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原子级薄晶体银纳米结构中的超受限等离子体
将光限制到原子尺度的能力对于光电子学和光学传感应用的开发以及纳米级量子现象的探索至关重要。厚度仅为几个原子层的金属纳米结构中的等离子体可以实现这种限制，尽管亚纳米级的制造缺陷阻碍了实际发展。在这里，通过预图案化硅基板并外延沉积厚度仅为几个原子层的银膜制造的原子级薄结晶银纳米结构中展示了窄等离子体。具体而言，对硅晶片进行光刻图案化以引入按需横向形状，对样品进行化学处理以获得原子级平坦的硅表面，并外延沉积银以获得具有指定形态的超薄结晶金属膜。按照此程序制造的结构可以对近红外光谱区域的光场约束进行前所未有的控制，这里通过观察具有极端空间约束和高品质因子的基阶和高阶等离子体来说明这一点，这些因子反映了金属的晶体性。本研究在空间约束程度和品质因数方面取得了实质性的改进，这将有助于设计和利用原子级纳米等离子体器件用于光电子、传感和量子物理应用。
双共振纳米结构用于胶体量子发射体的颜色下转换
摘要：我们提出了一种由二氧化钛 (TiO 2 ) 亚波长光栅制成的双谐振纳米结构，以提高 Cd x Zn 1 − x Se y S 1 − y 胶体量子点 (QDs) 在用 ∼ 460 nm 的蓝光激发时发射波长为 ∼ 530 nm 的颜色下转换效率。通过光栅谐振和波导模式的混合，可以在 QD 层内创建大的模式体积，从而导致大的吸收和发射增强。特别是，我们实现了偏振光发射，在特定角度方向上最大光致发光增强约 140 倍，在收集物镜的 0.55 数值孔径 (NA) 内总增强约 34 倍。增强包括吸收、Purcell 和外耦合增强。我们实现了绿色 QDs 的总吸收率为 35%，颜色转换层非常薄，约为 ∼ 400 nm。这项工作为设计用于微型 LED 显示器、探测器或光伏应用中的吸收/荧光增强的大体积腔体提供了指导。关键词：导模共振、二氧化钛、介电纳米天线、颜色转换、胶体量子点、微型 LED 显示器
化学气相沉积三硫化钛纳米结构中的异常重掺杂
纳米级过渡金属三硫属化物如 TiS 3 在基础研究和应用开发方面都表现出巨大的潜力，但它们的自下而上的合成策略尚未实现。在这里，我们探索了 TiS 3 的化学气相沉积 (CVD) 合成，其晶格各向异性使得其能够沿 b 轴优先生长，从而得到长宽比可通过生长温度调节的矩形纳米片或纳米带。所获得的纳米结构在保持与原始半导体 TiS 3 一样的光谱和结构特征的同时，表现出高电导率和超低载流子活化势垒，有望作为纳米级导体。我们的实验和计算结果表明，CVD 生长的 TiS 3 中 S 2 − 2 空位的存在是造成重 n 型掺杂直至简并能级的原因。此外，预计通过用环境中的氧原子钝化 S 2 − 2 空位可以恢复半导体性能。因此，这项工作预示着利用缺陷工程三硫属化物半导体构建纳米级电子器件的诱人可能性。
用单步过程在Si中制造多项式3-D纳米结构
1引言有许多电子设备利用各种形状的3-D结构，例如颗粒，圆锥体，光子带隙晶体，磁倍率随机访问记忆（MRAM）和纳米电机械系统（NEMS）（NEMS）。这些结构的特性对它们的尺寸特征（例如形状，大小等）表现出很高的灵敏度，这通常会导致功能增强。由于这些3D结构中的特征大小降低了纳米级，因此在制造中实现高维准确性和可靠性变得越来越具有挑战性。因此，越来越需要改善这些3-D结构的精确和可靠性。已经提出并采用了各种方法，以试图制造具有纳米级特征的3-D结构。They include plasma etching, 1 electrodeposi- tion with a special patterning and biasing of the seed layer, 2 direct and laser-assisted chemical etching, 3 ultrasonic machining, 4 electro-discharge machining, 5 layer-by-layer laser-induced polymerization, 6 nanoimprint lithography, 7 , 8 hole-area modulation, 9 local nanolithography by atomic force显微镜（AFM），10平行纳米氧化，11等。
