检索结果-内蒙古大学图书馆

科学通报 2024年第26期69卷 3925-3933页

作者：刘同熙仇虎南京航空航天大学航空航天结构力学及控制国家重点实验室南京210016 南京航空航天大学纳智能材料器件教育部重点实验室南京210016

最近的实验研究表明,一维冰纳米线具有与体相冰截然不同的力学性质,但其微观机理尚不明晰.本文采用分子动力学模拟研究了冰纳米线拉伸力学性质及其微观结构演化.结果表明,冰纳米线的弹性极限和最大弹性应变分别可达0.93 GPa和10.32%.冰... 详细信息

最近的实验研究表明,一维冰纳米线具有与体相冰截然不同的力学性质,但其微观机理尚不明晰.本文采用分子动力学模拟研究了冰纳米线拉伸力学性质及其微观结构演化.结果表明,冰纳米线的弹性极限和最大弹性应变分别可达0.93 GPa和10.32%.冰纳米线发生断裂后,其断裂区域冰晶格产生大量融化,导致该区域具有与非断裂区域明显不同的氢键结构.此外,相较于体相冰,冰纳米线对温度和应变率的变化更加敏感,其力学性能随着温度的升高或应变率的下降而显著降低.不同取向的冰纳米线具有不同的失效方式,且[0001]取向的冰纳米线具有最强的力学性能.

关键词：冰纳米线力学性质单轴拉伸分子动力学模拟

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硼烯的实验制备及其在传感器件方面的应用

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化学进展 2024年第8期36卷 1119-1133页

作者：陈士蕃刘毅刘相田潜台国安南京航空航天大学航空学院航空航天结构力学及控制全国重点实验室纳智能材料器件教育部重点实验室南京210016

硼烯作为一种新兴的单元素二维材料,由于其优良的特性,如高载流子迁移率、机械柔韧性、光学透明度、超高导热性和超导性,引起了研究人员的极大兴趣。这些特性使其成为能源、传感器和信息存储等领域的理想材料。2015年以来,硼烯在实验合... 详细信息

硼烯作为一种新兴的单元素二维材料,由于其优良的特性,如高载流子迁移率、机械柔韧性、光学透明度、超高导热性和超导性,引起了研究人员的极大兴趣。这些特性使其成为能源、传感器和信息存储等领域的理想材料。2015年以来,硼烯在实验合成和器件应用方面不断涌现出新的研究成果,推动着硼烯研究方向从实验合成向器件应用迈进。本文在介绍硼烯的独特性质和合成方法的基础上,重点综述了硼烯在传感器领域的最新研究进展,并根据硼烯当前的研究现状,对其未来研究中的潜在问题和挑战提出讨论。

关键词：二维材料硼烯压力传感器湿度传感器气体传感器

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氧化锌微纳结构紫外发光与激光器件研究进展

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发光学报 2025年第2期46卷 203-228页

作者：刘茂生王金辉阚彩侠施大宁姜明明南京航空航天大学物理学院空天信息材料与物理工信部重点实验室纳智能材料器件教育部重点实验室江苏南京211106

氧化锌(ZnO)拥有较宽的直接带隙(3.37 eV)、可观的激子束缚能(60 meV)以及良好的增益特性,这使其成为低维高效纯紫外发光及激光器件的理想材料。目前,基于各种形态的ZnO微腔已经实现了光泵浦激光,但电驱动器件的开发才是其走向实际应用... 详细信息

氧化锌(ZnO)拥有较宽的直接带隙(3.37 eV)、可观的激子束缚能(60 meV)以及良好的增益特性,这使其成为低维高效纯紫外发光及激光器件的理想材料。目前,基于各种形态的ZnO微腔已经实现了光泵浦激光,但电驱动器件的开发才是其走向实际应用的关键。本文简要回顾了ZnO的基本特性及其微纳结构的常见制备方式,按不同的器件结构梳理了基于ZnO微纳结构的发光和激光器件的主要研究进展。首先,阐述了基于低维ZnO异质结构和肖特基结构的发光与激光器件及相应性能优化手段的研究进展;进一步讨论了p型ZnO材料及相应同质结构发光与激光器件的研究现状;最后对ZnO基器件仍旧存在的问题和未来发展方向进行了总结与展望。

