您是想问手性钙钛矿相比于非手性的优点有哪些吗？手性钙钛矿相比于非手性的优点有：根据查询物理网得知，1、材料用量少，因其光吸收能力强，材料的用量非常低。2、对制造工艺要求不高，且工艺简单，产业链缩短。3、光电转化效率高。钙钛矿材料吸收的光子转换成电子后，由于其载流子具有较长的扩散距离，远大于钙钛矿薄膜厚度，很容易被电极收集、损耗较小。而非手性钙钛矿不具备上述优点。所以以上就是手性钙钛矿相比于非手性的优点。
化学化工环境1. 喜树发根培养及培养基中次生代谢产物的研究2. 虾下脚料制备多功能叶面肥的研究3. 缩合型有机硅电子灌封材料交联体系研究4. 棉籽蛋白接枝丙烯酸高吸水性树脂合成与性能研究5. 酶法双甘酯的制备6. 硅酸锆的提纯毕业论文7. 腐植酸钾/凹凸棒/聚丙烯酸复合吸水树脂的合成及性能研究8. 羟基磷灰石的制备及对4-硝基苯酚吸附性能的研究9. 铝合金阳极氧化及封闭处理10. 贝氏体白口耐磨铸铁磨球的研究11. 80KW等离子喷涂设备的调试与工艺试验12. 2800NM3/h高温旋风除尘器开发设计13. 玻纤增强材料注塑成型工艺特点的研究14. 年处理30万吨铜选矿厂设计15. 年处理60万吨铁选厂毕业设计16. 广东省韶关市大宝山铜铁矿井下开采设计17. 日处理1750吨铅锌选矿厂设计18. 6000t/a聚氯乙烯乙炔工段初步工艺设计19. 年产50万吨焦炉鼓冷工段工艺设计20. 年产25万吨合成氨铜洗工段工艺设计21. PX装置异构化单元反应器进行自动控制系统设计22. PX装置异构化单元脱庚烷塔自动控制系统设计23. 金属纳米催化剂的制备及其对环己烷氧化性能的影响24. 高温高压条件下浆态鼓泡床气液传质特性的研究25. 新型纳米电子材料的特性、发展及应用26. 发达国家安全生产监督管理体制的研究27. 工伤保险与事故预防28. 氯气生产与储存过程中危险性分析及其预防29. 无公害农产品的发展与检测30. 环氧乙烷工业设计31. 年产 21000吨 乙醇 水精 馏装置 工艺设计32. 年产26000吨乙醇精馏装置设计33. 高层大厦首层至屋面消防给水工程设计34. 某市航空发动机组试车车间噪声控制设计35. 一株源于厌氧除磷反应器NL菌的鉴定及活性研究36. 一株新的短程反硝化聚磷菌的鉴定及活性研究37. 广州地区酸雨特征及其与气象条件的关系38. 超声协同硝酸提取城市污泥重金属的研究39. 脱氨剂和铁碳法处理稀土废水氨氮的研究40. 稀土 超磁致 伸缩 材料 扬声器 研制41. 纳米氧化铋的发展42. 海泡石TiO2光敏催化剂的制备及其研究43. 超磁致伸缩复合材料的制备44. 钙钛矿型无铅压电陶瓷的制备和性能研究毕业论文45. APCVD法在硅基板上制备硅化钛纳米线46. 浅层地热能在热水系统中的利用初探及其工程设计47. 输配管网的软件开发
[纳米]是英文Nanometer的译名，还有一种说法是[纳米]一词源自于拉丁文[NANO]，意思是[微小]；由纳米材料组成的物质，是看不到、摸不着的细微物质。纳米是一种长度单位；1纳米为百万分之一公厘，也就是十亿分之一公尺（米），相当于4个原子的直径，是10个氢原子并排起来的长度。我们常常用[细如发丝]来形容纤细的东西。其实人的头发一般直径为20至50微米，而纳米只有1微米的一千分之一！纳米结构同产个是指存在100纳米以下的微小结构。如果用实物来比较：10纳米相当于一根头发丝的百分之一；一个典型的病毒大约有100纳米长。 1公分（厘米：centimeter）= 10公厘（millimeter） 1公厘（毫米：millimeter） = 10000 微米（micrometer） 1微米（micrometer）= 1000纳米（nanometer） 1984年，德国科学家格莱特把细微的肉眼看不见的超细颗粒的金属用一种特殊方法压制成一个小金属块，结果发现这块金属从性质到结构都发生了巨大的变化，使它的应用领域得到巨大的拓展。从此翻开了纳米技术的宏篇巨著，展现了纳米产业的广阔前景
个人简介： Edward H. Sargent，加拿大多伦多大学副校长、加拿大皇家科学院院士、加拿大工程院院士，是多伦多大学电子与计算机工程系教授。他是加拿大纳米技术领域的首席科学家，是胶体量子点光探测领域的开拓者，也是量子点PN结太阳能电池的发明者和光电转换效率的世界纪录的保持者，并通过所领导团队的努力，每年都在刷新纪录。迄今为止，已在Nature和Science等国际顶级期刊发表论文多篇团队已经发表超过300篇论文，论文被引用超过20000次，H因子72。
团队合照
接下来，我列举了Edward H. Sargent教授近期发表在Nature/Science系列期刊的工作！希望借此机会向大佬学习一下！
通过将二氧化碳电化学还原为化学原料，如乙烯，可同时达到二氧化碳减排和生产可再生能源的目的，目前，Cu是CO2RR的主要电催化剂。然而，迄今为止所达到的能源效率和生产率(目前的密度)仍然低于以工业生产乙烯所需的值。
鉴于此，卡内基梅隆大学的Zachary Ulissi、多伦多大学的Edward H. Sargent等人通过密度泛函理论计算结合主动机器学习来识别，描述了Cu-Al电催化剂能有效地将二氧化碳还原为乙烯，具有迄今为止所报道的最高的法拉第效率。与纯铜相比，在电流密度为400mA/cm2下Cu-Al电催化剂的法拉第效率超过了80%，以及在150mA/cm2下，在其阴极乙烯的能量转换效率则达到了~55%。理论计算表明，铜铝合金具有多个活性位点、表面定向和最佳CO结合能，有利于高效的、高选择性地还原CO2。
此外，原位X射线吸收光谱表明，铜和铝能够形成良好的铜配位环境，从而增强C-C二聚作用。这些发现说明了计算和机器学习在指导多金属系统的实验 探索 方面的价值，这些系统超越了传统的单金属电催化剂的局限性。
Accelerated discovery of CO2 electrocatalysts using active machine learning,
电解二氧化碳电还原反应(CO2RR)可用于绿色生产乙醇，然而，该反应的法拉第效率目前仍然不高，特别是在总电流密度超过10mA cm−2下。
鉴于此，多伦多大学的Edward H. Sargent团队报道了一类催化剂，其产乙醇的法拉第效率高达，阴极能量转化效率为31%。作者发现通过抑制中间体HOCCH*的脱氧作用，可以降低乙烯的选择性，促进乙醇生产。密度泛函理论(DFT)计算表明，由于封闭的N-C层具有很强的供电子能力，在Cu表面涂覆一层氮掺杂碳(N-C)可以促进C-C耦合，抑制HOCCH*中碳氧键的断裂，从而提高CO2RR中乙醇的选择性。
Efficient electrically powered CO2-to-ethanol via suppression of deoxygenation,
堆叠具有较小带隙的太阳能电池形成双结膜，为克服单结光伏电池的Shockley-Queisser极限提供了可能。随着溶液处理钙钛矿的快速发展，有望将钙钛矿的单结效率提高>20％。然而，这一工艺仍未实现与行业相关的纹理晶体硅太阳能电池进行整体集成。
来自多伦多大学的Edward H. Sargent 和阿卜杜拉国王 科技 大学的Stefaan De Wolf团队，报道了将溶液处理的微米级钙钛矿顶部电池与完全纹理化的硅异质结底部电池相结合，进行集成双叠层电池的方法。为解决微米级钙钛矿中电荷收集的难点，作者将硅锥体底部的耗尽宽度提高了三倍。此外，通过在钙钛矿表面固定一种自限型钝化剂(1-丁硫醇)，增加了扩散长度且进一步抑制了相偏析。这些多方位的结构改善，使钙钛矿—硅串联太阳能电池的整体效率达到了％。在85°C下进行400小时的热稳定性测试，以及在40°C、在最大功率点下工作400小时后，发现其性能衰减可忽略不计。
Efficient tandem solar cells with solution-processed perovskite on textured crystalline silicon,
在这里，作者首先讨论了四类分子强化策略：①分子加成修饰的多相催化剂、②有机金属络合物催化剂、③网状催化剂和④无金属聚合物催化剂。作者介绍了目前在分子策略方面的挑战，并描述了电催化CO2RR产多碳产品的前景。这些策略为电催化CO2RR提供了潜在的途径，以解决催化剂活性、选择性和稳定性的挑战，进一步发展CO2RR。
Molecular enhancement of heterogeneous CO2 reduction,
目前通过优化钙钛矿的组成经过组合优化，在最先进的钙钛矿太阳能电池中通常含有六种成分(AxByC1−x−yPbXzY3−z)。关于每个组成部分的精确作用仍然存在许多不清晰，如何正确理解和掌握钙钛矿材料中不同组分对晶体结构、性能的影响关系，对于制备新型的高性能钙钛矿材料而言具有重要的指导意义。
鉴于此，多伦多大学的Edward H. Sargent与麻省理工学院的William A. Tisdale等人利用瞬态光致发光显微镜(TPLM)，并结合理论计算，探究了钙钛矿材料中组分—结构—性能之间的关系。研究表明，单晶钙钛矿材料内部载流子的扩散率与结构组成无关；而对于多晶钙钛矿，不同的成分对载体扩散起着至关重要的作用。与CsMAFA型钙钛矿相比，不含MA的CsFA型钙钛矿载流子扩散率要低一个数量级。
元素组成研究表明，CsFA颗粒呈级配组成。在垂直载流子输运和表面电位研究中可以看到，CsFA型钙钛矿由于其非均匀结晶，从而引起晶粒的元素分布不一致，形成了不利于载流子扩散的“壳核结构”。而掺入MA可以有效改善颗粒成分的均匀性，在CsMAFA薄膜中产生了高的扩散系数。