dnaforge：核酸线框纳米结构的设计工具
strands”在DNA折纸中，接吻环和RNA折纸中的其他连接器图案）。两种方法都已用于设计各种2D形状和3D结构（5，6）。大多数当前的3D折纸设计遵循在彼此顶部包装几层二维螺旋或螺旋束的方法，和/或弯曲的螺旋束如（7，8）中最初建议。3D设计的替代路径是创建一个线框结构，该结构仅包含3D模型的边界边缘和顶点。在这个方向上有几个值得注意的前虫前旅行（9，10），但是随着柔性且坚固的折纸技术的发展，它大多开始获得追随者（6，11）。与螺旋装箱相比，线框设计的一些优势包括使用链的经济，这允许建造较大的结构，并在低盐条件下更好地折叠。一些挑战是结构的刚性较低，尤其是对于大型的单螺旋边缘设计（可以通过使用多螺旋边缘来减轻，以增加链的使用来缓解）和大型复杂设计的产量低。已经存在几种核酸纳米结构设计工具（8、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21）。Most of these however address helix-packing designs, with the more recent ones oriented towards wireframe structures including vHelix (14), DAEDALUS (15) and ATHENA (18) for 3D DNA wireframes, Sterna (20) for single-stranded 3D RNA wireframes and PyDAEDALUS (21) for 3D RNA/DNA hybrid wireframes.这些工具主要支持一种特定的设计方法，每个工具也都处于离线状态，需要一个单独的过程来安装工具及其辅助库，有时可能很难找到或在最坏的情况下弃用。
基于锗的超导体/半导体混合纳米结构用于量子信息
基于超导电路的超导量子比特由超导电容器和具有 transmon 几何的约瑟夫森结组成，广泛应用于高级量子处理器，追求可扩展的量子计算。transmon 的量子比特频率的调整依赖于超导环路中两个超导体-绝缘体-超导体 (S-I-S) 约瑟夫森结的超电流之间的磁通量相关干扰。基于超导体-半导体-超导体 (S-Sm-S) 材料的约瑟夫森结为门可调 transmon 提供了一种可能性，称为“gate-mon”，其中量子比特频率可以通过静电平均值进行调整。在 III-V 材料平台上实现的 gatemon 显示出 transmon 替代品的令人瞩目的发展，但在可扩展性方面仍然存在一个大问题。硅锗 (SiGe) 异质结构由于其高空穴迁移率和 Ge-金属界面的低肖特基势垒而成为承载混合器件的潜在平台之一。此外，与硅基半导体行业的兼容性是扩大量子比特平台的一个有力优势。在本论文中，我们基于 SiGe 异质结构中的 Al-Ge-Al 约瑟夫森结开发了门控。首先，建立了自上而下方法中约瑟夫森场效应晶体管 (JoFET) 的稳健制造配方。我们对 JoFET 进行了详尽的测量，以研究它们随栅极电压、温度和磁场变化的特性。这些器件显示了临界电流 (I C ) 和正常态电阻 (R N ) 的栅极可调性。估计这些器件具有高透明度的超导体-半导体界面，SiGe异质结构上的高 I C R N 乘积证明了这一点。在有限电压范围内，观察到对应于多个安德烈夫反射 (MAR) 的特征。然后，我们在 SiGe 异质结构上制造和表征氮化铌 (NbN) 超导谐振器。我们在传输模式下测量谐振器，并从传输系数 (S 21) 中提取谐振频率 (f r)、内部品质因数 (Q i) 和耦合品质因数 (Q c)。随后，我们开发了制造工艺，将与电容器分流的 Al-Ge-Al 结（换句话说，gatemon）集成到谐振器方案中，并根据设计进行制造。我们在其中一个制造的 gatemon 中演示了反交叉特性。使用双音光谱技术映射门控器的谐振频率，发现它是门可调的。量子位具有较大的光谱线宽，这意味着相干时间较低。此外，我们对超导量子干涉装置 (SQUID) 几何中的结进行了电流相位关系 (CPR) 测量。我们可以证明结构成非正弦 CPR。此外，在辐照结的电流-电压特性曲线中观察到整数和半整数 Shapiro 阶跃。这表明我们的结具有 cos 2 φ 元素，这可以为受保护的量子位开辟另一种可能性。
可扩展石墨烯纳米结构上的定量中红外等离子体生物传感
