一、CHARACTERISTICS OF 200～400 KV HIGH RESOLUTION ELECTRON MICROSCOPY AND ATOM IMAGES FROM THICK CRYSTALS（论文文献综述）
Muhammad Kashif Majeed[1]（2020）在《高比能锂离子电池Si/C基负极材料的可控合成及电化学性能研究》文中进行了进一步梳理锂离子电池（LIBs）因其较高的功率和能量密度已成功应用于较多储能设备中。但是,他们的性能远远不能令人满意。大多数的商用LIBs使用理论容量较低的石墨（～360 mAh g-1）作为负极材料,为了满足更高的需求,探究其他高容量的负极材料是很有必要的。硅（Si）基材料的理论质量比容量高达3579 mAh g-1,工作电势适中（～0.01 V vs.Li+/Li）,地壳丰度高达28%。因此,硅基材料引起了学术界和工业界的广泛关注。在这篇论文中,我们开发了一系列新型硅基材料作为锂离子电池负极材料,并对其结构/成分以及电化学性能进行了系统表征。详情如下:（1）这里,我们通过简单的镁热还原方法,合成了由金属-有机骨架（MOF）衍生的独特核-壳Si/SiOx@NC结构,其中,氮掺杂的碳（NC）包覆住了Si和SiOx基体。多孔N掺杂碳伴随着直接碳化和Si02还原为Si/SiOx一起产生。这些孔隙允许电解液渗透,缩短了锂离子（Li+）在固相材料中的扩散距离。得益于该核-壳结构,即使经过100次循环后,Si/SiOx@NC-650负极材料在100 mA g-1的电流密度下,首圈和第一百圈的容量分别能达到724 mAh g-1和702 mAh g-1。Si/SiOx@NC-650优异的循环稳定性可归因于核-壳结构以及Si/SiOx与MOF衍生的N掺杂碳间的协同作用。（2）我们以低成本的农副产品“稻壳（RH）”为基体,开发了一种从生物质中合成Si/C的简化过程。此过程包括将RH高温热处理得到SiO2/C和在一定温度下用熔融盐中A1还原SiO2/C。在此过程中,此过程不需要在Si02热还原之前除去碳,这在之前被认为是避免在高温下形成SiC所必需的一步。因此,源自生物质的碳可直接用于Si/C作为阳极材料。我们所得到的Si/C表现出在200 mA g-1的电流密度下,首圈充放电比容量可达841/1309 mAh g-1以及长达300圈的循环寿命的优异性能。我们的研究提倡一种新的,简化的合成RH-生物质来源的Si/C的策略,这对低成本,环保和绿色能源存储应用是有益的。（3）我们提出了一种通过低成本的粘土合成Si/rGO复合材料的经济有效且可规模化应用的方法。此外,这一复合材料在循环100圈后,在200 mA g-1的电流密度下呈现出了 1548 mAh g-1的比容量。且其在不同的电流密度下也表现出优异的速率性能。其优异的电化学性能可归因于rGO片对Si的包覆和其本身的介孔结构。
邹敏杰[2]（2020）在《高指数取向铁电薄膜畴结构的像差校正透射电子显微学研究》文中研究表明铁电材料在居里温度以下存在自发电极化,而且该电极化可以与多种外场相互耦合,使得这类材料在非易失性存储器、制动器、微电子机械系统等功能器件领域具有巨大的应用前景。随着这类功能器件小型化和节能化的发展需求日益增强,以低维形式应用的铁电薄膜呈现出极大的优势,而薄膜内部的畴结构及其在外加电场演化行为对其使用性能具有决定性作用。本论文以经典四方铁电体PbTiO3为研究体系,利用脉冲激光沉积技术设计生长了多种薄膜体系,主要利用像差校正透射电子显微镜并结合压电力显微镜和高分辨X射线衍射从多尺度解析了薄膜的微观结构,深入研究了其中的畴结构在外加电场作用下的演化过程并分析了其对相关电学性能的影响。相关研究结果表明高指数[111]取向的铁电体薄膜具有迥异于[001]取向铁电体薄膜的性能特征,如较低的矫顽场、较高的介电性以及不受衬底钳制的压电响应等,然而由于高指数铁电薄膜的复杂性,对其中畴结构及其调控方法还缺乏深入的认识。为此,我们在正交结构的GdScO3（101）o衬底上外延生长了系列不同厚度的[111]取向PbTiO3薄膜,并研究了其中的畴结构演化特征和结构细节。我们发现,在衬底施加的非对称应变作用下,块体PbTiO3中三种铁弹变量在我们制备的薄膜中只存在其中两种（d2和d3）,这两种铁弹变量在薄膜内部会形成d2/dg和d2-/d3+两种畴结构。随着薄膜厚度的增加,表面电荷效应会减弱,PbTiO3薄膜内部畴结构会由d2+/d3+和d2-/d3+混合畴组态转变为d2+/d3+单一畴组态,而且d2+/d3+畴结构的周期与薄膜厚度的平方根成正比,满足KMF定律。我们进一步研究了两种畴结构的极化分布特征和原子尺度上的结构细节,发现两种畴组态的极化和晶格应变分布特征均符合90°铁弹畴,而且晶格转角和应变的分布与c轴的投影分量直接相关。这些研究结果丰富了人们对铁电薄膜中畴结构及其调控手段的认识,并为基于铁电畴结构的纳米器件的设计提供了指导。畴结构对铁电材料的物理性能有重要影响,认识其在外电场作用下的演化是理解相关性能来源的关键所在,如畴结构在外电场下翻转被认为是准同型相界处（MPB）压电响应增强的原因之一,另外两种可能的贡献据认为是单斜相的本征晶格响应和外场导致的结构转变,表明在压电性贡献来源方面一直存在争议。为此我们设计制备了[111]和[001]取向的PbTiO3薄膜体系,后者作为对比。研究发现[001]取向的PbTiO3薄膜为四方结构,畴结构为单c畴结构,而[111]取向的PbTiO3薄膜为类MPB的单斜相结构,而且形成了畴壁面为{201}的单斜畴结构。然后,通过研究两种薄膜在外电场作用下的响应过程,发现[001]取向的PbTiO3薄膜只会经历铁电畴的翻转,而[111]取向的PbTiO3会依次发生铁电畴翻转和外场导致单斜到四方的可逆结构相变。最后我们结合压电响应过程分析,表明相对于单斜相本征晶格响应和畴结构的翻转,外加电场导致的结构转变对压电响应的贡献最大。该研究不仅揭示了单斜相畴结构的特征,还澄清了压电性贡献的来源,为高性能压电体的设计提供了思路。大量研究结果表明不仅仅铁电薄膜的畴结构会影响其性能,薄膜内部的微观结构也很重要,尤其是其引起的非均匀应变分布,如薄膜内部局域的非均匀应变可能会通过挠曲电效应影响薄膜内部极化的分布和畴组态进而影响铁电保持性,但相关实验证据还很不充分。为了直接研究铁电保持性和挠曲电效应的关系,我们设计生长了常规PbTiO3薄膜和应变梯度PbTiO3薄膜,利用像差校正透射电子显微镜结合压电力显微镜和X射线倒空间图谱对两种薄膜的畴结构演化过程和薄膜内部应变分布进行了深入分析,发现薄膜内部应变梯度的存在会导致铁电薄膜发生保持失效。原子尺度的晶格和成分分析表明Pb原子部分取代了PbTiO3中Ti的位置而形成了富集铅元素的反相畴结构,该结构对PbTiO3施加面外方向的拉应变从而在薄膜内部引入面外方向的应变梯度,该应变梯度通过挠曲电效应形成与翻转极化相反的挠曲电场,最终使PbTiO3薄膜发生保持失效。该结果从原子尺度上澄清了挠曲电导致铁电保持失效的原因,有助于进一步理解并提高氧化物铁电体的保持性及其在存储应用领域的可靠性。
梁志森[3]（2018）在《针尖增强溅射/电离飞行时间质谱仪的研制与应用》文中研究指明质谱成像（Mass spectrometry imaging,MSI）技术可以对样品成分和分布进行分析,具有高灵敏度、低样品消耗、多元素同时分析和无需引入标记物等优点。目前,MSI技术已经成为研究的热点。开发具有纳米级别横向分辨率的MSI技术,在物理学,化学,地质学,生物学和材料科学等领域都具有重要的意义。然而,基于激光采样的MSI技术受到衍射极限的限制,其横向分辨率局限在微米尺度,无法满足现代分析科学的发展要求。因此,开发具有纳米横向分辨率的MSI技术,已经成为现代分析科学的发展趋势。基于局域表面等离激元共振（Localized surfaceplasmonresonance,LSPR）效应,无孔金属针尖在近场范围内可以对合适波长的入射光的光强进行增强,这就是无孔针尖近场增强效应。利用无孔针尖近场增强效应,结合扫描隧道显微镜技术对针尖-样品距离进行控制,本工作开发了针尖增强溅射/电离飞行时间质谱（Tip-enhanced ablation/ionization time-of-flight mass spectrometry,TEAI-TOFMS）系统。该系统首次将无孔针尖近场增强效应用于样品的溅射和电离,并且成功获取了纳米级别的横向分辨率。该工作具有良好的创新性。利用该系统实现了具有纳米横向分辨率的金属固体样品的分析,盐残渣的分析和质谱成像分析。下面是主要研究内容和成果的简要说明:1、构建了 TEAI-TOFMS系统。本工作介绍了真空系统,离子源和质谱系统部件的设计与构建。在本设计中,离子源被放置于真空环境中,直接引入质谱分析器,免去离子传输过程带来的损失,提高了离子利用率。在离子源的设计中,成功将扫描隧道显微镜进行改装,并整合至飞行时间质谱系统中,保证了针尖-样品距离的有效控制。本工作成功构建了 TEAI-TOFMS系统,顺利地获取了分析物的质谱信号,为后续工作提供了重要的保证。2、分别进行了纳秒和飞秒激光诱导下的针尖增强溅射/电离实验。本工作分别使用纳秒激光和飞秒激光来诱导无孔针尖的近场增强效应,得到了相应的实验结果。使用TEAI-TOFMS系统成功在单晶金上分析了多种不同金属镀层,并且获取了纳米级别的横向分辨率。本工作讨论了近场弹坑的形成过程,证明了TEAI-TOFMS系统具有良好的重复性。本工作对混合盐残渣进行了快速分析,获取了相应的近场质谱结果,并与SIMS的分析结果进行了对比,显示出针尖增强溅射/电离法能获取清晰、无干扰的谱图。本工作还成功地进行了近场质谱成像实验,获取了具有50 nm横向分辨率的质谱图像。3、构建有限元法三维模型。本工作使用有限元法构建了三维分析模型,对针尖近场增强效应进行了理论研究。分别探讨了针尖-样品距离,不同金属镀层与增强因子的关系。模拟结果与实验结果相吻合,说明了本三维模型的电磁场模拟是可靠的。
