Multiscale simulations of growth-dominated Sb$_2$Te phase-change material for non-volatile photonic applications
本文通过从头算和时域有限差分多尺度模拟,研究生长主导型Sb$_2$Te相变材料在结晶及退火过程中的光学性质变化,揭示碲有序化对彩色显示和光子存储器件性能的关键影响。
2023-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Multiscale Coupled Polarization and BKT Transitions in Tow-Dimensional Hybrid Organic-Inorganic Perovskites
本文提出一个扩展的二维XY转子模型,通过解析粗粒化和大规模蒙特卡洛模拟,揭示了混合有机-无机钙钛矿单层中低温准铁电态与高温BKT拓扑转变的共存,并重现了介电双峰、涡旋增强等关键实验特征。
2025-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Charge mobility of discotic mesophases: A multiscale quantum/classical study
通过结合电子结构计算、分子动力学和动力学蒙特卡罗模拟,建立了六苯并冠烯衍生物的离散中间相的分子结构和电荷迁移率之间的关联。它表明,这种多尺度方法可以提供一个准确的从头计算描述的有机材料中的电荷输运。
2007-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Multimodal and Multiscale Interrogation of a Mechanically Tough Glass Forming Copper-Based Metal-Organic Framework
University of Oxford(牛津大学);Technische Universität Dortmund(多特蒙德工业大学);University of Vienna(维也纳大学);Science and Technology Facility Council, UKRI(英国研究与创新署科学技术设施委员会);Diamond Light Source(钻石光源)
本研究通过多模态多尺度表征,合成了高韧性铜基MOF玻璃,其弹性模量约10 GPa、断裂韧性达0.5 MPa·m^1/2,为MOF基材料加工领域提供了关键进展。
2026-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ferrocene-functionalized covalent organic framework exceeding the ultimate hydrogen storage targets: a first-principles multiscale computational study
Michigan State University(密歇根州立大学)
铁ocene修饰的共价有机框架通过多尺度计算研究实现了超越氢气存储极限的性能,为高效氢气存储材料提供了新的解决方案。
2026-02-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Organic Crystal Active Waveguide as an All-Angle Signal Receiver and Transmission Platform for Visible Light Communication
本研究首次利用高光致发光量子产率的有机晶体SAA作为波导介质,结合开关键控调制,实现了集波长转换、全向波导和实时信号处理于一体的全有机可见光通信平台,验证了无差错信号检测和灰度图像传输。
2025-06-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Multiscale simulations guided advances for all-optical phase-change waveguides
Xi’an Jiaotong University(西安交通大学);Sapienza University of Rome(罗马大学)
本文通过多尺度模拟优化Sb2Te波导性能,揭示非平衡晶体的光学特性,实现编程窗口和光学损耗的双重提升,达到7位以上的光学编程精度。
2026-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Electrically Poled Vapor-Deposited Organic Glasses for Integrated Electro-Optics
本研究提出可用于硅光子平台等纳米导波电路的电极化小分子组装体电光材料,可真空沉积填充纳米结构且室温极化有序性稳定,初步实验验证了其高光学质量与电光性能。
2024-05-17 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Exploring Aperiodic Order in Photonic Time Crystals
