检索结果-内蒙古大学图书馆

Chinese Journal of Catalysis 2023年第1期44卷 127-138页

作者：谢起贤任丹柏力晨格日乐周雯慧白璐谢微王军虎 Michael Gratzel 罗景山南开大学光电子薄膜器件与技术研究所天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室教育部薄膜光电子技术工程研究中心新能源转化与存储交叉科学中心中国天津300350 瑞士洛桑联邦理工学院化学科学与工程研究所光子学与界面实验室瑞士洛桑瑞士洛桑联邦理工学院化学科学与工程研究所无机合成与催化实验室瑞士洛桑中国科学院大连化学物理研究所穆斯堡尔谱研究组中国辽宁大连116023 南开大学化学学院先进能源材料化学教育部重点实验室中国天津300071

利用可再生电力驱动水分解提供了一种绿色和可持续的方式来生产氢气(H_(2)),而提高水分解效率的关键是开发高效的电催化剂.作为水分解反应的阴极,析氢反应(HER)仅需要两电子转移,目前的研究较为成熟.相比之下,析氧反应(OER)因涉及四个... 详细信息

利用可再生电力驱动水分解提供了一种绿色和可持续的方式来生产氢气(H_(2)),而提高水分解效率的关键是开发高效的电催化剂.作为水分解反应的阴极,析氢反应(HER)仅需要两电子转移,目前的研究较为成熟.相比之下,析氧反应(OER)因涉及四个电子的转移,比HER过程更复杂.在众多析氧催化剂中,镍铁(NiFe)基电催化剂是碱性电解液体系中最佳的OER催化剂之一,然而其在中性及近中性体系中活性降低较多,从而限制了其在中性的海水电解及二氧化碳还原体系中的应用.目前,造成NiFe基催化剂在中性体系中性能较差的具体机制尚不清晰.文献报道,随着体系pH逐渐降低,NiFe基催化剂析氧性能也会随之变差;深入研究发现,碱性体系中更易于形成高价的Ni,Fe物质,但其是否对催化剂在水分解过程中有影响仍有待进一步研究.本文将电化学测试与原位光谱技术相结合,对镍铁层状双金属氢氧化物(NiFe LDH)在不同pH电解液体系中的析氧反应机理进行深入研究.电化学测试结果表明,随着pH值逐渐降低,NiFe LDH催化剂的析氧性能逐渐变差.原位表面增强拉曼光谱结果表明,不同pH电解液体系中NiOOH和“活性氧”物质的形成与施加的阳极电位有关,高价Ni物质在高pH电解液中更容易形成,而在中性及近中性体系中则需要较高的电位才可以形成.引入原位^(57)Fe穆斯堡尔谱以观察稳定阳极电位条件下Fe氧化态的变化,测试结果表明,高价的Fe^(4+)物质在碱性条件容易形成,而对于中性及近中性体系中,在高施加电位下仍旧难以形成Fe^(4+)物质.为探究高价态Ni,Fe是否影响NiFe基催化剂的析氧性能,利用电化学活化方法构筑了具有Ni^(3+)和Fe^(4+)物质的NiFe CVA_(500)(500圈CV循环)催化剂,保证其在不同的pH电解液体系中保持相同的初始反应状态.在对应pH体系中,电化学活化的NiFe CVA_(500)催化剂相较于原始的NiFe LDH性能有所提升,但在中性体系中的OER性能仍然低于碱性体系中的性能.基于电化学及原位光谱测量结果表明,Ni^(3+)和Fe^(4+)物质的形成并不是影响不同pH条件下OER性能的决定性因素.OER电化学性能、动力学研究和甲醇氧化实验结果发现,NiFe LDH在不同pH体系中的析氧反应决速步是不同的,在碱性电解液体系中,其决速步是从*O到*OOH,而中性体系中*OH的形成为决速步.综上,本文为阐明NiFe基催化剂在不同pH电解液体系中的OER反应机制提供了新的见解.