光学生物传感器具有直接、实时和无标记生物分子检测的巨大优势。因此，由于它们具有高特异性和灵敏度、紧凑性和成本效益，因此已广泛应用于医疗保健、食品质量控制和药物发现领域。[1,2] 表面等离子体共振 (SPR) 技术一直是终端用户中占主导地位的技术，目前在光学生物传感器市场中占有最大份额。在传统的 SPR 系统中，来自薄金膜的高度受限等离子体场用于通过可见光折射测量来监测生物识别事件（即生物受体和目标分析物结合后引起的折射率变化）。[3] 同时，中红外 (mid-IR) 光谱在研究发展中引起了广泛关注，因为它显示出对生物分析物的联合分子特异性识别和定量的有希望的机会。中红外窗口范围在 2 至 20 µ m 之间，具有分子独特的振动吸收带，可通过光吸收进行特异性探测。[4,5] 因此，中红外光谱测量可以揭示生物分析物的分子指纹，提供有关其分子成分和结构组成的信息。然而，主要的挑战仍然在于克服 µ m 级红外波长和 nm 级生物分子之间的弱光学相互作用。表面增强红外吸收 (SEIRA) 光谱法已被提出通过采用支持高度亚波长表面结合光学模式的纳米结构超表面来克服较弱的光分子相互作用。[6] 最成熟的 SEIRA 平台基于支持局部 SPR (LSPR) 的金纳米结构，已证明生物分子检测（例如蛋白质和 DNA）可将 SEIRA 信号增强 10 到 100 倍。 [7–10] 尽管最近的 SEIRA 发展获得了更好的光学灵敏度（例如，采用金属-绝缘体-金属结构的完美吸收体设计），[11,12] 但金属基超表面由于缺乏光谱选择性和相对较差的红外场限制（典型衰减长度 ≈ 10 2 d ）而受到限制。[13]
社论：用于癌症和致病感染诊断和治疗的纳米材料和纳米结构
纳米颗粒是有吸引力的治疗工具，因为它们的独特特性，包括更准确的药物输送，改善生物利用度和增强的靶向治疗。Kumarasamy等。 对晚期纳米颗粒的临床应用进行全面综述，重点是完成的人类临床试验。 评论涵盖了许多医学领域，包括肿瘤学，传染病和神经病学。 发现的发现重点是基于纳米颗粒的疗法的显着进步，并改善了药物输送，生物可用性和有针对性的治疗（Khafaji等，2022），并解决了安全性和效率的解决方案，并强调了纳米疗法的变革性纳米疗法的变革性潜力。 在用于诊断和预测癌细胞生长的各种方法中，正常和癌细胞之间物理性质和机械行为的差异始终显着（Ghahramani等，2024； Ghoytasi等，2024）。 对这些纳米结构的药物化合物如何影响细胞的物理化学行为并将其与正常细胞区分开的一项有趣的研究可以为癌症诊断和治疗方面的研究人员提供宝贵的见解。 了解肿瘤生长强调了研究这些纳米结构在诊断，评估损害和治疗癌症中的作用的重要性。Kumarasamy等。对晚期纳米颗粒的临床应用进行全面综述，重点是完成的人类临床试验。评论涵盖了许多医学领域，包括肿瘤学，传染病和神经病学。发现的发现重点是基于纳米颗粒的疗法的显着进步，并改善了药物输送，生物可用性和有针对性的治疗（Khafaji等，2022），并解决了安全性和效率的解决方案，并强调了纳米疗法的变革性纳米疗法的变革性潜力。在用于诊断和预测癌细胞生长的各种方法中，正常和癌细胞之间物理性质和机械行为的差异始终显着（Ghahramani等，2024； Ghoytasi等，2024）。对这些纳米结构的药物化合物如何影响细胞的物理化学行为并将其与正常细胞区分开的一项有趣的研究可以为癌症诊断和治疗方面的研究人员提供宝贵的见解。了解肿瘤生长强调了研究这些纳米结构在诊断，评估损害和治疗癌症中的作用的重要性。For instance, estimating the tension in healthy tissues or evaluating the model ' s potential to study the effect of temperature on cancer cell growth can enhance the effectiveness of hyperthermia-based diagnosis and treatment methods ( Khafaji et al., 2019 ), as well as thermal radiation imaging techniques ( Dehghanian et al., 2023a ; Dehghanian et al., 2023b ).