该论文提出分析非周期有序光子时间准晶体的理论框架,推广迹映射方法至时间域,以Thue-Morse序列为例研究能带与波传输,揭示多尺度光谱响应和局域化效应,为先进光子器件发展提供见解。
2025-05-26 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Unveiling the Role of Dopant Polarity on the Recombination, and Performance of Organic Light-Emitting Diodes
电荷的复合是有机光子器件中的一个重要过程,因为该过程影响器件的特性,如驱动电压、效率和寿命。结合偶极陷阱理论和漂移扩散模型,我们发现当陷阱深度(ΔEt)大于0.3eV时,掺杂剂的固定偶极矩(μ0)是决定染料掺杂有机发光二极管中复合机制的主要因素,此时任何去陷阱效应都可以忽略.具有大μ0的掺杂剂(例如,均配型Ir(III)染料)在其上诱导大电荷捕获,导致高驱动电压和捕获辅助复合主导的发射。另一方面,具有小μ0的染料(例如,杂配型Ir(III)染料)无论ΔEt是多少都显示出更少的捕获,导致更低的驱动电压、更高的效率和朗之万复合主导的发光特性。这一发现将是有用的,在任何有机光子器件中,捕获和重组位点发挥关键作用。
2017-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Mechanophotonics: Pseudo-plastic Organic Crystal as a Fermat Spiral Optical Waveguide
本文通过机械光子学塑形假塑性有机晶体,制备出可自传导绿色荧光、耐受两次180度急弯且低损耗的费马螺旋光波导,为全有机光子电路提供关键元件。
2024-02-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optical conductivity and optical effective mass in a high-mobility organic semiconductor: Implications for the nature of charge transport
我们提出了一个多尺度模拟红荧烯晶体的红外光学性质。计算结果与实验数据吻合得很好,实验数据表明电导率谱具有非单调特征,光学有效质量较小。我们发现,在静态无序近似下,低频晶格振动产生的非局域电子-声子相互作用可以降低光学有效质量,导致更轻的准粒子。另一方面,在室温下的红荧烯晶体的电荷传输和红外光学性质被证明是由固有的热无序驱动的本地化载流子。我们的研究结果强调,在高迁移率的有机半导体中存在明显的轻载流子并不一定意味着带状传输。
2014-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Unveiling Mechanical Motions in Non-linear Optical Organic Micro Ring Resonators
University of Hyderabad(海德拉巴大学);Lomonosov Moscow State University(莫斯科罗蒙诺索夫国立大学)
研究通过动态运动和三维空间操控有机微环谐振器,展示其机械可重构性及非线性光学特性,拓展了三维空间控制能力。
2025-09-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Random lasing in an organic light-emitting crystal and its interplay with vertical cavity feedback
研究了一种蓝光分子晶体的垂直腔和随机激光发射特性。通过物理气相传输生长的1,1,4,4-四苯基-1,3-丁二烯样品具有室温受激发射峰值约为430 nm。法布里-佩罗共振和随机共振分别由晶体与外部介质的界面和缺陷散射体引发。对所产生的激光光谱的分析表明,在一种新颖的表面发射结构中,由于内置的垂直法布里-珀罗腔和随机激光的存在,存在窄峰,阈值约为500微焦耳·厘米^-2。由于增益竞争,不同模式之间的反相关性也被突出。具有光学增益候选者的分子晶体作为固有地支持多种激光机制的有前途的光子介质。
2014-09-22 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Manipulating matter with strong coupling: harvesting triplet excitons in organic exciton microcavities
激子-极化激元是一类具有光子和激子混合性质的准粒子,具有丰富的量子现象、新颖的光电子器件和改变材料化学性质的潜力。有机半导体由于其室温极化激元的形成而受到人们的关注。然而,在有机光电子器件内,通常是“暗”自旋-1三重态激子主导操作。这些三重态在极化激元物理学的研究中基本上被忽略了。在这里,我们证明了极化激元人口从三重态流形通过三重态-三重态湮灭,导致极化激元发射,甚至比激子发射在裸膜更长的寿命(>微秒)。这种增强来自自旋2的三重态对,由单重态裂变或三重态-三重态湮灭形成,供给极化激元。这是可能的,由于状态混合,这-在强耦合制度-导致共享的光子特性与国家正式非发射。这种“光子共享”提供了一种诱人的可能性,甚至可以收获或操纵形式上的黑暗状态。