关键词：氧化锌发光器件激光器件异质结同质结

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应变扭转双层石墨烯

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科学通报 2023年第19期68卷 2515-2525页

作者：薛敏珉于茂林张助华南京航空航天大学国际前沿科学研究院航空航天结构力学及控制全国重点实验室纳智能材料器件教育部重点实验室南京210016

扭转双层石墨烯是由两层石墨烯进行简单旋转再堆叠形成的二维莫尔超晶格材料,具有一系列超晶格依赖的奇特物理性质,如超导态、磁性态、局域态等,是近年来凝聚态物理和材料等研究领域最令人振奋的进展之一.然而,石墨烯莫尔超晶格材料与... 详细信息

扭转双层石墨烯是由两层石墨烯进行简单旋转再堆叠形成的二维莫尔超晶格材料,具有一系列超晶格依赖的奇特物理性质,如超导态、磁性态、局域态等,是近年来凝聚态物理和材料等研究领域最令人振奋的进展之一.然而,石墨烯莫尔超晶格材料与器件的研究依然面临着诸多挑战,其中最大的困扰在于扭转角和应变的无序性,严重影响了材料和器件的目标性能.围绕扭转双层石墨烯中的应变,本文总结了近年来相关理论和实验研究的进展,重点介绍了内在应变的起源和存在形式、莫尔超晶格结构的公度-非公度相转变、层间结构弛豫以及外加应变对材料性能的影响和调控.本文进一步讨论了该领域现存的问题,展望了未来的发展趋势,旨在促进应变扭转双层石墨烯的基础研究与实际应用.

关键词：扭转双层石墨烯莫尔超晶格应变平带结构孤子边界公度-非公度转变

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多层六方氮化硼中铁电调控的力电耦合

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中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第5期54卷 170-179页

作者：郭瀚泽轩啸宇张助华南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室纳智能材料器件教育部重点实验室国际前沿科学研究院南京210016

近期在范德华材料中发现的滑移铁电性因其具备在原子厚度上实现微型功能器件的潜力而引起了广泛的兴趣.然而,由于元件层间的范德华耦合相对较弱,导致固有的电极化强度较低,在很大程度上制约了该性质的实际应用.我们以多层六方氮化硼(h-... 详细信息

近期在范德华材料中发现的滑移铁电性因其具备在原子厚度上实现微型功能器件的潜力而引起了广泛的兴趣.然而,由于元件层间的范德华耦合相对较弱,导致固有的电极化强度较低,在很大程度上制约了该性质的实际应用.我们以多层六方氮化硼(h-BN)为例,采用从头算方法,发现施加垂直压力可以显著增强滑移铁电性.在4.63 GPa的中等压力下,双层和三层h-BN的极化强度分别提高了125.58%和104.79%.此外,当弯曲多层h-BN材料时,铁电可以与挠曲电进一步耦合,从而产生更大的电极化.值得注意的是,这一具有的压力增强电极化效应的铁电性可以在无需外加电场的情况下调节弯曲双层h-BN的带隙.这些结果凸显了滑移铁电性可作为一种新的自由度来调控范德华材料中的力电耦合.

