最新刊期
      2025年第46卷第3期

        封面文章

      • “最新研究突破了纯ZnO半导体p型掺杂难题，成功制备了N掺杂p型透明导电MgZnOS薄膜，为全ZnO基光电子器件开发提供新思路。”
        郭紫曼, 汪洋, 刘洋, 张腾, 陈剑, 卢寅梅, 何云斌
        2025, 46(3): 373-382. DOI: 10.37188/CJL.20240292
        摘要：针对纯ZnO半导体的p型掺杂难题，提出采用阴（S2-）阳（Mg2+）离子复合取代、协同调控ZnO合金电子能带结构基础上，进行N受主掺杂的新思路，并采用脉冲激光沉积法成功制备了N掺杂p型透明导电MgZnOS薄膜。通过X射线衍射、透射光谱、霍尔效应、X射线光电子能谱和二次离子质谱测试分析了薄膜的晶体结构、光电学性质及化学组分。实验结果表明，制备的MgZnOS∶N薄膜为六角纤锌矿结构，呈现c轴择优取向生长。薄膜在紫外-可见-近红外波段的透射率超过80%，且Mg掺杂可明显拓宽ZnO合金薄膜的光学带隙。所制备p型导电薄膜中的Mg和S含量分别为9%和25%，空穴浓度为2.02×1019 cm-3，霍尔迁移率为0.25 cm2/（V∙s），电阻率为1.24 Ω∙cm。在成功制备p型MgZnOS∶N薄膜的基础上，设计并制备了新型p-MgZnOS∶N/n-ZnO准同质p-n结型紫外光电探测器。器件呈现典型的二极管整流特性（开启电压约为1.21 V），且在0 V偏压下表现出稳定的自驱动紫外光响应，峰值响应度2.26 mA/W（波长为350 nm）。经分析，认为上述自驱动光响应来源于p-n结内建电场对光生载流子的有效分离和传输。本研究可为ZnO的p型掺杂研究提供有价值的参考，对开发高性能全ZnO基光电子器件具有重要意义。  
        关键词：脉冲激光沉积;p型掺杂;MgZnOS;p-n结   
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        更新时间：2025-03-24

        特邀报告

      • 一维ZnO核壳结构的精准构建和光电功能 增强出版 AI导读

        “一维氧化锌纳米材料在光电子学领域展示非凡性能，专家综述了其在光电探测器、太阳能电池等方面的应用发展现状，为器件性能优化提供新思路。”
        王潇璇, 卢文栋, 徐春祥
        2025, 46(3): 383-398. DOI: 10.37188/CJL.20240267
        摘要：近几十年来，一维氧化锌（ZnO）纳米材料由于其独特的光学和电学性质，在发光、探测、传感、催化等众多光电子学领域中展示出非凡的性能，引起了人们的广泛关注和兴趣。一维核壳纳米结构不仅可以实现表面修饰和功能材料集成，同时具有径向局域和轴向传输的光学特性以及载流子定向传输的电学特性，从而展示出丰富的物理和化学特性，对于光电子器件的性能优化和功能拓展等方面的研究发展起到了重要作用。本文介绍了一维ZnO纳米阵列的可控制备和核壳结构的精准构建及其光致和电致发光特性研究进展，综述了其在光电探测器、太阳能电池、光电化学催化和光电传感方面的功能化应用发展现状。最后，对一维ZnO核壳纳米结构器件的发展前景和面临的挑战进行了总结和展望。  
        关键词：一维ZnO纳米阵列;核壳结构;精准构建;光电子器件   
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        更新时间：2025-03-24

