二维材料(2D)MXenes因其具有高比表面积、高导电率、可溶液加工等特性, 作为超级电容器电极材料受到广泛关注。本文中总结了基于HF和氟化盐的刻蚀、基于碱的刻蚀、电化学刻蚀、路易斯酸熔融盐刻蚀等几种Ti3C2Tx MXene的制备方法, 综述了真空辅助过滤、阳离子自组装、逐层组装工艺、印刷工艺、组装MXene气凝胶和水凝胶等Ti3C2TxMXene基电极材料的组装策略及其在超级电容器的应用。研究表明, 不同制备方法和电极组装策略将会影响电极材料的结构和电化学性能。对Ti3C2Tx MXene的制备方法和电极组装策略进行了对比总结, 指出了研究中存在的问题, 并展望了MXene今后的研究方向。

以有机异质结C60/ZnPc作为电荷产生层, 制备结构为ITO/TPBi(40 nm)/C60(x nm)/ZnPc(x nm)/NPB(40 nm)/Al(120 nm)和ITO/TPBi(40 nm)/LiF(y nm)/Al(2 nm)/C60(5 nm)/ZnPc(5 nm)/MoO3(3 nm)/NPB(40 nm)/Al(120 nm)的非发光倒置器件, 其中x的值为0、5、10和15, y的值为0、0.5、1.0和1.5.实验证明, 有机异质结C60/ZnPc可在外电场下实现电荷分离, 加入LiF/Al和MoO3可更有效地提高电荷产生层的电荷分离和注入能力.基于LiF/Al/C60/ZnPc/MoO3结构, 制备绿色磷光叠层有机发光二极管, 进一步研究该电荷产生层对叠层器件的光电性能影响.结果表明, 电荷产生层的电荷分离和注入可影响叠层器件内部的电荷注入平衡, 进而对器件性能产生影响.当LiF、Al、C60、ZnPc和MoO3结构厚度分别为0.5 nm、1 nm、5 nm、5 nm和3 nm时, 电荷产生层产生的电荷与两侧电极注入的电荷达到匹配, 使叠层器件具有最佳光电性能, 获得了高效绿色磷光叠层器件, 其驱动电压明显低于单层器件2倍, 最大亮度、电流效率和功率效率分别达84 660 cd·m－2、94.7 cd·A－1和43 lm·W－1.

以DCJTB为颜色转换层, 结合双蓝色发光层有机电致发光器件制备了结构为PMMA∶DCJTB(x%)/ITO/NPB(30 nm)/mCP(5 nm)/mCP∶Firpic(8%, 30 nm)/TPBi∶Firpic(8%, 10 nm)/TmPyPB(30 nm)/Cs2CO3(1 nm)/Al(x=0.7, 1.0, 1.5)的白色有机发光器件.结果表明, 器件的效率和显示性可通过DCJTB浓度加以调控,当DCJTB浓度为1.0%时, 器件拥有最佳性能, 其最大电流效率、色坐标和显色指数分别为13.4 cd·A－1、(0.33, 0.31)和69.为进一步提高器件效率和显色性, 在发光层TPBi∶Firpic与电子传输层TmPyPB之间插入TPBi/TPBi∶Ir(ppy)3结构, 研究表明: 该插入结构能丰富器件发光颜色, 增大颜色转换层的有效吸收光量; 同时可限制激子复合区域, 提升激子利用率, 实现了器件效率和显色性能的同时提升.获得的白光器件最大电流效率和显色指数分别为17.8 cd·A－1和81, 分别提升了33%和17%, 色坐标仅漂移(0.02, 0.02).

设计了一种新型的微流控-超材料集成多带太赫兹传感器。模拟了该传感器在探测不同摩尔分数乙醇水溶液时的反射谱。结果表明,随着乙醇摩尔分数的升高,反射谱中四个共振峰的反射率逐渐减小,而峰位逐渐蓝移。分析了传感器共振峰的频率和反射率与乙醇摩尔分数的定量关系,并将其应用于乙醇水溶液的摩尔分数检测中。利用高频处的三个共振峰进行摩尔分数预测,其预测结果误差小于1%。以上结果有助于促进太赫兹时域光谱技术在快速、微量和实时的物质鉴定和生物传感中的应用。

基于ITO/MoO3/NPB/TCTA/FIrpic∶TCTA/FIrpic∶X/Y/LiF/Al结构, 研究了主体材料的能级和三线态激子, 以及电子传输材料的能级对器件性能的影响。研究发现, X与Y分别为TmPyPb与TPBI的双发光层蓝光器件的性能最优, 最大发光效率达到了23.78 cd/A。研究表明, 电子主体材料可以调节激子分布, 影响能量转移。

基于三原色白光器件ITO/NPB/TCTA/Ir(MDQ)2(acac)∶TCTA/TCTA/FIrpic∶TmPyPb/Ir(ppy)3∶TmPyPb/TmPyPb/LiF/Al, 通过在其绿色与蓝色发光层之间插入不同厚度的TmPyPb, 研究了该插入层的厚度对器件色纯度的影响。研究表明, 插入层厚度的改变能够影响能量转移及调节激子的分布, 当插入层厚度为4nm时, 器件色坐标为(0.33,0.36), 最大发光效率达11.58cd/A。

基于ITO/NPB/TCTA/Ir(MDQ)2(acac)∶TCTA/FIrpic∶TmPyPb/Ir(ppy)3∶TmPyPb/TmPyPb/LiF/Al结构的三原色白光器件, 通过分别在蓝光与红光、绿光发光层界面处插入2 nm TCTA与2 nm TmPyPb中间层, 研究了中间层的有无对器件性能的影响。结果表明, 中间层的引入可以调整激子的分布, 影响能量转移。具有双中间层的器件实现了高质量的白光发射, 最大发光效率达到22.56 cd/A。

研究Q235钢表面激光熔覆钛涂层的显微组织、物相组成及耐蚀性能。采用激光熔覆技术在钢材表面先制备镍金属层作为过渡层, 再通过激光熔覆技术制备出钛的表面层。采用SEM观察了熔覆层的表面形貌, 采用Zahner Zennium 型电化学工作站对熔覆层的耐蚀性能进行了研究。结果表明, 过渡层的引入可以显著改善钢材和钛连接处材料界面的状况, 能有效减少脆性金属间化合物的生成; 可以显著改善涂层的表面成型质量; 制备出的涂层的耐蚀性比基体材料要好。过渡层的厚度以及表层熔覆工艺中对过渡层的稀释率的控制, 是熔覆层成型质量的关键。

以透明导电薄膜MoO3/Au/MoO3代替铟锡氧化物(ITO)作为有机太阳能电池(OSCs)的阳极, 研究了一系列结构为MoO3/Au/MoO3的透明电极和MoO3(y nm)/Au(x nm)/MoO3(y nm)/CuPc(25 nm)/C60(40 nm)/BCP(8 nm)/Al(100 nm)的有机太阳能电池。研究表明, MoO3/Au/MoO3电极的光电特性可通过改变各层薄膜厚度加以调控, 在MoO3薄膜厚度为40 nm、Au薄膜厚度为10 nm时性能最优, 且以该薄膜为电极的有机太阳能电池器件的性能接近于电极为ITO的有机太阳能电池器件。

研究了基于FIrpic的超薄非掺杂有机电致蓝色磷光器件的光电特性。改变超薄非掺杂FIrpic发光层以及其隔离层的厚度，可以调控FIrpic分子的聚集及激子相互作用强度对器件性能的影响。研究结果表明，具有TCTA 5nm/FIrpic 1nm/TCTA 5nm/FIrpic 1nm/TPBI 5nm/FIrpic 1nm多发光层结构的器件性能较优，最大发光效率为9.9cd/A，超薄非掺杂发光层结构避免了掺杂方法中共沉积磷光材料浓度的精确控制，有利于简化器件制备工艺。