关键词：滑移铁电垂直压力多层六方氮化硼力电耦合

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石墨烯在自供能传感系统中的应用

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物理化学学报 2022年第1期38卷 127-142页

作者：胡聪胡俊斌刘梦然周玉成戎家胜周建新南京航空航天大学纳米科学研究所机械结构力学及控制国家重点实验室纳智能材料器件教育部重点实验室南京210016

随着现代社会智能化的加速发展,传感系统中传感器的数量、密度和分布范围不断增加,传统的供能方式难以满足如此复杂多变的传感器供能需求,从周围环境中收集能量并转化为电能的自供能传感器件是解决这一难题的有效途径。石墨烯不仅具有... 详细信息

随着现代社会智能化的加速发展,传感系统中传感器的数量、密度和分布范围不断增加,传统的供能方式难以满足如此复杂多变的传感器供能需求,从周围环境中收集能量并转化为电能的自供能传感器件是解决这一难题的有效途径。石墨烯不仅具有优异的传感性能,而且在各种能源器件中有广泛的应用,这为基于石墨烯的自供能传感器件设计提供了便利。近年来,人们已经研究和发展了多种多样的石墨烯自供能传感器件。本文基于自供能器件的基本能量供给原理,包括电化学供能、光伏供能、摩擦电供能、水伏供能以及热电、压电、热释电等其它供能,分别介绍了石墨烯在自供能传感器件中的应用,并展望了基于石墨烯的自供能传感器件的未来发展、挑战和前景。

关键词：石墨烯自供能传感器柔性电子智能系统

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基于石墨烯超材料的宽频带太赫兹吸收器

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光学学报 2022年第9期42卷 242-250页

作者：马栎敏徐晗刘禹煌徐贵力郭万林南京航空航天大学自动化学院江苏南京211100 南京航空航天大学高速载运设施的无损检测监控技术工业和信息化部重点实验室江苏南京211100 南京航空航天大学纳智能材料器件教育部重点实验室江苏南京210016 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室江苏南京210016

为了拓展太赫兹吸收器的相对吸收带宽,设计了一种基于石墨烯超材料的超薄、宽频带、可调谐的太赫兹吸收器,其由图案化石墨烯层、电介质层和金属反射底板层叠构成。仿真结果表明:该吸收器在4.48 THz频率处的吸收率为99.98%,通过调节石墨... 详细信息

为了拓展太赫兹吸收器的相对吸收带宽,设计了一种基于石墨烯超材料的超薄、宽频带、可调谐的太赫兹吸收器,其由图案化石墨烯层、电介质层和金属反射底板层叠构成。仿真结果表明:该吸收器在4.48 THz频率处的吸收率为99.98%,通过调节石墨烯的化学势可使该频点处的吸收率变化至25.08%;同时,该吸收器表现出对入射波极化不敏感的吸收特性,且在太赫兹波倾斜入射的情况下仍能保持一定的宽频带吸收特性。在此基础上设计了基于三层图案化石墨烯的太赫兹吸收器,其可进一步拓展吸收频带宽度,仿真结果表明该吸收器在1.90~5.49 THz频率之间的吸收率高于90%,相对吸收带宽为97%。

关键词：光学器件石墨烯太赫兹吸收器宽频带可调谐吸收器超材料

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基于二维材料纳米孔的生物传感器:计算和模拟研究进展

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科学通报 2021年第6期66卷 657-673页

作者：周万琦仇虎郭宇锋郭万林南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016 南京航空航天大学纳智能材料器件教育部重点实验室南京210016

近年来,基于纳米孔的生物传感器被广泛用于DNA、RNA和蛋白质等生物分子的检测和分析.以DNA测序为例,纳米孔测序摒弃了样本扩增和荧光标记等步骤,与传统测序技术相比,在成本、读取长度和效率等方面具有明显优势.过去10年间,拥有优异力学... 详细信息

近年来,基于纳米孔的生物传感器被广泛用于DNA、RNA和蛋白质等生物分子的检测和分析.以DNA测序为例,纳米孔测序摒弃了样本扩增和荧光标记等步骤,与传统测序技术相比,在成本、读取长度和效率等方面具有明显优势.过去10年间,拥有优异力学、电学、光学等性质的石墨烯和其他二维材料受到了纳米孔传感器领域研究人员的关注.一方面,这是因为它们极低的厚度有望提供远高于氮化硅、氧化硅等传统固态纳米孔材料的空间分辨率;另一方面,除常用的离子电流测量外,导电二维材料的应用还提供了膜内横向电流这一带宽更高的测量途径.在纳米孔传感器的研制过程中,能实时"观测"纳米孔内原子、分子尺度相互作用规律的理论和计算模拟工具发挥了重要作用,包括预测分析原理、优化器件性能、解释实验现象等.本文从计算和模拟角度出发,综述了过去10年间基于二维材料纳米孔生物传感器研究的关键历程,分析了制约二维材料纳米孔传感器性能的关键因素,讨论了该领域目前所面临的挑战和可能的解决方法,最后展望了未来值得努力的方向.