Multi-cation perovskites prevent carrier reflection from grain surfaces, /
电解二氧化碳还原(CO2RR)转化为有价值的燃料和原料，为这类温室气体的利用提供了一条有吸引力的途径。然而，在这类电解装置内，往往是由有限的气体通过液体电解质扩散到催化剂的表面，电解效率仍然不高。
鉴于此，多伦多大学的David Sinton和Edward H. Sargent等人提出了一种催化剂：离聚物本体异质结结构(CIBH)，可用于分离气体、以及离子和电子的传输。CIBH由金属和具有疏水和亲水功能的超细离子层组成，可将气体和离子的输运范围从数十纳米扩展到微米级。采用这种设计策略，作者实现了在7 M KOH电解液中，以铜为催化剂进行电还原CO2，在阴极法拉第效率为45%下，产乙烯的偏电流密度高达 cm-2。
CO2 electrolysis to multicarbon products at activities greater than 1 A cm−2,
手性材料在推动生物标记、手性分析和检测、对映异构体选择性分离、偏振相关光子学和光电子学应用等领域的发展具有重要意义。一维半导体的区域选择性磁化可以实现室温下的各向异性磁性，以及自旋极化——这是自旋电子学和量子计算技术所必需的特性。
鉴于此，中国科学技术大学俞书宏院士团队与国家纳米科学中心唐智勇研究员课题组、多伦多大学Edward Sargent教授团队等人利用局域磁场调控电偶极矩与磁偶极矩之间的相互作用，成功合成了一类新型手性无机纳米材料。
利用这一策略，作者将具有不同晶格、化学成分和磁性能的材料，即一个磁性成分(Fe3O4)和一系列半导体纳米棒结合在一起，在特定的位置吸收紫外线和可见光谱。由此产生的异质纳米棒表现出由特定位置磁场诱导的光学活性。本文提出的区域选择性磁化策略为设计手性和自旋电子学的光学活性纳米材料提供了一条途径。
Regioselective magnetization in semiconducting nanorods,
电催化CO2还原反应(CO2RR)为温室气体的利用、化学燃料的生产提供了一种可持续的、碳中性的方法。然而，从CO2RR高选择性地生产C2产品(例如乙烯)仍然是一个挑战。
鉴于此，多伦多大学Edward H. Sargent教授、加州理工学院Theodor Agapie教授、Jonas C. Peters教授等人提出了一种分子调控策略，用有机分子使电催化剂表面功能化，用于稳定反应中间产物，使CO2RR高选择性地产乙烯。
通过电化学、操作/原位光谱和计算研究，研究了通过芳基吡啶的电二聚作用衍生的分子库对Cu的影响。结果发现，粘附分子提高了CO中间体的稳定性，有利于进一步还原成乙烯。在中性介质的液流电池中，在偏电流密度为230 mA cm-2下，电催化CO2RR产乙烯的法拉第效率高达72%。
Molecular tuning of CO2-to-ethylene conversion,
近日，南方 科技 大学电子与电气工程系教授陈锐研究团队针对深能级缺陷对钙钛矿结构的稳定性，通过原子层沉积技术（ALD）将钙钛矿微晶包裹在致密的Al2O3膜中，发现钙钛矿微晶在高温下分解的可挥发性气体能被保留在这密封的微环境中。有趣的是，在样品的温度冷却过程中，分解的挥发性气体在应力和氢键引力的作用下重新合成，结构发生了重结晶的现象。通过激光光谱学的手段进行表征，发现大部分深能级缺陷（Deep level trap states，DLTS）被有效消除，晶体结构得到修复，发光性质与其激射稳定性得到较大的增强。相关研究成果以“Self-Structural Healing of Encapsulated Perovskite Microcrystals for Improved Optical and Thermal Stability”为题，以封面论文形式在国际著名学术期刊 Advanced Materials 发表。 钙钛矿材料具有优异的电学和光学性能，在光电器件领域中具有广泛的应用前景。近十几年来，钙钛矿材料与器件的研究迅速开展，器件的性能也得到了很大的提高。随着研究的深入，人们意识到钙钛矿结构稳定性较差，对其光电器件性能的进一步提高及实际应用上造成了一定的影响。因此，提升钙钛矿基光电器件的性能，先要解决钙钛矿结构稳定性差的问题，其中包覆是最为有效且简单的方式。团队最新的研究发现，钙钛矿结构中深能级缺陷的种类和密度对其结构的稳定性影响较大。团队人员利用致密的Al2O3膜层包裹MAPbBr3微晶，形成一个类真空的微环境。当样品温度高于其升华温度（150 ），材料结构会发生分解形成可挥发的CH3NH2和HBr气体。 由于Al2O3膜层的致密性，分解的气体被有效限制，而当样品温度恢复到室温后，发生了晶体结构的自修复，钙钛矿结构中的大部分深能级缺陷被消除，发光性能得到了增强。实验中研究了样品在强光照射下的稳定性和环境稳定性，并对以此微晶为原型的微型激光器的稳定性做出了研究。发现强光照10h后，经过处理的样品发光强度最大增强了14倍，激光性能稳定性可以维持长达2年。这项研究的开展为提升钙钛矿稳定性和器件性能提供了思路，可以拓展到其他的钙钛矿材料体系中，为推进钙钛矿基光电器件的实际应用做出了贡献。 论文第一作者为课题组博士后李如雪（已出站，现为广西 科技 大学电气与信息工程学院副教授），共同第一作者是深圳技术大学新材料与新能源学院副研究员李波波和长春理工大学副研究员方铉。课题组内的研究生时月晴、刘秀也参与了这项工作。这项研究的共同通讯作者为长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室教授魏志鹏。南科大为论文第一单位。 文章链接： 封面链接：
全无机钙钛矿（CsPbX3，X=Cl，Br，I）纳米棒（NRs）不仅保留了其固有的优点，如高的光致发光量子产率和宽波长可调性，而且还具有优异的光物理性质，包括其极强的多光子吸收（MPA）。然而，CsPbX3-NRs的光谱动力学和MPA特性还没有得到充分的研究。
近期，来自深圳大学的研究者报道了CsPb()3，CsPbr3和CsPb()3NRs的飞秒光谱动力学特性，包括它们对热载流子冷却、双激子寿命和双激子结合能的影响。有趣的是，虽然这三种钙钛矿型NRs的直径和长度相似，但它们的非线性光学性质却有显著差异，其中CsPb()3的MPA截面最大。此外，还研究了CsPb()3和CsPbBr3-NRs的多光子激发受激发射。 这项工作表明CsPbX3（X=Cl，Br，I）NRs是 探索 其在不同光电器件中应用的理想候选材料 。相关论文题目以“Spectral Dynamics and Multiphoton Absorption Properties of All-Inorganic Perovskite Nanorods”发表在The Journal of Physical Chemistry Letters 期刊上。
论文链接：
此外，据报道，与立方晶体相比半导体可以强的一维量子限制作用，可以更有效地放大其多光子吸收（MPA）。据报道，使用CsPbBr3 NRs作为激发介质的激发，没有针对多光子激发的工作，与单光子激发相比，它在生物成像应用中可以提供更大的穿透深度和更高的空间分辨率。在研究多光子激发之前，必须先考虑钙钛矿的形状或/和组成对其MPA的影响。尽管以前的文献已经证明了具有立方和二维几何形状的不同钙钛矿型的MPA特性取得了显着进步，但仍缺乏对一维NR对应物的相关研究，必须加以解决。深入了解半导体中典型载流子动力学过程的起源，影响因素和寿命，包括辐射跃迁和非辐射跃迁，对于拓宽它们的相关应用至关重要。
图1。描述（a）CsPb()3NRs，（b）CsPbr3 NRs和（c）CsPb()3NRs原子分辨率的TEM图像。（d）CsPb()3NRs，（e）CsPbr3 NRs和（f）CsPb()3NRs的HR-TEM图像。
图2。（a）CsPb()3，（b）CsPbr3和（c）CsPb()3NRs在350 nm激发下的早期延时二维fs-TA光谱。（d）CsPb()3、（e）CsPbr3和（f） CsPb()3NRs的载体冷却工艺。通过对早期ps时间尺度上光谱演化数据提取的GSB进行拟合，得到了相应的冷却时间值。
图3。（a）CsPb()3，（b）CsPbr3和（c）CsPb()3NRs固体薄膜在400 nm激发下的泵浦强度依赖的PL光谱。插图显示了光致发光强度与泵浦强度和发射图像的关系图。（d）CsPb()3，（e）CsPbr3和（f）CsPb()3NRs固体薄膜在800nm激发下的光致发光谱。插图显示PL强度图与泵浦光强度和发射图像的对比。
(文：爱新觉罗星)
物理学作为研究其他自然科学不可缺少的基础,其长期发展形成的科学研究 方法 已广泛应用到各学科当中。下面是我为大家整理的物理学博士论文，供大家参考。
《 物理学在科技创新中的效用 》
摘要：论述了X射线的发现，不仅对医学诊断有重大影响，还直接影响20世纪许多重大发现;半导体的发明，使微电子产业称雄20世纪，并促进信息技术的高速发展，物理学是计算机硬件的基础;原子能理论的提出，使原子能逐步取代石化能源，给人类提供巨大的清洁能源;激光理论的提出及激光器的发明，使激光在工农业生产、医疗、通信、军事上得到广泛应用;蓝光LED的发明，将点亮整个21世纪.事实告诉我们，是物理学推动科技创新，由此得出结论：物理学是科技创新的源泉.昭示人们，高校作为培养人才的场所，理工科要重视大学物理课程.
