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激光与光电子学进展 2025年

作者：郝文哲杨森刘兴光李俊庆董永康哈尔滨工业大学物理学院北京邮电大学信息光子学与光通信全国重点实验室中国科学院物理研究所黑龙江省先进量子功能材料与传感器件重点实验室哈尔滨工业大学激光空间信息全国重点实验室哈尔滨工业大学郑州研究院

非线性光学效应作为光与物质相互作用的重要形式，是高速全光通信与信息处理、量子计算等现代光子学技术的物理基石之一；对其的高效调控则直接决定着光场能量的转化效率的提升。其中，非线性手性效应作为非线性光学领域的前沿交叉方向... 详细信息

非线性光学效应作为光与物质相互作用的重要形式，是高速全光通信与信息处理、量子计算等现代光子学技术的物理基石之一；对其的高效调控则直接决定着光场能量的转化效率的提升。其中，非线性手性效应作为非线性光学领域的前沿交叉方向，通过结合手性结构的对称性破缺与对非线性光场的操控，为单分子手性识别、超纯圆偏振光发射、超集成光子器件开发等提供了新途径。近年来，微纳光子学及相关技术的发展有力推动了亚波长尺度非线性手性响应的按需定制。本文首先梳理了非线性光学效应研究的发展历程及其调控机制，并着重强调了近年来各类电磁共振机制在调控非线性手性效应中的作用；接下来，本文以几类具体非线性手性效应（包括二次谐波生成、三次谐波生成、和频生成和差频生成等）为脉络，探讨了利用微纳结构增强并调控非线性手性效应的相关研究进展及应用；最后，本文对该领域进行了展望，指出其未来与多个前沿领域，包括多功能集成光子学器件、人工智能、量子光学等领域交叉的可能性，为非线性手性光学领域后续发展提供参考。

关键词：手性微纳结构非线性光学效应超表面光场调控

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以二氢苊骨架构建的深蓝光有机电致发光材料

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高等学校化学学报 2024年第1期45卷 43-52页

作者：王妍张富俊张校宇徐佳惠童碧海陈平孔辉安徽工业大学冶金与资源学院马鞍山243002 烟台大学物理与电子信息学院山东省高校光电子功能材料与光电子器件特色实验室烟台264005 南京大学配位化学国家重点实验室南京210023

合成了4种在二氢苊骨架上连接咔唑或三苯胺电子给体和氰基苯电子受体的发光材料,考察了电子给体连接方式及种类对材料光电性能的影响.目标化合物的单晶结构分析结果显示,位阻导致给/受体与二氢苊骨架不共平面,从而降低了共轭程度,消除... 详细信息

合成了4种在二氢苊骨架上连接咔唑或三苯胺电子给体和氰基苯电子受体的发光材料,考察了电子给体连接方式及种类对材料光电性能的影响.目标化合物的单晶结构分析结果显示,位阻导致给/受体与二氢苊骨架不共平面,从而降低了共轭程度,消除了分子间π⁃π堆积作用,分子间依靠大量的C—H…π分子间相互作用稳定,只有3CzAB存在分子内π⁃π堆积作用.4种化合物均具有非常高的热稳定性,5%热失重温度(Td,5%)高于343℃.这些材料在PMMA薄膜中的发光均为深蓝光发射(403~432 nm),光致发光效率高(0.60~0.94),荧光寿命为5.4~8.6 ns.电致发光性能测试结果表明,以三苯胺为给体的材料PaAB的电致发光性能最佳,最大亮度可达2427 cd/m,峰值电流效率、功率效率和外量子效率分别为2.43 cd/A,1.53 lm/W和1.58%,色坐标(CIEx,y)为(0.15,0.09),为深蓝光发射.