      • 从单晶MgZnO到非晶Ga2O3：深紫外光电探测器的发展和选择 增强出版 AI导读

        “据最新报道，宽带隙氧化物半导体深紫外探测器研究取得重要进展，非晶Ga2O3薄膜展现出优异的深紫外响应特性，为未来深紫外探测产业应用奠定基础。”
        梁会力, 朱锐, 杜小龙, 梅增霞
        2025, 46(3): 399-411. DOI: 10.37188/CJL.20240266
        摘要：宽带隙半导体在研制无滤光片紧凑型日盲紫外探测器方面具有极大的发展潜力。本文结合本团队在分子束外延MgZnO单晶薄膜和磁控溅射非晶Ga2O3薄膜以及相应日盲紫外探测器的研究经验，综述了以MgZnO和非晶Ga2O3为代表的宽带隙氧化物半导体深紫外探测器研究进展，发现非晶Ga2O3薄膜拥有不输于单晶薄膜的深紫外响应特性。众多研究结果表明，氧空位相关缺陷对器件性能起着至关重要的作用，对其进行合理调控可有效提升器件性能。此外，与氧空位缺陷相伴的持续光电导效应为开发深紫外光电突触器件提供了新的研究视角。最后，针对上述研究中存在的问题进行剖析总结，期望进一步推动宽带隙氧化物半导体材料，尤其非晶Ga2O3材料在未来深紫外探测方面的产业应用。  
        关键词：日盲紫外;光电探测器;镁锌氧;氧化镓;非晶   
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        更新时间：2025-03-24

      • 氧空位对非晶InGaZnO基肖特基势垒二极管性能的影响 增强出版 AI导读

        “In the realm of energy harvesting microsystems, rectifying circuits are indispensable for converting AC to DC. This study introduces its research progress in optimizing diode performance by modulating oxygen vacancy concentration in InGaZnO films. Expert researchers effectively controlled the diode's electrical performance by adjusting oxygen vacancy, providing a methodology for optimizing rectifying diodes.”
        贾斌, 童晓闻, 韩子康, 秦明, 王立峰, 黄晓东
        2025, 46(3): 412-420. DOI: 10.37188/CJL.20240265
        摘要：整流电路作为交流转换直流的关键组件，在能量收集微系统中发挥着关键作用。传统硅基或锗基整流二极管因其特殊的制造工艺，阻碍了系统集成。相比之下，金属氧化物二极管凭借其简单的制备技术，在系统集成方面展现出优势。氧化物半导体的氧空位缺陷会对器件的电学性能产生很大影响，因此通过调节氧空位浓度可以有效调控二极管的性能。为优化二极管性能，本研究通过调整溅射过程中的氧气流量，有效调控InGaZnO薄膜中的氧空位浓度。实验结果显示，该二极管在1 V电压下具有43.82 A·cm-2的正向电流密度，器件整流比为6.94×104，能够高效整流1 kHz、5 V的输入正弦信号，彰显了其在能量转换与管理方面的巨大潜力。通过调控氧空位，为优化整流二极管性能提供了思路和方法。  
        关键词：InGaZnO;肖特基势垒二极管;氧空位;整流性能   
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        更新时间：2025-03-24

      • ZnO强耦合微腔中的激子极化激元 增强出版 AI导读

        “科技媒体新闻记者报道，ZnO强耦合微腔及激子极化激元研究取得新进展，为突破半导体低温实验条件限制提供新思路。”
        朱海, 王亚琪, 王润晨, 董君行
        2025, 46(3): 421-435. DOI: 10.37188/CJL.20240260
        摘要：ZnO高达60 meV的激子束缚能使其激子能在室温甚至更高温度下稳定存在，这使得基于ZnO强耦合微腔的激子极化激元器件可以突破传统半导体的低温实验条件限制，是近十年来研究者所青睐的激子极化激元研究材料。本文介绍了ZnO主要的半导体微腔结构，并聚焦于近年来报道的ZnO强耦合微腔及激子极化激元的相关现象，包括极化激元激光、参量散射以及量子态调控特性，最后对未来的研究方向提出了展望。  
        关键词：氧化锌;激子极化激元;光学微腔;玻色-爱因斯坦凝聚   
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        更新时间：2025-03-24

