊...
    1581-1587页
    查看更多>>摘要：硼氮多重共振(MR)发光材料在宽色域有机发光二极管(OLEDs)中具有重要应用前景,因此受到广泛关注.其中,间位双硼骨架凭借其高效率和极窄的发光光谱,在蓝光发光材料的构筑中已展现出独特优势,但如何基于间位双硼骨架构筑绿光窄光谱发光分子却鲜有报道.本论文基于萘环稠合策略设计并合成了绿光发光分子BN-NAP和BN-ANAP,其最大发射峰分别为511和518 nm,并保持了窄光谱发光性质,其发光半峰宽(FWHM)仅为26和20 nm.利用BN-ANAP作为发光材料制备得到纯绿光OLED器件,其CIE坐标为[026,067],最大外量子效率(EQEmax)为21.0％,同时具有较小的效率滚降.

    multiple resonancenarrowband emitterpure-green emissionorganic light-emitting diodes

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    用于EUV图案化的新型氧化锌簇交联策略的辐射化学

    司友明周丹红赵俊彭译锋...
    1588-1593页
    查看更多>>摘要：由于C=C双键交联反应机制的成熟,金属氧化物光刻胶得到了广泛的发展.然而,由于不稳定的C=C双键,这种材料需要低温和遮光存储.在此,首次在金属氧簇中提出了 C-F键交联策略用于光刻图案化.以光刻胶Zn-TBA为例,它形成光滑无缺陷的薄膜,且表面粗糙度Rq小于0.2 nm.使用极紫外(EUV)干涉掩模,在65 mJ cm-2曝光剂量下形成37.5 nm的半周期(HP)图案.在EUV曝光和正己烷显影后,通过原子力显微镜(AFM)观察到负性光刻胶形貌.重要的是,Zn-TBA可以在室温和明亮的环境中储存.除了脱羧之外,我们还提出光引发的C-F交联是Zn-TBA图案的主要贡献者,并通过高分辨率X射线光电子能谱(HRXPS)和密度泛函理论(DFT)计算得以证明.这种新颖的光刻机制为下一代金属基材料的设计提供了新的思路.

    zinc-oxo clusterC-F crosslinkingextreme ultra-violet lithographyradiation chemistrylithography mechanism

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    通过侧链工程提高A-D-A'-D-A型非稠环电子受体的光伏性能

    周霞魏文魁庞淑婷袁熙越...
    1594-1601页
    查看更多>>摘要：非稠环电子受体(NFREA)具有合成简单和结构修饰灵活的特点,是制备高性能低成本有机太阳电池(OSCs)的理想材料.本工作以不同侧链修饰的二氟苯并三氮唑(ffBTz)作为弱缺电子核(A'),分别设计合成了三种A-D-A'-D-A型NFREA,即ffBTz-BO、ffBTz-EH和ffBTz-C4.其中,ffBTz-EH,由于其合适的侧链长度,在分子结晶度和分子堆积优势取向之间取得了平衡,从而获得了更高的电荷迁移率.并且得益于高效的电荷传输和最合适的相分离形貌,基于ffBTz-EH的OSC获得12.96％的最高能量转换效率,这也是A-D-A'-D-A型NFREA获得的最高效率之一.本研究表明,A'核心上的烷基侧链在调节分子结晶度、活性层形貌和进一步调控器件性能方面起着至关重要的作用,这为未来设计高效低成本的A-D-A'-D-A型非稠环电子受体提供了思路.

    organic solar cellsnon-fused ring electron acceptorsside chain engineeringmolecular orientationpower conversion efficiency

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    一种通用静电组装策略用于印刷无机纳米颗粒及其在大面积钙钛矿太阳电池中的应用

    李文杰褚昭阳李豪杰李丰...
    1602-1611页
    查看更多>>摘要：无机纳米颗粒作为一种极具前景的材料,在钙钛矿太阳电池的传输层中得到了广泛应用.然而,无机纳米颗粒易于聚集的特性阻碍了其进一步的发展.在大面积制备过程中,无机纳米颗粒的聚集加剧了"咖啡环效应",导致薄膜不均匀,使得底部界面性能较差,进而影响钙钛矿薄膜的结晶,最终导致整个器件性能下降.为解决这一问题,我们将一种带电聚合物——聚乙烯亚胺引入至无机纳米颗粒溶液中.聚乙烯亚胺的带电性质对无机纳米颗粒的聚集起到了显著的抑制作用,此外,添加聚乙烯亚胺还增加了无机纳米颗粒溶液的粘度,有助于减少薄膜上的负面咖啡环效应.最终,我们在基于1-cm2正式结构且使用SnO2传输层的器件上实现了23.2％的光电转换效率.为进一步证明这一策略的普适性,我们还将此策略验证基于NiOx传输层的1-cm2反式器件,其转换效率超过20％.

    perovskite solar cellsinorganic nanoparticleslarge-area deviceelectrostatic assembly technique

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    多重非共价构象锁与π桥工程相结合用于开发Y系列受体