Oyawale Adetunji Moses[4]（2020）在《Synthesis,X-Ray Characterizations and Bio-Applications of Two-Dimensional Based Nanomaterials》文中进行了进一步梳理Nanotechnology offers a multidisciplinary research platform that covers vast and diverse array from device fabrication to their commercial utilizations.Bionanotechnology focuses on engineering nanomaterials with viable potentials for medical applications.Two-dimensional（2D）nanomaterials are gaining attention as they possess some unique chemical,physical and particularly alterable optical properties for useful photothermal associated bio-applications.Our primary research focus is centered on fabricating dynamic 2D materials with enhanced photothermal efficacy that can be potentially translated into clinical cancer therapy and extensive cryopreservation techniques.In this dissertation,multifunctional 2D nanomaterials（WSe2）synthesized and intercalated expressed phase engineering from 2H to 1T phase through hydrothermal techniques.Graphene@Fe nanosheets were synthesized using chemical vapor deposition（CVD）procedure.Nanoparticles characterization techniques were carried out with scanning electron microscopy（SEM）,scanning transmission electron microscopy（STEM）and Transmission electron microscopy（TEM）,X-ray diffraction（XRD）,Raman spectroscopy and X-ray Photoelectron Spectroscopy（XPS）and synchrotron delivered X-ray absorption spectroscopy（XAS）The biological applications were accompanied by analytical tests such as laser activated temperature profile,cell culture and MTT assay and relevant in vivo cancer therapy.Ice recrystallization inhibition（IRI）activity was investigated by cryomicroscopy experiment using Linkam FDCS196 cryostage having a digital camera.Hopefully,the results obtained will be suitable for future production of cheap,eco-friendly and bio-safe nanomaterials for photoactive thermal driven cancer therapy and cryopreservation.The main results of this thesis are stated below:（1）We fabricated for the first time,a novel metallic WSe2 intercalated with polyvinylpyrrolidone（PVP）,resulting in ultrathin homogeneous hybridized nanosheets with highly efficient photothermal ablation of cancer in 4T1 tumor bearing female Balb-B mice.Our systematic characterizations revealed that the obtained nanosheets exhibited high photothermal conversion efficiency with excellent bio-compactibility and physiological stability because of the combined merits of metallic phase of WSe2 and PVP insertion.Both the analyzed histology of vital organs and in vitro/in vivo tests strongly confirmed the nanosheets as actively effective and biologically safe in tumor cells apoptosis through uni-modal phototherapeutic technique.（2）We synthesize WSe2-PVP nanosheets as antifreeze agents.The as prepared nanoparticles acted as a spatial source for significant enhancement of heating rates activated by near-infrared laser irradiation enabled ice recrystallization inhibition.Sample characterization by SEM reveals that the nanosheet mophorlogy enhanced the phothermal activities rather than nanoflowers which neccecitated importance of ideal percentage precusors ratio of PVP and WSe2.XRD analysis further confirms switch in crystal phases that accompanied the aforementioned morphological changes.Raman spectroscopy and HAADF STEM techniques further ascertain the respective ultrathin nature and expected elemental composition of WSe2-PVP nanosheets.808 nm laser activate a fast heating rate in WSe2-PVP NSs plunging thermal-mechanical stress in the supercooled vitrification solution,an essential characteristic of antifreeze agents used in cryopreservation.（3）Graphene@Fe nanosheets were facilely synthesized through thermal pyrolysis of glucose,dicyandiamide,and metallic iron salts using chemical vapor deposition（CVD）techniques.TEM and HRTEM images reveal extensively ultrathin and flexible oligolayers with embedded Fe nanoparticles.XRD and XPS spectroscopic patterns further affirm successful fabrication of graphene@Fe nanosheets without impurities.Both temperature profile test and thermal photographic images reveal excellent optical performance of the as-prepared nanomaterials.Finally,graphene@Fe nanosheets demonstrated excellent photothermal activated apotosis of HNE-1 nasopharyngeal cancer cells.