关键词：镍铁层状双金属氢氧化物析氧反应原位表面增强拉曼光谱原位57Fe穆斯堡尔光谱

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单壁碳纳米管内腔中的分子行为

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中国科学：化学 2022年第3期52卷 409-420页

作者：张则尧夏陈马雅吕敏李维红张奇涵李彦北京分子科学国家研究中心纳米器件物理与化学教育部重点实验室稀土材料化学及应用国家重点实验室北京大学化学与分子工程学院北京100871 北京大学工学院北京100871 北京大学深圳研究院深圳518057 深港产学研基地深圳518057

单壁碳纳米管可以作为纳米尺度的分子容器装填多种分子.结合高分辨透射电子显微镜的原位表征技术,将分子装填进入单壁碳纳米管的内腔中为在原子尺度研究分子的结构和化学性质提供了一种有效的策略.碳纳米管内腔的限域效应往往会驱使装... 详细信息

单壁碳纳米管可以作为纳米尺度的分子容器装填多种分子.结合高分辨透射电子显微镜的原位表征技术,将分子装填进入单壁碳纳米管的内腔中为在原子尺度研究分子的结构和化学性质提供了一种有效的策略.碳纳米管内腔的限域效应往往会驱使装填分子形成一些与体相中完全不同的全新结构,同时也经常会对化学反应的路径产生显著影响.碳纳米管还可以充当模板,影响内腔中化学反应的产物结构.本综述总结了装填分子在碳纳米管内腔中形成的独特结构、碳纳米管内腔中分子的化学反应研究以及装填分子与碳纳米管内壁之间的化学反应.

关键词：碳纳米管分子装填限域效应原位表征

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一种基于可穿戴器件触觉感知信息的盲人虚拟视觉导航系统

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生物化学与生物物理进展 2022年第8期49卷 1543-1554页

作者：葛松林衍旎赖舜男徐晶晶何宇力赵琦张弘许胜勇北京大学电子学院教育部纳米器件物理与化学重点实验室北京100871 山东大学微电子学院济南250100 北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191 北京航空航天大学宇航学院北京100191

目的全球视力受损或失明人数已超2亿,长期以来各类人工视觉系统被广泛研究。人工视觉系统的研发主要有两种技术路径,第一种是各类植入式人工视觉装置,第二种是各类非植入式、可穿戴装置。本文展示了一种非植入式、基于可穿戴头部触觉激... 详细信息

目的全球视力受损或失明人数已超2亿,长期以来各类人工视觉系统被广泛研究。人工视觉系统的研发主要有两种技术路径,第一种是各类植入式人工视觉装置,第二种是各类非植入式、可穿戴装置。本文展示了一种非植入式、基于可穿戴头部触觉激发装置的系统原型,能够帮助盲人和视觉障碍者完成行走等复杂任务。方法该系统采集受试者周边环境图像信息并无线传输到后台,操作人员分析处理图像信息后,将指令以触觉编码形式无线传输到头套等可穿戴装置,由驱动电路激发多点位头部触觉,从而为受试者提供准确的行动指令。系统并辅助以语音信息,让其了解更多道路状况和环境信息。结果用原型系统对5名(2男3女)在读大学生健康志愿者和1名年轻盲症患者(男)进行实验。结果表明,原型系统充分利用了头部对前后左右的天然区分能力和对触觉的快速反应,具备直行、左右调整、转弯等明确指令功能。受试者对指令的响应时间约0.5 s,直线行走约7 m距离的偏差量标准差平均值相比未佩戴装置的情况下降低到(16±10)cm。结论该系统可隐蔽、准确地提供环境图像信息,有效帮助视觉障碍人士完成行走、避让障碍物、上台阶、进入咖啡厅等公共场所、桌上取物等日常活动,达到了预期目标。今后对原型系统作进一步完善,特别是小型化、智能芯片化,把触觉装置制成颈环、腰带、手环、脚环等,将能够广泛应用于盲人出行辅助、夜间野外旅行、深海潜水等多种工作场景。