关键词：X射线;半导体;原子能;激光;蓝光LED;科技创新;大学物理
1引言
物理学是一门研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用以及最一般的运动规律的科学[1-3]，其内容广博、精深，研究方法多样、巧妙，被视为一切自然科学的基础.纵观物理学发展历史可以发现：其蕴含的科学思维和科学方法能够有效促进学生能力的培养和知识的形成，同时，其每一次新的发现都会带动人类社会的科技创新和科技发展.正因如此，大学物理成为了高等学校理、工科专业必修的一门基础课程.按照 教育 部颁发的相关文件要求[4-5]，大学物理课程最低学时数为126学时，其中理科、师范类非物理专业不少于144学时;大学物理实验最低学时数为54学时，其中工科、师范类非物理专业不少于64学时.然而调查显示，众多高校(尤其是新建本科院校)并没有严格按照教育部颁发的课程基本要求开设大学物理及其实验课程.他们往往打着“宽口径、应用型”的晃子，大幅压缩大学物理和大学物理实验课程的学时，如今，大学物理及其实验课程的总学时数实际仅为32-96学时，远远低于教育部要求的最低标准(180学时).试问这么少的课时怎么讲丰富、深奥的大学物理?怎么能够真正发挥出大学物理的作用?于是有的院、系要求只讲力学，有的要求只讲热学，有的则要求只讲电磁学，…面对这种情况，大学物理的授课教师在无奈状态下讲授大学物理.从《大学物理课程 报告 论坛》上获悉，这不是个别学校的做法，在全国具有普遍性.殊不知，力、热、光、电磁、原子是一个完整的体系，相互联系，缺一不可.这种以消减教学内容为代价，解决课时不足的做法，就如同削足适履，是对教育规律不尊重，是管理者思想意识落后的一种体现.本文且不论述物理学是理工科必修的一门基础课，只论及物理学是科技创新的源泉这一命题，以期提高教育管理者对大学物理课程重要性的认识.
2物理学是科技创新的源泉
且不说力学和热力学的发展，以蒸汽机为标志引发了第一次工业革命，欧洲实现了机械化;且不说库伦、法拉第、楞次、安培、麦克斯韦等创立的电磁学的发展，以电动机为标志引发了第二次工业革命，欧美实现了电气化.这两次工业革命没有发生在中国，使中国近代落后了.本文着重论述近代物理学的发展对科学技术的巨大推动作用，从而得出结论：物理学是科技创新的源泉.1895年，威廉•伦琴(WilhelmR魻ntgen)发现X射线，这种射线在电场、磁场中不发生偏转，穿透能力很强，由于当时不知道它是什么，故取名X射线.直到1912年，劳厄(MaxvonLaue)用晶体中的点阵作为衍射光栅，确定它是一种光波，波长为10-10m的数量级[6].伦琴获1901年诺贝尔物理学奖，他发现的X射线开创了医学影像技术，利用X光机探测骨骼的病变，胸腔X光片诊断肺部病变，腹腔X光片检测肠道梗塞.CT成像也是利用X射线成像，CT成像既可以提供二维(2D)横切面又可以提供三维(3D)立体表现图像，它可以清楚地展示被检测部位的内部结构，可以准确确定病变位置.当今，各医院都设置放射科，X射线在医学上得到充分利用.X射线的发现不仅对医学诊断有重大影响，还直接影响20世纪许多重大科学发现.1913-1914年，威廉•享利•布拉格(willianHenrgBragg)和威廉•劳仑斯•布拉格(WillianLawrenceBragg)提供布拉格方程[6，P140]2dsinα=kλ(k=1,2,3…)式中d为晶格常数，α为入射光与晶面夹角，λ为X射线波长.布拉格父子提出使用X射线衍射研究晶体原子、分子结构，创立了X射线晶体结构分析这一学科，布拉格父子获1915年诺贝尔物理学奖.当今，X射线衍射仪不仅在物理学研究，而且在化学、生物、地质、矿产、材料等学科得到广泛应用，所有从事自然科学研究的科研院所和大多数高等学校都有X射线衍射仪，它是研究物质结构的必备仪器.1907年，威廉•汤姆孙(W•Thomson)发现电子，电子质量me=×10-31kg，电子荷电e=×10-19C.电子的荷电性引发了20世纪产生革命.1947年，美国的巴丁、布莱顿和肖克利研究半导体材料时，发现Ge晶体具有放大作用，发明了晶体三极管，很快取代电子管，随后晶体管电路不断向微型化发展.1958年，美国的工程师基尔比制成第一批集成电路.1971年，英特尔公司的霍夫把计算机的中央处理器的全部功能集成在一块芯片上，制成世界上第一个微处理器.80年代末，芯片上集成的元件数已突破1000万大关.微电子技术改变了人类生活，微电子技术称雄20世纪，进入21世纪微电子产业仍继续称雄.到各个工业区看看，发现电子厂比比皆是，这真是小小电子转动了整个地球啊!电子不仅具有荷电性，还具有荷磁性.
1925年，乌伦贝克—哥德斯密脱(Uhlenbeck-Goudsmit)提出自旋假说，每个电子都具有自旋角动量S轧，它在空间任意方向上的投影只可能取两个数值，Sz=±h2;电子具有荷磁性，每个电子的磁矩为MSz=芎μB(μB为玻尔磁子)[7].电子的荷磁性沉睡了半个多世纪，直到1988年阿贝尔•费尔(AlberFert)和彼得•格林贝格尔(PeterGrünberg)发现在Fe/Cr多层膜中，材料的电阻率受材料磁化状态的变化呈显著改变，其机理是相临铁磁层间通过非磁性Cr产生反铁磁耦合，不加磁场时电阻率大，当外加磁场时，相邻铁磁层的磁矩方向排列一致，对电子的散射弱，电阻率小.利用磁性控制电子的输运，提出巨磁电阻效应(giantmagnetoresistance,GMR)，磁电阻MR定义MR=ρ(0)+ρ(H)ρ(0)×100%式中ρ(0)为零场下的电阻率，ρ(H)为加场下的电阻率[8].GMR效应的发现引起科技界强烈关注，1994年IBM公司依据巨磁电阻效应原理，研制出“新型读出磁头”，此前的磁头是用锰铁磁体，磁电阻MR只有1%-2%，而新型读出磁头的MR约50%，将磁盘记录密度提高了17倍，有利于器件小型化，利用新型读出磁头的MR才出现 笔记本 电脑、MP3等，GMR效应在磁传感器、数控机库、非接触开关、旋转编码器等方面得到广泛应用.阿尔贝?费尔和彼得?格林贝格尔获2007年诺贝尔物理学奖.1993年，Helmolt等人[9]在La2/3Ba1/3MnO3薄膜中观察到MR高达105%，称为庞磁电阻(Colossalmagnetoresistance,CMR)，钙钛矿氧化物中有如此高的磁电阻，在磁传感、磁存储、自旋晶体管、磁制冷等方面有着诱人的应用前景，引起凝聚态物理和材料科学科研人员的极大关注[10-12].然而，CMR效应还没有得到实际应用，原因是要实现大的MR需要特斯拉量级的外磁场，问题出在CMR产生的物理机制还没有真正弄清楚.1905年，爱因斯坦提出[13]：“就一个粒子来说，如果由于自身内部的过程使它的能量减小了，它的静质量也将相应地减小.”提出著名的质能关系式△E=△m莓C2式中△m.表示经过反应后粒子的总静质量的减小，△E表示核反应释放的能量.爱因斯坦又提出实现热核反应的途径：“用那些所含能量是高度可变的物体(比如用镭盐)来验证这个理论，不是不可能成功的.”按照爱因斯坦的这一重大物理学理论，1938年物理学家发现重原子核裂变.核裂变首先被用于战争，1945年8月6日和9日，美国对日本的广岛和长崎各投下一颗原子弹，迫使日本接受《波茨坦公告》，于8月15日宣布无条件投降.后来原子能很快得到和平利用，1954年莫斯科附近的奥布宁斯克原子能发电站投入运行.2009年，美国有104座核电站，核电站发电量占本国发电总量的20%，法国有59台机组，占80%;日本有55座核电站，占30%.截至2015年4月，我国运行的核电站有23座，在建核电站有26座，产能为千兆瓦，核电站发电量占我国发电总量不足3%，所以我国提出大力发展核电，制定了到2020年核电装机总容量达到58千兆瓦的目标.核能的利用，一方面减少了化石能源的消耗，从而减少了产生温室效应的气体———二氧化碳的排放，另一方面有力地解决能源危机.利用海水中的氘和氚发生核聚变可以产生巨大能量，受控核聚变正在研究中，若受控核聚变研究成功将为人类提供取之不尽用之不竭的能量.那时，能源危机彻底解除.