马金元[5]（2020）在《铁电薄膜畴结构及畴动力学的透射电子显微学研究》文中认为铁电材料具有丰富的功能特性,包括铁电性、介电性、压电性、光电效应以及非线性光学效应等。这些特性使铁电材料可广泛应用于各种电子、光学以及机电设备,例如感应器、传感器、红外检测器以及微型马达等。特别是,铁电材料具有在外加电场下不同极化状态之间转换的能力,它可用于高密度非易失性存储器。为了满足器件小型化的发展趋势,铁电材料需要以薄膜形式应用于电子器件。在铁电薄膜中,畴结构以及畴在外场中的稳定性是影响铁电薄膜性能和应用前景的重要因素。本论文中,主要围绕PbTiO3薄膜体系,利用像差校正透射电子显微术对其进行了深入的研究分析。铁电薄膜的众多应用都需要调控畴结构来达到更好的性能,例如,铁电薄膜中的a1/a2畴适用于动态随机存取器中高介电电容元件。为了实现对畴组态的有效调控,有必要对畴组态的演变进行深入研究。利用脉冲激光沉积法在NdScO3（110）。衬底上生长一定厚度的PbTiO3铁电薄膜,通过控制降温速率以实现畴组态的调控进而提高薄膜的压电性能。结合XRD和选区电子衍射分析,发现薄膜畴结构以a畴为主,进一步利用TEM衍衬分析技术,发现薄膜中存在着规则分布的a1/a2畴组态,其分布特征随降温速率的改变在周期大小、分布取向以及形貌特征上呈现出明显的变化规律。利用先进的像差校正透射电子显微术在原子尺度上研究a1/a2畴的结构细节,发现降温速率低时,a1/a2畴宽度较大,畴壁处较窄且不带电;降温速率高时,a1/a2畴宽度较小,畴壁较宽且带电。PFM压电性能测试表明,降温速率高的薄膜有着良好的压电性能。基于这些实验结果,可以通过降温速率来调控铁电薄膜的畴结构和物理性能。该研究结果丰富了对铁电薄膜中畴结构调控的认识,为铁电薄膜畴组态可控制备和性能改善提供了方法。铁电材料在存储器件上的应用与畴组态的翻转相关,理解铁电畴的动态特性对于控制功能特性和开发新的应用至关重要。原位透射电子显微学是实时研究铁电相变细节的强大工具,目前已有实验报道通过原位电镜可以直接研究铁电薄膜在外电场或外力作用下畴的形核或翻转,但很少报道通过电子束辐照激发畴转变的相关实验。为此,这里在GdScO3（110）。衬底上生长一定厚度的PbTiO3和SrTiO3薄膜,利用TEM中的电子束作为辐照光源进行原位实时观察研究。发现薄膜中的a1/a2畴主要以两种方式转变为全闭合畴:一种是在a1/a2畴区域中通过形核、生长、扩张转变为全闭合畴;另一种是在a1/a2和全闭合畴共存区域,a1/a2畴通过“位错滑移”形式来完成转变,不同方式的转变取决于局部区域畴组态形貌特征。相场模拟结果表明这种畴转变是由于薄膜电荷积累引起相对介电常数改变,使得退极化能发生了改变。该研究对在外场激励下畴组态相关的稳定方法可应用于研究不同相之间可能的相变,并对实际应用中潜在的高压电性能铁电薄膜的设计提供一种新的思路。理论计算结果认为铁电薄膜中的a1a2畴由于不受退极化场的影响而没有临界厚度。为了对这一理论结果进行实验验证以及研究a1a2畴随薄膜厚度的演变规律,在NdScO3（110）。衬底上生长系列PbTiO3薄膜,并对薄膜中的畴组态进行了详细的研究。发现薄膜中均为a1a2畴组态,且畴的形成没有临界厚度,但形貌演变随着厚度的增加（2nm-5nm-8nm-20nm-30nm）而变化显着。畴壁分布取向从各向同性变为了各项异性,在转变过程中有两个不同的临界厚度范围:一个是由2nm时畴分布同时沿[110]和[110]方向（各向同性分布）转变为5nm、8nm时畴分布主要沿[110]方向（各向异性分布）;另一个是由8nm时畴分布主要沿[1T0]方向转变为20nm、30nm时畴分布主要沿[110]方向（各向异性中的择优方向发生改变）。利用先进的像差校正透射电子显微术对a1/a2畴及畴壁的极化分布进行细致的研究,发现较厚（20nm、30nm）薄膜中畴分布规则、畴壁明锐且宽度很小、畴内极化分布沿[100]或[010]方向;随着薄膜厚度的减小（从8nm、5nm到2nm）,畴宽度较小、密度增加、畴壁弥散、畴部分区域及畴壁极化方向发生了变化,由典型的四方相[100]转变为[100]与[110]取向共存,这预示着超薄薄膜中可能形成了不同于四方相的低对称相。在此基础上,提出了铁电薄膜厚度改变诱导出低对称相的观点。这为超薄薄膜中相共存及低对称相出现提供了重要的信息,为调控超薄铁电薄膜中畴组态提供了重要借鉴。
王月青[6]（2020）在《基于界面反应构筑三维过渡金属基催化剂及其电解水性能研究》文中研究说明电催化水分解是制取氢气最为理想和有效的方式之一,但受限于缓慢的阳极氧析出和阴极氢析出过程。因此,开发高效、高稳定性和价格低廉的过渡金属基催化剂,降低反应能垒,提高能源转换效率至关重要。电催化剂受表界面性质、结构及组成的影响,如何构筑高效的纳米结构催化剂实现催化性能和结构组成的统一,是提高电解水反应的关键。本论文以功能导向结构设计,发展了以离子交换、氧化还原反应、界面配位自组装等多种原位构筑方法,构筑了具有特定组成和多级纳米结构的电催化剂,实现了对电催化水分解性能地优化。概括如下:（1）通过简单的电沉积与氨气热处理过程,构筑了多孔的双金属镍钴氮化物纳米阵列。双金属间的协同效应、高电导率和多孔的特点,促进快速的电荷传输和优异的电催化氧析出和氢析出双功能催化活性。（2）结合离子交换和原位沉积策略,建立了普鲁士蓝类似物多级结构的普适性合成方法,实现在多种金属氧化物/氢氧化物表面PBA的原位沉积。通过监测反应体系pH变化及紫外可见光谱,揭示了溶度积差异和溶液弱酸度共同控制的可逆生长机理。通过结构功能导向设计和阴离子界面调控,显着提升了氮化物衍生物的催化性能,实现了长达2000小时的稳定电解水。（3）为进一步简化三维多级普鲁士蓝类似物的制备过程,联合氧化还原反应和原位沉积过程,发展了多种金属表面原位生长PBA多级结构的普适性方法。通过调节反应动力学,控制PBA的生长过程,实现了对组成和结构的调控。铜铁的氧化物衍生物表现出优异的氧析出催化活性和长期稳定性。（4）通过界面配位自组装过程,发展了一种在纳米阵列上生长单宁酸与金属离子配位结构的通用策略。单宁酸酚羟基强的黏附作用和金属络合能力促进其均匀沉积。得益于表面修饰和电子调控作用,单宁酸铁@氢氧化镍电极表现出优异的电催化水分解性能。
Waqar Ahmad[7]（2020）在《过渡金属氧化物催化剂的设计合成及在电解水催化电极中的应用》文中研究表明近年来,由于人口数量激增,全球能源消耗量发生了前所未有的增长。例如,2017年全球能源年消耗量已增至17.9太瓦,预计到2030年将达到22太瓦,这预示着到本世纪末全球能源需求将成倍增长。为应对21世纪的这一重大挑战,人们己付出许多努力来发展清洁、可持续的能源利用方式。氢气被认为是未来最富希望的主要能源载体,己经引起了广泛的关注。其制备有多种方法,其中电解水生成氢气和氧气由于原料来源广泛而且没有碳产生,因此被认为是产生清洁氢能的可靠途径。然而,电解水反应需要高活性的催化剂才能高效地进行。目前,贵金属基电催化剂因其高催化性能而得到广泛研究,但储量少、成本高的缺点在很大程度上限制了其大规模应用。此外,贵金属和非贵金属电催化剂在苛刻的工况条件下往往会发生失活,表现出活性和稳定性的不足。因此,电解水反应需要有效的电催化剂设计,以克服成本高、活性差、稳定性差等问题。本论文围绕酸性电催化剂的结构设计、可控制备以及其高效电解水析氢和析氧应用展开研究。主要内容总结如下:1.研制了一种基于多金属氧酸盐（POMs）和二硒化钴纳米带（CoSe2-NBs）的三明治型非贵金属纳米复合催化剂,并用于酸性析氢反应。研究表明,CoSe2-NBs与POMs的这种复合配位结构可以有效稳定POMs,并且带有质子和电子储层性质,有利于质子耦合电子转移的快速进行,能够实现在高质子浓度下高效地催化析氢反应。2.电解水的阳极析氧反应（OER）动力学过程缓慢,往往需要远超其热力学平衡电势（1.23 V）的能量驱动才能达到较高的电流密度（例如10 mA cm-2）。为了降低多电子转移过程的动力学迟滞和O-O键形成所带来的能量消耗,本工作通过简便的水热方法制备了一种新颖的氧化钌（RuO2）纳米片,并将其在空气中煅烧得到平均长度和宽度分别为10.6 nm和4.8 nm的超薄Ru02纳米带。在酸性条件下,这种新型Ru02纳米带表现出优异的析氧催化活性,只需200 mV过电势即可达到10 mA cm-2的电流密度,优于商业Ru02和己报道的其它类似的酸性OER催化剂。研究表明,该纳米结构暴露出丰富的边棱和配位不饱和位点,大大增加了催化活性位点数量。综上,本论文展示了多种新型纳米复合催化剂的设计与合成,并且研究了它们在催化酸性电解水方面的应用潜力。本论文的工作展示了复合催化剂促进质子耦合电子转移、以及增加活性位点数量有效提高材料电催化性能等现象,为设计高效耐用的酸性析氢和析氧的电催化剂提供了新的思路。
Abdul Ghafar Wattoo[8]（2018）在《Fabrication and Properties of TiALN Based Light Absorbing Coatings by DC Magnetron Sputtering》文中指出本论文主要针对TiAlN系光吸收膜的制备及性能开展研究工作。利用磁控溅射法在铜片和硅片上沉积了具有热稳定的TiAlN选择性光吸收薄膜。通过控制TiAlN薄膜的柱状结构,镀层实现在70℃下对太阳光的高吸收率（0.92）同时还具有低的发射率（0.06）。利用紫外可见分光光度计、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微拉曼光谱仪和X射线光电子能谱仪测试了薄膜的热稳定性。结果表明,TiAlN选择性吸收薄膜的性能和结构在550℃下保持了高的稳定性。采用直流脉冲磁控溅射工艺对钛靶和铝靶共同溅射,制备出了近似黑体的纳米结构TiAlN超宽频光吸收薄膜。通过控制氮气流量和镀膜工艺参数,获得底层与基体平行的纳米层状结构,外层为具有锥形顶部的纳米柱状结构。研究表明,该结构底层提供较高的附着力,可是镀层在各类基体上稳定生长,外层柱状结构可以使得尽可能多的入射光能够进入到镀膜内部,柱状结构的晶界可为入射光提供多次反射,保证入射光的充分吸收。在200nm2500nm较宽的波长范围内单膜的平均吸收率为0.89,加了减反层后在200nm2500nm较宽的波长范围内吸收率提高到了0.95。研究表明,该光吸收薄膜在各类环境中具有较高稳定性,可以应用在太阳能、热调节和抑制光学器件的杂散光等领域。
Abdul Qayum[9]（2020）在《Fabrication of Metal Vanadates（MxVyOz,M=Bi,Cu）and Silver-based Nanomaterials for Solar Energy Conversion and Environmental Remediation》文中指出地球上最丰富的能源是太阳光。利用太阳能进行绿色能源生产和环境修复,从根本上解决了能源安全和环境污染两大难题。光电化学（PEC）是一种借助半导体材料,将太阳光转化为可储存的氢燃料的水分解技术,是一种温和、绿色、可再生的现代的技术。另一方面,尽管能源危机愈演愈烈,但环境污染问题的日益加剧又是当前人类生存面临的又一大威胁。众多的环境污染中,水污染严重影响着地球上人类的日常活动,造成了严重的经济损失。因此利用可以吸收太阳光的半导体净化废水,是一种很有前景的污水处理技术。太阳能制氢和废水处理新技术商业化的瓶颈在于其制造成本。PEC技术和废水处理系统的成本主要取决于所使用的前驱体材料和制造方法。尽管一些低成本材料在太阳能水分解和废水处理方面显示出不错的活性和稳定性,但其制备方法复杂,价格昂贵以及无法大规模使用。在本文中,我们介绍了一种新颖且高效的原位燃烧方法,制备了具有低成本的三元氧化物材料MxVyOz（M=Bi,Cu）薄层光电极和新型多功能（PAN）/AgBr/Ag静电纺丝纤维膜用于光催化以及废水处理领域。首先,我们利用原位燃烧方法制备了钒酸铋（BiVO4）光阳极。燃烧过程中的放热反应可以加速溶剂的蒸发,并促进BiVC4在大尺寸导电基板上的均匀分布。此外,释放的热能在BiVO1薄膜和导电基材之间建立了紧密的连接,从而抑制了阴极的光腐蚀,并显示出超高的光电流密度和超长光稳定性。利用9块经燃烧处理的大尺寸（25 cm2）BiVO1光阳极组装而成的PEC-PV器件,实现了无辅助太阳水分裂。这种简便的原位溶液燃烧方法有可能拓展到其它类型的光电极,实现大规模制备。同样得,我们采用原位燃烧方法制备了 CuxVy0z光阳极。遗憾的是,由于光催化材料数量少、制备方法不合理、制备工艺昂贵等原因,太阳能经济制氢的梦想尚未实现。因此,需要寻找高效、廉价的光电极材料和设计新的合成方法。本文通过原位固溶燃烧法制备了具有两种物相的新型光阳极材料CuxVx0z。原位制备和燃烧沉积使Cu,V、0z与基体之间有良好的接触,从而获得较高的光电流和稳定性。为了应对水污染带来的挑战,我们采用静电纺丝结合湿化学方法制备了聚丙烯腈PAN/AgBr/Ag纤维膜。通过外延生长方法,亲水性PAN纤维表面形成了 AgBr/Ag肖特基结,由于电子协同作用,该纤维膜同时显示出对各种模拟有机污染物的优异光降解性能和出色的抗菌活性。此外,PAN/AgBr/Ag膜的多孔结构和良好的机械强度也确保了其优异的过滤性能。总之,PAN/AgBr/Ag纤维膜表现出对模拟废水的高效净化能力。
