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Springer材料期刊 | 八月编辑精选

作者：X-MOL 2020-09-01

本期编辑荐读栏目继续带来三本大家熟悉的Springer材料期刊的六篇最新文章。内容从可以分析眼泪中生物标记物浓度从而有望成为即时微创诊断平台的隐形眼镜，到具有微纳米层次结构、具有超疏水性的柔性薄膜等。欢迎浏览以下各篇文章摘要，并点击此处阅读原文!

编辑说

Journal of Materials Science作为Springer材料学科的经典期刊，发表基于材料结构、加工和性能之间关系的重要原始研究成果和技术，已经成为了科学家们研究工程材料结构和性能的主要交流渠道。其姐妹刊Journal of Materials Science: Materials in Electronics重点发表材料在现代电子学中的应用的研究成果，涉及半导体物理等基础科学与应用相关的工作。Nanoscale Research Letters作为第一本由开放获取方式出版的纳米技术期刊，为在纳米尺度上创造和使用材料的科学研究提供了一个跨学科的交流平台。

可用于泪液诊断的具有毛细管网络的柔性可穿戴微流体隐形眼镜（点击阅读原文）

摘要: 可穿戴式隐形眼镜作为微创诊断平台吸引了很多研究者的兴趣。随着生物材料，电子学和精密加工的进步，隐形眼镜拥有了分析眼泪中生物标记物浓度的潜力。新兴的可佩戴隐形眼镜通常需要外部电极和电池、信号处理和无线传输，这往往伴随着隐形眼镜的刚度增加，并且它们也没有用于检测眼泪或存储少量眼泪的直接方法。本文中，我们开发了一种具有良好生物兼容性、亲水性和弹性的可紫外光固化的生物材料，用于制造柔性可穿戴隐形眼镜。这种隐形眼镜有一组泪液入口，允许泪液自发流过毛细管网络和储液槽。事先嵌入的化学底物通过比色法对眼泪中的生物标记物（例如葡萄糖，氯化物和尿素）作出反应。然后，外部设备拍摄照片并读取照片中的RGB值以获得生物标记物的浓度范围。我们使用人工微流体水凝胶眼球装置的体外测试证明了该镜片的方便性和操作的可靠性。这项工作为用于泪液存储和诊断的带有毛细管网络的无创多目标微流体隐形眼镜提供了新的范例。未来，隐形眼镜可以成为一种非常好的的即时诊断平台。

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from #清华大学# #Northwestern University# #Drexel University# #武夷大学#

#Journal of Materials Science# #2020 Cahn Prize 八月提名# #Wearable contact lens#

a Schematic diagram of the microfluidic contact lens. b Illustration of the top and back sides of the inner lens. c Inner lens placed on Chinese black font. d Optical photo of a microfluidic contact lens. e SEM images of the cross section of the microchannel.

具有微纳米层次结构的柔性薄膜在外部载荷下具有稳定的超疏水性（点击阅读原文）

摘要: 外部载荷下具有稳定的超疏水性的柔性膜在新兴的柔性电子领域具有巨大的应用潜力。本文研究了拉伸和循环弯曲对具有起皱微纳米层次结构（W-FF）的柔性薄膜的超疏水性和导电性的影响。通过预拉伸，浸渍和加热，在柔性薄膜上制备起皱的微纳分层结构。由于交织的网络结构始终保持在产生的裂纹的上部，而树枝状结构保持不变，W-FF在拉伸和循环弯曲下具有稳定的超疏水性和导电性。本文还研究了反应时间对微纳米结构和超疏水性的影响。通过表征和比较其形貌，研究了W-FF在拉伸和循环弯曲下形成稳定的超疏水性和导电性的机理。W-FF在用作实时监视人类运动传感器（例如监视面部肌肉，腕部和手指运动）时显示出了良好的运动感应特性。这种超疏水和导电的柔性薄膜有望用于柔性电子领域。

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from #山东科技大学#

#Journal of Materials Science# #Editors pick# #Flexible films# #Micro-nano hierarchical structure#