      • 稀土掺杂金属氧化物薄膜晶体管研究进展 增强出版 AI导读

        “据最新报道，稀土掺杂氧化物材料在金属氧化物薄膜晶体管领域取得突破，有望实现高迁移率和高稳定性，为高端显示应用提供新方案。”
        黄湘兰, 彭俊彪
        2025, 46(3): 436-451. DOI: 10.37188/CJL.20240268
        摘要：金属氧化物薄膜晶体管（Metal oxide thin film transistors， MOTFTs）因其具有较高的载流子迁移率和较好的电学稳定性，在大尺寸发光显示驱动背板应用方面极具潜力。此外，MOTFTs与非晶硅薄膜晶体管的制备工艺兼容，制造成本较低，具有较大市场竞争优势。然而，衡量MOTFTs性能的两个关键指标——迁移率和稳定性之间的矛盾限制了其高端显示应用。因此，开发高迁移率兼具高稳定性的MOTFTs成为研究热点和产业竞争焦点。大量研究表明，稀土掺杂氧化物有源半导体材料体系有望实现这一目标。本文重点综述兼具高迁移率和高稳定性的稀土掺杂氧化物材料设计及MOTFTs已达到的性能，探讨稀土掺杂金属氧化物薄膜晶体管（RE-MOTFTs）面临的挑战和发展潜力。  
        关键词：金属氧化物薄膜晶体管;稀土元素;迁移率;稳定性   
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        更新时间：2025-03-24

        特邀综述

      • 高效钙钛矿量子点发光二极管：挑战和优化 增强出版 AI导读

        “In the field of perovskite quantum dot light-emitting diodes, researchers are actively exploring optimization strategies to overcome challenges in long-term stability and operational efficiency. Expert xx verified the xx conjecture, which lays a foundation for the construction of high-performance and stable Pe-QLEDs.”
        李梦娇, 王晔, 王亚坤, 廖良生
        2025, 46(3): 452-461. DOI: 10.37188/CJL.20240276
        摘要：钙钛矿量子点发光二极管（Pe-QLEDs）由于其窄半峰宽和高光致发光量子产率（PLQY）而在显示和照明领域展现出巨大的应用潜力。尽管其性能已取得显著进展，但依然面临缺陷、离子迁移等诸多挑战，影响了其长期稳定性和工作效率。为了解决这些问题，配体工程、界面钝化、自组装策略等优化手段正在被广泛研究。本综述主要从钙钛矿量子点的合成、挑战和优化三个方面进行描述，这对实现高性能和稳定PeQLEDs的商业化和大规模生产至关重要。  
        关键词：钙钛矿量子点发光二极管（Pe-QLEDs）;光致发光;缺陷;离子迁移   
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        更新时间：2025-03-24

        材料合成及性能

      • 上转换纳米颗粒的手性构建方法及应用进展 增强出版 AI导读

        “上转换发光纳米颗粒的手性构建方法及其应用前景，为光动力学治疗等领域提供新方向。”
        吴佳航, 杨宇涵, 卢扬, 赵栩, 刘晓敏
        2025, 46(3): 462-473. DOI: 10.37188/CJL.20240341
        摘要：如果一个物体（或分子）与其镜像无法通过旋转或平移完全重合，则称其为手性物体（或分子）。手性是自然界中普遍存在的基本特征。手性材料具备圆二色性（CD）、圆偏振发光（CPL）等独特的光学性质，在光催化、生物传感、光学器件等多个领域具有良好的应用前景。光子上转换（UC）是指吸收多个低能量光子并发射一个高能量光子，上转换发光纳米颗粒（UCNPs）可以通过稀土离子间的能级跃迁实现光子上转换。结合光子上转换的手性材料由于低能量近红外激发的优势，在光动力学治疗、生物成像等领域具有更大的应用潜力。本文介绍了上转换发光纳米颗粒的手性构建方法，总结了其手性应用，并对未来发展方向进行了展望。  
        关键词：上转换发光纳米颗粒;手性;圆二色性;圆偏振发光   
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        更新时间：2025-03-24

      • 羧基改性苝酰亚胺与钙离子的络合组装及荧光增强 增强出版 AI导读

        “In the field of molecular fluorescence, researchers have synthesized a perylene diimide derivative, PDI-COOH, which exhibits significantly enhanced fluorescence when combined with calcium ions in THF/H2O solution. By altering hydration levels and concentrations, the assembly and fluorescence behavior of PDI-COOH/Ca2+ were studied, leading to the proposal of a fluorescence emission mechanism. This work highlights a novel strategy for aggregated state fluorescence enhancement and underscores the crucial role of water in molecular fluorescence emission and assembly.”
        顾丹丹, 赵浩儒, 江晓泽, 齐浩含, 廖作桂, 陈珈, 孙宾
        2025, 46(3): 474-485. DOI: 10.37188/CJL.20240275
        摘要：合成了湾位羧基化的苝酰亚胺衍生物1，7-COOH-PDI-C12（PDI-COOH），并在THF/H2O溶液中与钙离子（Ca2+）结合，观察到独特的荧光增强现象。通过改变不同浓度的水合状态，详细研究了PDI-COOH/Ca2+的组装和荧光行为。基于PDI-COOH/Ca2+的组装形态和化学计量比差异，分别提出了PDI-COOH/Ca2+在THF/H2O和THF中的荧光发射机制。这项工作揭示了一种聚集态荧光增强的新策略，并认识到水在分子荧光发射和组装中的重要作用。  
        关键词：羧基官能化;荧光性能;苝酰亚胺;光致电子转移效应;钙离子   
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        更新时间：2025-03-24

      • Bi3+激活石榴石蓝青光发光材料的发光性能 增强出版 AI导读

        “在LED全光谱光源领域，研究者采用高温固相法制备了Bi3+掺杂石榴石结构的固溶体发光材料GdSr2ScMgGe3O12，实现了紫外光-紫光范围内的有效激发，为低蓝光全光谱WLED提供了解决方案。”
        邓文杰, 王海怡, 黄得财, 彭家庆, 叶信宇
        2025, 46(3): 486-495. DOI: 10.37188/CJL.20240308
        摘要：蓝青光发光材料在实现荧光粉转换型LED全光谱光源中发挥着重要作用。本文采用高温固相法制备了Bi3+掺杂石榴石结构的固溶体发光材料GdSr2ScMgGe3O12。通过XRD结构精修、元素分析、光致光谱等表征对材料结构、组成和发光性能进行了全面分析。GdSr2ScMgGe3O12∶Bi3+能够在紫外光-紫光范围内有效激发，分别表现出近紫外光发射（λem=340 nm）和宽带蓝青光发射（λem=480 nm）。并且对Bi3+的发光跃迁机理进行了阐述。结合材料的结构和发光特性得出Bi3+在该固溶体材料中同时占据［Sr/GdO8］和［Sc/MgO6］，重点分析了Bi3+占据［Sc/MgO6］格位的蓝青光发射行为，并对材料的发光效率和荧光热稳定性进行了评估。最后，将制备的蓝青色荧光材料应用于WLED的封装，获得了具有低色温（CCT=3 761 K）和高显色指数（CRI=92.3）的低蓝光全光谱WLED。  
        关键词：Bi3+掺杂;全光谱照明;WLED;青色发光材料   
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        更新时间：2025-03-24

      • Sr3AlO4F∶Eu3+，Dy3+，Na+发光材料性能 增强出版 AI导读

        “最新研究发现，Sr3AlO4F∶Eu3+，Dy3+，Na+红色发光材料可提升白光LED显色指数。”
        梁瑞含, 赵惠明, 张艳吉, 李文霞, 米晓云
        2025, 46(3): 496-507. DOI: 10.37188/CJL.20240244
        摘要：采用高温固相法制备了一系列Sr3AlO4F∶Eu3+，Dy3+，Na+红色发光材料。使用X射线衍射、扫描电子显微镜、光谱仪等设备对Sr3AlO4F∶Eu3+，Dy3+，Na+红色发光材料进行检测。Eu3+、Dy3+和Na+的浓度（摩尔分数）分别为11%、5%和4%时样品的发光强度最高。导致Eu3+和Dy3+发生浓度猝灭的机制分别为四级-四级相互作用和偶极-偶极相互作用。在Eu3+、Dy3+共掺杂实验中，证明了存在Dy3+向Eu3+的能量传递。此外，加入Na+作为电荷补偿剂提高了Sr3AlO4F的发光性能，加入4%Na+后发光强度提升近4倍。探究了Sr3AlO4F发光材料的热稳定性，在150 ℃时，共掺杂Eu3+、Dy3+样品的发光强度为30 ℃时的72.71%。Sr3AlO4F∶Eu3+，Dy3+，Na+这种新型的红色发光材料有利于提高白光发光二极管的显色指数。  
        关键词：高温固相法;能量传递;光致发光;Sr3AlO4F∶Eu3+，Dy3+，Na+;红色发光材料   
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        更新时间：2025-03-24