Hatsujiro Hashimoto[10]（1983）在《CHARACTERISTICS OF 200～400 KV HIGH RESOLUTION ELECTRON MICROSCOPY AND ATOM IMAGES FROM THICK CRYSTALS》文中指出1.Introduction About 30 years ago,the conventional electron micro- scopes were operated at 50 kV to 80 kV and the microscopes with the accelerating voltage 150 kV～300 kV were called as ultra-high voltage electron microscopes（UHVEM）.Since these UHV electron microscopes revealed the inner struc- ture of thick specimens,they had rather high evaluation
二、CHARACTERISTICS OF 200～400 KV HIGH RESOLUTION ELECTRON MICROSCOPY AND ATOM IMAGES FROM THICK CRYSTALS（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、CHARACTERISTICS OF 200～400 KV HIGH RESOLUTION ELECTRON MICROSCOPY AND ATOM IMAGES FROM THICK CRYSTALS（论文提纲范文）
（1）高比能锂离子电池Si/C基负极材料的可控合成及电化学性能研究（论文提纲范文）
| Abstract |
| 摘要 |
| Symbol Description |
| Chapter 1. Introduction |
| 1.1 Motivation |
| 1.2 Introduction of LIBs |
| 1.2.1 History of LIBs |
| 1.2.2 Basic principle of LIBs |
| 1.3 Anode materials for LIBs |
| 1.4 Si-based anode materials |
| 1.4.1 Si anode materials |
| 1.4.2 Si/M anode materials |
| 1.4.3 Si/C anode materials |
| 1.4.4 Si/MO_x anode materials |
| 1.5 SiO_x-based anode materials |
| 1.6 Scope of the work |
| 1.7 References |
| Chapter 2. MOFs derived Mesoporous Si/SiO_x@NC Nanospheres as a Long-Lifespan Anode Material for Lithium-Ion Batteries |
| 2.1 Introduction |
| 2.2 Experimental section |
| 2.2.1 Preparation of Si/SiO_x@NC |
| 2.2.2 Compositional and morphologal characterizations of Si/SiO_x@NC |
| 2.2.3 Electrochemical measurements of Si/SiO_x@NC |
| 2.3 Results and Discussion |
| 2.3.1 Compositional analyses and morphology of Si/SiO_x@NC |
| 2.3.2 Electrochemical performances of Si/SiO_x@NC |
| 2.4 Conclusion |
| 2.5 References |
| Chapter 3. Simplified Synthesis of Biomass Derived Si/C Composite as a Stable Anode Material for Lithium-Ion Batteries |
| 3.1 Introduction |
| 3.2 Experimental section |
| 3.2.1 Preparation of Si/C |
| 3.2.2 Compositional and morphologal characterizations of Si/C |
| 3.2.3 Electrochemical measurements of Si/C |
| 3.3 Results and discussion |
| 3.3.1 Compositional analyses and morphology of Si/C |
| 3.3.2 Electrochemical performances of Si/C |
| 3.4 Conclusion |
| 3.5 References |
| Chapter 4. Clay-derived Si/rGO composite for an anode material of lithium ionbatteries |
| 4.1 Introduction |
| 4.2 Experimental section |
| 4.2.1 Preparation of Si/rGO composite |
| 4.2.2 Compositional and morphological characterizations of Si/rGO |
| 4.2.3 Electrochemical measurements of Si/rGO |
| 4.3 Results and discussion |
| 4.3.1 Compositional analyses and morphology of Si/rGO |
| 4.3.2 Electrochemical performances of Si/rGO |
| 4.4 Conclusion |
| 4.5 References |
| Chapter 5. Innovations and limitations |
| 5.1 Innovations |
| 5.2 Limitations |
| Acknowledgement |
| Publications |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）高指数取向铁电薄膜畴结构的像差校正透射电子显微学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 铁电薄膜畴结构及其调控 |
| 1.1.2 铁电薄膜材料的保持失效与挠曲电性 |
| 1.1.3 钙钛矿铁电体的压电性 |
| 1.2 先进透射电子显微学在钙钛矿功能薄膜中的应用 |
| 1.3 本论文的选题意义及研究内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 样品制备 |
| 2.1.1 薄膜的生长模式 |
| 2.1.2 脉冲激光沉积 |
| 2.1.3 透射电镜样品制备 |
| 2.2 透射电子显微学分析方法 |
| 2.2.1 透射电子镜基本工作原理 |
| 2.2.2 电子衍射与衍衬分析 |
| 2.2.3 高分辨透射电子显微学(HRTEM) |
| 2.2.4 扫描透射电子显微学(STEM) |
| 2.2.5 X射线能量色散谱(EDS)和电子能量损失谱(EELS) |
| 2.2.6 像差校正透射电子显微学 |
| 2.2.7 透射电子显微镜实验设备 |
| 2.3 基于STEM的定量透射电子显微学分析方法 |
| 2.3.1 实空间寻峰拟合分析(Peak Finding) |
| 2.3.2 倒空间几何相位分析(Geometric Phase Analysis,GPA) |
| 2.4 压电力显微镜 |
| 2.4.1 压电力显微镜基本原理 |
| 2.4.2 双频共振追踪压电力显微镜模式 |
| 2.5 高分辨X射线衍射 |
| 第3章 非对称应变调控[111]取向PbTiO_3薄膜畴结构 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 实验结果分析 |
| 3.3.1 [111]取向PbTiO_3中畴结构特征 |
| 3.3.2 [111]取向PbTiO_3薄膜中畴结构衍射与衍衬分析 |
| 3.3.3 d_2~+/d_3~+畴的周期与厚度的变化规律 |
| 3.3.4 [111]PTO薄膜原子尺度畴结构特征 |
| 3.3.5 PFM研究 |
| 3.4 讨论 |
| 3.4.1 应变调控[111]-PbTiO_3的畴结构 |
| 3.4.2 畴的周期与厚度的演化规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 压电响应贡献来源研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 实验结果分析 |
| 4.3.1 [001]和[111]取向PbTiO_3薄膜畴结构 |
| 4.3.2 两种取向薄膜晶体结构分析 |
| 4.3.3 PbTiO_3薄膜畴结构在外电场作用下的运动 |
| 4.3.4 压电性贡献研究 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 挠曲电致铁电保持失效 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 PbTiO_3薄膜宏观结构特征 |
| 5.3.2 PbTiO_3薄膜畴的翻转和保持性研究 |
| 5.3.3 PbTiO_3薄膜原子尺度结构成分分析 |
| 5.4 讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（3）针尖增强溅射/电离飞行时间质谱仪的研制与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 质谱成像技术及其空间分辨概况 |
| 1.2.1 原子探针质谱技术 |
| 1.2.2 热探针解吸质谱技术 |
| 1.2.3 近场探针质谱技术 |
| 1.2.4 近场SNOM探针质谱技术 |
| 1.2.5 近场无孔针尖质谱技术 |
| 1.3 近场光学与质谱成像联用技术概况 |
| 1.4 研究目的 |
| 参考文献 |
| 第二章 仪器核心设计与构建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 真空系统 |
| 2.3 减震系统 |
| 2.4 无孔针尖近场增强离子源的设计 |
| 2.4.1 自动切断电路的电化学刻蚀法制备银针尖 |
| 2.4.2 扫描电子显微镜筛选银针尖 |
| 2.4.3 扫描隧道显微镜基本原理 |
| 2.4.4 扫描隧道显微镜基本工作模式 |
| 2.4.5 扫描隧道显微镜的改装 |
| 2.4.6 针尖-样品微纳距离控制系统 |
| 2.4.7 样品位置控制系统 |