2018-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of nonlinear excitonic response of hybrid organic perovskites in the regime of strong light-matter coupling
我们提出了一个定量研究的非线性光学响应的层状钙钛矿放置在平面内的光子微腔中的政权的强光物质耦合,当激子和光子模式杂交,并产生腔极化激元。两个来源的非线性被指定,激子跃迁的饱和与增加的光泵和激子之间的库仑相互作用。它表明,特殊形式的相互作用势,特定于多层结构的有机钙钛矿,是负责激子结合能和拉比分裂相对于传统的半导体系统的大幅增加。这导致拉比分裂猝灭效应在非线性光学响应中的主要贡献。此外,由于激子的紧密束缚特性,莫特跃迁的密度基本上更高,允许达到约50 meV的极大极化子蓝移,这比传统半导体高一个数量级。
2021-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigation of Machine Learning-based Coarse-Grained Mapping Schemes for Organic Molecules
School of Chemical Engineering, National Technical University of Athens(雅典国立技术大学化学工程学院);Scify P.N.P.C.(Scify公共非营利公司)
由于大分子系统中存在广泛的时间尺度,因此有必要采用分层多尺度策略进行计算研究。粗粒化(CG)允许在不同的系统分辨率之间建立联系,并为开发强大的多尺度模拟和分析提供了基础。CG映射过程通常是特定于系统和应用的,并且它依赖于化学直觉。在这项工作中,我们探索了基于变分自编码器的机器学习策略的应用,以开发从原子到粗粒度分子空间的合适映射方案,并增加化学复杂性。对模型超参数对训练过程和最终输出的影响进行了广泛的评估,并通过定义不同的损失函数和实施确保输出物理一致性的选择标准来扩展现有方法。分析了输入特征选择与重建精度之间的关系,支持将旋转不变性引入系统的必要性。该方法的优势和局限性,无论是在映射和在backmapping步骤,突出和批判性的讨论。
2022-09-26 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.chem-ph
A Physics Based Multiscale Compact Model of p-i-n Avalanche Photodiodes
最近发现基于III-V材料的数字合金雪崩光电二极管(APD)表现出类似于硅APD的低噪声。III-V族材料可以被选择为在红外光谱中的任何波长下工作。在这项工作中,我们提出了一个基于物理的SPICE兼容的紧凑模型的APD建立从环境依赖的紧束缚(EDTB)模型校准从头计算密度泛函理论(DFT)和蒙特卡罗(MC)方法的参数。使用这种方法,我们可以准确地捕捉这些APD的物理特性,在集成光子学电路模拟。
2021-02-09 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Optochemically Responsive 2D Nanosheets of a 3D Metal-Organic Framework Material
突出的功能可调性支撑金属有机框架(MOF),为设计下一代化学传感器、光电子、能量收集器和转换器提供了一个多功能平台。我们报告了一个罕见的示例的多孔2D纳米片材料,从一个扩展的3D MOF结构。我们开发了一种快速的超分子自组装方法,在环境条件下,合成容易剥离的MOF纳米片,功能化原位通过采用来宾@MOF(主机)的策略。发光分子(作为功能客体)在MOF孔内的纳米级限制产生了不寻常的光学、电子和化学性质的组合,这是由强的主客体耦合效应引起的。我们展示了由新的Guest@MOF复合系统开辟的非常有前途的基于光子学的化学传感。通过利用官能化的MOF纳米片的主-客体光化学相互作用,我们已经完成了对许多实际应用重要的广泛的挥发性有机化合物(VOC)和小分子的检测。
2017-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Controlled atmosphere electrospinning of organic nanofibers with improved light emission and waveguiding properties
为了实现活性聚合物纳米纤维的制备,发展了可控氮气环境下的静电纺丝技术。发现在受控大气条件下电纺的纤维比通过在空气中进行的常规电纺过程实现的样品更光滑和更均匀。此外,它们表现出独特的组成,在制造过程中引入了大大降低的氧含量,这有利于增强光学性能并增加发射量子产率。通过这种方法证明了有源波导的光损耗系数比空气中旋转的光纤降低了十倍。这些发现使得该过程非常有希望用于光子学,电子学和传感的活性聚合物纳米结构的高度控制生产。