关键词：盲人人工视觉系统头部触觉触觉编码无线传输语音辅助

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通过触觉编码和声音为视力障碍者提供远程虚拟陪伴

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生物化学与生物物理进展 2024年第1期51卷 158-176页

作者：葛松黄轩拓林衍旎李沿橙董问天党卫民徐晶晶伊鸣许胜勇北京大学电子学院教育部纳米器件物理与化学重点实验室北京100871 北京大学信息科学技术学院北京100871 北京大学第六医院北京大学精神卫生研究所国家卫生健康委员会精神卫生学重点实验室(北京大学)国家精神心理疾病临床医学研究中心(北京大学第六医院)北京100191 山东大学微电子学院济南250100 北京大学基础医学院神经生物学系神经科学研究所神经科学重点实验室北京大学公共卫生学院北京100191

目的现有的人工视觉装置分为植入式装置和体外辅助装置两种,但它们都有一些不足之处。植入式装置需要手术植入、会造成不可恢复创伤;体外辅助装置指令相对简单、应用场景较为单一、过于依赖人工智能(AI)的判断不能提供足够的安全性。本... 详细信息

目的现有的人工视觉装置分为植入式装置和体外辅助装置两种,但它们都有一些不足之处。植入式装置需要手术植入、会造成不可恢复创伤;体外辅助装置指令相对简单、应用场景较为单一、过于依赖人工智能(AI)的判断不能提供足够的安全性。本文提出了一种将周边环境信息转化成头颈部触觉指令、并辅助以语音交互的系统,其有效性、安全性、信息量等均优于现有体外辅助技术,同时也具有低成本、低风险、适合多种生活和工作场景等优势。方法该系统借助最新的远程无线网络通讯技术、芯片技术,利用前方人员随身佩戴的微小型电子设备、摄像头和感应器,以及云端庞大的数据库和计算能力,后台人员可以实时、充分地远程(比如跨越城市)了解前方的现场景象、环境参数和人员状态等信息,通过对比云端数据库和内存数据库、AI辅助识别和人工综合分析,快速获得最合理的行动方案,并将行动指令及时传给前方人员,实现盲人导航功能。同时,也用语音互动对话提供人文关怀、情感寄托。结果本文首次提出了“远程虚拟陪伴概念”,并演示了相应的硬件和软件以及多种生活场景下的测试效果。除了可以实现基础的导航功能,比如帮助视觉障碍人群完成在超市购物、咖啡厅寻座、街道行走,以及完成更加复杂的拼图、日常娱乐打牌功能,还可以满足骑行等速度相对快的移动指令要求。结论实验结果表明,这种“远程虚拟陪伴”装置适用大量场景和需求,不仅可以用于视觉障碍人群出行、购物、娱乐,也可用于陪伴老人出行、辅助野外探险或旅行等,具有广泛的发展和应用前景。

关键词：人工视觉辅助远程虚拟伴侣触觉代码盲人导航

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Ag(111)表面Ag配位结构的分等级组装

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物理化学学报 2022年第8期38卷 22-27页

作者：李若宁张雪薛娜李杰吴天昊徐榛王一帆李娜唐浩侯士敏王永锋北京大学电子学系纳米器件物理与化学教育部重点实验室碳基电子学中心北京100871 天津第五中心医院天津市早产儿器官发育表观遗传学重点实验室中心实验室天津300450 北京大学(天津滨海)新一代信息技术研究院天津300450 法国国家科学研究中心材料与结构研究所表界面纳米研究组法国图卢兹31055 北京量子信息科学研究院北京100193

表面辅助的金属有机纳米结构因其结构稳定性和潜在应用受到广泛关注。在金属有机纳米结构中,金属原子来源于外部沉积的金属或金属表面原子。外部沉积的金属原子种类多样,取决于目标纳米结构。然而,金属表面原子受限于表面科学常用的金... 详细信息