关键词：深蓝光分子有机电致发光二氢苊荧光

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Ag掺杂调控中温固体氧化物燃料电池阴极酸性位点增强耐铬能力

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无机材料学报 2025年

作者：高源魏波金芳军吕喆凌意瀚中国矿业大学材料与物理学院哈尔滨工业大学物理学院黑龙江省先进量子功能材料与传感器件重点实验室

铬中毒现象是制约固体氧化物燃料电池阴极实际应用的重要因素。尤其富碱土元素的钙钛矿氧化物阴极在高温下易发生离子偏析和杂质中毒，进而导致阴极性能显著降低。为提高阴极耐铬能力，本研究采取Ag掺杂策略，调控阴极材料SrCo0.9Ta0.1O... 详细信息

铬中毒现象是制约固体氧化物燃料电池阴极实际应用的重要因素。尤其富碱土元素的钙钛矿氧化物阴极在高温下易发生离子偏析和杂质中毒，进而导致阴极性能显著降低。为提高阴极耐铬能力，本研究采取Ag掺杂策略，调控阴极材料SrCo0.9Ta0.1O3–δ（SCT）的酸性位点，并系统探究材料的电导率、催化活性和表面微观形貌及组分。结果表明，Ag掺杂使材料的电导率提升，且掺杂后的材料具有更大的氧表面交换系数，有利于提高其阴极催化活性。700 ℃时，Sr0.9Ag0.1Co0.9Ta0.1O3–δ（SACT10）阴极的极化电阻(Rp)为0.0176 Ω·cm2，明显低于SCT阴极(0.0366 Ω·cm2)。此外，由于掺入Ag，SACT10材料中Co的平均价态升高，使其相对酸度提高，提高了材料的耐铬能力。在含铬气氛中运行22 h后，SACT10阴极的极化电阻为0.205 Ω·cm2，明显低于SCT阴极(0.964 Ω·cm2)，这是因为SACT10阴极表面观察到更少的惰性二次相。以上结果证实在材料中掺杂Ag可以有效增加酸性位点，提高活性，增强耐铬能力。制备的SACT10有望成为具有应用前景的中温SOFCs阴极材料。

关键词：固体氧化物燃料电池耐铬能力酸性位点碱土离子表面偏析

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微弧氧化HfC-HfO2粒子沉积烧结复合涂层构建及其高温抗氧化性能

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表面技术 2025年

作者：叶志云郭锦恒吾可来·德艾吾勒特姜雨桐周锦博陈远哲王小龙王树棋王亚明哈尔滨工业大学材料结构精密焊接与连接全国重点实验室哈尔滨工业大学材料科学与工程学院特种陶瓷研究所哈尔滨工业大学先进结构功能一体化材料与绿色制造技术工业和信息化部重点实验室

目的为了提高高超声速飞行器用铌合金构件的高温抗氧化性能，拓展其在复杂服役环境中的应用范围。方法采用微弧氧化粒子(HfC+HfO2)沉积烧结技术在渗硅铌合金表面制备HfC-HfO2改性硅化物基复合涂层。利用1200℃下的静态空气氧化试验研... 详细信息

目的为了提高高超声速飞行器用铌合金构件的高温抗氧化性能，拓展其在复杂服役环境中的应用范围。方法采用微弧氧化粒子(HfC+HfO2)沉积烧结技术在渗硅铌合金表面制备HfC-HfO2改性硅化物基复合涂层。利用1200℃下的静态空气氧化试验研究复合涂层的高温氧化行为。并通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪和高分辨透射电镜研究复合涂层的组织结构、相成分及复合涂层在不同氧化时间下的涂层的微观结构演变规律。结果渗硅铌合金表面HfC-HfO2粒子沉积层厚度约为45μm；复合涂层在整个等温氧化过程中表现出最佳的抗氧化性，质量增益仅为6.41mg/cm2，抛物线速率常数为0.367mg2·cm-4·h-1，而单一NbSi2涂层则显示加速氧化的趋势，其质量增益达13.6mg/cm2。结论 HfC作为耗氧相引入复合涂层，最终在高温下形成HfSiO4骨架结构从而提高了氧化皮的稳定性，且富Hf氧化物锚定了SiO2氧化皮，形成了致密的氧扩散阻挡层，显著减缓了铌氧化物的生长和裂纹的萌生，这是复合涂层具有优异高温抗氧化性能的主要原因。

