石墨烯具有优异的力学、电学、光学、热学等物理性质,是当前新型材料的研究热点之一,被广泛应用在导电薄膜、储能元件、药物载体以及锂电池等领域。然而,石墨烯无带隙的特点限制其更广泛的应用,因此,通过技术手段打开石墨烯带隙成为学者们亟待解决的新问题。将石墨烯制成石墨烯纳米带(Graphene nanoribbons,GNRs)是打开其带隙的可行办法。因此,本文梳理了制备GNRs的不同方法,综述了其制备原理和研究进展,并对比了其优点和不足,提出了将不同方法的优点相互结合的复合制备方法,以实现可控、高效、高质量制备GNRs,最后介绍了GNRs在高性能传感器、场效应晶体管和光电探测器领域应用的研究进展和未来发展趋势。这对GNRs进一步应用在纳米器件中有一定的指导意义。...
研究
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[背景]纳米氧化铜(CuO-nanoparticles,CuO-NPs)是一种工程纳米材料,具有价廉易得、稳定性强、导电性高的特点,同时具有高比容量、高表面能和大比表面积,在电化学、光电、能源技术、催化和生物医学等领域展现出巨大的应用潜力.随着对CuO-NPs研究的深入,特别是铜依赖毒性机制“铜死亡”的发现,其环境安全性和生物相容性问题备受关注.[进展]本文主要介绍近5年来CuO-NPs的应用进展及环境命运,并阐述其环境危害、健康危害以及毒性机制研究进展.在工业生产中,CuO-NPs主要在超导、催化、玻璃陶瓷染色和农药领域被广泛应用,在电极材料、光电元件、抗菌剂、生物传感和肿瘤治疗等方面也有广阔的应用前景.CuO-NPs对生态环境中植物、动物、微生物及人体健康有不同程度的危害作用,其毒性主要依赖于氧化还原电位、颗粒摄取、细胞内释放及铜离子溶出.最新发现的“铜死亡”机制为研究CuO-NPs的生物相容性提供了新视野.[展望]未来在CuO-NPs暴露条件下的表征、低浓度CuO-NPs作用下的长期和慢性影响、与实际环境相符的风险评估,以及不同毒性机制相互作用和稳态调节等方向开展深入研究,将有助于人们更充分了解CuO-NPs的生态毒性及相应机制。...
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体光伏效应是一种二阶非线性光电响应,指非中心对称结构材料在均匀光辐照下产生稳态的光电流.体光伏效应由于开路电压不受半导体能隙限制,并且功率转换效率可以突破Shockley-Queisser极限,因此引发广泛关注.此外,体光伏效应与固体的量子几何性质(如Berry曲率和量子度规)密切相关,是一种研究晶体电极化、轨道磁化和量子霍尔效应的有效手段.二维材料具有丰富的电、光、磁、拓扑性质及相互作用机制,可有效提高体光伏器件性能(如拓展体光伏效应响应范围等),对探索基础物理问题亦具有重要的研究价值.本文概述了体光伏效应的发展历程及其几种物理机制,重点讨论了二维材料中体光伏效应取得的研究进展,包括单一成分二维材料、二维材料堆垛工程(如二维材料同质结和异质结),以及在此基础上通过外界作用(如磁场、应变工程)实现产生或调控体光伏效应响应.最后对二维体光伏效应的发展前景进行了展望。...
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