表面辅助的金属有机纳米结构因其结构稳定性和潜在应用受到广泛关注。在金属有机纳米结构中,金属原子来源于外部沉积的金属或金属表面原子。外部沉积的金属原子种类多样,取决于目标纳米结构。然而,金属表面原子受限于表面科学常用的金、银和铜单晶金属表面。金属有机纳米结构大多包括Au配位或是Cu配位结构,而只有少量的用表面Ag原子构成。分子金属相互作用的进一步研究有助于预期纳米结构的精确控制形成。至于构建基元,有机分子通过M―C、M―N和M―O键与表面金属原子配位。末端炔反应或者乌尔曼耦合能够实现C―M―C节点的形成。Cu和Au原子能够与含有末端氰基或吡啶基官能团的分子配位形成N―M―N键。另外,表面Ag增原子能够通过Ag―N配位键与酞菁分子配位。然而,M―O配位键的相关研究较少。因此,我们计划使用末端羟基分子与Ag增原子配位形成金属有机配位纳米结构去研究O―Ag节点。我们通过扫描隧道显微镜利用4,4’-二羟基-1,1’:3’,1’’-三联苯分子(4,4’-dihydroxy-1,1’:3’,1’’-terphenyl,H3PH)和Ag增原子成功构筑了一系列二维有序纳米结构。在室温下,蒸镀的H3PH分子自组装形成由环氢键连接的密堆积结构。当退火温度提升到330K,一种新的纳米结构出现了,该结构由O―Ag配位键和氢键共同作用形成。进一步地提升退火温度至420K,蜂巢结构和共存的二重配位链出现,这两种结构中仅由O―Ag―O键构成。为分析金属分子反应路径和O―Ag―O键的能量势垒,我们对该体系进行密度泛函理论计算。计算结果显示,O―Ag键形成的能量势垒是1.41 eV,小于O―Ag―O节点1.85 e V的能量势垒。这也解释了分等级金属-有机纳米结构形成的原因。我们的实验结果提供了一种利用有机小分子和金属增原子来设计和构筑分等级二维纳米结构的有效方法。

关键词：退火环氢键配位扫描隧道显微镜密度泛函理论

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"真空电子材料与器件"专刊序言

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真空与低温 2025年第3期31卷封2,前插1页

作者：佘峻聪魏贤龙中山大学中山大学电子与信息工程学院(微电子学院) 北京大学北京大学电子学院北京大学纳米器件物理与化学教育部重点实验室北京真空学会

真空电子材料与器件是真空领域的重要研究方向.为了反映真空电子材料与器件的最新研究进展,我们推出"真空电子材料与器件专刊",以馈读者.本期专刊共收录18篇专业学术论文,内容涉及微纳真空晶体管、真空计、电子源等方面的创...

真空电子材料与器件是真空领域的重要研究方向.为了反映真空电子材料与器件的最新研究进展,我们推出"真空电子材料与器件专刊",以馈读者. 本期专刊共收录18篇专业学术论文,内容涉及微纳真空晶体管、真空计、电子源等方面的创新成果.

关键词：

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外延生长具有厚度可调导电属性的非层状二维碲化锰纳米片用于p-型场效应晶体管和优异的接触电极

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物理化学学报 2025年第2期41卷 107-115页

作者：贺梦菲陈超唐月孟思王遵法王立煜行家宝张欣宇黄佳慧卢江波井红梅刘翔宇徐华陕西师范大学材料科学与工程学院应用表面与胶体化学教育部重点实验室陕西省先进能源器件重点实验室西安710119 宁夏大学化学化工学院银川750021 陕西师范大学物理与信息技术学院西安710119