2015-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Liquid crystal nose based on chiral photonic band gap materials: principles of selective response
新型液晶(LC)组合物的建议和研究的LC-鼻子的元素。这允许对几种挥发性有机化合物(VOC)进行光学检测。乙醇、甲苯、吡啶和乙酸在LC-nose手性元件中扩散过程中,通过比色和光谱技术进行检测。通过具有不同粘度、对溶剂的亲和力和形成氢键的能力的液晶基质的组分来增强对不同VOC的选择性。
2020-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Understanding Adsorption-Induced Structural Transitions in Metal-Organic Frameworks: From the Unit Cell to the Crystal
呼吸转换代表最近发现的吸附诱导的结构转换之间的大孔和窄孔构象的金属有机框架,如MIL-53。我们提出了一个多尺度的呼吸过渡的动力学的物理机制。我们表明,由于主机框架弹性和客体分子吸附之间的相互作用,这些转换的晶体水平上发生通过逐层剪切。我们构造了一个简单的哈密顿量,它描述了在单位晶胞水平上的主-主和主-客相互作用的物理过程,并由于长程弹性细胞-细胞相互作用而减少到一个有效维度。然后,我们使用这个哈密顿量的吸附-解吸循环的蒙特卡罗模拟,研究如何在晶体水平上的过渡机制,通过三个关键的物理参数:过渡能垒,细胞-细胞的弹性耦合,和系统的大小的单位细胞的行为。
2015-06-17 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Optical Modulation Due to Energy Exchange Between Photonic and Exciton Modes in the Intermediate Coupling Regime
Department of Physics, Graduate Center, City University of New York(纽约市立大学研究生中心物理系);Photonics Initiative, Advanced Science Research Center, City University of New York(纽约市立大学高级科学研究中心光子学计划);School of Chemistry and Biochemistry, School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology(佐治亚理工学院化学与生物化学学院、材料科学与工程学},{)
本文提出利用中间耦合 regime 中的激子-光子耦合实现高效光调制,通过能量-动量分辨的泵浦-探测光谱展示光响应依赖于激子与光子模式的能量偏移,为近红外光信号调制提供新途径。
2026-06-26 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Light-driven C-H bond activation mediated by 2D transition metal dichalcogenides
本研究提出利用二维 TMDCs 在光驱动下活化复杂长链有机物的 C-H 键,揭示其促进 H 吸附与 C-C 偶联的机制,并实现空间分辨的发光碳点固态合成。
2023-11-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Organic nanofibers embedding stimuli-responsive threaded molecular components
虽然大多数分子机器的研究已经在溶液中进行,这些超分子系统与固态纳米结构和材料的接口是非常重要的,因为它们利用在传感组件的化学和光子驱动工作。主体聚合物材料,特别是聚合物纳米纤维,能够操纵构成分子机器的功能分子,并提供诱导和控制超分子组织的方法。在这里,我们提出了静电纺丝纳米复合材料嵌入自组装轮烷型系统,是响应于光学(UV-可见光)和化学(酸/碱)刺激。该系统包括由二苄基铵识别位点和两个偶氮苯端基组成的分子轴和二苯并[24]冠-8分子环。脱螺纹和重螺纹的分子组分在纳米纤维中诱导暴露于碱和酸蒸气,以及偶氮苯端基的光异构化,发生在溶液中观察到的类似的方式。然而,重要的是,在外部化学刺激之后的纳米级机械功能诱导排列成阵列的纳米纤维的宏观机械性质的可测量的变化,其杨氏模量在轴从环脱螺纹时显著增强。因此,这些复合纳米系统在化学传感器、光子致动器和环境响应材料方面显示出巨大的应用潜力。
2014-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Doping-induced dielectric catastrophe prompts free-carrier release in organic semiconductors