胶体锡卤化物钙钛矿纳米结构的结构动力学和可调性
以铅（Pb 2 +）[1,2]为二价阳离子的金属卤化物钙钛矿纳米晶体（NC）由于其尺寸和形貌可调、光学性能增强和化学稳定性，在光伏、[3]光发射和检测、[4,5]激光[5]和水分解[6]等应用方面具有吸引力。然而，据报道，当用毒性较低的[7,8]二价金属（如Sn 2 +）[9,10–12,13]取代铅时，所得NC的化学稳定性较差，缺乏可调性，光学性能也不太理想。相比之下，自50多年前首次被探索以来，Sn卤化物钙钛矿块体[14,15,16]和薄膜[17]已经得到了强有力的发展。 [18] 它们在光伏电池中的性能提高是由于使用添加剂（如SnF2 [19]和离子液体[20]）或通过从三维结构转换为二维混合钙钛矿（Dion-Jacobson [8,21]和Ruddlesden-Popper（RP）[22,23]）成功稳定了活性层。由于两个主要挑战，块体材料中获得的稳定性增强不能简单地转化为纳米尺度：i）对于 L 1 = 10 nm 以下的 NC，表面体积比很高（其中 L 1 是长方体的最小横向尺寸），这会导致大量金属离子从 Sn 2 + 氧化为 Sn 4 + ，以及 ii）存在光学带隙相差多达 1.25 eV 的多晶型物 [15,16]（即具有强光致发光 (PL) 的高导电黑色立方相 (Pm3m)、γ-正交相 (Pnma) 和非导电黄色正交相 (Pnma)）。[15,16,24]
用于化学和生物传感的硅杂化纳米结构的界面工程
这些和其他有吸引力的特点引起了人们对这种技术日益增长的兴趣，包括材料科学的基本方面和控制界面特性的化学方法。纳米材料合成方法和纳米制造技术的最新进展为具有极高界面面积和极小尺寸的化学传感器创造了机会，分别可以提高灵敏度和响应时间。以前的报告描述了独特的传感器类别，它们利用各种类型的纳米材料和设备架构进行有针对性的应用，活性材料包括有机半导体[3,4]、无机薄膜和纳米线[5–9]、碳纳米管[10]、石墨烯[11]和过渡金属二硫代化合物[12]。在所研究的广泛材料中，单晶硅及其衍生物尤其令人感兴趣，因为其具有优异、可重复和良好控制的电子特性，可实现卓越的性能和节能运行，并与互补金属氧化物半导体 (CMOS) 技术兼容，用于集成多路复用和信号处理。各种研究都表明了此类化学传感平台的用途，重点是制备、组装、界面工程、电气性能和应用。与其他纳米材料（例如石墨烯、过渡金属二硫属化物、黑磷）相比，这些纳米材料通常包含一系列不受控制的活性位点（例如空位、晶粒边界和缺陷），对基面传感产生不利影响，而现代方法可以常规形成单晶硅，质量优异，成本低，面积大，结构和材料特性近乎完美。[13] 受控生长和/或光刻