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具有七重物理通道开关的热致变色铁弹体
东南大学国际分子铁电科学与应用研究院暨江苏省“分子铁电科学与应用”重点实验室团队发现了具有七个物理通道开关的热致变色铁弹体。相关工作以题为“The First Chiral Thermochromic Ferroelastic with Seven Physical Channel Switches”的学术论文在化学领域顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表。此外,该论文被选为VIP(Very Important Paper)。据悉,只有不到5%的已接收论文才能获得如此积极的评价。 在信息化时代,电子智能设备的信号处理和加密显得至关重要,具有多重物理通道双稳态开关特性的多功能材料成为后起之秀。众所周知,一把钥匙对应一个锁,假如我们将财产放进保险柜中,我们就又多了一层防护。类似地,每增加一个物理通道,就是增加一层保障。基于此,我们报道了首例具有七个物理通道的手性化合物,可以对信息进行七层加密处理,使信息安全更加可靠。 图1. (a) 消旋晶体结构中的无序的CTA阳离子和手性有序的S-CTA和R-CTA阳离子;(b) (R-CTA)2CuCl4和(c) (S-CTA)2CuCl4的晶体堆积图。 早在1999年,Wataru Fujita等人在《Science》上就已经报道了磁双稳态(Science1999, 286, 261–262)。在1,3,5-trithia-2,4,6-triazapentalenyl(TTTA)分子中观测到一个明显的磁双稳态回线发生在230 K到305 K温度范围内。它的高温相为顺磁相,低温相在二聚作用的影响下具有抗磁性。三年后,M. E. Itkis等人在《Science》上报道了在非那烯基中性自由基产物中发现了电、光、磁三个物理通道的双稳态特性(Science2002, 296, 1443–1445)。直到2014年,熊仁根教授团队在《Advanced Materials》上报道了高碘酸咪唑(IPI)化合物具有介电、压电、SHG和铁电和机电耦合等五个物理通道的双稳态(Adv. Mater.2014, 26, 4515–4520)。由此可见,每增加一个物理通道都面临着巨大的挑战,在分子铁电“似球-非球”原理和手性引入的指导下,我们利用手性配体进行合成,将手性开关引入其中,成功组装得到了(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4(CTA = 3-Chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium) (图1),这两个化合物在介电、电导、二阶非线性、压电、铁弹性,手性和热致变色这七个物理通道上具有开关特性。其中热致变色特征尤为耀眼,区别于传统的相变材料,这为双稳态开关提供了光谱加密的新灵感。 图2. (a) DSC曲线;(b) 介电,电导,压电和二阶非线性光学等多重双稳态示意图。 (Rac-CTA)2CuCl4,(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4的相变点分别在361, 417 和420 K附近(图2),随着温度变化,相变温度以下的低温相和相变温度以上的高温相的介电常数、电导率、压电系数、SHG信号强度均呈现出可切换的两种稳定的状态。 图3. (S-CTA)2CuCl4和(R-CTA)2CuCl4晶体在293 K下的铁弹畴结构。 此外,这对手性化合物还具有铁弹性,铁弹相变往往伴随着铁弹畴的演化。在正交偏振光下,不同取向的铁弹畴具有不同的双折射特性,从而呈现出明暗不同的结构区域。(S-CTA)2CuCl4和(R-CTA)2CuCl4的晶态薄膜在室温下呈现出清晰的三角形铁弹性结构。