通过分子掺杂可获得的对材料性质的控制对于有机半导体的许多技术应用(例如OLED或热电器件)是必不可少的。这些激子半导体通常仅在5-10\%的杂质浓度下达到简并极限,这是一种与载流子和离子化掺杂剂之间的强库仑结合有关的现象,并且其理解迄今为止仍然难以捉摸。这项研究提出了一个一般的机制,在有限掺杂的集体屏蔽现象的载流子的释放。结合第一性原理和微静电计算,建立了掺杂有机半导体介电性质的多尺度模型。我们的研究结果预测了一个大的非线性增强的介电常数(10倍,在8\%的负载)作为系统的方法增加掺杂后的介电不稳定性(灾难)。这可以归因于高度极化的主机-掺杂剂复合物的存在下,加上一个不平凡的主导贡献,从偶极相互作用的无序和异质系统。材料中增强的屏蔽大大降低了电子-空穴分离的(自由)能垒,合理化了热电荷释放的可能性。所提出的机制与电导率数据是一致的,并为在较低的掺杂负载下实现较高的电导率奠定了基础。
2021-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Toward a Theoretical Roadmap for Organic Memristive Materials
Universitat de València(瓦伦西亚大学)
本文提出通过多尺度计算方法设计下一代有机忆阻器,探讨离子迁移、氧化还原开关及手性分子传导机制,以推动化学工程突触材料的发展。
2025-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantitative Predictions of Photoelectron Spectra in Amorphous Molecular Solids from Multiscale Quasiparticle Embedding
我们提出了一个基于第一性原理的多尺度模拟框架的非晶分子固体的紫外光电子能谱学(UPS)光谱的高能量部分的定量预测。该方法结合了沉积模拟,多体格林函数理论,极化膜嵌入,和多模电子振动耦合,并提供了一个分子水平上的相互作用和过程引起的光谱特征。这种见解有助于弥合实验UPS和理论模型之间的差距,因为准确的分析受到能量紊乱,测量的表面灵敏度和激发过程的复杂性的阻碍。特别是,这与明确确定有机半导体的最高占据分子轨道能量(HOMO)有关,这是定制和设计新光电器件的关键量。我们证明了模拟方法的能力,研究2-甲基-9,10-双(萘-2-基)蒽(MADN)的两种异构体的光谱作为原型材料,在实验中显示出清晰分离的HOMO峰。与实验的一致性是极好的,这表明我们的方法提供了一个路线,确定HOMO能量的精度优于0.1eV。
2019-12-15 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Planar Microcavities can Suppress Exciplex Formation and Increase the Emission Efficiency of Organic Semiconductors
École Polytechnique de Montréal(蒙特利尔高等理工学院);Hokkaido University(北海道大学)
研究探讨平面微腔对有机半导体发射的影响,通过嵌入ZnPc:TPBi混合物,抑制非辐射激基复合物形成等,提高光致发光量子产率超四十倍,揭示腔可调控激发态,为有机光电器件发展开辟新途径。
2026-07-21 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
Efficient purely organic phosphorescent emitters for programmable luminescent tags: from building blocks to donor-acceptor-donor structures
Technische Universität Dresden(德累斯顿工业大学);PRUUVE GmbH(PRUUVE有限公司)
本文研究了纯有机室温磷光(RTP)发射体的设计,通过系统探索供体-受体和供体-受体-供体有机磷光发射体在对称和非对称结构中的设计空间,发现供体单元对发射特性有显著影响,同时受体单元对磷光量子产率有重要影响,从而为可编程发光标签的开发提供了新的方法和见解。
2026-05-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Polymer nanofibers as novel light-emitting sources and lasing material