    杨杰李全松李泽生
    1612-1620页
    查看更多>>摘要：非共价构象锁(NCLs)策略被广泛用于构建高性能有机半导体.从分子层面深入探索NCLs对有机光电受体材料和界面的影响,有助于开发高性能光电材料.本文提出了通过整合NCLs和π桥的策略,开发了三种新型Y系列受体(YO、YS、YSe)来增强分子性能,并揭示了NCLs在有机光电受体材料中的作用机制.通过分析,我们首次发现,在适当的位置引入π桥不仅可在骨架内形成多重NCLs,也可与翼链形成NCLs,进一步增强受体的平面性和刚性,从而有助于增强光吸收和减少能量损失.此外,除电荷转移方向改善外,新体系电荷转移态的比例分别增加了8％、20％和36％,助力界面电荷分离.本工作通过π桥工程引入多重NCL,改善受体材料光电性能和界面特性,有望提高有机光伏器件的光电转换效率.

    noncovalent conformational locksfirst-principles calculationorganic photovoltaics(OPVs)interfacial charge transfer

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    水系合成δ相甲脒铅碘钙钛矿粉末

    潘逸宁王镛皓邓明欣曾强...
    1621-1630页
    查看更多>>摘要：近年来,甲脒基钙钛矿太阳能电池的光电转换效率取得了显著进展,其商业化前景日益明朗.随着钙钛矿电池商业化的快速发展,对于环境友好、成本低廉的钙钛矿前驱体的需求不断增长.甲脒铅碘钙钛矿材料遇水易分解,因此传统钙钛矿粉末合成方法依赖于有机溶剂和惰性气氛手套箱,不具备成本优势.在此背景下,本文提出了一种经济高效的水系合成高纯度δ相甲脒铅碘(δ-FAPbI3)粉末的策略.在水溶液中加入过量氢碘酸,碘离子可使不溶性PbI2转化为可溶性[PbI2+n]n-络合物,将FAPbI3的遇水分解转化为溶解,从而使水系合成成为可能.水系合成的甲脒铅碘粉末具有高纯度、低成本优势,可作为钙钛矿薄膜前驱体材料.与以PbI2和FAI的混合物作为前驱体制备的钙钛矿薄膜相比,以水系合成的δ-FAPbI3粉末为前驱体制备的钙钛矿薄膜具有良好的结晶性,降低了缺陷密度,并有效抑制了有害的离子输运和降解过程,从而增强了载流子传输性能和电池稳定性.在环境空气中以合成粉末为前驱体制备的钙钛矿太阳能电池,最高转化效率可达23.24％.

    perovskite microcrystal powderaqueous synthesisperovskite solar cells

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    利用金属有机框架抑制PI3K/AKT/mTOR信号传导通路以克服放化疗中的多重耐药性

    宋春雨关雪谢昌明姜珊...
    1631-1645页
    查看更多>>摘要：肿瘤微环境中的血管生成是肿瘤细胞对放化疗不敏感的主要原因.在本项研究中,我们设计了一种微环境响应型的纳米颗粒,利用Zr-MOF的分解产物抑制肿瘤细胞中的PI3K/AKT/mTOR/VEGF通路,从而克服A549R细胞对顺铂的耐药性.我们将顺铂包裹在Zr-MOF中,并在表面修饰BSA,形成了CDDP@Zr-MOF-BSA纳米复合体,该复合体在肿瘤微环境中有良好的响应性,有助于在肿瘤区域蓄积,展现出卓越的血管生成抑制能力,并能明显降低药物的外排.此外,CDDP@Zr-MOF-BSA能显著抑制多药耐药相关蛋白1(MRP1)的表达,从而逆转A549R细胞的耐药性.总体而言,CDDP@Zr-MOF-BSA对A549R有细胞毒性,能抑制肿瘤微环境中的血管生成,最终有效提高顺铂耐药肿瘤的治疗效果.CDDP@Zr-MOF-BSA为放化疗治疗耐药肿瘤提供了一种多功能协同的方法.

    angiogenesismultidrug resistanceradiotherapyZr-MOFmicroenvironment

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据

    无真空、低成本Mist-CVD外延制备高质量单晶NiO/Ga2O3 p-n异质结与器件

    张泽雨林宋庆文刘丁赫闫奕如...
    1646-1653页
    查看更多>>摘要：在氧化镓(Ga2O3)材料p型掺杂困难的背景下,Ga2O3 p-n异质结器件在氧化镓器件的应用中起着重要作用.因此,寻找一种高效、经济的制备方法制备Ga2O3异质结对器件应用具有重要意义.在这项工作中,我们成功基于低成本、无真空的雾化学气相沉积(Mist-CVD)外延制备了单晶氧化镍(NiO)和β-Ga2O3异质结.其中,NiO(111)和β-Ga2O3(-201)的XRD摇摆曲线半高宽分别为0.077°和0.807°.NiO与β-Ga2O3之间的能带表现为Ⅱ型异质结构.基于此异质结,我们制备了准垂直器件,器件具有明显的p-n结整流特性,反向击穿电压为117V.本工作为β-Ga2O3异质p-n结的制备提供了一种低成本、高质量的方法.

    β-Ga2O3heterojunction structurep-n junctionsNiOmist-CVD

      原文链接:
    • NETL
    • NSTL
    • 万方数据