当温度高于相变点时,铁弹畴迅速消失,呈现出立方对称的消光特性。在随后的冷却中,规则的铁弹畴又很快显现,表现出明显的开关特性。 图4.变温固体紫外-可见吸收光谱。 除了铁弹性外,这一对手性晶体还展示出可转换的热致变色的性质。室温下,(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4晶体对光的吸收均低于540 nm,与它们呈现的黄色外观一致。随着温度的升高,电子吸收带的吸收边缘发生红移。当温度超过相变点达到423 K时,吸收边移动到580 nm,这也与晶体受热变成橙色一致。利用热致变色特征对光谱加密和信号检测进行特定的处理,这为开发新型加密技术带来新的思路。 该工作由博士生陆思祺(第一作者)等人的共同努力下完成,东南大学为第一通讯单位。该成果得到“东南大学十大科学与技术问题”启动培育基金的资助。
东南大学 2021-04-11
pt100铂热电阻薄膜型低温温度传感器测温传感器 14K ~ 873K
北京锦正茂科技有限公司 2022-08-05
关于远红外表面声子极化激元探测的研究进展
声子极化激元是极性材料中晶格振动与光场之间的强耦合,有望应用在低损耗纳米光学元器件中。相关的理论研究由黄昆先生于上世纪五十年代提出,目前已经较为成熟。但是实验测量表面声子极化激元直到近年才有较大的进展,主要是因为表面声子极化激元的测量同时需要高的空间分辨率和能量分辨率。目前测量表面声子极化激元的主要方法为近场光学方法(s-SNOM),该方法可以在中红外和太赫兹区间对声子极化激元进行很好的探测。但在远红外区间,由于目前缺少合适的远红外激光光源和探测器,相关材料体系的表面声子极化激元的研究受到很大限制。 近日,北京大学物理学院2016级本科生亓瑞时和王任飞利用扫描透射电子显微镜的电子能量损失谱,对ZnO纳米结构中的远红外表面声子极化激元进行了细致的探测。通过在纳米尺度上测量纳米线、纳米片不同空间位置的电子能量损失,探究了表面声子极化激元的性质,得到了表面声子极化激元的色散关系,并研究了其尺寸效应、几何效应等。图1. 左:利用电子束激发和探测纳米线表面声子极化激元。右:测量得到的色散关系。 利用电子显微镜中的电子束来激发和探测声子极化激元具有很多的优点,包括(1)电子显微镜方法具有亚埃的空间分辨率;(2)电子激发具有更高的效率(电子与材料相互作用的散射截面更大);(3)电子能激发一些非光学活性的模式;(4)电子能量损失谱能得到高q(波矢)值下的信息;(5)电子能量损失谱具有很宽的激发、测量窗口,原则上可以测量从meV量级的振动谱信号至keV量级的芯电子激发谱信号。因此,电子能量损失谱有望极大地推动包括表面声子极化激元在内的相关实验研究。 该工作于2019年7月19日在线发表于学术期刊Nano Letters(DOI:10.1021/acs.nanolett.9b01350),第一作者为北京大学物理学院2016级本科生亓瑞时、王任飞,指导老师为量子材料科学中心和电子显微镜实验室的高鹏研究员。该项研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、量子物质科学协同创新中心等基金的支持。 论文链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.9b01350
北京大学 2021-04-11
一种基于智能手机耳机接口的红外遥控器
本实用新型涉及遥控技术领域,特别涉及一种基于智能手机耳机接口的红外遥控器,包括音频接头、 耳机分接器、音频输出接口、升压变压器和红外二极管,所述音频接头的左、右声道分别连接所述耳机 分接器输入端的正、负极;所述耳机分接器的一侧连接所述音频输出接口,另一侧连接所述升压变压器, 所述升压变压器与所述红外二极管连接。本实用新型的红外遥控器利用了智能手机耳机接口输出的音频 电压信号与红外遥控信号性质相匹配的特性,直接安装于智能手机上,并能结合手机远距离(3‐5m)控 制空调、电视等电器,同时不影响手机音频输出的功能。该红外遥控器小巧便捷,不需外接电源,无需 频繁拆装,兼具了便捷性和美观性。