| 2.4.8 针尖-样品距离协同控制 |
| 2.4.9 激光光源 |
| 2.5 反射式飞行时间质量分析器 |
| 2.5.1 MALDI式反射式飞行时间质谱仪空间聚焦的推导 |
| 2.5.2 MALDI式反射飞行时间质谱的速度聚焦的推导 |
| 2.5.3 推斥与加速区 |
| 2.5.4 双场反射器 |
| 2.5.5 无场飞行区 |
| 2.5.6 检测器 |
| 2.5.7 整机工作流程 |
| 2.6 质谱系统初步调试 |
| 2.7 工作小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 纳秒激光诱导的针尖近场增强质谱实验 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 研究意义 |
| 3.3 实验仪器 |
| 3.3.1 金相光学显微镜 |
| 3.3.2 扫描电子显微镜 |
| 3.3.3 单晶基底制备装置 |
| 3.3.4 磁控溅射镀膜仪 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 大气压下近场增强溅射的验证实验 |
| 3.4.2 系统稳定性验证 |
| 3.4.3 金单晶(111)面上铬镀层的近场质谱单点实验 |
| 3.4.4 铬镀层的近场质谱点阵实验 |
| 3.4.5 钛镀层的近场质谱点阵实验 |
| 3.4.6 金单晶(111)面上钛镀层的近场弹坑形成实验 |
| 3.4.7 盐残渣的多元素同时分析 |
| 3.4.8 纳秒激光诱导近场质谱成像初步 |
| 3.5 工作小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 飞秒激光诱导的壳层隔绝针尖近场增强质谱实验 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 研究意义 |
| 4.3 实验仪器与原理 |
| 4.3.1 飞秒激光基本原理 |
| 4.3.2 群速度色散 |
| 4.3.3 克尔透镜锁模 |
| 4.3.4 放大器 |
| 4.3.5 展宽器与压缩器 |
| 4.3.6 飞秒激光诱导无孔针尖近场增强系统光路构建 |
| 4.3.7 原子层沉积技术 |
| 4.3.8 二次离子质谱 |
| 4.3.9 原子力显微镜 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 飞秒激光诱导的裸银针近场增强探索实验 |
| 4.4.2 壳层隔绝银针的制备与实验 |
| 4.4.3 飞秒激光诱导的壳层隔绝银针近场增强实验 |
| 4.4.4 金(111)镀钛上的单点近场弹坑质谱实验 |
| 4.4.5 金(111)镀钛上的近场弹坑点阵质谱实验 |
| 4.4.6 金(111)镀钛上的近场弹坑形成实验 |
| 4.4.7 其他金属的近场质谱实验 |
| 4.4.8 壳层隔绝针尖近场增强质谱的多元素盐残渣分析 |
| 4.4.9 飞秒激光诱导的无孔针尖近场增强质谱成像实验 |
| 4.5 工作小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 针尖近场增强效应的有限元法三维模拟 |
| 5.1 Drude模型与金属相对介电函数 |
| 5.2 准静态近似与Mie理论 |
| 5.3 电磁场数值模拟 |
| 5.4 有限元法一般步骤 |
| 5.4.1 划分有限元 |
| 5.4.2 有限元控制方程 |
| 5.4.3 有限元的组装 |
| 5.4.4 方程组的求解 |
| 5.5 有限元三维模型的建立 |
| 5.5.1 针尖与样品距离对近场增强效应的影响 |
| 5.5.2 金基底上不同金属镀层对近场增强效应的影响 |
| 参考文献 |
| 总结与展望 |
| 攻读博士期间已发表的论文 |
| 致谢 |
（4）Synthesis,X-Ray Characterizations and Bio-Applications of Two-Dimensional Based Nanomaterials（论文提纲范文）
| ABSTRACT |
| Dedication |
| Acknowledgement |
| Chapter 1: Introduction |
| 1.1. Classification of Two-Dimensional Nanomaterials for Bio-nanotechnology |
| 1.2. Basic Structure of 2D Graphene |
| 1.2.1. Graphene-Based Derivatives |
| 1.2.2 Properties of Graphene-Based Nanomaterials |
| 1.3. Basic Structure of Transition Metal Dichalcogenides |
| 1.3.1. Electronic Configuration in TMDCs |
| 1.3.2. Properties of TMDCs |
| 1.4. Preparation Mechanism of Two-Dimensional Nanomaterials |
| 1.4.1. Top-down Synthesis Approach |
| 1.4.1.1. Micromechanical Cleavage |
| 1.4.1.1.1. Advantages of Micromechanical Cleavage |
| 1.4.1.1.2. Disadvantages of Micromechanical Cleavage |
| 1.4.1.2. Liquid-Phase Exfoliation |
| 1.4.1.2.1. Advantages of Liquid Phase Exfoliation |
| 1.4.1.2.2. Disadvantages of Liquid Phase Exfoliation |
| 1.4.2. Bottom-up Synthesis Approach |
| 1.4.2.1. Hydrothermal Synthesis |
| 1.4.2.1.1. Advantage of Hydrothermal Synthesis |
| 1.4.2.1.2. Disadvantage of Hydrothermal Synthesis |
| 1.4.3. Chemical Vapor Deposition |
| 1.4.3.1. Advantages of Chemical Vapor Deposition |
| 1.4.3.2. Disadvantages of Chemical Vapor Deposition |
| 1.5. Mechanism of Colloidal Stability of 2D Nanomaterials |
| 1.5.1. Ways to improve Aqueous Stability of 2D Nanomaterials |
| 1.5.1.1. Ultrasonication |
| 1.5.1.2. Surfactant Addition |
| 1.5.1.3. Intercalation of Two-Dimensional Nanomaterials |
| 1.6. pH Adjustment |
| 1.7. X-Ray Driven Evolution |
| 1.7.1. The Characteristics of X-Rays |
| 1.7.2. The Generation of X-Rays |
| 1.7.3. Lab-Based X-Ray Machines |
| 1.7.3.1. Advantages of Rotating Anode X-Ray Device |
| 1.7.3.2. Disadvantages of Rotating Anode X-Ray Device |
| 1.7.4. Synchrotron-Based X-Ray Machines |
| 1.7.4.1. Advantages of Using Synchrotron-Based X-Ray Machines |
| 1.7.4.2. Disadvantages of Synchrotron-Based X-Ray Machines |
| 1.7.5. X-Ray Based Characterization Techniques of Nanomaterials |
| 1.7.5.1. X-Ray Diffraction |
| 1.7.5.1.1. Advantages of X-Ray Diffraction |
| 1.7.5.1.2. Limitations of X-Ray Diffraction |
| 1.7.5.2. X-Ray Photoelectron Spectroscopy |
| 1.7.5.2.1. Advantages of X-Ray Photoelectron Spectroscopy |
| 1.7.5.2.2. Limitations of X-Ray Photoelectron Spectroscopy |
| 1.7.5.3. Extended X-Ray Absorption Fine Structure |
| 1.7.5.3.1. Advantages of Extended X-Ray Absorption Fine Structure |
| 1.7.5.3.2. Limitations of Extended X-Ray Absorption Fine Structure |
| 1.8. Other Characterization Techniques for 2D Nanoparticles |
| 1.8.1. Electron Microscope |
| 1.8.1.1. Transmission Electron Microscopy |
| 1.8.1.2. Scanning Electron Microscopy |
| 1.8.1.3. Atomic Force Microscopy |
| 1.8.2. Dynamic Light |
| 1.8.3. Zeta Potential |
| 1.9. Thermal and Optical Behaviors of Nanomaterials |
| 1.9.1. Photothermal Therapy |
| 1.9.1.1. Photothermal Activation Mechanism in 2D Nanomaterials |
| 1.9.2. Localized Surface Plasmon Resonance |
| 1.9.2.1. Tuning LSPR to NIR Region |
| 1.9.3. Cell Death Mechanisms |
| 1.10. Bio-Application of 2D Nanomaterials |
| 1.10.1. Cancer |
| 1.10.1.1. Cancer Diagnosis and Treatment |
| 1.10.1.2. Tumor Physiology |
| 1.10.1.3. Tumor Growth |
| 1.10.1.4. Tumor Vasculature and Lymphatic System |
| 1.10.1.5. Enhanced Permeability and Retention Effect (EPR) |
| 1.10.2. Cryopreservation |
| 1.10.2.1. Thermal Hysteresis Protein |
| 1.10.2.2. The Biological Role of THPs |
| 1.10.2.3. Characteristics of Cryoprotective Agents |
| 1.11. Cryopreservation Procedure |
| 1.11.1. Vitrification |
| 1.11.2. Thawing |