20世纪最杰出的成果是计算机，物理学是计算机硬件的基础.从1946年计算机问世以来，经历了第一至第五代，计算机硬件中的电子元件随着物理学的进步，依次经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路;主存储器用的是磁性材料，随着物理学的进步，磁性材料的性能越来越高，计算机的硬盘越来越小.近日在第十六届全国磁学和磁性材料会议(2015年10月21—25日)上获悉，中科院强磁场中心、中科院物理所等，正在对斯格明子(skyrmions)进行攻关,斯格明子具有拓扑纳米磁结构，将来的笔记本电脑的硬盘只有花生大小，ipod平板电脑的硬盘缩小到米粒大小.量子力学催生出隧道二极管，量子力学指导着研究电子器件大小的极限，光学纤维的发明为计算机网络提供数据通道.
1916年，爱因斯坦提出光受激辐射原理，时隔44年，哥伦比亚大学的希奥多•梅曼(TheodoreMaiman)于1960制成第一台激光器[14].由于激光具有单色性好，相干性好，方向性好和亮度高等特点，在医疗、农业、通讯、金属微加工，军事等方面得到广泛应用.激光在其他方面的应用暂不展开论述，只谈谈激光加工技术在工业生产上的应用.激光加工技术对材料进行切割、焊接、表面处理、微加工等，激光加工技术具有突出特点：不接触加工工件，对工件无污染;光点小，能量集中;激光束容易聚焦、导向，便于自动化控制;安全可靠，不会对材料造成机械挤压或机械应力;切割面光滑、无毛刺;切割面细小，割缝一般在;适合大件产品的加工等.在汽车、飞机、微电子、钢铁等行业得到广泛应用.2014年，仅我国激光加工产业总收入约270亿人民币，其中激光加工设备销售额达215亿人民币.
2014年，诺贝尔物理学奖授予赤崎勇、天野浩、中山修二等三位科学家，是因为他们发明了蓝色发光二极管(LED)，帮助人们以更节能的方式获得白光光源.他们的突出贡献在于，在三基色红、绿、蓝中，红光LED和绿光LED早已发明，但制造蓝光LED长期以来是个难题，他们三人于20世纪90年代发明了蓝光LED，这样三基色LED全被找到了，制造出来的LED灯用于照明使消费者感到舒适.这种LED灯耗能很低，耗能不到普通灯泡的1/20，全世界发的电40%用于照明，若把普通灯泡都换成LED灯，全世界每个节省的电能数字惊人!物理学研究给人类带来不可估量的益处.2010年，英国曼彻斯特大学科学家安德烈•海姆(AndreGeim)和康斯坦丁•诺沃肖洛夫(Kon-stantinNovoselov)，因发明石墨烯材料，获得诺贝尔物理学奖.目前，集成电路晶体管普遍采用硅材料制造，当硅材料尺寸小于10纳米时，用它制造出的晶体管稳定性变差.而石墨烯可以被刻成尺寸不到1个分子大小的单电子晶体管.此外，石墨烯高度稳定，即使被切成1纳米宽的元件，导电性也很好.因此，石墨烯被普遍认为会最终替代硅，从而引发电子工业革命[14].2012年，法国科学家沙吉•哈罗彻(SergeHaroche)与美国科学家大卫•温兰德()，在“突破性的试验方法使得测量和操纵单个量子系统成为可能”.他们的突破性的方法，使得这一领域的研究朝着基于量子物理学而建造一种新型超快计算机迈出了第一步[16].
2013年，由清华大学薛其坤院士领衔、清华大学物理系和中科院物理研究所组成的实验团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.早在2010年，我国理论物理学家方忠、戴希等与张首晟教授合作，提出磁性掺杂的三维拓扑绝缘体有可能是实现量子化反常霍尔效应的最佳体系，薛其坤等在这一理论指导下开展实验研究，从实验上首次观测到量子反常霍尔效应.我们使用计算机的时候，会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题.这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗.而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则，电子自旋向上的在一个跑道上，自旋向下的在另一个跑道上，犹如在高速公路上，它们在各自的跑道上“一往无前”地前进，不产生电子相互碰撞，不会产生热能损耗.通过密度集成，将来计算机的体积也将大大缩小，千亿次的超级计算机有望做成现在的iPad那么大.因此，这一科研成果的应用前景十分广阔[17].物理学的每一个重大发现、重大发明，都会开辟一块新天地，带来产业革命，推动社会进步，创造巨大物质财富.纵观科学与技术发展史，可以看出物理学是科技创新的源泉.
3结语
论述了X射线，电子、半导体、原子能、激光、蓝光LED等的发现或发明对人类进步的巨大推动作用，自然得出结论，物理学是科技创新的源泉.打开国门看一看，美国的著名大学非常注重大学物理，加州理工大学所有一、二年级的公共物理课程总学时为540，英、法、德也在400-500学时[18].国内高校只有中国科学技术大学的大学物理课程做到了与国际接轨，以他们的数学与应用数学为例，大一开设：力学与热学80学时，大学物理—基础实验54学时;大二开设：电磁学80学时，光学与原子物理80学时，大学物理—综合实验54学时;大三开设：理论力学60学时，大学物理及实验总计408学时.在大力倡导全民创业万众创新的今天，高等学校理所应当重视物理学教学.各高校的理工科要按照教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导委员会颁发的《非物理类理工学科大学物理课程/实验教学基本要求》给足大学物理课程及大学物理实验课时.
参考文献：
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〔8〕孙阳(导师：张裕恒).钙钛矿结构氧化物中的超大磁电阻效应及相关物性[D].中国科学技术大学，.
《 应用物理学专业光伏技术培养方案研究 》
一、开设半导体材料及光伏技术方向的必要性
由于我校已经有材料与化学工程学院，开设了高分子、化工类材料、金属材料等专业，应用物理、物理学专业的方向就只有往半导体材料及光伏技术方向靠，而半导体材料及光伏技术与物理联系十分紧密。因此，我们物理系开设半导体材料及光伏技术有得天独厚的优势。首先，半导体材料的形成原理、制备、检测手段都与物理有关;其次，光伏技术中的光伏现象本身就是一种物理现象，所以只有懂物理的人，才能将物理知识与这些材料的产生、运行机制完美地联系起来，进而有利于新材料以及新的太阳能电池的研发。从半导体材料与光伏产业的产业链条来看，硅原料的生产、硅棒和硅片生产、太阳能电池制造、组件封装、光伏发电系统的运行等，这些过程都包含物理现象和知识。如果从事这个职业的人懂得这些现象，就能够清晰地把握这些知识，将对行业的发展起到很大的推动作用。综上所述，不仅可以在我校的应用物理学专业开设半导体材料及光伏技术方向，而且应该把它发展为我校应用物理专业的特色方向。
二、专业培养方案的改革与实施
(一)应用物理学专业培养方案改革过程
我校从2004年开始招收应用物理学专业学生，当时只是粗略地分为光电子方向和传感器方向，而课程的设置大都和一般高校应用物理学专业的设置一样，只是增设了一些光电子、传感器以及控制方面的课程，完全没有自己的特色。随着对学科的深入研究，周边高校的互访调研以及自贡和乐山相继成为国家级新材料基地，我们逐步意识到半导体材料及光伏技术应该是一个应用物理学专业的可持续发展的方向。结合我校的实际情况，我们从2008年开始修订专业培养方案，用半导体材料及光伏技术方向取代传感器方向，成为应用物理学专业方向之一。在此基础上不断修改，逐步形成了我校现有的应用物理专业的培养方案。我们的培养目标:学生具有较扎实的物理学基础和相关应用领域的专业知识;并得到相关领域应用研究和技术开发的初步训练;具备较强的知识更新能力和较广泛的科学技术适应能力，使其成为具有能在应用物理学科、交叉学科以及相关科学技术领域从事应用研究、教学、新技术开发及管理工作的能力，具有时代精神及实践能力、创新意识和适应能力的高素质复合型应用人才。为了实现这一培养目标，我们在通识教育平台、学科基础教育平台、专业教育平台都分别设有这方面的课程，另外还在实践教育平台也逐步安排这方面的课程。
(二)专业培养方案的实施
