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基于Au-Au键合的石墨烯压力传感器可靠性分析

基于Au-Au键合的石墨烯压力传感器可靠性分析

摘要：随着MEMS技术的飞速发展，可靠性问题逐渐成为MEMS器件领域研究的重要问题。为了系统地研究石墨烯压力传感器在高温高湿环境下长时间工作的可靠性和稳定性，通过热处理（HT）、热贮存（HTS）和高温高湿（HTH）等负载环境因素评估石墨烯压力传感器的Au-Au键合质量及可靠性。热处理实验结果表明，退火后的机械强度和电学性能都略有变化。此外，长期稳定性实验表明，石墨烯电阻并无明显退化。因此，双重Au-Au键合具有较好的气密性和可靠性，使得传感器在不同负载环境下具有良好的稳定性。该研究可为石墨烯压力传感器在高温高湿等复杂环境下的应用提供参考。
交叉 2026年03月27日
氢键有机框架纳米酶的制备及其靶向抗菌应用

氢键有机框架纳米酶的制备及其靶向抗菌应用

摘要：本文构建了一种选择性治疗的氢键有机框架纳米酶（Pro@HOF@apt-Cu）： 通过常规法合成了具有过氧化物酶活性的铁卟啉氢键有机框架（FeTCPP-HOF），并在其表面修饰了通过DNA模板原位生长约5 nm的铜纳米颗粒（CuNPs）和靶向革兰氏阴性菌脂多糖（LPS）的核酸适配体。 FeTCPP-HOF表现出优异的类过氧化物酶（POD）活性，不仅能在感染部位高H2O2环境中通过催化产生高毒性羟基自由基（·OH）破坏细菌细胞膜，还可将CuNPs表面的Cu（0）氧化为Cu（Ⅰ），增强生物正交催化效率。 适配体介导的主动靶向使Pro@HOF@apt-Cu对LPS的识别显著强于非靶向组，抗菌效果有效提升。 此外，HOF固有的孔道结构实现了前药的有效负载与原位激活，降低了脱靶毒性并增强治疗效果。 更重要的是，Pro@HOF@apt-Cu处理7 d能够有效清除小鼠植入导管及伤口的生物膜，并促进伤口愈合。 该协同治疗策略为革兰氏阴性菌感染提供了一种新的治疗方案。
交叉 2026年09月01日
不同堆垛石墨烯/氮化硼异质结的电子特性及压阻特性

不同堆垛石墨烯/氮化硼异质结的电子特性及压阻特性

摘要：石墨烯以其优异的电学特性、高载流子迁移率和良好的机械性能, 在纳米电子器件领域展现出巨大的应用潜力. 理论上看, 本征石墨烯的狄拉克锥形能带结构赋予其独特的电学性质, 然而, 单独石墨烯由于缺乏支撑、对环境敏感等原因, 其实际应用受到限制. 近年来, 与石墨烯结构相似的二维材料六方氮化硼(h-BN) 被引入作为制备异质结的理想材料, 不仅为石墨烯提供机械支撑和防护, 还可打开石墨烯带隙并调控其电子输运性质, 从而拓展其技术应用前景. 本文提出通过构建不同堆垛方式的石墨烯/氮化硼异质结构以实现石墨烯压阻系数优化的方案. 基于密度泛函理论和杂化密度泛函理论, 采用第一性原理计算系统分析了不同堆垛构型下异质结的压阻性能. 结果表明, 所有构型在单轴应变下的压阻系数均显著高于双轴应变; G-BN2 堆垛构型在两种应变条件下均表现出最高的压阻系数, 这为石墨烯基压阻器件的设计提供了理论依据.
交叉 2026年09月04日
量子点阵列几何构型对电子跃迁输运的调控

量子点阵列几何构型对电子跃迁输运的调控

摘要：硅基纳米结构中杂质原子量子点阵列因其在量子计算、量子模拟等领域的巨大应用潜力而备受关注. 基于线形、环形和网状等不同几何结构排列的量子点阵列因拓扑特性的差异以及长程库仑相互作用的影响, 展现出各异的电子输运特性. 同时, 通过调控电子隧穿和波函数相位相干性, 可以深刻影响电子的跃迁输运行为. 本文致力于构建硅基纳米结构中杂质原子量子点阵列的通用Fermi-Hubbard 模型, 探讨量子点分布的几何构型对电子的跃迁输运行为的调控机制. 特别以环形量子点阵列为例, 深入分析了不同几何结构和电子跃迁模式下的电子添加能谱与电导特性, 揭示了在位电子库仑排斥能、位间电子库仑排斥能、电子-离子实长程库仑吸引能与量子点耦合对电子跃迁行为的影响, 为理解量子点阵列几何分布对跳跃电子输运特性的调控机制提供了基本理论框架.
交叉 2026年04月01日
飞秒激光赋能精准微创牙科治疗：原理、进展与挑战

飞秒激光赋能精准微创牙科治疗：原理、进展与挑战

摘要：飞秒激光具有超短脉冲和极高的峰值功率，其独特的“冷烧蚀”作用机制，可在极小的热影响区内实现高精度去除，从而避免传统激光和机械钻头所导致的牙髓热损伤、牙体微裂纹及碳化等问题。凭借这一特性，飞秒激光在牙科治疗中展现出卓越的微创性与精确性。文中综述了飞秒激光与牙体硬组织及其他相关材料的相互作用原理，系统梳理了飞秒激光在牙科治疗核心领域的最新应用进展，包括牙体龋坏组织的高效清除和牙体的再矿化，高精度制备修复体和种植体空腔，以及种植体表面微纳结构的诱导。此外，飞秒激光在根管消毒、龈上洁治、牙石检测等其他牙科治疗领域也展现出了优越的应用潜力。尽管如此，飞秒激光技术在牙科的临床转化中仍然面临作用机理复杂、装备成本较高、操作流程未标准化及长期疗效验证不足等挑战。未来的研究可聚焦于作用机理探究、自动化智能化设备研发、临床方案优化及长期效果验证等方面，以加速飞秒激光在精准、微创牙科治疗中的广泛应用。
交叉 2026年09月09日
脑机接口研究态势分析

