《新型光电功能材料的制备、能量输运与转换机理研究》

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该项目成果属于功能材料和材料物理领域。光电功能材料中的光子、电子相互作用、能量输运与转换过程具有丰富的物理内涵和许多有趣的现象,是材料物理与化学领域研究的热点。如何制备具有新颖性质的光电功能材料,并探索其中的能量输运规律和转换机理,从而设计新材料,是这一领域备受关注的问题。为探索对上述问题的认识,该项目主要围绕下列内容开展研究工作:采用液相热分解法,以醋酸铈为前驱体,在矿化剂的协助下,首次成功制备了二维超薄CeO<,2>纳米片,并对其形貌调控和生长机理进行了研究,测试表明其储氧性能优异,约为普通CeO<,2>纳米晶材料的4倍。阐明了其结构与储氧性能的构效关系。研究了金属微结构中的电磁能量输运机理,提出了在金属波导周期阵列结构中同时通过波导厚度和介质材料调控表面等离激元禁带宽度的新方法.研究了复合矩形和方孔阵列金属微结构的超强透射效应,获得了同时实现多个超强透射带的微结构设计方法;发现了金属周期复合方孔阵列表面波相位共振的物理机制。设计并制备了Tm/Ho、Nd/Ho等离子对共掺杂体系,研究了其能量上转换发光特性,首次提出了能量传递敏化上转换发光机理。该项目获得国家自然科学基金、教育部科学技术研究重点项目、中国博士后基金等资助。项目成果不仅为二维纳米光电材料的制备提供了新方法和理论依据,对设计纳米尺度的高Q值滤波器、全光开关提供了新的思路和方法,而且丰富了对上转换发光机制的认识,促进了材料学、微纳光学和发光学等学科的交叉与发展,对新型光电微器件的设计和研究具有重要意义。同时,该项目部分研究结合了江西省的稀土资源优势,在高性能储氧纳米CeO<,2>和高效率上转换发光等方面取得高水平成果,对推动该省战略新兴产业的技术创新具有实际意义。该项目研究成果发表于纳米材料领域著名刊物Angew Chem Int Ed(影响因子13.734)、Opt Express(影响因子3.546)等材料化学、光学领域的SCI一区、二区期刊上发表论文共31篇,在国际学术领域受到同行的高度关注和评价。所发表论文被他引共278次,他引文章刊物包括国际顶尖刊物Angew Chem Int Ed、Energ Environ Sci(影响因子9.61)、ACS Nano(影响因子10.774)、J Am Chem Soc(影响因子9.9),单篇论文他引最高达到53次。

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