聚合物微纳米纤维是由具有光学增益的有机发光材料制成的,具有独特的激光特性。直径从几十纳米到几微米的纤维可以通过静电纺丝来制造,静电纺丝是一种基于施加到聚合物溶液的静电场的方法。这些光纤由嵌入激光染料的光学惰性聚合物组成,它们的形态和发射特性通过扫描电子显微镜和荧光显微镜进行表征,并且在能量密度为10^2 microJ cm^-2量级的光泵浦下观察到激光发射。此外,发光纤维可以通过共轭聚合物、它们的共混物和其他活性有机物进行静电纺丝,并且可以在一系列光子和电子器件中开发。特别是,观察并表征了光的波导,显示光损耗系数在10^2-10^3 cm^-1范围内。这些新型激光系统的减小的尺寸,结合通过嵌入非线性分子层的晶体管或其他基于电极的架构实现波长可调谐性的可能性,以及它们特有的机械鲁棒性,为实现小型化激光源以集成片上光学传感器和光子电路开辟了有趣的前景。
2013-11-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Rashba-Dresselhaus spin-orbit coupling and polarization-coupled luminescence in an organic single crystal microcavity
本研究利用高取向分子晶体微腔,首次观测到Rashba-Dresselhaus自旋轨道耦合引发的极化激元模偏振耦合发射,揭示其与各向异性光-物质耦合的相互作用机制,为拓扑光子学和量子技术提供新平台。
2023-10-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Efficient passivation of III-As(P) photonic interfaces
针对干法刻蚀的III-As(P)量子阱光子纳米结构,提出PH₃氛围退火结合宽带隙材料封装的钝化方法,大幅降低表面复合速度和电荷密度,提升器件性能。
2025-02-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Manipulating the photonic Hall effect with hybrid Mie-exciton resonances
我们研究的远场光学响应,平面下波激发的存在下,一个静态的磁场,核壳纳米粒子涉及的旋电组件,无论是作为内部或外部层,通过分析计算的基础上适当扩展米氏理论。我们专注于光的吸收和光的散射由铋取代的钇铁石榴石(Bi:YIG)纳米球和纳米壳,结合激子材料,如有机分子聚集体或二维过渡金属二硫属化物,并讨论了混合字符的模式出现从耦合的两个组成部分。我们观察到强磁光现象的激发,并探讨,特别是,磁横向光电流的响应和可调谐性,表示光子霍尔效应。我们展示了Bi:YIG和激子层之间的相互作用如何导致一对窄带的高度定向散射,从上述杂交中出现,可以通过调整系统的几何或光学参数来随意调谐。我们的理论研究引入了光学各向异性介质作为有前途的模板,在纳米光子学强耦合,提供了一种手段,结合可调的磁性和光学特性,在全介质光子器件的设计,但也在新的临床应用的潜在影响。
2020-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Organic solvent boosts charge storage and charging dynamics of conductive MOF supercapacitors
该研究结合恒电势分子模拟、近理想 c-MOF 合成与多尺度建模,揭示有机溶剂通过疏离子效应和构建双通道离子输运路径,使 MOF-IL 超级电容器容量提升逾100%、充电速度提高约6倍。
2024-03-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Commutative Algebra Modeling in Materials Science -- A Case Study on Metal-Organic Frameworks (MOFs)
本文首次将交换代数引入材料科学,提出类别特定交换代数(CSCA)框架,通过融合元素分类与多尺度代数不变量来表示MOFs,在气体吸附性质预测上实现与几何和图方法相当或更优的精度,同时显著提升可解释性与稳定性。
2025-11-05 cond-mat.mtrl-sci math.AC
Aggregation of dipolar molecules in SiO$_2$ hybrid organic inorganic films: use of silver nanoparticles as inhibitors of molecular aggregation
本研究提出利用银纳米颗粒作为抑制剂,有效抑制SiO$_2$有机无机杂化薄膜中偶极发色团的聚集,从而提升二阶非线性光学器件的性能。
2025-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Capturing Coordination Core Topology in Metal--Organic Frameworks Using Persistent Mayer Homology
University of Georgia(佐治亚大学);Pacific Northwest National Laboratory(太平洋西北国家实验室)
