1 福建中医药大学附属人民医院，福州 350004
2 福建中医药大学第一临床医学院，福州 350122
532 nm激光光凝是诱导啮齿类动物脉络膜新生血管（ CNV）的一种既定方法。本研究旨在评价激光诱导 CNV在体内和体外随时间变化的形态变异程度，为今后 CNV相关研究提供观察指标。本实验首先对棕色挪威（BN）大鼠进行激光造模，随后，根据不同时间点对其进行体内眼底照相、光学相干断层扫描（ OCT）、眼底荧光血管造影（ FFA）和吲哚菁绿血管造影（ ICGA），最后，应用组织病理检查进行体外验证。结果发现，光凝后第 7天出现 CNV，第 21天的 CNV总发生率最高。 FFA呈典型圆盘状强荧光渗漏， ICGA显示光凝区周边强荧光，中央低荧光，呈花环状形态。光学显微镜下可见，造模后第 7天，视网膜下 CNV形成，第 7～21天， CNV中央厚度逐渐增加，第 28天， CNV中央厚度保持相对稳定。这提示， 532 nm激光诱导 BN大鼠 CNV模型造模时间短，成功率高。这种造模方式可以广泛应用于临床前实验研究，为进一步研究 CNV发病机制提供了思路。
激光诱导 脉络膜新生血管 动物模型 BN大鼠 laser-induced 532 nm 532 nm choroidal neovascularization animal model brown Norway rats
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院&新型纳米光电信息材料与器件湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学 南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
过渡金属硫族化合物及其范德华异质结在光电探测方面具有重要的应用前景。近年来，基于光电导效应、光诱导栅控效应、光伏效应、光-热电效应等机理的器件被提出并广泛研究。其中，基于光诱导栅控效应的过渡金属硫族化合物平面型光电器件因其与晶体管相近的器件结构、工艺兼容性以及较高的光电探测响应率而备受关注，然而往往存在响应速度慢、不施加栅压时暗电流大等缺点，制约了器件性能的进一步提升。因此，针对过渡金属硫族化合物光诱导栅控型光电器件，如何提高其响应速度、降低暗电流成为亟需解决的重要问题。该研究通过实验构建石墨烯/MoS2/h-BN/石墨烯垂直异质结构，在传统石墨烯/MoS2异质结中插入宽禁带h-BN势垒层以抑制器件暗电流，同时利用光照条件下光生载流子的FN隧穿效应提升器件的光电响应速度。该研究成功实现了皮安量级的暗电流以及相对较快的光电探测响应速度（响应时间约为0.3 s），相比于传统石墨烯/MoS2异质结器件（响应时间约为20 s）有近两个数量级的提升，同时验证了基于FN隧穿效应的范德华垂直异质结构对于增强光电探测性能的积极作用。
光电探测器 范德华垂直异质结 FN隧穿 MoS2 h-BN 石墨烯 photodetector van der Waals vertical heterostructure FN tunneling MoS2 h-BN graphene 红外与激光工程
2023, 52(6): 20230217
1 中国科学院福建物质结构研究所, 福州 350002
2 中国科学院大学, 北京 100039
随着电子信息技术的飞速发展, 具有更高抗干扰能力以及更高灵敏度的日盲紫外探测器引起了广泛关注。六方相氮化硼(h-BN)凭借其超宽带隙、高光吸收系数、高热导率及高击穿场强等优势成为日盲紫外探测器研究的热点材料。此外, h-BN良好的机械强度和光学透明性使其兼具柔性探测器的潜力。然而室温条件下制备的h-BN薄膜常具有较多缺陷, 极大程度上限制了其柔性探测器的发展。本文在室温条件下采用反应磁控溅射, 以B为生长源, 在蓝宝石和Si衬底上实现了较高质量h-BN薄膜的制备, 并在此薄膜的基础上制备了高性能日盲紫外探测器。3 V电压下, 其探测器拥有极低的暗电流(0.07 pA)、较高的响应度(1.37 μA/W)和探测率(2.73×1010 Jones)。本文的研究结果证实了室温制备h-BN薄膜及其日盲紫外探测器的可行性, 为实现可在室温下工作的h-BN探测器的应用提供了参考。
h-BN薄膜 反应溅射法 室温 日盲紫外探测器 光电性能 响应度 h-BN film reactive sputtering method room temperature solar-blind ultraviolet detector photoelectric property responsivity
六方氮化硼(h-BN)晶格结构是一种类六方对称复式超晶格结构。具有h-BN晶格构型的光子晶体以其宽光子带隙特点受到国内外学者的广泛关注。本文利用不同尺度低压气体放电管与Al2O3介质棒周期性排列，构建了新型h-BN型超晶格等离子体光子晶体，实现其空间结构和等离子体参数的动态调控。利用微波透射谱对比研究了h-BN型超晶格与简单三角晶格等离子体光子晶体禁带位置、宽度和数目。分析了放电电流、介质棒阵列数对不同频段光子带隙的影响，以及电磁波入射角度对电磁传输特性的影响。结果表明：等离子体的引入不仅能够形成新的光子带隙，而且可以选择性地使部分禁带位置发生移动；相对于简单三角晶格，h-BN型超晶格等离子体光子晶体呈现出更多光子带隙；Al2O3介质棒阵列数对等离子体光子晶体禁带位置、宽度和数目均具有重要影响。电磁波入射角度变化越大，电磁传输特性差别越显著，透射谱相关性越差。本文所设计的新型h-BN型超晶格等离子体光子晶体为制作可调谐光子晶体提供了新的思路，在微波和太赫兹波控制领域具有潜在应用价值。
等离子体光子晶体 h-BN型超晶格 宽光子带隙 动态调控 微波透射谱 plasma photonic crystal h-BN superlattice wide photonic band gap dynamical modulation microwave transmission spectrum
1 1.中国科学院理化技术研究所 低温工程重点实验室, 北京 100190
2 2.中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
具有分级结构的BN纳米薄膜展现出优异的超疏水性, 但由于该薄膜的制备过程复杂、成本昂贵, 不适宜大规模的生产和应用。与之相比, 基于疏水BN粉体的超疏水涂层的应用会更为便捷。本研究采用镁热还原氮化燃烧合成法结合酸洗工艺制备了疏水的单相BN粉体, 水接触角为(144.6±2.4)°, 疏水性可以归因于BN粉体颗粒具有的微纳分级结构。在此基础上, 以这种燃烧合成的疏水BN粉体为填料制备的BN/氟硅树脂复合涂层进一步表现出超疏水性, 其中质量分数30% BN/FSi树脂涂层的水接触角为(151.2±0.7)°, 滚动角约为8°。该涂层与文献报道的通过CVD方法制备的BN纳米薄膜的性能相当, 但工艺更加简单。这是一种利用陶瓷粉体的疏水性来制备超疏水有机无机复合涂层的简便易行的新方法, 有望获得广泛的工程应用。
燃烧合成 BN 疏水 超疏水涂层 combustion synthesis BN hydrophobicity super-hydrophobic coating
1 1.燕山大学 机械工程学院, 秦皇岛 066004
2 2.燕山大学 亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室, 高压科学研究中心, 秦皇岛 066004
无粘结剂cBN材料制作的切削刀具韧性较差, 并且这种材料的合成压力高。为此, 本研究在工业压力下制备了超硬、高韧的新型无粘结剂层状BN增韧cBN (Lt-cBN)块材, 通过切削硬质合金实验, 分析了Lt-cBN材料内部微观结构对其切削性能和耐磨性的影响。研究结果表明: Lt-cBN材料的韧性高达8.5 MPa·m1/2, 可超精密切削硬质合金, 获得了粗糙度Ra低于10 nm的超光滑表面; Lt-cBN材料内部存在少量层状BN, 不仅提高了韧性, 还降低了表层材料的非晶化程度及磨损速率; 相对于商品化的纯相cBN材料, Lt-cBN材料展现出更好的切削性能和耐磨性; Lt-cBN材料的主要磨损形式为后刀面的部分非晶化, 并在摩擦作用下逐渐被去除而导致的磨料磨损。
无粘结剂cBN 层状BN 超精密切削 耐磨性 硬质合金 binderless cBN layered BN ultra-precision cutting wear resistance tungsten carbide
1 1. 中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 2. 中国科学院大学, 材料科学与光电工程中心, 北京 100049
Si3N4-BN-SiC复合材料以其良好的力学性能和抗氧化性能而具有良好的工程应用前景。本研究以Si、Si3N4稀释剂、B4C和Y2O3为原料, 采用燃烧合成法成功制备了Si3N4-BN-SiC复合材料。通过Si、B4C和N2气之间的反应, 在Si3N4陶瓷中原位引入BN和SiC, 制备的Si3N4-BN-SiC复合材料由长棒状的β-Si3N4和空心球形复合材料组成。实验研究了空心球微结构的形成机理, 结果表明, 生成的SiC、BN颗粒及玻璃相覆盖在原料颗粒上, 当原料颗粒反应完全时, 形成空心球形微结构。并进一步研究了B4C含量对Si3N4-BN-SiC复合材料力学性能的影响。原位引入SiC和BN在一定程度上可以提高复合材料的力学性能。当B4C添加量为质量分数0~20%时, 获得了抗弯强度为28~144 MPa、断裂韧性为0.6~2.3 MPa·m 1/2, 杨氏模量为17.4~54.5 GPa, 孔隙率为37.7%~51.8%的Si3N4-BN-SiC复合材料。
燃烧合成 Si3N4-BN-SiC复合材料 原位引入 相组成 空心球 形成机理 combustion synthesis Si3N4-BN-SiC composites in situ introduction phase compositions hollow sphere formation mechanism
1 中北大学仪器与电子学院, 太原 030051
2 中北大学前沿交叉科学研究院, 太原 030051
化学气相沉积法生长的单层石墨烯具有卓越的力学、热学和电学特性, 成为新一代纳米器件的首选材料。对石墨烯电子特性的理论研究有利于推动纳米器件的发展与应用。本文基于密度泛函理论与非平衡格林函数相结合的方法, 系统地研究了石墨烯及石墨烯/氮化硼的电子结构特性。结果表明, 在高对称K点, 带隙为零。在50~400 K范围内, 由于费米面的电声子散射作用, 单层石墨烯的迁移率随着温度增加呈现显著下降趋势。此外, 通过对不同层间距的石墨烯/氮化硼结构的能带、态密度、电子密度等特性分析, 发现随着层间距增加, 能带间隙减小, 导带与价带间的能量差减小。随着原子个数的增加, 石墨烯/氮化硼超胞结构与原胞结构的带隙开度变化规律一致, 这对石墨烯基器件的结构设计具有一定的指导意义。
石墨烯 氮化硼 密度泛函理论 化学气相沉积 迁移率 层间耦合 电子结构 二维材料 graphene BN DFT chemical vapor deposition mobility interlayer coupling electronic structure two dimensional material
1 中国航发北京航空材料研究院 先进复合材料国防科技重点实验室, 北京100095
2 北京理工大学 材料学院, 北京 100081
采用化学气相渗透(CVI)工艺, 在SiC纤维表面沉积BN和BN/SiC复合界面层, 对沉积界面层前后纤维的力学性能进行了评价。采用聚合物浸渍裂解(PIP)工艺进行致密化, 制得以原纤维、BN界面层和BN/SiC界面层纤维增强的三种Mini-SiCf/SiC复合材料, 研究其微观结构和拉伸性能。结果表明: 采用CVI工艺制得的界面层厚度均匀、结构致密, 其中BN界面层中存在六方相, 晶体尺寸为1.76 nm; SiC界面层结晶性较好, 晶粒尺寸为18.73 nm; 沉积界面层后SiC纤维的弹性模量基本保持不变, 拉伸强度降低。与SiCf/SiC相比, PIP工艺制备的SiCf/BN/SiC和SiCf/(BN/SiC)/SiC-Mini复合材料所能承受的最大拉伸载荷和断裂应变明显提升, BN界面层起主要作用。由断面形貌分析可以看出, SiCf/BN/SiC和SiCf/(BN/SiC)/SiC复合材料的纤维拔出明显, 说明在断裂时消耗的能量增加, 可承受的最大载荷增大。
BN/SiC复合界面层 Mini-SiCf/SiC复合材料 最大拉伸载荷 断裂应变 BN/SiC multilayered interphase Mini-SiCf/SiC composites maximum tensile load fracture strain
1 山西大学 物理电子工程学院,山西 太原 030006
2 量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西大学激光光谱研究所,山西 太原 030006
3 极端光学协同创新中心 山西大学,山西 太原 030006
设计了一种涂覆六边形氮化硼材料的多凹槽型中红外线吸收器。这是一种光栅型吸收器,单元结构中包括多个在电介质中挖出的空气凹槽。凹槽的侧面和底部均匀涂覆了六边形氮化硼材料,并且凹槽的深度是线性渐变的。该吸收器的吸收特性是由表面等离子共振效应和电介质腔共振效应共同作用引起的。采用有限元算法研究了结构参数、工作波长及入射角度对吸收器吸收性能的影响。结果表明:在优化的结构参数条件下,吸收器的吸收率在5.5~15 μm的波长范围和在0°~75°的入射角范围内可以达到90％。
电磁波吸收器 中红外 光栅 氮化硼 表面等离子体 electromagnetic wave absorber mid-infrared grating h-BN surface plasmon