为了实施新的培养方案，我们从几个方面来入手。首先，在师资队伍建设上。一方面，我们引入学过材料或凝聚态物理的博士，他们在半导体材料及光伏技术方面都有自己独到的见解;另一方面，从已有的教师队伍中选出部分教师去高校或相关的工厂、公司进行短期的进修培训，使大家对半导体材料及光伏技术有较深的认识，为这方面的教学打下基础。其次，在教学改革方面。一方面，在课程设置上，我们准备把物理类的课程进行重新整合，将关系紧密的课程合成一门。另一方面，我们将应用物理学专业的两个方向有机地结合起来，在光电子技术方向的专业课程设置中，我们有意识地开设了一些课程，让半导体材料及光伏技术方向的学生能够去选修这些课程，让他们能够对光伏产业的生产、检测、装备有更全面的认识。最后，在实践方面。依据学校资源共享的原则，在材料与化学工程学院开设材料科学实验和材料专业实验课程，使学生对材料的生产、检测手段有比较全面的认识，并开设材料科学课程设计，让学生能够把理论知识与实践联系起来，为以后在工作岗位上更好地工作打下坚实的基础。
三、 总结
半导体材料及光伏行业是我国大力发展的新兴行业，受到国家和各省市的大力扶持，符合国家节能环保的主旋律，发展前景十分看好。由于我们国家缺乏这方面的高端人才和行业指挥人，在这个行业还没有话语权。我们的产品大都是初级产品或者是行业的上游产品，没有进行深加工。目前行业正处在发展的困难时期，但也正好为行业的后续发展提供调整。只要我们能够提高技术水平和产品质量，并积极拓展国内市场，这个行业一定会有美好的前景。要提高技术水平和产品质量，就需要有这方面的技术人才，而高校作为人才培养的主要基地，有责任肩负起这个重任。由于相关人才培养还没有形成系统模式，这就更需要高校和企业紧密联系，共同努力，为半导体材料及光伏产业的人才培养探索出一条可持续发展的光明大道，也为我国的新能源产业发展做出自己的贡献。
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全无机钙钛矿（CsPbX3，X=Cl，Br，I）纳米棒（NRs）不仅保留了其固有的优点，如高的光致发光量子产率和宽波长可调性，而且还具有优异的光物理性质，包括其极强的多光子吸收（MPA）。然而，CsPbX3-NRs的光谱动力学和MPA特性还没有得到充分的研究。
近期，来自深圳大学的研究者报道了CsPb()3，CsPbr3和CsPb()3NRs的飞秒光谱动力学特性，包括它们对热载流子冷却、双激子寿命和双激子结合能的影响。有趣的是，虽然这三种钙钛矿型NRs的直径和长度相似，但它们的非线性光学性质却有显著差异，其中CsPb()3的MPA截面最大。此外，还研究了CsPb()3和CsPbBr3-NRs的多光子激发受激发射。 这项工作表明CsPbX3（X=Cl，Br，I）NRs是 探索 其在不同光电器件中应用的理想候选材料 。相关论文题目以“Spectral Dynamics and Multiphoton Absorption Properties of All-Inorganic Perovskite Nanorods”发表在The Journal of Physical Chemistry Letters 期刊上。
论文链接：
此外，据报道，与立方晶体相比半导体可以强的一维量子限制作用，可以更有效地放大其多光子吸收（MPA）。据报道，使用CsPbBr3 NRs作为激发介质的激发，没有针对多光子激发的工作，与单光子激发相比，它在生物成像应用中可以提供更大的穿透深度和更高的空间分辨率。在研究多光子激发之前，必须先考虑钙钛矿的形状或/和组成对其MPA的影响。尽管以前的文献已经证明了具有立方和二维几何形状的不同钙钛矿型的MPA特性取得了显着进步，但仍缺乏对一维NR对应物的相关研究，必须加以解决。深入了解半导体中典型载流子动力学过程的起源，影响因素和寿命，包括辐射跃迁和非辐射跃迁，对于拓宽它们的相关应用至关重要。
图1。描述（a）CsPb()3NRs，（b）CsPbr3 NRs和（c）CsPb()3NRs原子分辨率的TEM图像。（d）CsPb()3NRs，（e）CsPbr3 NRs和（f）CsPb()3NRs的HR-TEM图像。
图2。（a）CsPb()3，（b）CsPbr3和（c）CsPb()3NRs在350 nm激发下的早期延时二维fs-TA光谱。（d）CsPb()3、（e）CsPbr3和（f） CsPb()3NRs的载体冷却工艺。通过对早期ps时间尺度上光谱演化数据提取的GSB进行拟合，得到了相应的冷却时间值。
图3。（a）CsPb()3，（b）CsPbr3和（c）CsPb()3NRs固体薄膜在400 nm激发下的泵浦强度依赖的PL光谱。插图显示了光致发光强度与泵浦强度和发射图像的关系图。（d）CsPb()3，（e）CsPbr3和（f）CsPb()3NRs固体薄膜在800nm激发下的光致发光谱。插图显示PL强度图与泵浦光强度和发射图像的对比。
(文：爱新觉罗星)
导读
背景
1839年，德国矿物学家古斯塔夫·罗斯（Gustav Rose）站在俄罗斯中部的乌拉尔山脉上，拾起一块以前从未被发现的矿物。
那时，他并没有听说过“晶体管”或“二极管”，也没想到电子器件会成为我们日常生活的一部分。更出乎他意料的是，他手中的这块被他以俄罗斯地质学家 Lev Perovski 的名字命名为“钙钛矿（perovskite）”的这块矿石，会成为彻底变革电子器件的关键因素之一。
钙钛矿如此重要的地位，离不开它特殊的结构。钙钛矿材料结构式一般为ABX3，其中A为有机阳离子, B为金属离子, X为卤素基团。该结构中, 金属B原子位于立方晶胞体心处, 卤素X原子位于立方体面心, 有机阳离子A位于立方体顶点位置。
钙钛矿结构稳定，有利于缺陷的扩散迁移，具备许多特殊的物理化学特性，例如电催化性、吸光性等。
过去十年，钙钛矿因为制造起来更便宜、更绿色，效率可与硅太阳能电池相媲美，逐渐成为硅太阳能电池的替代品。
然而，钙钛矿仍会表现出明显的性能损耗以及不稳定性。迄今为止，大多数的研究集中在消除这些损耗的方法，然而真正的物理原因仍然是未知的。
创新
近日，在一篇发表在《自然（Nature）》期刊上的论文中，来自剑桥大学化学工程与生物技术系以及卡文迪许实验室 Sam Stranks 博士的研究小组，以及日本冲绳科学技术大学院大学 Keshav Dani 教授的飞秒光谱学单位的研究人员们，找到了问题的根源。他们的发现，将使得提升钙钛矿的效率变得更容易，从而使它们离大规模量产更近。
技术
当光线照射钙钛矿太阳能电池时，或者当电流通过钙钛矿LED时，电子被激发，跳跃到更高的能态。带负电荷的电子留下了空白，也称为“空穴”，它带正电荷。受激发的电子与空穴都可以通过钙钛矿材料，因此可成为载流子。
但是，在钙钛矿中会产生一种称为“深阱”的特定类型缺陷，带电的载流子会陷入其中。这些被困的电子与空穴重新结合，它们的能量以热量形式丧失，而不是转化为有用电力或者光线，这样就会显著降低太阳能面板和LED的效率以及稳定性。
迄今为止，我们对于这些陷阱知道得很少，部分原因是，它们似乎与传统太阳能电池材料中的陷阱表现得大相径庭。
2015年，Stranks 博士的研究小组发表了一篇研究钙钛矿发光的《科学（Science）》期刊论文，这篇论文揭示了钙钛矿在吸收光线或者发射光线方面有多擅长。Stranks 博士表示：“我们发现，这种材料非常不均匀；相当大的区域是明亮且发光的，而其他的区域则非常黑暗。这些黑暗区域与太阳能电池或者LED中的能量损耗相关。但是，引起这种能量损耗的原因一直是个谜，特别是由于钙钛矿在其他方面非常耐缺陷。”
由于标准成像技术的限制，研究小组无法说明黑暗区域是由一个大的陷阱位引起的，还是由众多小的陷阱位引起的，从而难以确定它们为什么只是在特定区域形成。
后来在2017年，Dani 教授在 OIST 的研究小组在《自然纳米技术（Nature Nanotechnology）》期刊上发表了一篇论文，在论文中他们制作了一个有关电子吸收光线后在半导体中如何表现的影片。Dani 教授表示：“在材料或者器件被照射光线之后，如果你可以观察到电荷是如何在其中移动的，那么你将从中学会很多。例如，你可以观察到电荷会落入陷阱。然而，因为电荷移动得非常快，以一千万亿分之一秒的时间尺度来衡量；并且穿越非常短的距离，以十亿分之一米的长度尺度来衡量；所以这些电荷难以进行可视化观测。”
在了解到 Dani 教授的工作之后，Stranks 博士伸出援手，看看他们是否可以一起合作应对这个问题，对钙钛矿中的黑暗区域进行可视化观测。