        器件制备及器件物理

      • 光辅助非水系锂氧气电池：光电阴极的制备与展望 增强出版 AI导读

        “报道指出，光辅助锂-氧气电池（LOBs）领域近年来取得了显著进展。专家总结了光辅助LOBs的最新研究进展，探讨了通过缺陷工程、局域表面等离子体共振（LSPR）和异质结工程构建高效光电极材料的尝试，为光辅助LOBs的商业化应用奠定了基础。”
        薛志超, 蒋四海, 茹颖懿, 李洁, 李强, 孙红
        2025, 46(3): 508-518. DOI: 10.37188/CJL.20240252
        摘要：在过去几年里，光辅助锂氧气电池（LOBs）一直是一个突出且不断发展的领域。然而，由于存在氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）缓慢、充放电过电位较大、循环寿命不稳定等问题，导致能量效率较低，从而限制了其商业化应用。光电阴极材料的合理设计和合成是解决光辅助LOBs系统存在的上述问题的有效途径。本文综述了近年来光辅助LOBs光电阴极材料的设计和制备的研究进展。首先，概述了光辅助LOBs的基本原理和反应机理。第二部分介绍了光电阴极材料的最新研究进展。第三部分描述了不同光电阴极结构-性能与电化学的关系。此外，重点讨论了通过空位工程、局域表面等离子体共振（LSPR）和异质结工程来构建高效光辅助LOBs光电阴极材料进行的探索。最后，探讨了采用其他方法构建高效光电阴极材料的尝试。这项工作将为制备具有稳定和高效的光辅助LOBs光电阴极材料提供动力，并旨在推动可充电光辅助LOBs储能的商业应用。  
        关键词：光辅助;锂氧气电池;光催化;电极设计   
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        更新时间：2025-03-24

      • 埋底界面的原位修饰制备高效钙钛矿太阳电池及组件 增强出版 AI导读

        “最新研究发现，有机小分子钝化材料结合自组装空穴传输材料，可有效提升钙钛矿太阳电池效率和稳定性。”
        王瑶, 黎伟乐, 马梦恩, 杨恢东, 陈谦, 弓箭, 刘冲
        2025, 46(3): 519-527. DOI: 10.37188/CJL.20240302
        摘要：反式钙钛矿太阳电池埋底界面的缺陷是制约太阳电池器件效率和稳定性的重要原因，使用有机小分子钝化界面可以有效减少界面的缺陷，降低载流子的非辐射复合。本文通过将一种钝化材料与自组装空穴传输材料结合，一步实现具有二维钙钛矿材料钝化的埋底界面，实现了效率的提升。最终，经埋底界面钝化，刮涂制备的钙钛矿太阳电池实现了21.42%的能量转换效率。同时，我们还制作了孔径面积为21.5 cm2的太阳能光伏组件，得到了21.02%的效率，并在封装后在85 ℃和85%湿度条件下稳定运行了近1 000 h，证明了该方法在大面积器件上的可拓展性和可靠性。  
        关键词：钙钛矿太阳电池;埋底界面;钝化;自组装单层;高效率   
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        更新时间：2025-03-24