本研究引入持久迈耶同调(PMH),结合元素分辨持久同调(ERPH)预测8种氮氧相关吸附与自扩散性质,其配位核心表示提升了预测性能,为MOFs等材料设计提供拓扑框架。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Multiscale, Techno-economic Evaluation of Isoreticular Series of CALF-20 for Biogas Upgrading using a Pressure/Vacuum Swing Adsorption (PVSA) Process
School of Chemical Engineering, Pusan National University(釜山国立大学化学工程学院);Graduate School of Data Science, Pusan National University(釜山国立大学数据科学研究生院)
本研究通过分子模拟与PVSA工艺优化结合,评估CALF-20及其五种等比衍生物的吸附性能,揭示其在能耗与成本上的差异,证明集成框架可指导生物气升级吸附材料的开发。
2025-10-28 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Highly luminescent silver-based MOFs: Scalable eco-friendly synthesis paving the way for photonics sensors and electroluminescent devices
发光多功能纳米材料对智能发光传感器和固态照明等关键技术的发展具有重要意义。为了在技术上可行,发光材料需要满足许多要求,例如容易且具有成本效益的制造、高量子产率、结构鲁棒性和长期材料稳定性。为了实现这些要求,开发了一种称为“OX-2”的高度光致发光、多刺激响应和电致发光的基于银的金属有机框架(Ag-MOF)的生态友好和可扩展的合成。其特殊的物理和机械弹性特性可以通过温度和压力可逆地切换,使这种材料在其他竞争发光材料中脱颖而出。通过构建概念验证的MOF-LED(发光二极管)器件测试OX-2 MOF作为良好电致发光材料的潜在用途,进一步促成电致发光MOF的罕见实例。结果揭示了利用Ag MOF作为多任务平台来设计创新光子技术的巨大潜力。
2021-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Morphology dependent optical anisotropies in the n-type polymer P(NDI2OD-T2)
有机半导体具有自组装成高度有序和取向的形态,并具有各向异性的光学性质。研究这些光学各向异性提供了深入了解加工依赖的结构特性,并通知有机光伏和发光器件的光子设计。在这里,我们使用动量分辨吸收和发射光谱测量的n型聚合物P(NDI 2 OD-T2)的旋涂薄膜的各向异性光学性质。我们量化的光学各向异性的薄膜沉积与不同的面对和边缘上的形态的差异。特别是,我们推断出一个大得多的面外倾斜角的光学跃迁偶极矩在高温退火,边缘上的薄膜。面内和面外偶极子之间的光谱差异的测量,进一步表明在低温退火的正面上的膜,否则在传统的X射线和光学表征技术模糊的无序聚合物的区域。在这项工作中开发的方法和分析提供了一种方法来识别和量化微妙的光学和结构各向异性的有机半导体,这是重要的理解和设计高效的薄膜设备。
2016-07-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
Tunable out-of-plane excitons in 2D single crystal perovskites
有机-无机杂化钙钛矿已经成为光子应用的非常有前途的材料,这要归功于允许调整其光学特性的巨大合成通用性。在二维(2D)晶体形式中,这些材料表现为多量子阱异质结构,具有稳定的激子共振直到室温。在这项工作中,在二维钙钛矿单晶薄片中观察到强的光-物质耦合,并使用偏振依赖的激子-极化激元响应来揭示新的激子特征。首次观察到激子的面外分量,这对于这种2D系统是出乎意料的,并且在其他层状材料(例如过渡金属二硫属化物)中完全不存在。通过比较具有相同无机层但不同有机夹层的不同混合钙钛矿,示出了有机配体的性质如何可控地影响面外激子-光子耦合。这种垂直偶极耦合在那些系统(例如,等离子体纳米腔)中特别寻求,其中场的方向通常与材料片正交。有机夹层也被证明会影响与分层结构相关的强双折射,这在这项工作中被利用来在仅几微米的传播中完全旋转线性偏振度,类似于超材料中发生的情况。
2018-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Low-loss phase-change material based programmable mode converter for photonic computing
Center for Alloy Innovation and Design (CAID), State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials, Xi’an Jiaotong University(西安交通大学)
本研究提出了一种基于低损耗相变材料Sb2Se3的可编程模式转换器,通过多尺度模拟实现了高精度光学编程,并展示了其在光子计算中的应用潜力。