Schematic illustration for the fabrication of the W-FF

具有Hf_1-xZr_xO₂栅极结构的低压工作2D MoS₂铁电存储晶体管 （点击阅读原文）

摘要: 铁电场效应晶体管（FeFET）以其高工作效率和耐用性而逐渐成为一种很有吸引力的非易失性存储技术。但是，与读取相比，翻转极化需要较高的电压，这会影响写入单元的功耗。本文我们报道了一种具有低工作电压的CMOS兼容FeFET单元。我们对铁电Hf_1-xZr_xO₂（HZO）薄膜进行处理，以形成负电容（NC）栅极电介质，该电介质会在多层二硫化钼（MoS₂）FeFET中生成极化域的逆时针磁滞回线。不稳定的负电容器固有地支持亚热离子摆动速率，因此能够以远小于工作电压一半的磁滞窗口来切换铁电极化。这种 FeFET在最小程序（P）/擦除（E）电压为3 V的情况下，可以得到超过107的开/关电流比和0.1V的逆时针存储窗口（MW）。同时也拥有强大的耐力（103周）和保持力（104 s）。我们的结果表明，HZO /MoS₂铁电存储晶体管可以在尺寸和电压可扩展的非易失性存储应用中获得新的机遇。

from #西安电子科技大学# #南京大学#

#Nanoscale Research Letters# #Ferroelectric memory#

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Device structure and basic properties of the MoS₂/HZO FeFET. a Three-dimensional schematic representation of the MoS₂/HZO FeFET. b Schematic cross section of the MoS₂/HZO FeFET

双异质结硅衬底上AlGaN / GaN肖特基势垒二极管的理论和实验研究 （点击阅读原文）

摘要: 在GaN / AlGaN / GaN / Si-sub上对具有双异质结的AlGaN / GaN肖特基势垒二极管（SBD）进行了理论和实验研究。在GaN-top / AlGaN和AlGaN / GaN界面处分别形成了二维空穴气体（2DHG）和电子气（2DEG）。在断开状态下，2DEH和2DHG会部分消耗，然后完全消失。保留下的固定的正负极化电荷会形成极化结。因此可以在漂移区域中获得平电场和高击穿电压（BV）。阳极被嵌入也减小了导通电压（V_ON）。低损伤的ICP蚀刻工艺可改善肖特基接触，从而获得低漏电流和低V_ON。制成的SBD的BV为1109 V，阳极到阴极的距离（L_AC）为11μm。该SBD具有良好的均匀性，0.68 V的低V_ON，室温下可以有高达1010 的开/关电流比，1.17mΩcm2的低导通电阻（R_ON，SP），和1051 MW / cm² 的高Baliga FOM。

from #电子科技大学#

#Nanoscale Research Letters# #Schottky Barrier Diode#

a Cross section of the proposed double-heterojunction AlGaN/GaN SBD and main fabrication process. L_ACis the length of anode to cathode. L_FP and L₁ are 1 μm and 2 μm, respectively. b HR-TEM image of the anode after ICP and metal deposition

磁场诱导的NiZnCu铁氧体薄膜的择优取向和高频磁导率研究 （点击阅读原文）

摘要: 在纳米晶体铁氧体中，由于对晶粒尺寸的相关性不同，大的有效磁各向异性和低矫顽力通常是互斥的。本文中，在溅射期间施加平行磁场，通过调节交换长度L_ex，制备了具有较大的有效磁各向异性、较低的矫顽力和理想磁导谱的NiZnCu铁氧体薄膜。我们观察到了择优取向（400）和磁场触发的下降的晶格常数，并通过XRD强度计算详细讨论了阳离子的重新分布，其中铁离子呈现出占据八面体位置的趋势。通过晶粒生长促进和各向异性能量增加的共同作用，感应磁场使具有恒定化学计量组成的样品有了更高的初始磁导率和更宽的工作频率范围。这些发现为有效调谐有望用于高频应用的磁性薄膜的磁性提供了有价值的参考。

from #电子科技大学#

# Journal of Materials Science: Materials in Electronics# # ferrite thin films #

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Cross-sectional photograph of the Ni_0.266Zn_0.66Cu_0.09Fe_1.984O₄ ferrite thin film under different magnetic fields: a 0 Oe, b 250 Oe

硼酸盐玻璃陶瓷的结晶，微观结构和储能性能 （点击阅读原文）

摘要: 具有高能量存储密度的硼酸盐玻璃陶瓷是通过熔融淬火方法然后进行热处理的技术制成的。本文讨论了硼酸盐玻璃陶瓷的微观结构，介电性能，储能性能和充放电行为。介电常数随结晶温度的升高而单调增加，但击穿强度和储能密度呈现先升高后降低的趋势，这与反映界面极化的活化能相反。当结晶温度为750℃时，活化能达到最低值。加热到750°C的玻璃-陶瓷具有1487 kV / cm的高击穿强度，9.61 J /cm³ 的最大能量密度和89％的高能量效率，而实际放电密度在500 kV / cm的电压下可以达到0.4811 J / cm3的最大值。这使得该材料适用于储能，特别是在大功率和脉冲功率系统中。