OIST 的团队首次对钙钛矿使用了一项称为“光激发电子显微镜（PEEM）”的技术。他们用紫外光探测材料，并用发射的电子形成一幅图像。
观察材料时，他们发现含有陷阱的黑暗区域，长度大约是10到100纳米，由较小的原子尺寸陷阱位聚集而成。这些陷阱簇在钙钛矿材料中分布不均，从而解释了 Stranks 较早的研究中观察到的非均匀发光。
有趣的是，当研究人员将陷阱位的图像覆盖到显示钙钛矿材料晶粒的图像上时，他们发现陷阱簇仅在特定的地方形成，即某些晶粒之间的边界上。
为了理解这种现象为什么只发生在特定晶粒的边界上，研究人员小组与剑桥大学材料科学与冶金系教授 Paul Midgley 的团队合作，他采用了一项称为“扫描电子衍射”的技术，创造出了钙钛矿晶体结构的详细图像。Midgley 教授的团队利用了位于金刚石光源同步加速器 ePSIC 设施中的电子显微镜装置，该设施拥有用于成像像钙钛矿这样的光束敏感材料的专用设备。
Stranks 研究小组的博士生、这项研究的共同领导作者 Tiarnan Doherty 表示：“因为这些材料是超级光束敏感的，你在这些长度尺度上用来探测局部晶体结构的一般技术，实际上会相当快地改变你正在观察的材料。取而代之的是，我们可以用非常低的照射剂量，从而防止损伤。”
“我们从 OIST 的工作中知道了陷阱簇的位置，并且我们在 ePSIC 围绕着同一块区域扫描，以观察局部结构。我们能够快速地查明晶体结构中陷阱位附近的意外变化。”
研究小组发现，陷阱簇只在材料中具有轻微扭曲结构的区域与具有原始结构的区域的结合处形成。
Stranks 博士表示：“在钙钛矿中，我们拥有这些规则的马赛克晶粒材料，这些晶粒大多数都是又好又崭新的，这是我们所希望的结构。但是，每隔一段时间，你就会得到一个稍微形变的晶粒，这个晶粒的化学成分是不均匀的。真正有意思的，也是一开始让我们困惑的，就是形变的晶粒并没有成为陷阱，而是这个晶粒遇到原始晶粒的地方；陷阱是在那个结合处形成的。”
通过对于陷阱本性的理解，OIST 的团队也采用了定制的 PEEM 仪器来可视化观测钙钛矿材料中载流子落入陷阱的动态过程。Dani 研究小组的博士生、这项研究的共同领导作者 Andrew Winchester 解释道：“这是可能的，因为 PEEM 的特征之一就是，可对超高速的过程进行成像，短至飞秒。我们发现，陷落的过程受到扩散到陷阱簇的载流子的控制。”
价值
这些发现代表了为了把钙钛矿带向太阳能市场所取得的一项重要突破。
Stranks 博士表示：“我们仍然无法准确地知道，为什么陷阱聚集在那里，但是我们现在知道它们确实在那里形成，并且只有那里。这非常令人振奋，因为这意味着我们现在可以知道如何有针对性地提升钙钛矿的性能。我们需要针对这些非均匀相，或者以某种方式去除这些结合处。”
Dani 教授表示：“载流子必须首先扩散到陷阱，这一事实也为改善这些器件提出了其他方案。也许，我们可以改变或者控制这些陷阱簇的排列，而无需改变它们的平均数，这样一来，载流子就不太可能到达这些缺陷部位。”
团队的研究集中在一种特殊的钙钛矿结构。科学家们也将研究这些陷阱簇是否在所有的钙钛矿材料中都是普遍存在的。
Stranks 博士表示：“器件性能的大部分进展都是经过反复试错的，然而目前为止，这一直是一个低效率的过程。迄今为止，这个过程还没有真正被‘理解特定原因以及系统性针对该原因’所驱动。它是这方面最重要的突破之一，将帮助我们采用基础科学来设计更高效的器件。”
关键字
参考资料
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【3】
若是提到新一代神奇材料，或许大家一开始都会想到石墨烯，但除此之外，也有不少材料正在暗中发光发热。最近澳洲科学家便通过结构与石墨烯类似的磷烯（phosphorene），成功将钙钛矿太阳能转换效率提升2到3%。
石墨烯有诸多优良的性能，像是无比坚硬、导电速度快等都是备受科学家关注的原因，但它并不是个天然的半导体，通常半导体材料可利用能隙来控制电流，但石墨烯却没有能隙，虽然电流传导速度较快，但难以控制电流。
而磷烯是实实在在的半导体材料，能通过能隙来控制电流开关，导电性则跟石墨烯一样，比现在使用的硅材料要快上数十甚至数百倍，因此澳洲福林德斯大学与昆士兰大学等团队便看好磷烯特性，认为它可以帮助钙钛矿太阳能一臂之力。
其中磷烯是由层状黑磷块材剥离而成，随着减少层数，发光的范围可从中红外到可见光，因此如何从黑磷单层磷烯是团队首要挑战，福林德斯大学科学与工程学院博士Christopher Gibson表示，团队已经找出全新方法来剥离磷烯，这将有助于生产更高效与便宜的太阳能电池。
（Source：福林德斯大学）
在该实验中，团队通过南澳大学研制的涡流设备（Vortex Fluidic Device，VFD）的快速剪应力（shear stress），成功剥离出纳米厚的磷烯纳米层片。Gibson指出，在钙钛矿太阳能电池添入磷烯后，转换效率也提高2%到3%。
根据团队在《Small Methods》的论文，新型剪应力剥离方法在较短的时间内，就能产生出结晶质高、原子级厚度较薄的磷烯纳米片。之后团队把磷烯纳米片当作电子传输层材料（ETM）后，转换效率也成功从提升到，最高则达到，效率已经可与高温制作法匹敌。
若能进一步提高钙钛矿太阳能的转换效率，将能加速其商业化进展，指导教授Joseph Shapter表示，晶体硅太阳能是目前最常见的太阳光电技术，但我们需要耗费许多电力与能源来制造电池，相较之下钙钛矿电池持久性较高。
也因为钙钛矿太阳能具有材料成本低、建造成本低等优点，大规模商业化后，最终也能降低太阳能整体成本，进而提高再生能源的普及率。
环保是现代生活中人类面临的最大问题.要解决这一问题必须从基础做起. 首先,要大量宣传,提高人们的觉悟与认识,加强环保意识. 其次,要进行废物回收利用,减少对森林树木的砍伐.还要加强对白色污染的处理,少使用塑料制品. 最后,要对清洁方面作改进.使市容更整洁. 为了地球的明天,我们必须从现在开始努力,要好好地保护环境.于此我们提出如下建议: 实行垃圾分类袋装化.这样不仅能减少环卫工人的工作量,还能更好地起到废物利用,减少污染,节约资源. 买菜时,少用塑料袋,尽量用竹篮子. 用笔尽量用可换芯的,减少圆珠笔外壳的浪费与垃圾量. 外出吃饭尽量不用一次性饭盒. 播种绿色就是播种希望 垃圾过剩与环境问题 垃圾的回收及资源化综合利用 垃圾的回收及资源化综合利用(下)海浴室中的科学 从喝纯水想起 时下,饮用水正成为一种潮流.尽管媒介不只一次地介绍过饮用水的种种弊端,但"饮用水"族仍然日益扩大. 饮用水不单单指纯水,还包括矿泉水,蒸馏水甚至太空水等等. 而我们喝着长大的自来水则成了相对的"非饮用水". 我们并不排除目前饮用水风靡,炒作起了一定的作用, 但它反映了当前水体污染的严重已经到了难以下口的程度. 有报道说:"据报道979年对全国798座城镇的调查, 全国日污水排放量为国为民258万吨, 其中工业废水占用819,生活污水占据199. 1989年对全国代表大会854个城镇进行调查,每天的排放量达亿吨.其中工业废水达成协议亿吨. 这些废水绝大部分未经处理就直接排放, 污染了江河湖海. 此外, 更有一个不争的事实摆在每个上海人面前.上海的母亲河黄埔江,50年代中期(1958年)之前是一条水质清澈,鱼虾成群的河道,1962年水质开始受到污染, 1963年开始出现为期22天的黑臭期,1988年上升到场29天,占全年约2/3, 水质不合格江段占,占全长的. 水污染的危害是不是不言而喻的.水体污染,水质恶化对人体健康和人类生活,生产都带来了严重的危害. 水是人类赖以生存的重要物质,洁净的人能给人们带来葱茏花木,鸟语花香,恬静舒适,美丽如画的优美环境,给人们带来宁静,愉悦和和平.但是今天污染了的水给人们带来的是痛苦,恐怖和灾难.为了使生活更美好,让秀丽的山水永驻人间,让清水长流不断,人们已越来越清晰地认识到防止水污染的重要性. 播种绿色就是播种希望 垃圾过剩与环境问题 从喝纯水想起 垃圾的回收及资源化综合利用垃圾的回收及资源化综合利用浴室中的科学
弱碱矿泉水是个什么意思？PH值在7点几的水pH实际上是水溶液中酸碱度的一种表示方法。平时我们经常习惯于用百分浓度来表示水溶液的酸碱度，如1%的硫酸溶液或1%的碱溶液，但是当水溶液的酸碱度很小很小时，如果再用百分浓度来表示则太麻烦了，这时可用pH来表示。pH的应用范围在0-14之间，当pH＝7时水呈中性；pH＜7时水呈酸性，pH愈小，水的酸性愈大；当pH＞7时水呈碱性，pH愈大，水的碱性愈大。有啥子用？ 宣传上用来骗不懂的人的,做卖点