武汉大学 2021-04-13
中红外激光增益介质双掺杂二价铬与钴离子Ⅱ-Ⅵ晶体
本发明涉及一种中红外激光增益介质双掺杂二价铬与钴离子Ⅱ--Ⅵ晶体制备方法,以及基于该晶体构建的激光输出实验装置,属于全固态激光介质领域。本发明激光增益介质双掺杂二价铬与钴离子Ⅱ--Ⅵ晶体制备方法是利用安瓿双端置掺杂物真空热扩散传输法或晶体双面镀掺杂物薄膜真空热扩散传输法制备得到,并利用二价铬与钴双掺杂离子重叠的吸收波长进行泵浦,同时实现两种离子受激激发,从而获得中红外宽谱可调谐激光输出。
四川大学 2017-12-28
基于超材料的远红外单谱信号探测器及其制备方法
本发明公开了一种基于超材料的远红外单谱信号探测器,包括·798·自下而上依次设置的衬底层、N 型砷化镓层、二氧化硅层与超材料层、欧姆电极和肖特基电极。超材料层为具有周期性微纳米结构的金属开环共振单元阵列,所述金属开环共振单元阵列包含了一种图形及其特征尺寸参数,该图形对于远红外电磁波具有完全吸收特性,通过改变金属开环共振单元的结构和尺寸参数可以调控对应的电磁波吸收频段,通过改变 N 型砷化镓的耗尽层宽度可
华中科技大学 2021-04-14
一种激光红外复合的地面建筑物识别及导航方法
本发明提供一种地面建筑物识别方法,包括以下步骤:(1)航拍地面红外图像;(2)在红外图像中进行检测定位确定疑似目标;(3)对准疑似目标进行激光成像;(4)对激光成像进行距离选通以滤除前景和背景干扰;(5)在滤除干扰后的激光成像中提取疑似目标的形状特征,将其作为目标匹配要素与目标形状特征模板进行匹配,从而识别目标。本发明方法将激光成像融入到红外成像目标定位中,既利用红外成像范围大的优点,又利用激光成像的三维距离信息,有
华中科技大学 2021-04-14
一种异质结近红外光敏传感器及其制备方法
本发明属于光电子领域,涉及一种异质结近红外光敏传感器及其制备方法。是由热蒸发气相沉积法 制备的碲锌氧复合物与 p-Si 形成的异质结光敏传感器,包括 p 型硅衬底,碲锌氧复合物,顶电极和底电 极。其关键在于碲锌氧复合物的制备。这种新型的传感器表现出了波段可调的稳定优良的光敏探测性能, 可探测波长从紫外-可见-近红外波段调节至限定在 1040nm 的近红外波段
武汉大学 2021-04-14
一种基于电磁感应透明的红外超增强收集天线
本发明提供了一种基于电磁感应透明的红外超增强收集天线, 包括多个周期性阵列排布的天线单元,所述天线单元包括第一谐振单 元和第二谐振单元;所述第一谐振单元的谐振频率与所述第二谐振单 元的谐振频率相同或相近;通过所述第一谐振单元与所述第二谐振单 元之间的耦合作用实现了在红外波段的电磁感应透明现象,提高了对 目标频率红外辐射的收集效率。本发明提供的电磁感应透明红外超增 强收集天线能使入射的偏振光能量重新分布,将能量转移至与
华中科技大学 2021-04-14
基于被动红外技术的双向人流量出入计数器
本成果采用被动感应方式,只需单点部署,在智能识别算法下,实现多人并排、同时双向穿梭下的准确人流计数。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 人流量出入统计与分析是一项极为广泛的需求,涉及的场景包括各种门店、图书馆、博物馆、娱乐场所、交通枢纽等等。疫情之下,该需求变得越来越强。市场上尚缺乏一款成本低、部署便捷、准确度高的人流计数产品。本成果采用被动感应方式,只需单点部署,在智能识别算法下,实现多人并排、同时双向穿梭下的准确人流计数。成本与功耗均远低于现有基于红外主动探测的计数产品。目前,该成果已完成性能验证,即将进行ASIC芯片设计与实现,后续将进一步开发终端成品及配套数据分析软件。
华中科技大学 2022-07-26
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