关键词：渗硅铌合金微弧氧化复合涂层高温抗氧化

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构型熵工程增强双钙钛矿型氧电极抗Cr中毒能力

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无机材料学报 2025年

作者：王哲郝鸿儒吴宗辉徐玲玲吕喆魏波哈尔滨工业大学物理学院黑龙江省先进量子功能材料与传感器件重点实验室哈尔滨师范大学物理与电子工程学院

固体氧化物燃料电池（SOFC）作为一种高效清洁的发电装置，其阴极性能对于电池的商业化应用来说至关重要。其中阴极表面的阳离子偏析会对电池的性能和稳定性产生不利影响。双钙钛矿氧化物PrBa0.8Ca0.2Co2O5+δ（PBCC）是一种高活性阴极... 详细信息

固体氧化物燃料电池（SOFC）作为一种高效清洁的发电装置，其阴极性能对于电池的商业化应用来说至关重要。其中阴极表面的阳离子偏析会对电池的性能和稳定性产生不利影响。双钙钛矿氧化物PrBa0.8Ca0.2Co2O5+δ（PBCC）是一种高活性阴极，但其依然存在偏析显著和Cr耐受力不足问题。为提高阴极稳定性，本研究设计了由PBCC衍生的A位中熵双钙钛矿阴极材料Pr0.6La0.1Nd0.1Sm0.1Gd0.1Ba0.8Ca0.2Co2O5+δ（ME-PBCC），并系统探究了其在含Cr气氛下的偏析情况及耐Cr性能。与传统PBCC阴极相比，ME-PBCC材料表面的BaCrO4和Co3O4偏析得到了显著抑制，这归因于其具有较高的构型熵值。电导弛豫（ECR）和电化学交流阻抗谱（EIS）结果表明ME-PBCC阴极的电化学稳定性得到了明显提高。中熵阴极在Cr沉积48 h后的氧表面交换系数kchem从4.4×10–4cm·s–1降至1.8×10–4cm·s–1，其kchem减小量明显低于PBC (从7.3×10–4cm·s-1降至1.2×10–4cm·s-1)。此外，在700 ℃含Cr空气中处理48 h后的EIS结果显示，中熵ME-PBCC的极化电阻仅为0.07 Ω·cm2，明显低于PBCC的0.11 Ω·cm2，证实了中熵阴极的运行稳定性与耐Cr能力显著提高。本研究提供了一种具有应用前景的SOFCs阴极材料。

关键词：固体氧化物燃料电池双钙钛矿阴极构型熵阳离子偏析耐Cr性

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分子间相互作用对苯甲酮类聚集诱导延迟荧光材料性能的影响

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高等学校化学学报 2023年第4期44卷 62-73页

作者：王英杰潘泽晖陶正煜王妍童碧海冯敏强宋明星安徽工业大学冶金与资源学院冶金减排与资源循环利用教育部重点实验室马鞍山243002 苏州大学功能纳米与软材料研究院江苏省碳基功能材料与器件重点实验室苏州215123 吉林师范大学信息技术学院四平136000

合成了4种以吩噁嗪为给体的苯甲酮类发光材料,考察了不同芳烃取代基对材料分子间相互作用及光电性能的影响.研究结果表明,共平面的稠环芳烃修饰会使分子间存在大量的强π-π堆积作用,而三维的三蝶烯基团则能避免这些作用的产生.4种化合... 详细信息

合成了4种以吩噁嗪为给体的苯甲酮类发光材料,考察了不同芳烃取代基对材料分子间相互作用及光电性能的影响.研究结果表明,共平面的稠环芳烃修饰会使分子间存在大量的强π-π堆积作用,而三维的三蝶烯基团则能避免这些作用的产生.4种化合物均具有非常高的热稳定性,5%热失重温度(Td,5)在400℃以上,分子间π-π堆积会明显提高材料的热稳定性.除苝修饰的化合物外,其它3种化合物都具有明显的聚集诱导延迟荧光,单线态-三线态能隙(ΔEST)值不超过0.01 eV;光致发光效率高,在PMMA薄膜中的发光效率在0.60~0.78之间,且随分子间作用力的降低先增加后降低.电致发光性能测试结果表明,三蝶烯修饰的化合物的电致发光性能最佳,掺杂器件的最大亮度可达48480 cd/m^(2),峰值功率效率(PE_(max))和峰值外量子效率(EQE_(max))分别为54.4 lm/W和19.0%,且非掺杂器件的PE_(max)和EQE_(max)依然高达33.5 lm/W和13.4%.这说明其浓度猝灭现象得到了很好的抑制,有应用于有机电致发光的潜力.

关键词：聚集诱导延迟荧光有机电致发光苯甲酮分子间相互作用

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基于2-氰基吡啶电子受体的热激活延迟荧光材料

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高等学校化学学报 2024年第3期45卷 73-83页

作者：汪青松张富俊徐慧慧陈思浛张千峰童碧海陈平孔辉安徽工业大学冶金工程学院分子工程与应用化学研究所马鞍山243002 烟台大学物理与电子信息学院山东省高校光电子功能材料与光电子器件特色实验室烟台264005 南京大学配位化学国家重点实验室南京210023

合成了4种以2-氰基吡啶为电子受体的发光材料,考察了不同电子给体对材料发光性能的影响.研究结果表明,化合物5-(10H-吩噻嗪-10-基)吡啶腈(PTPN)的单晶结构中,吡啶环之间的分子间氢键及吩噻嗪基团之间的C-H···π分子间相... 详细信息

合成了4种以2-氰基吡啶为电子受体的发光材料,考察了不同电子给体对材料发光性能的影响.研究结果表明,化合物5-(10H-吩噻嗪-10-基)吡啶腈(PTPN)的单晶结构中,吡啶环之间的分子间氢键及吩噻嗪基团之间的C-H···π分子间相互作用使吡啶环与噻吩基团之间形成共平面的构型,导致其发光由薄膜中的520 nm蓝移至400 nm.4种化合物在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜中的发光波长在434~520 nm之间.化合物5-(10H-吩噁嗪-10-基)吡啶腈(PXPN),PTPN和5-[9,9-二甲基吖啶-10(9H)-基]吡啶腈(DAPN)的光致发光量子效率(PLQY)在0.17~0.57之间,具有热激活延迟荧光(TADF)发光性质,延迟荧光寿命在4.1~5.3μs之间,单重态/三重态能隙(ΔEST)在0.045~0.069 eV之间.化合物5-(3,6-二叔丁基-9H-咔唑-9-基)吡啶腈(BCPN)的PLQY为0.91,发光寿命为12.4 ns,为荧光发射.电致发光器件性能测试表明,4种材料均发射绿光,其中DAPN的综合器件性能最佳,掺杂器件的最大亮度可达2855 cd/m^(2),峰值电流效率(CE)、功率效率(PE)和外量子效率(EQE)分别为37.6 cd/A,12.6 lm/W和10.4%.基于化合物BCPN的器件形成了高效的电致激基复合物,器件的最大亮度可达2367 cd/m^(2),峰值CE,PE和EQE分别为29.3 cd/A,11.5 lm/W和9.4%.该研究表明,氰基吡啶受体能形成稳定的分子间氢键,可用于TADF材料的开发.

关键词：热激活延迟荧光有机电致发光氰基吡啶电子受体

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镶嵌结构Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3)-CoFe_(2)O_(4)复相多铁性陶瓷的制备与界面阻抗特性

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稀有金属材料与工程 2022年第3期51卷 1063-1071页

作者：李方喆柯华张洪军邢苗田晶鑫唐晓慧贾德昌周玉哈尔滨工业大学材料科学与工程学院特种陶瓷研究所黑龙江哈尔滨150080 先进结构功能一体化材料与绿色制造技术工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院黑龙江哈尔滨150080

使用溶胶-凝胶法原位制备了具有镶嵌结构的0-3型Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3)-CoFe_(2)O_(4)(NBT-CFO)复相多铁性陶瓷,并研究其电、磁性能。通过TG-DTA、XRD等表征手段研究了干凝胶的结晶过程,利用CFO与NBT的差异化结晶温度设计了分步煅烧... 详细信息

使用溶胶-凝胶法原位制备了具有镶嵌结构的0-3型Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3)-CoFe_(2)O_(4)(NBT-CFO)复相多铁性陶瓷,并研究其电、磁性能。通过TG-DTA、XRD等表征手段研究了干凝胶的结晶过程,利用CFO与NBT的差异化结晶温度设计了分步煅烧结晶工艺并得到粒径45 nm的NBT-CFO纳米粉体,并烧结得到具有镶嵌结构的0.9NBT-0.1CFO(0.1CFO-SG)复相陶瓷,陶瓷中CFO晶粒均匀分布在NBT晶粒内部。与使用机械混合法制备的复相陶瓷(0.1CFO-MM)相比,具有镶嵌结构的0.1CFO-SG复相陶瓷在250 Hz~1 MHz频率范围内的室温介电损耗均更低,250 Hz时其损耗只有前者的30%。介电温谱、阻抗谱与模谱分析表明,0.1CFO-SG复相陶瓷在350~650℃温区内表现出由铁电-铁磁相界面极化造成的介电弛豫行为,其激活能为0.77 eV。镶嵌结构使0.1CFO-SG复相陶瓷在室温下具有更大的剩余极化和更高的抗击穿场强,提高了其铁电性能。

关键词：复合材料多铁性陶瓷界面介电弛豫阻抗谱

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微弧氧化涂层微纳米孔调控及功能化应用研究进展

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表面技术 2021年第6期50卷 1-22页

作者：王树棋王亚明邹永纯陈国梁王钊欧阳家虎贾德昌周玉哈尔滨工业大学材料科学与工程学院特种陶瓷研究所哈尔滨150001 哈尔滨工业大学先进结构功能一体化材料与绿色制造技术工业和信息化部重点实验室哈尔滨150001

从膜层特征孔结构形成的基本原理、影响因素和控制策略以及功能性陶瓷涂层设计制备的角度,综述了微弧氧化工艺调控多级微纳米孔结构的最新研究进展。从微纳米孔产生的本质与形成机理出发,阐述了微纳米孔结构的分类以及表征方法。在综述... 详细信息

从膜层特征孔结构形成的基本原理、影响因素和控制策略以及功能性陶瓷涂层设计制备的角度,综述了微弧氧化工艺调控多级微纳米孔结构的最新研究进展。从微纳米孔产生的本质与形成机理出发,阐述了微纳米孔结构的分类以及表征方法。在综述电解液成分、电源模式以及电参数对微纳米孔的尺寸、形状以及分布的影响基础上,从微纳米孔的构建、消减(甚至消除)和利用角度,给出了微弧氧化涂层多级微纳米孔的调控策略,进而讨论了如何构建适应不同应用服役环境下的特殊功能化涂层。此外,探索了微纳米孔结构调控的新途径,并给出了未来发展的研究方向。

关键词：微弧氧化功能化涂层微纳米孔结构调控

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二硫化锡纳米片阻变存储器的制备与性能

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无机化学学报 2021年第11期37卷 2020-2028页

作者：赵婷坚佳莹董芃凡冯浩南亚新常芳娥西安工业大学材料与化工学院西安710021 西安工业大学电子信息工程学院西安710021 陕西省光电功能材料与器件重点实验室西安710021

采用水热法合成了尺寸为50~100 nm的二硫化锡纳米片,并首次以二硫化锡作为阻变层材料的阻变存储器(Cu/PMMA/SnS_(2)/Ag,PMMA=聚甲基丙烯酸甲酯),对其阻变性能进行了研究。结果表明:Cu/PMMA/SnS_(2)/Ag阻变存储器的开关比约105,耐受性2.7... 详细信息

采用水热法合成了尺寸为50~100 nm的二硫化锡纳米片,并首次以二硫化锡作为阻变层材料的阻变存储器(Cu/PMMA/SnS_(2)/Ag,PMMA=聚甲基丙烯酸甲酯),对其阻变性能进行了研究。结果表明:Cu/PMMA/SnS_(2)/Ag阻变存储器的开关比约105,耐受性2.7×10^(3)。在上述2项性能指标达到较优水平的同时,开态与关态电压分别仅约为0.28与-0.19 V。

关键词：阻变存储器二硫化锡低操作电压

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