随着人们的生活水平和健康意识的增强，弱碱性矿泉水越来越受消费者的青睐。健康水的pH值呈弱碱性（）。人体是一个相对稳定的呈弱碱性的内环境。当酸性物质在体内越来越多时，量变引起质变，就会引起各种疾病。多补充弱碱性饮用水，是调整酸碱平衡的重要方法。所以长期饮用弱碱性水对健康有利。
1、弱碱性矿泉水基本是无细菌存在，所以作用无穷，如煮饭使用弱碱性矿泉水，三天之内，饭不易发臭，蔬菜用弱碱性矿泉水浸泡，农药化肥可被吸离。另外弱碱性矿泉水是最好的化妆水，可将脸上的污染物冲洗掉，甚至拿来养鱼，因含氧高及不含氯气，鱼活得更好；同时弱碱性矿泉水也是最佳的动物饮料，不但可解渴，更能将体内的杂质及毒素排除掉。 2、这种水经权威机构检测有100%的抑菌率，进入人体后有抗菌排毒功能。 3、碱性水进入人体后自然调节人体的酸碱度，当您的体液被调整到弱碱性以后，免疫功能自然就得到了提高。而且弱碱性体质的人容易排出体内的废物，即使偶尔得病也较快痊愈。这种人大多食欲好、睡眠好、充满着青春活力。由此可见，走向健康之路必须首先认真饮用纳米功能水，使自己成为弱碱性体质的人。 4、家庭生活用水(做饭、做菜、做汤、熬粥)全部换成这种水，不但菜好味美而且耐酸腐，还全面提高家庭生活的品位。
粘土矿物是细小分散含水层状硅酸盐和含水非晶质硅酸盐矿物的总称，其中高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石及间层矿物等是主要的敏感性矿物。由于存在较大的表面积和极强的活性（如吸附能力、对外来流体的敏感性等），粘土矿物对各种注入剂的注入能力、吸附及改性都有很大影响，粘土矿物是储层损害的主要矿物。决定储层敏感性伤害程度的主要因素是碎屑填隙物中粘土矿物的含量、组成、分布及产状。
研究表明，粘土矿物的速敏性敏感程度序列为高岭石＞伊利石＞伊/蒙混层＞绿泥石；水敏性敏感程度序列为蒙脱石＞伊/蒙混层＞伊利石＞高岭石＞绿泥石；酸敏性敏感程度序列为绿泥石＞高岭石。
（一）粘土矿物含量
根据文13块3口井样品的X射线衍射分析资料，得到粘土矿物相对含量数据表（表2-1-2）。
表2-1-2 粘土矿物相对含量数据表
粘土矿物相对含量随埋深变化关系见图2-1-2，文东油田沙三中储层粘土矿物以伊利石为主，绿泥石次之，伊/蒙混层含量高于高岭石含量。
（二）粘土矿物产状
根据扫描电镜资料，文东油田沙三中油藏粘土矿物产状可归纳为三类。
1.分散状
粘土矿物在孔隙中以分散的形式附着在砂粒表面或成为桥形“支架”。分散状又可分为质点式、孔内少量堆积式、桥式。这三种形式对孔隙的大小，渗透率及润湿性影响都不大。注水后分散状粘土矿物往往会被水带走，或在其他地方重新堆积。如文13-423井30#样品石英表面溶蚀坑内针叶状绿泥石，54#样品粒间片状伊/蒙混层及针叶状绿泥石，57#样品粒间片状伊利石；文13-600井137#样品孔隙中少量伊/蒙混层。
图2-1-2 粘土矿物相对含量随埋深变化关系
◆伊利石含量/%；■高岭石含量/%t▲绿泥石含量/%；●伊/蒙混层含量/%;＊混层比/%
2.薄膜状
粘土矿物在孔隙中呈薄膜形式基本连续覆盖在岩石颗粒表面，形成粘土膜，这些粘土中含有大量微孔隙。薄膜状粘土矿物对油层渗透率有一定影响，对油层润湿性影响很大。如文13-423井4#样品粒表叶片状绿泥石，30#样品粒表丝状伊/蒙混层，30#样品粒表片状绿/蒙混层，62#样品粒表蜂窝状伊/蒙混层及绿泥石、伊利石，159#样品粒表丝状伊利石；文13-600井122#样品粒表片状伊利石。
3.桥塞状
粘土矿物不仅大面积覆盖孔隙表面，而且向孔隙中心延伸，甚至横跨整个孔隙和喉道。粘土矿物使大孔隙变成许多微小孔隙和曲折的流体通道，束缚大量流体。桥塞状粘土矿物使岩石渗透率明显下降。如文13-423井4#样品溶蚀坑内丝状伊利石充填；文13-600井22#样品充填孔隙的伊利石，60#样品片状伊利石堵塞粒间缝。
除变质成因的炭质千枚岩以及绿泥石化千枚岩外，本书所研究的样品都具有强烈塑性变形的特征，如石英的变形纹、亚颗粒、边缘细粒化、核幔构造，云母的膝折，黄铁矿的压力影等，这些都说明它们发生过较强的应变作用。大规模的溶解－结晶在研究中也都可以见到，如石英的动态重结晶和压力影等。不稳定的、变形的矿物溶解以及随后没有变形、相对稳定的矿物的结晶是同构造变质作用的特征(Knipe，1981;Weber，1981)。从绿泥石电子探针的分析结果来看，炭质千枚岩中绿泥石的成分同蚀变超糜棱岩和蚀变糜棱岩以及含金石英脉中绿泥石的成分是不同的，因此，作者认为，蚀变超糜棱岩和蚀变糜棱岩以及含金石英脉中的粘土矿物是热液蚀变的产物。下文将讨论与热液蚀变有关粘土矿物的形成及其与岩石变形变质作用之间的关系。
一、粘土矿物的结晶指数
由表6－1可知，炭质千枚岩、绿泥石化千枚岩中伊利石的结晶度(IC)为～;绿泥石的结晶度(ICH)为～，且绿泥石的结晶度都大于伊利石的结晶度。根据前人对区域变质带的研究结果，它们属于绿片岩相变质带的范畴，而蚀变变形岩石的情况则不同，在蚀变超糜棱岩中，伊利石的结晶度为～，绿泥石的结晶度为～，绿泥石的结晶度大于伊利石的结晶度;在蚀变糜棱岩中，伊利石的结晶度为～，绿泥石的结晶度为～，绿泥石的结晶度小于伊利石的结晶度。这些事实说明，蚀变变形岩石的IC值和ICH值不能够代表剪切带内岩石的变质程度。
二、粘土矿物的平均结晶大小
1.伊利石
根据WINFIT程序Single-line Fourier方法和Warren－Averbach方法分别计算了伊利石的平均大小和晶格应变，结果列于表6－4。
表6－4 江西金山金矿粘土矿物伊利石平均结晶大小和晶格应变
对于绿泥石化千枚岩(H052)来说，由Warren－Averbach方法计算的伊利石结晶的平均大小大于由Single-line Fourier方法计算的结晶大小;而炭质千枚岩(H078)、蚀变糜棱岩(H007，H008，H014，JS003)、蚀变超糜棱岩(H009，H103，JS004)和含金石英脉(H117)则正好相反。在蚀变糜棱岩和蚀变超糜棱岩以及含金石英脉中，伊利石的结晶大小和晶格应变没有明显规律性的变化，但是它们的结晶大小明显小于绿泥石化千枚岩和炭质千枚岩中伊利石的结晶大小。
2.绿泥石
根据WINFIT程序Single-line Fourier方法和Warren－Averbach方法分别计算了绿泥石的平均大小和晶格应变，结果列于表6－5。
表6－5 金山金矿粘土矿物绿泥石平均结晶大小和晶格应变
对于绿泥石化千枚岩来说，由Warren－Averbach方法计算的绿泥石结晶的平均大小与由Single-line Fourier方法计算的结晶大小基本相等;而炭质千枚岩由Warren－Averbach方法计算的结果大于由Single-line Fourier方法计算的结果。在蚀变糜棱岩和蚀变超糜棱岩中由Single－line Fourier方法计算的结果大于由Warren－Averbach方法计算的结果;而含金石英脉则正好相反。
从图6－10可以看出，伊利石和绿泥石表面平均结晶大小对应变强度具有不同响应，伊利石的表面平均结晶大小随着应变强度的增大而逐渐减小，而绿泥石表面平均结晶大小随着应变强度的增加基本没有变化，这说明，层状硅酸盐的晶格应变可能与矿物的结构有关。
三、粘土矿物的晶格应变
1.伊利石
由表6－4可知，绿泥石化千枚岩和炭质千枚岩中伊利石晶格应变分别为和;蚀变糜棱岩中伊利石的晶格应变为～，蚀变糜棱岩中伊利石的晶格应变为～;含金石英脉中伊利石晶格应变为。在各蚀变岩石中，伊利石的晶格应变没有明显的变化规律。
2.绿泥石
由表6－5可知，绿泥石化千枚岩和炭质千枚岩中绿泥石晶格应变分别为和;蚀变糜棱岩中绿泥石的晶格应变为～，蚀变糜棱岩中绿泥石的晶格应变为～;含金石英脉中绿泥石晶格应变为。在蚀变岩石中，随着应变程度的增强，伊利石的晶格应变基本不变，而绿泥石的晶格应变随着变形程度的增强而逐渐增大(图6－11)。
在蚀变糜棱岩、蚀变超糜棱岩和含金石英脉中，绿泥石的平均结晶大小和伊利石晶格应变没有能够反映岩石变形的相对强弱(图6－10，图6－11)。这与前人(刘瑞峋，1988)的结论是一致的。因为构造变形与晶格变形之间很少有相似性，大变形岩石中并不一定具有大变形的矿物晶格，而晶格的局部变形却能够导致整个晶体的大变形。
图6－10 伊利石和绿泥石表面平均结晶大小与应变强度关系