      • 基于Sb2O3可饱和吸收体的2.8 μm被动调Q激光器 增强出版 AI导读

        “报道：采用978nm侧泵的氧化锑可饱和吸收体掺铒激光器实现被动调Q，输出激光中心波长2793nm，为低成本、稳定性强的3μm中红外激光器提供新依据。”
        张雅馨, 陈邱笛, 卢思亮, 陈言, 张沛雄, 李真, 陈振强
        2025, 46(3): 528-535. DOI: 10.37188/CJL.20240286
        摘要：提出了一种采用978 nm侧泵的基于氧化锑可饱和吸收体掺铒被动调Q激光器。采用垂直微间距升华法（chemical reaction assisted vertical micro sublimation method，CVMS）成功地将Sb2O3转移到Al2O3衬底上，并对其进行了形貌、结构等性能表征。采用978 nm侧泵实现了基于Sb2O3-SA掺铒晶体材料的被动调Q，最大单脉冲能量和最大峰值功率分别为6.84 μJ和1.12 W。随着泵浦功率的增加，脉冲宽度从19.64 μs减小到6.09 μs，重复频率从19.10 kHz增大到62.13 kHz。输出激光的中心波长位于2 793 nm，且波长在2 793 nm处对应的FWHM为9.10 nm。实验结果表明，基于氧化锑可饱和吸收体的铒掺杂晶体材料被动调Q激光器为利用新型可饱和吸收体实现更低成本、稳定性更强且谐振腔设计简单的~3 μm中红外激光器提供了新依据。  
        关键词：Er3+;~3 μm激光;被动调Q;氧化锑可饱和吸收体   
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        更新时间：2025-03-24

        发光产业及技术前沿

      • “在微型发光二极管领域，研究人员开发了一种新型光刻胶，通过N-苯基马来酰亚胺侧链改性丙烯酸树脂，提高了量子点分散性，为Micro-LED全彩化应用提供解决方案。”
        蒋博瑞, 宋博翔, 陈恩果, 罗家俊, 唐江
        2025, 46(3): 536-544. DOI: 10.37188/CJL.20240317
        摘要：光刻法是一种制备微型发光二极管（Micro-LED）像素化色转换薄膜的可靠方案，但存在量子点与光刻胶兼容性的难题。本文开发了一种通过N-苯基马来酰亚胺（NPMI）侧链改性的丙烯酸树脂制备兼容量子点的光刻胶，侧链基团上C̿    O键能与量子点形成配位键从而钝化表面缺陷，并提高量子点分散性，使光刻胶溶液的量子产率（PLQY）达到76.1%（红色）和43.4%（绿色）。最终制备色转换薄膜时钝化效果仍然存在，绿色和红色的PLQY分别达到了66.4%和36.4%，像素化图形最小尺寸可实现10 μm×10 μm的矩形阵列。本研究中的树脂侧链改性方法为开发兼容量子点的光刻胶提供了指导，为Micro-LED全彩化的商业化应用提供了一种简便且可行的解决方案。  
        关键词：量子点光刻胶;色转换;树脂改性;像素化   
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        更新时间：2025-03-24

        发光学应用及交叉前沿

      • 比率荧光碳点对部分水解聚丙烯酰胺精准识别与降解 增强出版 AI导读

        “最新研究发现，铜掺杂碳点能有效识别并降解水中部分水解聚丙烯酰胺，为污染物处理提供新策略。”
        施伟光, 孙晓静, 邵丹阳, 李昌升, 董彪
        2025, 46(3): 545-552. DOI: 10.37188/CJL.20240311
        摘要：以L-色氨酸、叶酸和氯化铜为原料，采用自下而上的方法水热合成了特异性识别部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）的铜掺杂碳点（Cu-CDs）。采用透射电子显微镜、X射线光电子能谱和稳态瞬态荧光光谱等表征方法对碳点结构、HPAM识别机制与降解性能进行了研究。结果表明，Cu-CDs的荧光量子产率为60%，具有抗离子干扰特性，特异性识别水中的HPAM。在1~1 000 mg/L范围内，Cu-CDs的比率荧光强度（I360/I450）和HPAM浓度呈现良好的线性关系，最低检测限为0.27 mg/L。经365 nm紫外光照射2 h，Cu-CDs催化HPAM的降解率为78%，而且经过5个降解循环后，仍保持较高的降解率（67%），展现出优异的光催化稳定性。本研究为精准识别与降解HPAM、实现高效的污染物处理提供了一种可行策略。  
        关键词：比率荧光碳点;部分水解聚丙烯酰胺;特异性识别;光催化降解   
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        更新时间：2025-03-24
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