关键词：纳米孔传感 DNA测序二维材料石墨烯理论计算

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3D石墨烯材料的先进能量转换与存储应用进展

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新型炭材料 2025年第3期40卷 476-517页

作者：吴梓源徐炽炜曾晋珏蒋湘芬王学斌南京航空航天大学材料科学与技术学院纳智能材料器件教育部重点实验室航空航天结构力学及控制全国重点实验室江苏南京 210016 南京大学现代工程与应用科学学院江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室关键地球物质循环教育部前沿科学中心人工微结构科学与技术协同创新中心固体微结构物理全国重点实验室江苏南京 210093

三维网络（3D）石墨烯作为一种新型炭材料，在能量转换与存储领域展现出巨大潜力，可解决二维（2D）石墨烯片层的层间堆叠、接触电阻、孔隙狭窄等问题。通过构建互连多孔网络，3D石墨烯不仅可维持2D石墨烯的优异特性——高比表面积、导... 详细信息

三维网络（3D）石墨烯作为一种新型炭材料，在能量转换与存储领域展现出巨大潜力，可解决二维（2D）石墨烯片层的层间堆叠、接触电阻、孔隙狭窄等问题。通过构建互连多孔网络，3D石墨烯不仅可维持2D石墨烯的优异特性——高比表面积、导电/导热性、机械及化学特性，还可实现高效的外来物种传质。本文综述了3D石墨烯的制备策略，重点探讨其在能源转换与存储方面的应用。在制备方法方面，化学还原组装、化学气相沉积、3D打印、化学发泡、锌分层诱导热裂解等多种技术可调控3D石墨烯的孔结构、元素组成及功能组分复合。在能量存储与转换方面，3D石墨烯可用于机械缓冲、噪声抑制、光热转换、电磁屏蔽与吸波，还可用于电化学能量存储与转换，如超级电容器、二次电池、电催化等。通过梳理3D石墨烯的结构特色与应用创新，展望了未来仍需关注的规模化制备、孔结构调控、新兴应用探索等方面。

关键词：石墨烯 3D网络合成能量存储能量转换

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水蒸发诱导发电器件的研究进展

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科学通报 2021年第4期66卷 515-525页

作者：牛纪远李雪梅南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016 南京航空航天大学纳米科学研究所机械结构力学及控制国家重点实验室纳智能材料器件教育部重点实验室南京210016

随着环境污染以及能源紧缺的日益加剧,新型绿色能源技术的开发成为了全人类的迫切需求.水蒸发诱导发电是最近发现的从环境热能驱动的水蒸发过程中捕获能量的新方式,由于其吸热、可持续及具有巨大潜力,近年来得到了广泛关注和快速发展.... 详细信息

随着环境污染以及能源紧缺的日益加剧,新型绿色能源技术的开发成为了全人类的迫切需求.水蒸发诱导发电是最近发现的从环境热能驱动的水蒸发过程中捕获能量的新方式,由于其吸热、可持续及具有巨大潜力,近年来得到了广泛关注和快速发展.本文从材料种类、器件构型、发电性能、器件应用以及发电机制五方面系统总结了水蒸发诱导发电器件的研究进展,并分析了水蒸发诱导发电器件目前在完善物理机制及提升器件性能方面存在的挑战,展望了其未来可能的发展方向。

关键词：水蒸发绿色能源发电功率水伏效应多孔材料

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