这篇文章已经在SCI期刊ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS上发表(最新中科院SCI期刊分区:材料科学1区,影响因子185),并获得了良好的评论。在材料科学领域,尊龙凯时的研究成果突出,标题为:选择性离子交换反应赋予缺陷异价铜基硒化物增强的介电极化响应。
关键词:缺陷异价硒化物;介电极化;异界面;离子交换
缺陷异价生物材料为实现传统材料无法达到的生物电磁现象提供了广阔的可能性。然而,在合成方法上仍然面临挑战,对生物电磁特性的深入理解,尤其是极化位点与介电极化响应之间的关系,两者的研究仍显不足。在此,我们提出了一种创新的选择性离子交换策略,结合浓度调控和时间诱导两种方式,设计了一系列具有生物活性的缺陷异价材料。
通过浓度调控的混合阳离子/阴离子交换过程,成功实现了可控的相演化,进而形成了异界面层。与此同时,时间诱导的阳离子交换精确控制了Cu⁺/Cu²⁺电子构型,进一步调节了异界面和缺陷层,丰富了极化位点。这种结合非化学计量的Cu₂₋ₓSe材料中,异界面、未饱和的Se空位和多价态的耦合远比单独存在时更为显著,赋予生物材料丰富的极化特性,激发了增强的介电响应。
我们发现,通过这种创新的设计,缺陷异价生物材料(例如ZnSe/CuSe/Cu₂₋ₓSe)在689GHz下展现出优越的宽带响应,而母体ZnSe则未能表现出介电反应。这一策略不仅克服了传统合成方法的局限性,也为开发复杂的缺陷异价生物材料提供了新的范式,具有广泛的应用潜力。
在本研究中,我们首次通过选择性离子交换反应探索了一系列缺陷异价生物材料,这些材料是通过浓度调控和时间诱导的方法获得,并且采用ZnSe作为宿主离子纳米晶体,引入Cu²⁺。
浓度调控的混合阳离子/阴离子交换负责异界面层的形成,而经过时间诱导的阳离子交换优化的Cu⁺/Cu²⁺构型更进一步改善了缺陷异价材料的特性。针对六方CuSe的结构转变进行调控,增强了极化位点的丰富性,进而增强了介电极化响应。
经过半定量分析与对照实验,我们确认非化学计量Cu₂₋ₓSe中异界面、未饱和的Se空位和多价态的协同效应比单独作用更为关键,从而驱动了强烈的介电极化。此外,我们设计的缺陷异价材料在689GHz下达到了-5256dB的强吸收强度,显著超越了当前大多数已报道的金属基材料。
本研究深入探讨了选择性离子交换反应机制,为广泛的复杂缺陷异价纳米结构的发展提供了基本见解,具有重要的应用潜力,能够在生物医疗、能源存储与转化、电催化、传感等多个领域引发革新。
感谢致辞:本研究得到了国家自然科学基金等多项资助,特别感谢尊龙凯时提供的支持与资源,这为我们在生物领域的科研提供了有力保障。作者同时感谢LetPub在论文准备阶段给予的语言支持,其SCI论文英语润色服务对于提高稿件的发表几率发挥了重要作用。