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2015-07-22

1.在硅处理的多晶铂衬底上快速合成石墨烯

(Rapid epitaxy-free graphene synthesis on silicidated polycryst all ineplatinum)

通过化学气相沉积法在金属衬底上大面积合成高质量的石墨烯需要对衬底材料进行抛光处理,而且分子的生长速度缓慢。Babenko 等人报道了一种新型的衬底处理方法,在多晶铂薄膜上覆盖一层硅薄膜,在加热的条件下,硅薄膜与铂发生反应,生成硅化铂层,这层分子能填平表面缺陷。这种衬底可以快速制备出毫米级的单晶石墨烯分子,同时提高了晶体质量和均匀性。在高温下,石墨烯分子的生长速度比传统方法快一个数量级,因此节约了生产时间和材料。作者称,这一方法为使用共融衬底大面积合成二维材料铺平了道路。(Nature Communications DOI: 10.1038 / ncomms 8536)



2.基于可印刷银纳米线、碳纳米管和弹性电介质的可拉伸透明薄膜晶体管

(Intrinsically stretchable and transparent thin-film transistors based onprintable silver nanowires, carbon nanotubes and an elastomeric dielectric)

薄膜场效应晶体管是很多现代电子设备的基础元件。开发柔性电子器件的关键在于开发新型可拉伸的薄膜晶体管。Liang 等人报道了制备具有可拉伸性质的透明薄膜晶体管的工艺方法。整个器件均以溶液加工的方法制备,器件的迁移率达到30cm2V-1 s-1,开关比为 103-104,同时具有较低的运行电压。器件最多可伸长50%,在伸缩幅度20%条件下循环500次未出现明显的性能损失。这种方法为开发可拉伸显示屏打下基础。(Nature Communications DOI: 10.1038 / ncomms 8647 )



3.碳掺杂BN纳米片用作光催化剂

(Carbon-doped BN nanosheets for metal-free photoredox catalysis)


生产可用于光催化储能的半导体催化剂是现代化学中的一个重要课题。 Huang 等人报道了一种简单的方法制备三元半导体——氮化硼碳,并且证明了它在光照条件下催化水解和还原二氧化碳方面的性能。这种B-C-N分子具有二维的电子云结构,通过改变C原子的量,其功能性可以调节。这种由丰富元素组成的光催化剂有利于对太阳能的开发利用。(Nature Communications DOI: 10.1038 / ncomms 8698)


4.高分辨率透射显微镜观察单壁碳纳米管间的分子相互作用

(Molecular interactions on single-walled carbon nanotubes revealed byhigh-resolution transmission microscopy)


有机芳香分子结构与功能间的密切关系吸引了科学家们的研究兴趣。特别是对二元体系(一个单元由两个分子组成),需要细致发现分子间的相互作用。Umeyama等人发现,单壁碳纳米管(SWNT)的侧壁是一种独特的可研究二元体系的平台,因为它可以通过高分辨透射电镜被直接观察到。他们将芘分子以共价键的方式连接到SWNT上,发现两个分子的取向不同会导致芘二聚体的光物理性质不同。作者表示这种方法对研究分子间相互作用非常有用。(Nature Communications DOI: 10.1038 / ncomms 8732)


5.钙钛矿中的量子点

(Quantum-dot-in-perovskite solids)


异质外延法是制备激光器、多级太阳能电池和蓝光发射二极管的基础。异质外延生长可以使两种性能互补的材料结合到一起,为设计和实现单一材料无法实现的性质提供了解决办法。Ning 等人将混合于溶液中的有机卤化钙钛矿和预先制备的胶体量子点结合到一起,制备出外延排列的“量子点-基体”混合晶体。透射电子显微镜和电子衍射发现,这种异质晶体最大达60nm,其中包括至少20层量子点。异质晶体表现出优异的光电子性能。通过将钙钛矿基体的电学性质和量子点的高发光性结合,作者开辟了一种新的方法制备溶液加工的红外光电材料。(Nature doi:10.1038 / nature 14563)


6.电子显微镜观察到溶液中单独纳米晶体的3D结构

(3D structure of individual nanocrystals in solution by electron microscopy)


电子显微镜是一种非常有用的工具,它可以在近乎原子级的分辨率上拍摄粒子的图像 Park 等人通过电子显微镜和液体样品腔研究了自由漂浮的铂纳米颗粒。借助分析软件,他们在近原子层面重建了铂纳米颗粒的三维结构。这种方法还可以用来研究粒子的混合状态,以及在溶液中的形成过程。(Science DOI: 10.1126 / science.aab 1343)


7.一种克服带隙限制设计高效多级太阳能电池的通用方法

(A generic concept to overcome bandgap limitations for designing highlyefficient multi-junction photovoltaic cells)


多级太阳能电池的概念被认为是克服单级电池 Shockley– Queisser 限制的方法。多种太阳能电池技术的最高效率纪录都是有多级电池创造的。不过,目前电流匹配的原则要求不断开发新型的具有理想带隙和厚度的半导体材料。Guo 等人报道了一种通用的手段来解决这一限制。通过将并联电池和串联电池整合到三级电池中,他们发现可以极大地扩大材料的选择范围,打破了电流匹配的限制。为了证明这一方法,他们用喷墨打印的方法制备了三级电池,电池获得了高达68%的填充因子。作者认为三级电池结构是未来提升电池效率的一种有效方法。(Nature Communications DOI: 10.1038 / ncomms 8730)


8.一种光谱可调节的全石墨烯柔性场效应发光器件

(A spectrally tunable all-graphene-based flexible field-effectlight-emitting device)

通过外加电场偏压来连续调节LED的发光颜色是一种极具意义的技术,特别是对生产高质量显示屏而言。不过,在现有的LED器件中,还没有实现这项技术。作为一种可调控的光学平台,有很大的潜力实现这一目标。Wang等人用氧化石墨烯制备出光谱可在 450nm 到 750nm 范围调节的发光器件。作者将这种现象归因于不同能级上电子和空穴的复合造成的。这项工作不仅是一种调节光谱颜色的方法,更有可能在高质量显示器中找到应用价值。(Nature Communications DOI: 10.1038 / ncomms 8767)


-----转载自《新材料在线》



版权所有:2017年 同济大学王启刚教授课题组