脑机接口研究态势分析

摘要：[目的/意义]脑机接口（brain-computer interface, BCI）作为实现脑信号与外部设备直接交互的前沿技术，近年来在神经康复、辅助控制及智能交互等领域取得快速发展。分析BCI国际发展态势可为我国BCI科学研究和科技布局提供参考。[方法/过程]基于Web of Science 核心合集数据库，检索了2016—2025 年的11237篇BCI相关论文，采用科学计量、网络可视化和BERTopic主题模型等分析方法，对BCI领域的研究产出、学科结构、国际合作、科研机构及研究热点进行了系统分析。[结果/结论]全球BCI研究呈现多学科融合趋势，工程学、计算机科学与神经科学为核心学科；中国在发文量和高被引论文数量上均位居全球首位，并与美国、英国等主要科研大国保持紧密合作；科研机构集中在少数高校和研究所，呈现显著集聚效应。在研究主题方面，当前研究热点主要集中在脑电图运动想象分类、中风后运动功能与脑重塑、神经电极与信号记录技术、功能性近红外光谱技术，以及想象语音解码等领域，这些方向共同涵盖了BCI技术的硬件层、算法层及应用层3个关键层次。综合上述分析，本研究系统揭示了BCI领域的发展脉络与前沿热点，以期为未来研究、技术应用及产业化探索提供参考。
交叉 2026年08月12日
与硅基技术兼容的二维过渡金属硫族化合物电子器件

与硅基技术兼容的二维过渡金属硫族化合物电子器件

摘要：作为现代信息社会的物理基石, 以硅基材料为核心的集成电路极大推动了人类现代文明的进程. 但是, 随着晶体管特征尺寸微缩逐渐接近物理极限, 传统硅基材料出现了电学性能衰退、异质界面失稳等挑战, 导致集成电路数据处理能力提升难、功耗急剧增加等问题产生. 超薄二维过渡金属硫族化合物(transition metal dichalcogenides,TMDCs)具有表面平整无悬挂键、电输运性能优异、静电控制力强、化学性质稳定等优势, 可有效解决上述问题, 被认为是后摩尔时代集成电路的最具潜力候选材料之一. 目前, 二维TMDCs集成电路研究在多个关键领域均取得了突破性成果, 但距离产业化应用仍需要克服一些挑战. 本文着重介绍了二维TMDCs材料与电子器件在集成电路应用的各方面优势, 系统阐明了二维TMDCs集成电路在材料控制生长、范德华界面优化以及器件设计构筑等方面的关键科学问题, 提出了相应解决办法和应对措施, 分析了二维TMDCs集成电路产业化进程中的综合性挑战, 明确了“与硅基技术兼容”二维TMDCs集成电路发展路线的优势、可行性与突破方向.
交叉 2024年11月04日
石墨烯增强铝基纳米复合材料扭转载荷下的微观变形行为

石墨烯增强铝基纳米复合材料扭转载荷下的微观变形行为

摘要：采用分子动力学模拟, 构建纯铝及含0.5%(体积分数) 的1—3 层石墨烯0°, 90°嵌入的石墨烯增强铝基纳米复合材料(Gr/Al nanocomposites) 的7 种模型, 探究Gr/Al 纳米复合材料扭转载荷下微观变形行为. 仿真结果表明, 石墨烯显著影响铝基的扭转力学响应: 石墨烯通过机械互锁与电子-声子耦合降低体系势能、平缓动能, 含石墨烯的纳米复合材料体系剪切应力波动更剧烈、极值更大; 0°嵌入时随层数增加影响更显著, 3 层石墨烯0°嵌入(3-Gr-0°) 在540°—610°附近应力极端值突出, 表明3-Gr-0°可承受更大的扭转载荷. 进一步研究发现, 3-Gr-0°中石墨烯对铝原子近短程和长程有序性的破坏作用更明显, 阻碍位错传播, 使初始位错角度增大, 位错类型仍以Shockly 为主. 本研究为该类复合材料结构设计与性能优化提供理论参考.
交叉 2026年09月10日
电离辐射诱导金属有机框架的合成和功能化研究进展

电离辐射诱导金属有机框架的合成和功能化研究进展

摘要：金属有机框架（MOFs）主要由水热/溶剂热法合成，其反应过程涉及高温、高压、长时间和高能耗。尽管传统水热/溶剂热合成的MOFs具有高结晶性，但其内部的孔结构单一，且具有有限的或缺乏特异性的功能结构，极大限制其本征性能的提升和应用领域的拓展。因此，高效绿色合成具有高性能的功能MOFs仍具有挑战性。电离辐射技术凭借其独特的活化机制与刻蚀效应，在晶态多孔材料的高效合成和功能化方面展现出重要作用。本文概述了近年来基于电离辐射技术的MOFs合成与功能化的研究进展，重点涵盖伽马射线与电子束辅助的原位合成策略，包括富缺陷MOFs及其异质结构的构建；同时介绍基于伽马射线与电子束的后辐射改性方法，用于制备功能化MOFs并探讨其应用。
交叉 2026年08月13日