2026-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous circularly polarized light emission in organic light-emitting diodes caused by orbital-momentum locking
本研究发现有机发光二极管中存在方向依赖的反常圆偏振发射现象,将其归因于手性材料的轨道-动量锁定效应,该发现可大幅提升偏振率,为新型手性光电器件设计提供新思路。
2022-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Reactive Coarse Grained Force Field for Metal-Organic Frameworks applied to Modeling ZIF-8 Self-Assembly
Sorbonne Université(索邦大学);University of Warwick(华威大学)
本文提出了一种用于金属有机框架的反应性粗粒化力场,用于建模ZIF-8的自组装过程。
2026-02-17 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Surface Exciton Polaritons and Near-Zero Permittivity Surface Waves Supported by Artificial Organic Hyperbolic Metamaterials
CINBIO, Universidade de Vigo(维戈大学);Centro de Física das Universidades do Minho e do Porto (CF-UM-UP), Universidade do Minho(米尼奥大学与波尔图大学物理中心);International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL)(伊比利亚纳米技术国际实验室);Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)(马德里材料科学研究所,西班牙高等科学研究理事会);ALBA Synchrotron Light Source(阿尔巴同步辐射光源)
本文提出了一种有机双曲超材料的制备方法,通过多层薄膜实现强光学各向异性,支持表面激子极化子和近零介电常数表面波,为纳米尺度的极子动力学研究提供了新平台。
2025-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon coupling in lattice engineering of lithium niobate single crystal thin films
该研究提出基于铌酸锂晶体结构并利用外场调控电子-声子耦合的量子设计方法,结合多尺度表征与理论计算揭示缺陷及耦合机制,为低损耗、可重构的大规模LN量子器件提供设计框架。
2025-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Controlling the Manifold of Polariton States Through Molecular Disorder
该研究以P3HT为模型揭示能量无序对极化激元态流形中光子特征的调控作用,并提出可描述无序系统强光耦合及亮暗中间态的普适方法。
2023-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature self-assembly of mixed nanoparticles into complex material systems and devices
使用其他不相容的材料制造具有复杂和结构化组成的纳米材料的能力日益成为下一代技术的基础。这正转化为越来越多的努力,将更广泛的材料集成到关键技术平台上1-在光子学中,其中一个平台是二氧化硅,这是一种无源、低损耗和坚固的介质,对于高效的光传输至关重要2。主动功能化,无论是通过增加增益或非线性,是最有可能通过集成的活性材料3,4。不幸的是,在二氧化硅波导的制造中使用的高温使得目前不可能整合许多对实现这种扩展功能至关重要的有机和无机物质。在这里,我们展示了使用纳米粒子的自组装由复杂的二氧化硅基材料制成的新型波导和器件的制造。特别是,室温下制造的二氧化硅微丝集成有机染料(罗丹明B)和单光子发射纳米金刚石。
2012-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Optimizing Metal-Organic Chemical Vapor Deposition for Ultrawide Band-Gap MgSiN2 Thin Films
本研究通过探索更高生长温度窗口优化 MgSiN2 薄膜的 MOCVD 生长工艺,在 GaN 衬底上成功实现高质量正交单晶外延,测得其超宽带隙,证实其与现有 III 族氮化物器件平台兼容。
2025-04-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph