通过低温等离子体聚合交联作用，制备了基于PDMS@ZnO纳米颗粒复合涂层的超耐久、自修复超疏水涤纶纤维。研究了制备工艺对超疏水性、自修复性以及涂层的耐久性和稳定性的影响。结果显示，PET-g-PDMS@ZnO织物表面的水接触角(WCA)可达162.7°，滚动角(SA)为7.5°，经过300次水洗循环和1300次摩擦循环后仍然保持超疏水特性，WCA和SA分别为150.0°和35.0°。分别采用等离子体和加热方法对磨损破坏的涂层进行自修复处理，结果表明等离子体修复效果明显，而热修复只在小载荷下效果明显，并利用扫描电子显微镜、纳米压痕以及X射线光电子能谱测量结果探讨了自修复机理。该研究为等离子体技术在超疏水织物制备中的开发和应用提供理论和技术支撑。

图1  (a) 超疏水织物的制备流程; (b) 不同液滴在超疏水织物表面的铺展图; 不同纤维表面的SEM图像, 其中图(c)—(e)分别对应(c) 涤纶纤维原样, (d) PET-g-PDMS, (e) PET-g-PDMS@ZnO; 不同纤维表面的AFM图像, 其中图(f)—(h)分别对应(f) 涤纶纤维原样, (g) PET-g-PDMS, (h) PET-g-PDMS@ZnO

同行评价

论文基于ZnO@PDMS纳米颗粒复合涂层，开展了采用低气压等离子体聚合交联方法制备具有超疏水、超耐久和自愈合特性纤维织物的实验研究。该工作对于发展新的超疏水材料制备技术很有意义。相关研究内容全面，思路独特，具有一定的新颖性。

随着空间观测、量子技术等前沿科研领域的发展，亚开温区的极低温制冷需求日益增加。本文设计并研制了一台极低温单级绝热去磁制冷机，该制冷机由GM型制冷机提供约3 K热沉，以钆镓石榴石为磁热工质，由超导线圈提供最大为4 T的磁场，通过绝热去磁，实验最低温度可达470 mK。在恒温控制模式下，可在1 K下提供2.7 J冷量，温度波动小于0.5 mK，绝热去磁制冷的第二热力学效率为57%；在0.8 K下，制冷量为1.2 J。该制冷机将作为50 mK温区三级绝热去磁制冷系统中的第一级，在1 K下提供0.7 mW制冷功率。本研究为进一步开展极低温多级连续绝热去磁制冷奠定了基础。

图1   绝热去磁过程中温度-磁场对应关系

同行评价

本文报道了一种基于绝热去磁技术的极低温制冷机及相关实验结果，其制冷性能优异，具有较大的发展潜力，为实现多级连续绝热去磁制冷提供了技术基础。

理解并量化影响钙钛矿太阳电池效率的因素，对研发高性能器件尤为重要。目前，太阳电池普遍认可的三大损失为光学损失、欧姆损失和非辐射复合损失。其中，非辐射复合包括体复合和表面复合，已被证明是制约电池效率提升的决定性因素。本文提出了一种分析电池伏安特性曲线的等效电路模型，能对上述损失机制进行全面描述，并通过与漂移-扩散模型及实验结果的对比，证实了电路模型的可靠性，拟合误差在2%以内。根据该模型，可以准确判断电池内的主导复合机制，并可从实际电池伏安曲线中提取不同效率损失对应的物理参数，绘制电压扫描过程中各机制随电压的演化曲线，从而理解效率损失的物理机理。该模型从电路角度分析了不同损失机制对电池工作特性的影响，有助于定位提高效率的关键点，是一个较全面的钙钛矿太阳电池仿真分析工具。

图1   根据(1)式分解的不同情况下的钙钛矿太阳电池电流组成示意图　(a), (d) 仅考虑体复合; (b), (e) 非辐射复合以表面复合为主; (c), (f) 不考虑非辐射复合但改变传输层. 其中J代表钙钛矿太阳电池的总电流,J_bulk为体复合电流, J_surf为表面复合电流, J_sh为电阻电流

同行评价

该工作提出了一种等效电路模型来分析钙钛矿太阳电池，通过此模型可区分体复合、表面复合，界面接触对器件性能的影响。并且对模拟数据进行了拟合，来验证提出模型的可行性。

近年来，α-MoO₃在忆阻器件的研究中得到广泛关注，其中氧含量的变化导致电阻率的改变，以及独特的层状结构有利于各种离子的插层从而调节电导，因此其在离子栅结构的突触晶体管的研究中发挥出重要作用。本文主要对层状α-MoO₃的基本性质、二维层状α-MoO₃的大面积制备方法和特性及其在存储计算领域的应用进展进行了分析。首先阐述了α-MoO₃的晶体结构、能带结构以及缺陷态。对比了大面积α-MoO₃的制备方法，包括一步法直接得到α-MoO₃纳米片，以及通过磁控溅射和原子层沉积方法结合后退火工艺实现α-MoO₃薄膜的制备。详细讨论了不同合成方法制得的α-MoO₃在存储计算应用中的优势。对比α-MoO₃在阻变存储中的器件性能，总结α-MoO₃基神经突触器件性能及其应用进展。最后，结合α-MoO₃近期研究进展展望了其在存储计算领域的机会与挑战。

图1   (a) 单极电阻开关的代表性行为，横向面积为2 μm × 2 μm的α-MoO₃横杆三明治器件中的I-V曲线，内嵌图显示了Au/Cr/α-MoO₃/Au横杆夹层结构的相应光学图像，刻度线代表5 μm^[1]；(b) α-MoO₃横杆器件开关在室温下具有稳定的保持性，在0.01 V的小偏置下，通过测量电流来确定HRS和LRS^[1]；(c) 存储器单元在重复开关周期下的特性电流-电压曲线^[2]；(d) 开关周期的耐久性（读取电压为500 mV时获得的电阻值），内嵌图为耐久性测量过程中的电压脉冲序列，每个脉冲的持续时间为2 ms^[2]

参考文献

同行评价

文章探讨了氧化钼的三个相的晶体结构，系统整理了当前少层氧化钼的大面积制备方法，并总结了制备工艺参数的影响，对氧化钼的制备有一定的指导意义。同时还综述了氧化钼在阻变存储、类脑计算（电子突触）、以及光电调制器件等领域的应用，为基于氧化钼的两端、三端器件指明了应用场景。

系统地研究了最基本的单/双金纳米球系统的共振峰移动、局域场增强和消光谱等光学响应行为。发现在双金纳米球系统中，入射光除了能激发每个金纳米球的局域表面等离激元共振模式外，调整金纳米球间隙可使共振模式间产生强烈耦合，使系统局域场增强因子进一步提升，并增强光学传感能力和消光系数。有趣的是，受限于有限的局域场增强体积，具有高局域场增强因子的间隙为2 nm的双金纳米球系统的消光系数大幅降低，其消光系数和光学传感能力均低于5 nm间隙的系统。研究表明，双金纳米球系统的光学传感灵敏度不是由局域场增强幅度直接决定的，而与系统消光系数有相似的变化行为。这些结果可指导金纳米双颗粒和多颗粒系统的设计，为表面拉曼散射增强和光学传感等方面的应用提供创新性思路和方案。

图1  不同间距双金纳米球系统在不同背景折射率下的消光谱(a) w = 2 nm; (b) w = 5 nm; (c) w = 10 nm; (d) w = 20 nm

作者系统地研究了单/双金纳米球系统的共振峰移动、局域场增强和消光谱等光学响应行为，特别是发现双金纳米球系统的光学传感灵敏度并不是正比于局域场增强幅度，而是与系统消光系数直接正相关。这些结果为基于gap plasmon的表面拉曼散射增强和光学传感等方面的应用提供了新的思路。文章计算可靠，具有良好的学术价值和影响力。

作为集成电路(ICs)的基础材料，直拉硅(CZ-Si)单晶的机械强度不仅是硅片加工和ICs制造过程中工艺参数设定的重要考虑因素，而且在很大程度上决定了ICs芯片在测试和封装过程中出现的失效情况。目前，ICs的器件特征尺寸仍在继续减小，由此带来的器件集成规模的增长会导致硅衬底中应力水平的提高，从而使位错更易产生。因此，改善直拉硅片的机械强度对于提高ICs的制造成品率具有重要意义。本文提出在直拉硅单晶中同时掺入锗和氮两种杂质来改善硅片机械强度的思路。基于此，对比研究了普通的、单一掺锗的、单一掺氮的、锗和氮共掺的直拉硅单晶的室温硬度及其在600—1200 ℃时的位错滑移行为。研究结果表明: 1)单一的锗掺杂或氮掺杂以及锗和氮两种杂质的共掺几乎都不影响直拉硅单晶的室温硬度，意味着上述掺杂没有改变室温下的位错滑移行为。2)氮掺杂能显著抑制位错在600—1000 ℃的滑移，但对位错在1100 ℃及以上温度的滑移几乎没有抑制效应；锗掺杂几乎不能抑制位错在 600—900 ℃的滑移，但对位错在1000 ℃及以上温度的滑移具有显著的抑制效应。3)锗和氮两种杂质的共掺对位错在600—1200 ℃的滑移均有显著的抑制效应，表明氮掺杂和锗掺杂的互补优势得到了很好的结合。分析认为，在600—1000 ℃的温度范围内，氮掺杂导致在位错核心处形成与氮-氧复合体相关的钉扎中心，从而抑制位错的滑移；在1000 ℃及以上温度，锗掺杂导致在位错前沿附近形成锗-氧复合体，从而阻碍位错的滑移。总之，本文的研究表明，在直拉硅单晶中同时掺入锗和氮两种杂质可以进一步地增强硅片在ICs制造工艺温度下的机械强度。

图1  施加压痕的CZ, GCZ, NCZ, GNCZ样品经900—1200 ℃退火后得到的位错rosette尺寸的统计结果

文章通过详细的实验数据指出了不同掺杂剂在特定掺杂浓度下，不同温度条件下形成的位错钉扎作用，同时从理论上分析了其产生的反应机理，解释了温度条件变化对掺杂性能的影响，对直拉单晶的实际应用具有借鉴意义。

基于第一性原理计算系统地研究了氮族、卤族和3d过渡金属元素(Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co)替位掺杂对单层Janus过渡金属硫族化合物WSeTe电子结构的影响。通过对能带结构、电荷转移以及磁性的分析，发现氮(卤)族原子替位掺杂单层WSeTe会发生本征半导体-p (n)型半导体的转变，Ti, V原子替位掺杂单层WSeTe会发生半导体-金属的转变。由于电荷转移以及氮族原子掺杂时价带顶的能带杂化现象，卤族和氮族非金属元素掺杂时价带顶Γ点附近的Rashba自旋劈裂强度在同一主族随着掺杂原子原子序数的增大而增大。3d过渡金属元素掺杂会产生能谷极化和磁性，其中Cr, Mn原子替位掺杂会产生高于100 meV的能谷极化，并且Cr, Mn, Fe元素掺杂在禁带中引入了电子自旋完全极化的杂质能级。研究结果对系统地理解单层WSeTe掺杂模型的性质具有重要意义，可以为基于单层WSeTe的电子器件设计提供理论参考。

图1  3d过渡金属元素掺杂单层WSeTe的能带图，自旋在z轴方向的期望值⟨S_z⟩的正负分别用红色和蓝色来表示，⟨S_z⟩绝对值的大小用点的大小来表示; 所有的能带经过平移使费米能级对齐, 同时费米能级固定在0 eV处

本文以密度泛函理论方法计算了VA (VIIA)非金属元素替位Se原子以及3d过渡金属元素替位W原子掺杂单层WSeTe超胞对电子结构的影响，研究结果对理解单层WSeTe掺杂模型电子结构和潜在应用有较重要的理论指导意义。

《物理学报》2021年第9期全文链接：

http://wulixb.iphy.ac.cn/custom/2021/9

《物理学报》2020—2021年电子期刊，点击下图即可阅读。