基于高导电碳纳米管/聚氨酯复合纤维的可穿戴式应变传感器 高导电性和可伸缩性纤维因其在柔性可穿戴电子设备中的潜在应用而受到越来越多的关注。羧基化碳纳米管（c-CNT）被涂覆在柔性纤维上，作为制造可穿戴式应变传感器的方便方法。然而，由于碳纳米管的石墨化结构在羧化过程中被破坏，碳纳米管的导电性降低。如何让 c-CNT 复合纤维具有高导电性仍然是一个重大挑战。此研究通过在聚氨酯（PU）纤维上涂覆金属离子连接的 c-CNT 来制备高导电纤维，以提高 c-CNT 之间的电子传输速率。由 Fe2+ 离子和羧基形成的金属配位结显著提高了 PU 的导电性 /CNT@Fe2+ 纤维（高达 72 S m−1). 密度泛函理论计算证明，这种高导电性是具有强电子态耦合的配位结促进电子输运的结果。由此产生的配位效应增强了碳纳米管之间的相互作用，使导电网络更加灵活。基于聚氨酯的应变传感器/CNT@Fe2+ 纤维具有高灵敏度（50% 应变下的规范系数为 36）、大应变范围、不明显的漂移和耐久性。纤维应变传感器成功地用于监测关节运动和面部表情。【Zaiyu Zhuang, et al. Nanotechnology 31 (2020) 205701】 应变和电场作用下小分子在GeP单分子膜上的可调吸附行为 作者使用第一性原理计算方法研究了 GeP 单层膜对小气体分子（CO、CO2、O2、H2O、NH3、NO 和NO2）的传感特性。根据计算的吸附距离、吸附能和电荷转移，作者发现 GeP 单层膜对 NO2 和 NO 分子最敏感，所有气体分子都作为受体从 GeP 单层膜中获得电子。NO2 分子的吸附能小于 NO 分子的吸附能，这意味着 NO2 更容易从 GeP 中解吸。不同的功函数变化也表明了在无氧环境中识别 NO2 和 NO 的可能性。此外，作者将单轴和双轴应变应用于 GeP 单层膜，发现较小的双轴压缩应变可以有效地提高基于功函数型传感器的 GeP 对 […]

概述 二维材料中大部分都具有优异的电学和光学性能，这使得它们在纳米电子学、光电子学和热电学等各种各样的应用场景下具有很大的潜力，但是性能仍然需要优化。例如，硅烯和锗带隙太小（带隙值<0.1 eV）难以实现晶体管的电流开关。MoS2 具有理想的带隙，但其较低的迁移率限制了其在某些器件中的应用。磷烯不仅具有理想的带隙，而且拥有高各向异性载流子迁移率，但其在空气中易氧化的特性是器件应用中的主要限制。 研究者仍需继续努力探索具有合适带隙、高载流子迁移率和高稳定性的新型二维半导体材料，并通过应变工程、多层堆叠等技术来改善现有二维半导体材料的电子特性。应变工程是调整二维材料电子特性的一种常用技术，因为二维材料本身可以承受比其块体材料更大的机械应变，这就拓宽了它们在纳米电子和光电器件中的应用。多层堆叠是调节二维材料特性的另一种策略，可以产生新的电子器件，因为许多二维材料的带隙大小变化很大程度上取决于层数。 在众多电子器件中，具有负微分电导效应的二维材料非常受欢迎。目前，大多数具有负微分电导效应的二维材料主要还是范德华异质结。然而，由于异质结的层间隧穿效率有限，想要实现高峰值电流仍然面临诸多挑战。因此，能产生负微分电导效应的单层二维材料也是有前途的。常州大学徐月华副教授课题组和美国内布拉斯加州立大学林肯分校的 Xiao Cheng Zeng 教授合作，以密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法，研究了基于二维 tetrahex-GeC2 器件的电输运特性。该研究结果为基于负微分电导效应构建的器件提供了新选择。 材料结构与性质 tetrahex-GeC2 表现出高各向异性载流子迁移率和热力学稳定性。单层和双层 tetrahex-GeC2 的带隙分别为0.89 eV 和 0.32 eV，两者都属于直接带隙半导体。二维单层 tetrahex-GeC2 沿着 a(b) 方向 4% (-4%) 单轴拉伸（压缩）应变下，带隙可以调控到理想的 1.26 eV (1.32 eV)，并且电子(空穴)有效质量保持稳定，约为 0.23 me (0.83 me)。双层tetrahex-GeC2沿着 a(b) 方向 4% (-4%) 单轴拉伸（压缩）应变下，带隙可以调控到 0.75 eV (0.92 eV)，而且，在 a 方向 -1% ~ 4% 和 b 方向 -4% ~ 1% 单轴应变范围内，电子有效质量几乎保持不变，大小分别约为 0.19 me 和 […]