碲化锰(manganese telluride,MnTe)作为一种新兴的非层状二维材料,因其优异的性质以及在下一代电子和光电子器件中的巨大潜力,而受到研究学者们的广泛关注。然而,目前超薄二维MnTe的可控合成仍然是一个巨大的挑战,这限制了对其基础性质... 详细信息

碲化锰(manganese telluride,MnTe)作为一种新兴的非层状二维材料,因其优异的性质以及在下一代电子和光电子器件中的巨大潜力,而受到研究学者们的广泛关注。然而,目前超薄二维MnTe的可控合成仍然是一个巨大的挑战,这限制了对其基础性质的研究和应用的深入探索。本文采用化学气相沉积方法成功合成了大面积的MnTe纳米片,并探究了其厚度对电学性质和器件应用的影响。通过提高MnTe纳米片的生长温度,样品厚度逐渐增加,晶畴尺寸从10μm增至125μm,形貌从三角形逐渐过度到六边形,最终生长成高度对称的圆形。结构表征和二次谐波测试表明,所制备的MnTe纳米片具有高度的结晶质量和优异的二阶非线性光学性质。此外,通过对不同厚度MnTe纳米片的电学输运测试,发现随着厚度从薄到厚,其导电特性从p型半导体逐渐转变为半金属。因此,利用半导体特性的薄层MnTe纳米片构建的光电探测器展现出出色的光响应性能。而将金属特性的厚层MnTe作为MoS2场效应晶体管的接触电极,显著提高了器件性能,如载流子迁移率可从12.76 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1)(Au接触)提升到47.34 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1)(MnTe接触)。

关键词：二维材料碲化锰化学气相沉积场效应晶体管光电探测器接触电极

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真菌鉴别和检测的SERS光谱技术研究进展

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光谱学与光谱分析 2021年第6期41卷 1661-1668页

作者：李玲何薪宇李世芳葛闯徐溢重庆大学新型微纳米器件与系统技术重点学科实验室&光电技术与系统教育部重点实验室重庆400044 重庆大学化学化工学院重庆400030 重庆大学肿瘤医院癌症转移和个体化治疗转化研究重点实验室重庆400030 重庆大学光电工程学院重庆400044

真菌是一种广泛存在于自然界的病原微生物,具有细胞核、细胞壁等结构,可以引起动、植物和人类的多种疾病。真菌感染是临床上常见的感染性疾病之一,使得近年来针对真菌的高效检测及真菌相关领域的研究备受关注。目前真菌的传统检测方法... 详细信息

真菌是一种广泛存在于自然界的病原微生物,具有细胞核、细胞壁等结构,可以引起动、植物和人类的多种疾病。真菌感染是临床上常见的感染性疾病之一,使得近年来针对真菌的高效检测及真菌相关领域的研究备受关注。目前真菌的传统检测方法主要有培养、镜检与分子生物学检测法等,均具有操作复杂、耗时等缺点。表面增强拉曼散射(SERS)技术以其不受水分子干扰、能反应分子指纹信息、检测迅速等特点在真菌的检测与鉴别领域逐渐发挥出明显的优势。在简要介绍真菌的结构特点及真菌常用的检测方法基础之上,主要针对拉曼光谱(Raman spectrum)/SRES技术在真菌检测和鉴别中的应用进行调研和讨论。首先通过对Raman/SERS技术的特点以及真菌的结构特征进行解析,根据调研Raman/SERS技术用于真菌检测的相关文献,分析了SERS技术用于真菌检测的可行性,提出SERS技术在真菌检测时会面临检测灵敏度低、信号复杂、选择性和特异性差以及信号重现性和稳定性不佳等难点。为解决以上难题,分析了SERS的增强模式,重点针对SERS的纳米增强介质材料、SERS标签(SERS_(tag))的信号放大效应以及SERS光谱分析技术与微流控芯片分析技术结合等SERS分析新进展,予以了系统地综述和讨论。通过纳米材料选择和纳米微结构的构建,SERS增强介质所产生的SERS增强效应在真菌鉴别以及临床疾病快速诊断中显示出巨大的发展潜力;基于SERS_(tag)产生的信号放大机制,可以有效提高真菌SERS检测的灵敏度、特异性和重现性;在微流控芯片中设计和集成SERS增强纳米微结构,构建基于SERS_(tag)的信号放大策略,开展针对真菌的快速高效测试方法研究,更有望实现真菌样本的高通量及高内涵SERS检测,其在真菌的鉴别和检测上显示出巨大的研究价值和应用前景。

关键词：真菌纳米增强基底 Raman/SERS光谱分析 SERS标签微流控芯片

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人工视觉辅助系统:现状与展望

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生物化学与生物物理进展 2021年第11期48卷 1316-1336页

作者：林衍旎葛松杨娜娜徐晶晶韩鸿宾许胜勇北京大学信息科学技术学院电子学系教育部纳米器件物理与化学重点实验室北京100871 山东大学微电子学院济南250100 北京大学医学部医学技术研究院北京100191 北京大学第三医院磁共振成像设备与技术北京市重点实验室北京100191

通过视觉获取图像信息是人类学习和生活的重要功能,失明则会显著降低其生活质量.因视网膜色素变性、青光眼和黄斑变性等疾病而造成后天失明者,以及由意外事故、战争等造成眼部创伤者,有可能通过人工视觉辅助系统的帮助恢复部分视觉,或... 详细信息

通过视觉获取图像信息是人类学习和生活的重要功能,失明则会显著降低其生活质量.因视网膜色素变性、青光眼和黄斑变性等疾病而造成后天失明者,以及由意外事故、战争等造成眼部创伤者,有可能通过人工视觉辅助系统的帮助恢复部分视觉,或者完成复杂的生活任务.一些盲症患者视觉通路的神经传导剩余部分依然有功能,因此可以借助电极阵列刺激视神经向大脑传递视觉信息,也可在大脑视觉皮层贴敷电极阵列的方法输入视觉信息.此外,还能借助体外装置,如通过人工智能将视觉转换成语音指令、触觉阵列编码等,帮助盲症患者获得环境信息.本文综述各类人工视觉辅助系统的现状,展望其发展趋势,并提出了新的植入器件与随身体外装置的新设想.

关键词：人工视觉辅助系统视网膜假体视皮质假体体外辅助系统

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脑机接口:现状,问题与展望

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生物化学与生物物理进展 2020年第12期47卷 1227-1249页

作者：葛松徐晶晶赖舜男杨娜娜林衍旎许胜勇北京大学信息科学技术学院电子学系教育部纳米器件物理与化学重点实验室北京100871 山东大学微电子学院济南250100

本文综述现有脑机接口技术的最新发展,并讨论这些脑机接口技术的局限和存在的问题,如高估人类个体大脑的功能、对大脑信息存储方式缺乏了解等.基于大脑信息存储的"二维码"模型,我们认为目前的脑机接口技术方案仅适用于一些简... 详细信息

本文综述现有脑机接口技术的最新发展,并讨论这些脑机接口技术的局限和存在的问题,如高估人类个体大脑的功能、对大脑信息存储方式缺乏了解等.基于大脑信息存储的"二维码"模型,我们认为目前的脑机接口技术方案仅适用于一些简单的应用场景,如了解受测者的情绪变化、生命活动的状态,以及控制体外器械等,而无法通过脑机接口技术获取脑内诸如记忆与思考等信息的精准细节.我们也提出,向大脑输入信息的脑机接口技术有较大的发展空间,比如发展具有多种调控效果、物理和生化技术结合的深脑刺激装置,有可能广泛应用于抑郁症、癫痫等脑疾病的治疗,以及应用于短期脑力的增强.本文对于目前的脑机接口研究领域具有一定的警示和启发意义.

关键词：人类大脑脑机接口脑电极脑探针大脑记忆机制

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