图6－11 伊利石和绿泥石晶格应变与应变强度关系
四、流体作用下，粘土矿物的形成与岩石的变形变质作用
金山金矿蚀变糜棱岩中伊利石的结晶度(IC)大于绿泥石的结晶度(ICH)，而在蚀变超糜棱岩中伊利石的结晶度(IC)小于绿泥石的结晶度(ICH);蚀变变形岩石中绿泥石的晶格应变大于伊利石。从图6－12也可以看出，不管是伊利石还是绿泥石，在不同的应变带，伊利石(绿泥石)的平均结晶大小与其结晶度有不同的相关关系，在蚀变糜棱岩中，伊利石的平均结晶大小与伊利石的结晶度(KI)呈明显的负相关;而绿泥石的平均结晶大小与绿泥石的结晶度(ChC)关系则不明显。在蚀变超糜梭岩中，伊利石平均结晶大小与它们的结晶度关系则不明显;而绿泥石的平均结晶大小与它们的结晶度则呈正相关关系(图6－12)。图6－13也揭示了伊利石和绿泥石在不同的蚀变变形带，其结晶度与晶格应变的不同关系。由图6－13可以看出，伊利石的晶格应变大小与结晶指数有明显的关系;而绿泥石的晶格应变大小，不论在蚀变糜棱岩带还是在蚀变超糜棱岩带，其与绿泥石的结晶指数均呈正相关关系。
图6－12 伊利石结晶度(KI)和绿泥石结晶度(ChC)与表面平均结晶大小关系
图6－13 伊利石KI值和绿泥石ChC值与晶格应变关系
上述情况的出现与韧性剪切带内岩石的应变以及矿物对应变的反应有关。而这种关系受矿物晶体内部固有属性的制约，同时，流体的作用也不容忽视。
1.受晶体内部固有的属性决定
尽管弹、塑性应变能在晶体生长过程中的重要性已引起了人们广泛的关注，但就层状硅酸盐矿物而言，变质作用过程中，晶体的晶格应变、晶内变形和晶体生长之间的关系还是个未知数。
有关伊利石和绿泥石等粘土矿物的形成与岩石变形变质之间的关系一直受到人们的关注(Merriman et al.，1995;Jiang et al.，1997;Arkcai et al.，2000;Giorgetti et al.，2000)。伊利石和绿泥石的结晶指数常被运用于测定变质程度的参数。Bons(1988)进行了绿片岩相下绿泥石的变形机制的实验研究，他认为绿泥石的塑性变形机制是复杂的多边化机制，可以在250～350℃条件下发生。Bell et al.(1981)发现随着应变的增加，黑云母中晶格缺陷的密度也逐渐增加，而与之共生的白云母则没有表现出这种规律。在剪切实验中，这两种云母表现出不同的行为。这些研究表明，在变质或变形作用过程中，尽管共生的层状硅酸盐矿物具有相同的结构，但是，它们却表现出不同的晶体生长速度和晶体缺陷。
实验研究还发现，伊利石的晶格变形主要为螺旋位错。在区域变质或者变形过程中，伊利石晶内储存的与螺旋位错有关的应变能有利于颗粒边界的快速迁移。
Bons(1988)认为，由于伊利石具有较高的弹、塑性应变能力，伊利石的变形主要通过颗粒边界迁移来实现;而绿泥石的变形是多边化作用，主要通过晶内滑移和亚颗粒来实现。上述研究说明，当伊利石受到应力作用时位错活动被延迟了，但是，一旦位错活动，由于颗粒边界迁移作用，亚颗粒发育，随后，发生重结晶作用。相反，普遍发育晶格缺陷的绿泥石由于具有较低的堆垛层错能，不利于发生重结晶作用。在应变恢复过程中，由于位错的迁移能力较低，大多数绿泥石保留了应变诱导的晶格缺陷。
许多学者(Kisch，1991;Jiang et al.，1997)认为随着变质作用的增强，伊利石IC值逐渐降低。尽管大家一直认为温度是影响伊利石和绿泥石结晶的重要因素，但是诸如水－岩比、时间、构造应力、岩石和伊利石的成分、晶格应变等也影响着IC和ICH值的大小。随着应变的增强，IC和ICH值逐渐增大。Kisch(1991)和Franceschelli et al.(1994)认为在埋藏较深的高应变带，应变的层状硅酸盐矿物的淬火作用导致形成晶格较厚的矿物，在高应变的剪切带，由于晶格产生的应变没有恢复，会出现结晶大小的异常。然而，当应变速率较高时，晶格变形和亚颗粒边界的产生会导致Kubler指数的增加。
2.流体对粘土矿物变形的影响
流体对粘土矿物变形的影响主要表现在水对矿物晶体晶键的弱化作用。根据Griggs(1974)的研究，由水分解出来的氢氧根(OH)能够进入硅酸盐晶格使硅酸盐强有力的Si－O键转化为弱得多的Si－OH键，甚至更弱的OH－OH键。随着OH不断进入，在位错滑移路径上将不断遇到OH－OH键的帮助，从而使滑移所需要的剪应力比无水条件下小得多。
3.讨论
在韧性剪切带中，由剪切带边部到中心，应变逐渐增大，也就是说超糜棱岩中岩石的应变大于糜棱岩中岩石的应变。在流体的参与下，不仅水对矿物晶体晶键有弱化作用，而且岩石的变形有利于降低层状硅酸盐矿物的晶格活化能。在构造应力的作用下，伊利石的变形主要为螺旋位错，而绿泥石主要通过晶内滑移和亚颗粒来实现。相对来说，在变形过程中，伊利石晶格较绿泥石的晶体储存有较多的弹、塑性应变能。在应变恢复过程中，由于金山金矿岩石的应变速率较低，绿泥石亚颗粒晶格应变无法恢复，相反，由于伊利石晶格内部较多的弹、塑性应变能，使得伊利石的晶体生长较绿泥石快得多。Bons(1988)曾观察到了绿泥石晶格中高密度位错和伊利石晶格应变的恢复，从而导致蚀变变形岩石中绿泥石的晶格应变大于伊利石。另外，二八面体和三八面体层状硅酸盐矿物对应变的不同反应表现在八面体上位错的活化能不同(Bons，1988;Merriman et al.，1995)。而伊利石八面体位错上的活化能小于绿泥石八面体位错上的活化能。因而在剪切作用的后期，由于重结晶作用，伊利石产生的亚颗粒、位错等晶格缺陷得到迅速的恢复，而绿泥石由于位错迁移的速度较小，由应变诱导产生的晶格应变不能得到迅速的恢复，保留了部分晶格缺陷。另外，在应力的作用下，水－岩比直接影响着层状硅酸盐矿物活化能降低的程度。蚀变糜棱岩带的水－岩比小于超糜棱岩带的水－岩比，因此，在蚀变糜棱岩带和蚀变超糜棱岩带层状硅酸盐矿物活化能的降低程度不同。糜棱岩带伊利石和绿泥石活化能降低较小，因此伊利石的IC值大于绿泥石的ICH值，而在超糜棱岩带，水－岩比较高，伊利石和绿泥石的晶格活化能降低较大，尤其是伊利石的活化能降低程度比绿泥石大，因此，在应变恢复的过程中，很容易使伊利石的品格缺陷得到恢复，结晶速率较快，结晶度较小，导致伊利石的IC值大于绿泥石的ICH值。另外，在应力作用的条件下，结晶大小代表了亚颗粒边界形成的影响作用，随后的结晶生长足够造成局部晶格缺陷的愈合，但是不足以达到变质作用相应的晶格大小。
金山金矿蚀变变形岩石粘土矿物应变研究表明，IC值和ICH值的大小，可以定性地测量变形的强度，而且也可以很好地反映随后的结晶速率。高异常IC值和ICH值的产生是由于晶格的滑动和亚颗粒的形成，而在随后的后剪切作用没有得到恢复，相反，如果亚颗粒边界得到恢复或者具有重结晶作用，那么，就可以形成较小的IC值和ICH值。所以，在岩石变形强烈地区，运用伊利石IC值和绿泥石ICH值作为测定变质程度的参数时，应倍加小心。
综上所述，绿泥石的结晶指数和伊利石结晶指数应看作是与温度、压力、时间和应力有关的函数，而不单单是作为成岩作用或变质作用的指示参数。值得一提的是，目前对粘土矿物形成机制和动力学方面的认识不足，因此，要准确地指出粘土矿物的形成过程、应变和物理化学条件还比较困难。但是正是由于这个原因，热液蚀变过程中粘土矿物的形成机制及其动力学研究将成为该学科的前缘研究领域(Inoue，1995)。
(1)蒙脱石。结构单元(晶胞)是由两层硅氧晶片之间夹一层铝氢氧晶片所组成，称为2:1型结构单位层或三层型晶胞。由于晶胞之间是0-2对0-2的联结，故其键力很弱，很容易被具有氢键的水分子锲入而分开。当土中蒙脱石含量较大时，则该土可塑性和压缩性高，强度低，渗透性小，具有较大的吸水膨胀和脱水收缩的特性。(2)伊利石。司属2:1型结构单位层，晶胞之间同样键力较弱伊利石在构成时，部分硅片中的Si4+被低价的Al3+、Fe3+等所取代，因而在相邻晶胞间将出现若干一正价阳离子(K1+)以补偿晶胞中正电荷的不足。嵌入的K1+离子，增强了伊利石晶胞间的联结作用。所以伊利石晶胞结构优于蒙脱石。其膨胀性和收缩性都较蒙脱石小。(3)高岭石。它是由一层硅氧晶片和一层铝氢氧晶片组成的晶胞，属于1:1型结构单位层或两层型。这种晶胞一面露出氢氧基，另面则露出氧原子。晶胞之间的联结是氧原子与氢氧基之间的氢键，它具有较强的联结力，因此晶胞之间的距离不易改变，水分子不能进入，晶胞活动性较小，使得高岭石的亲水性、膨胀性和收缩性均小于伊利石，更小于蒙脱石。