| 1.12. Cytotoxicity of 2D Nanomaterials Compared with Other Biomaterials |
| 1.13. Organization of Thesis |
| References |
| Chapter 2: PVP Intercalated Metallic WSe_2 as NIR Photothermal Agents forEfficient Tumor Ablation |
| 2.1. Introduction |
| 2.2. Materials and methods |
| 2.2.1. Materials |
| 2.2.2. Characterization |
| 2.2.3. Synthesis of 1T-WSe_2@PVP |
| 2.2.4. Preparation of 2H-WSe_2@PVP |
| 2.2.5. Cell Culture and MTT Assay |
| 2.2.6. In Vitro Photothermal Therapy |
| 2.2.7. Antitumor Effects In Vivo |
| 2.2.8. In Vivo Photothermal Therapy |
| 2.2.9. Histology Examination |
| 2.3. Results and Discussion |
| 2.3.1. Synthesis and Characterization of 1T-WSe_2@PVP |
| 2.3.2. In Vitro Antitumor Efficacy |
| 2.3.3. Photothermal Effect In Vivo |
| 2.3.4. Derivation of the Photothermal Conversion Efficiency |
| 2.4. Conclusions |
| References |
| Chapter 3: Investigating Ice Nucleation Depression and Antifreeze Ability ofPolyvinyl Pyrrolidone Encapsulated Tungsten Diselenide Nanocomposite |
| 3.1. Introduction |
| 3.2. Materials and Methods |
| 3.2.1. Materials |
| 3.2.2. Physical Characterization of WSe_2-PVP NPs |
| 3.2.3. Ice Recrystallization Inhibition Examination |
| 3.2.4. Rapid Rewarming by Photothermal Transformation Effect Inducing Heating |
| 3.2.5. Synthesis of WSe_2-PVP NPs |
| 3.3. Results and Discussion |
| 3.3.1. Synthesis and Characterization of WSe_2-PVP NPs |
| 3.3.2. Photothermal Conversion Property of WSe_2-PVP NPs In ICE GrowthPrevention |
| 3.4. Conclusion |
| References |
| Chapter 4: Harmonized Photothermal Performance Utilizing In Situ Adsorption ofFe Nanoparticles within Graphene Matrix |
| 4.1. Introduction |
| 4.2. Materials and Method |
| 4.2.1. Materials |
| 4.2.2. Synthesis of Graphene@Fe and Pure Graphene Nanosheets |
| 4.2.3. Characterizations |
| 4.2.4. Measurement of Heating Effect from Graphene@Fe Solution by NIR Irradiation |
| 4.2.5. In Vitro Graphene@Fe NSs-Mediated Cell Destruction of HNE-1Nasopharyngeal Carcinoma Cells |
| 4.3. Results and discussion |
| 4.3.1. Synthesis and Morphology of Graphene@Fe Nanosheets |
| 4.3.2. In vitro Photothermal Therapy |
| 4.4. Conclusion |
| References |
| Chapter 5: Conclusion and Future Prospects |
| 5.1. Conclusion |
| 5.2. Future Prospects |
| LIST OF PUBLICATIONS |
（5）铁电薄膜畴结构及畴动力学的透射电子显微学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 钙钛矿型功能氧化物的结构及功能性 |
| 1.1.2 钙钛矿铁电畴结构的调控研究 |
| 1.1.3 畴壁的功能特性及带电畴壁的研究 |
| 1.1.4 铁电材料的原位研究 |
| 1.2 先进透射电子显微学在钙钛矿薄膜研究中的应用 |
| 1.3 本论文的选题意义及研究内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 样品制备 |
| 2.1.1 薄膜的生长模式 |
| 2.1.2 薄膜的沉积方法 |
| 2.1.3 透射电子显微镜样品制备 |
| 2.2 透射电子显微学分析 |
| 2.2.1 透射电子显微镜工作原理 |
| 2.2.2 电子衍射与衍衬分析 |
| 2.2.3 高分辨透射电子显微术 |
| 2.2.4 扫描透射电子显微术 |
| 2.2.5 X射线能量损失谱和X射线能量色散谱 |
| 2.2.6 像差校正透射电子显微镜 |
| 2.2.7 透射电子显微镜实验设备 |
| 2.3 基于高分辨STEM图像的定量电子显微学方法 |
| 2.3.1 实空间寻峰拟合分析 |
| 2.3.2 倒空间几何相位分析 |
| 第3章 降温速率对张应力下PbTiO_3薄膜a_1/a_2带电畴和压电响应的调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.3.1 PbTiO_3晶体中的畴结构特征 |
| 3.3.2 PbTiO_3薄膜中畴结构的分析 |
| 3.3.3 a_1/a_2畴组态随降温速率的变化规律 |
| 3.3.4 原子尺度a_1/a_2畴壁结构特征 |
| 3.4 讨论部分 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 铁电薄膜中相共存和a_1/a_2畴转变为全闭合畴的实时观察 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.4 讨论部分 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 PbTiO_3超薄薄膜畴组态随厚度的演化特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 不同厚度薄膜的截面样品形貌特征 |
| 5.3.2 不同厚度薄膜的平面样品形貌特征 |
| 5.3.3 HAADF-STEM及GPA研究薄膜的应力分布特征 |
| 5.3.4 HAADF-STEM研究薄膜的极化分布特征 |
| 5.4 讨论部分 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（6）基于界面反应构筑三维过渡金属基催化剂及其电解水性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电催化水分解的研究进展 |
| 1.2.1 电催化水分解的发展历程 |
| 1.2.2 反应机理 |
| 1.2.3 电催化剂的研究进展 |
| 1.2.4 电催化剂的设计与性能优化策略 |
| 1.3 普鲁士蓝及其类似物在电催化水分解中的研究进展 |
| 1.3.1 普鲁士蓝及其类似物的结构特点与制备 |
| 1.3.2 普鲁士蓝类似物及其衍生材料在电解水领域的应用 |
| 1.4 本论文选题思路及研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 阴阳离子调控构筑三维多孔镍钴氮化物纳米阵列用于电催化水分解 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 三维多孔镍钴氮化物的表征 |
| 2.3.2 三维多孔镍钴氮化物的电催化水分解性能 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 基于界面反应构筑多级普鲁士蓝类似物衍生物用于电催化水分解 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 PBA@Co(OH)2/NF杂化结构的基本表征 |
| 3.3.2 反应机理 |
| 3.3.3 普适性研究 |
| 3.3.4 形貌和结构演变过程和电化学性能表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 基于氧化还原反应构筑多级普鲁士蓝类似物衍生物用于氧析出反应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 多级结构表征 |
| 4.3.2 三维普鲁士蓝类似物的生长机制与普适性研究 |
| 4.3.3 CuFe oxide/CF表征与电催化性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 基于界面配位自组装策略构筑TA-Fe@Ni(OH)_2纳米阵列用于电解水 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 TA-Fe@Ni(OH)_2/NF多级纳米结构的形成与表征 |
| 5.3.2 TA-Fe@Ni(OH)_2/NF的电催化性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与研究成果 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（7）过渡金属氧化物催化剂的设计合成及在电解水催化电极中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| Chapter 1: Recent Advances in the Synthesis of Transition Metal Oxides and their Electrocatalytic Water Oxidation and Reduction Activities |
| 1.1. Water Electrolysis |
| 1.2. Electrocatalytic Activity: The Key Parameters |
| 1.2.1. Overpotential (η) |
| 1.2.2. Tafel Slope |
| 1.2.3. Exchange Current Density (j0) |
| 1.2.4. Turnover Frequency (TOF) |
| 1.2.5. Faraday Efficiency (FE) |
| 1.2.6. Electrochemically Active Surface Area (ECSA) |
| 1.2.7. Mass and Specific Activities |
| 1.2.8. Stability |
| 1.3. Heterogeneous Oxide-Based Catalysts |
| 1.3.1. Ruthenium Oxides Electrocatalysts for OER |
| 1.3.2. Ruthenium Oxides Electrocatalysts for HER |
| 1.3.2.1. Iridium Oxides Electrocatalysts for OER |
| 1.3.2.2. Iridium Oxides Electrocatalysts for HER |
| 1.3.3 |
| 1.3.3.1. Manganese Oxides Electrocatalysts for OER |
| 1.3.3.2. Manganese Oxides Electrocatalysts for HER |
| 1.3.4 |
| 1.3.4.1. Iron Oxides Electrocatalysts for OER |
| 1.3.4.2. Iron Oxides Electrocatalysts for HER |
| 1.3.5 |
| 1.3.5.1. Cobalt Oxides Electrocatalysts for OER |
| 1.3.5.2. Cobalt Oxides Electrocatalysts for HER |
| 1.3.6 |
| 1.3.6.1. Nickel Oxides Electrocatalysts for OER |
| 1.3.6.2. Nickel Oxides Electrocatalysts for HER |
| 1.3.7. Mixed Oxides |
| 1.3.8. Polyoxometalate Chemistry |
| 1.3.8.1. Introduction |
| 1.3.8.2. Catalytic Properties |
| 1.3.8.3. Active Sites |
| 1.3.8.4. Stability |
| 1.3.8.5. POM based Electrocatalysts |
| 1.3.8.6. Design Requirements for Heterogeneous WOC |
| 1.3.8.7. |
| 1.3.8.7.1 Heterogeneous Electrocatalytic Water Oxidation by POMs |
| 1.3.8.7.2. Heterogeneous Electrocatalytic Water Reduction by POMs |
| References |
| Chapter 2: Sandwich-Type Polyoxometalate Mediates Cobalt Diselenide for Hydrogen Evolution in Acidic Electrolyte |
| 2.1. Introduction |
| 2.2. Experimental |
| 2.2.1. Chemicals |
| 2.2.2. Synthesis of different POMs |
| 2.2.3. Synthesis of Lamellar mesostructured CoSe_2/DETA nanobelts |
| 2.2.4. Synthesis of Mn_4V(1mg)/CoSe_2 nanocomposite |
| 2.3. Characterization |
| 2.4. Electrochemical measurements |
| 2.5. Result and Discussion |
| 2.6. Cyclic voltammetry |
| 2.7. Summary |
| Reference |
| Chapter 3: Exfoliated Ruthenium Oxide Nanosheets-Derived Nanostrips for Improved Oxygen Evolution in Acidic Electrolyte |
| 3.1. Introduction |
| 3.2. Experimental |
| 3.2.1. Chemicals |
| 3.2.2. Synthesis of Ruthenium Oxide Nanosheets (RuO_2-NSs) |
| 3.2.3. Synthesis of Ruthenium Oxide Nanostrips (RuO2-NSts) |
| 3.3. Characterization |
| 3.4. Electrochemical measurements |
| 3.5. Results and Discussion |
| 3.6. Cyclic voltammetry |
| 3.7. Summary |
| Reference |
| Conclusion and Future Perspectives |
| Acknowledgement |
| List of Publications |
（8）Fabrication and Properties of TiALN Based Light Absorbing Coatings by DC Magnetron Sputtering（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| Chapter 1.Introduction |
| 1.1 Electromagnetic Radiations |
| 1.2 Thermal Radiations |
| 1.3 Solar Radiations |
| 1.4 Propagation of Light through Inhomogeneous Media |
| 1.4.1 Lorenz-Mie Theory |
| 1.4.2 Effective Medium Theory |
| 1.4.3 Kobelka and Munk Theory |
| 1.4.4 Stefan-Boltzmann Law |
| 1.4.5 Planck’s Law |
| 1.4.6 Kirchhoff’s Law |
| 1.5 Conversion of Solar Energy |
| 1.6 Optical Materials |
| 1.7 Selective Solar Absorbers |
| 1.7.1 Historical Background and Industrial Attraction |
| 1.7.2 Understanding and Characterization of Selective Solar Absorber |
| 1.7.3 Ideal Spectral Selectivity |
| 1.7.4 Selective Solar Absorber-State of the Art |
| 1.7.5 Absorber-Reflector Tandem |
| 1.7.5.1 Semiconductor-Reflector Coatings |
| 1.7.5.2 Textured Surface Coatings |
| 1.7.5.3 Multilayer-Metal Coatings |
| 1.7.5.4 Composite Coatings |
| 1.7.6 Stability |
| 1.7.6.1 Performance Criterion |
| 1.7.7 Flat-Plate Collector |
| 1.8 Broadband Absorbers |
| 1.8.1 Historical Background and Industrial Attraction |
| 1.8.2 Understanding and Characterization of Broadband Solar Absorber |
| 1.8.3 Ideal Broadband Solar Absorbers |
| 1.8.4 Broadband Absorbers-State of the Art |
| 1.8.4.1 Plasmonic Materials |
| 1.8.4.2 Nanophotonic Structures |
| 1.8.5 Stability |
| 1.9 Recent Progress in Selective Solar Absorbers |
| 1.10 Recent Progress in Broadband Solar Absorbers |
| 1.11 Future Perspectives |
| Chapter 2 Experimental Methods |
| 2.1 Thin Film Development |
| 2.2 Sputtering |
| 2.2.1 DC Magnetron Sputtering |
| 2.2.2 Reactive Magnetron Sputtering |
| 2.3 Characterization Techniques |
| 2.3.1 Scanning Electron Microscopy(SEM) |
| 2.3.2 Transmission Electron Microscopy(TEM) |
| 2.3.3 X-ray Diffraction(XRD) |
| 2.3.4 Scanning Probe Microscopy(SPM) |
| 2.3.5 UV-Vis-NIR Spectrophotometry |
| 2.3.6 Fourier Transform Infra-red Spectroscopy(FTIR) |
| 2.3.7 Ellipsometry |
| 2.3.8 Raman Spectroscopy |
| 2.3.9 X-ray Photoelectron Spectroscopy(XPS) |
| 2.3.10 Adhesion Test |
| 2.3.11 Thickness Measurements |
| 2.3.12 Electrochemical Corrosion Study |
| Chapter 3 Design,Fabrication and Thermal Stability of Spectrally Selective TiAlN/SiO2Tandem Absorber |
| 3.1 Experimental Details |
| 3.2 Results and Discussion |
| 3.2.1 Scanning Electron Microscopy(SEM) |
| 3.2.2 X-ray Diffraction(XRD) |
| 3.2.3 UV-Vis-NIR Spectrophotometry |
| 3.2.4 Ellipsometry |
| 3.3 Thermal Stability |
| 3.3.1 Raman Spectroscopy |
| 3.3.2 X-ray Photoelectron Spectroscopy |
| 3.4 Summary |
| Chapter 4.Enhancing spectral selectivity of TiAlN/SiO_2 solar absorbing coatings by post deposition annealing |
| 4.1 Experimental Details |
| 4.2 Results and Discussion |
| 4.3 Summary |
| Chapter 5 Refractory Metal Based Nanophotonic Structures as Broadband Light Absorbers with Robust Stability |
| 5.1 Experimental Details |
| 5.1.1 Materials and Methods |
| 5.1.2 Measurements |
| 5.1.3 Stability Tests |
| 5.2 Results and Discussion |
| 5.2.1 Growth and Structural Analysis |
| 5.2.2 Broadband Absorption |
| 5.2.3 Structural and Absorption Viability |
| 5.2.4 Suppression of Surface Reflections |
| 5.2.5 Stability of VATAN Black Coatings |
| 5.3 Comparison with Literature |
| 5.4 Summary |
| Chapter 6 Conclusions and Future Work |
| 6.1 Conclusions |
| 6.2 Future Work |
| Bibliography |
| Publications |
| Achievements and Awards |
| Acknowledgements |
（9）Fabrication of Metal Vanadates（MxVyOz,M=Bi,Cu）and Silver-based Nanomaterials for Solar Energy Conversion and Environmental Remediation（论文提纲范文）
| Acknowledgements |
| List of abbreviations |
| ABSTRACT |
| Chinese Abstract (摘要） |
| Chapter #1 Introduction & research background |
| 1.1 Energy crisis and environmental pollution |
| 1.2 Harvesting solar light for hydrogen production from water |
| 1.2.1 Hydrogen as an alternative to fossil fuels |
| 1.2.2 Water as a green and abundant source of hydrogen |
| 1.2.3 Electrochemical (EC) water splitting |
| 1.2.4 Photocatalytic (PC) water splitting |
| 1.2.5 Photoelectrochemical (PEC) water splitting |
| 1.2.6 Metal vanadate M_xV_yO_2 based photoelectrodes for PEC water splitting |
| 1.3 Harvesting solar light for wastewater treatment |
| 1.3.1 Water scarcity |
| 1.3.2 Types of water pollutants |
| 1.3.3 Waste water treatment systems |
| 1.3.4 Photocatalytic decontamination of wastewater |
| 1.4 References |
| Chapter #2 An in-situ combustion method for scale-up fabrication of BiV04 photoanodes withenhanced long-term photostability for unassisted solar water splitting |
| 2.1 Introduction |
| 2.2 Experimental section |
| 2.2.1 Materials |
| 2.2.2 Characterization |
| 2.2.3 Fabrication of the COM-BiVO_4 and MOD-BiVO_4 photoanodes |
| 2.2.4 Deposition of cocatalysts on combustion processed COM-BiVO_4 photoanodes |
| 2.2.5 Photoelectrochemical measurements |
| 2.2.6 Tandem design and side-by-side design of the PEC-PV cell |
| 2.2.7 Fabrication of a PEC-PV device |
| 2.2.8 Calculations |
| 2.3 Results and discussions |
| 2.3.1 Combustion synthesis of the BiVO_4 photoanodes |
| 2.3.2 Discussion of the combustion process and a comparison with the MOD-preparedsample |
| 2.3.3 Photoelectrochemical performance of the BiVO_4 photoanodes for the oxidation ofsulfite |
| 2.3.4 Cocatalyst deposition, scale-up fabrication of the combustion processed BiVO_4photoanode and their long-term photostability for oxygen evolution |
| 2.3.5 A PEC-PV cell for unassisted solar water splitting |
| 2.4 Conclusions |
| 2.5 References |
| Chapter #3 Facile preparation of two efficient Cu_xV_yO_x (β-Cu_2V_2O_7 and γ-Cu_3V_2O_8) photoanodes filmsfor photoelectrochemical water splitting |
| 3.1 Introduction |
| 3.2 Experimental |
| 3.2.1 Materials |
| 3.2.2 Preparation of Cu_xV_yO_z photoanodes |
| 3.2.3 Characterization |
| 3.2.4 Photoelectrochemical measurements |
| 3.3 Results and discussions |
| 3.3.1 Synthesis, micro-electronic structure and physiochemical characterization |
| 3.3.2 PEC water splitting performances of γ-Cu_3V_2O_8 and γ-Cu_2V_2O_7 photoanodes |
| 3.4 Conclusions |
| 3.5 References |
| Chapter #4 Efficient decontamination of multi-component wastewater by hydrophilic electrospunPAN/AgBr/Ag fibrous membrane |
| 4.1 Introduction |
| 4.2 Experimental |
| 4.2.1 Fabrication of PAN/AgBr/Ag fibrous membranes |
| 4.2.2 Characterization |
| 4.2.3 Photocatalytic activity |
| 4.2.4 Antibacterial test |
| 4.2.5 Filtration performance |
| 4.2.6 Computational details |
| 4.3 Results and discussions |
| 4.3.1 Physicochemical characterization and electronic structure of the PAN/AgBr/Agfibrous membrane |
| 4.3.2 Photocatalysis, sterilization and filtration properties of PAN/AgBr/Ag fibrousmembrane |
| 4.3.3 Overall performance of PAN/AgBr/Ag fibrous membrane towards simulatedwastewater |
| 4.4 Conclusions |
| 4.5 References |
| Conclusions |
| Innovations and limitations |
| Publications |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
四、CHARACTERISTICS OF 200～400 KV HIGH RESOLUTION ELECTRON MICROSCOPY AND ATOM IMAGES FROM THICK CRYSTALS（论文参考文献）
- [1]高比能锂离子电池Si/C基负极材料的可控合成及电化学性能研究[D]. Muhammad Kashif Majeed. 山东大学, 2020(01)
- [2]高指数取向铁电薄膜畴结构的像差校正透射电子显微学研究[D]. 邹敏杰. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [3]针尖增强溅射/电离飞行时间质谱仪的研制与应用[D]. 梁志森. 厦门大学, 2018(07)
- [4]Synthesis,X-Ray Characterizations and Bio-Applications of Two-Dimensional Based Nanomaterials[D]. Oyawale Adetunji Moses. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [5]铁电薄膜畴结构及畴动力学的透射电子显微学研究[D]. 马金元. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [6]基于界面反应构筑三维过渡金属基催化剂及其电解水性能研究[D]. 王月青. 山东大学, 2020(08)
- [7]过渡金属氧化物催化剂的设计合成及在电解水催化电极中的应用[D]. Waqar Ahmad. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [8]Fabrication and Properties of TiALN Based Light Absorbing Coatings by DC Magnetron Sputtering[D]. Abdul Ghafar Wattoo. 中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所), 2018(01)
- [9]Fabrication of Metal Vanadates（MxVyOz,M=Bi,Cu）and Silver-based Nanomaterials for Solar Energy Conversion and Environmental Remediation[D]. Abdul Qayum. 山东大学, 2020(10)
- [10]CHARACTERISTICS OF 200～400 KV HIGH RESOLUTION ELECTRON MICROSCOPY AND ATOM IMAGES FROM THICK CRYSTALS[A]. Hatsujiro Hashimoto. Recent Development of Electron Microscopy--Proceedings of the Second Chinese-Japanese Electron Microscopy Seminar, 1983