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前言与背景神经形态计算作为冯·诺伊曼架构的一种有效替代方案，适用于执行高速、高效的数据密集型任务。忆阻器因其能够结合内存与模拟计算，成为了构建神经形态硬件的关键组件。然而，传统模拟忆阻器常受限于较低的开/关比，这严重阻碍了其实现电导状态的多样性，因此，迫切需要开发一种具备高开/关比的模拟忆阻器。纳米离子忆阻器分为价变机制（ValenceChange-Mechanism，VCM）忆阻器和电化学金属化（Electrochemical Metallization，... […]

前言与背景   金属纳米结构中的电子能产生集体相干振荡，即局域表面等离子体。当入射光频率与这些振荡的固有共振频率匹配时，振荡被放大，产生强电磁场，适用于纳米光学和单分子传感，并可研究物质的非线性光学响应。在强电磁场作用下，电子振荡表现出非线性特征，不再保持谐波运动，而是以驱动频率的倍数频率振荡，类似经典非谐波振荡器。以往，由于难以直接解析时间域内的相干电子振荡，光与物质的相互作用主要依赖频谱测量研究，... […]

前言与背景随着科学技术的不断发展，锂离子电池快充策略逐渐在减少充电时间、缓解电动汽车的里程焦虑以及优化电动汽车车队经济性中发挥出重要作用。然而，使用过大电流对电池进行快速充电可能会导致电池寿命降低；若是激进充电，甚至可能带来包括火灾和爆炸在内的重大安全风险。为了能够在减少充电时间的同时保证电池的安全性、防止电池退化，科学家们设计出了多种针对电池的快充策略，且大致可分为三类：临时方法、基于模型的... […]

前言与背景石墨烯作为一种二维材料，因其独特的电子性质，如高载流子迁移率和可调的能带结构，成为自旋电子学研究的热点。然而，石墨烯本身并不具备磁性，这限制了其在自旋电子学领域的应用，因此需要通过与磁性材料的接触或掺杂来引入自旋极化，将石墨烯与其他磁性材料结合，形成所谓的“磁性近邻异质结”。然而，这些方法往往难以精确控制石墨烯自旋极化的程度，或者在调控过程中会引入额外的散射，影响电子的迁移率。此外，... […]

前言与背景由轻元素组成的有机自由基，因其在自旋相关领域展现出的巨大应用潜力，而日益受到科学界的密切关注。尽管如此，自由基在调控分子导电性方面的作用却仍然没有得到充分的研究。随着单分子技术和单分子导电装置的不断进步，深入探究分子层面的导电机制成为可能。近期位于导电通道中的自由基成为研究的焦点，揭示出它们能够显著提升导电性能。然而，对于非位点自由基——即那些能够影响主导电通道却又不直接参与其中的自... […]

前言与背景在人工智能科研研究范式下，已实现了预测、实验、分析的闭环实验。这种方式在加速科学发现方面显示出巨大潜力，但目前还不可能利用闭环优化策略来获取全新的化学知识。在分子功能的前沿，这种基本的理解与人工智能指导的优化策略的实际结果具有同等重要性，并且对于将人工智能指导的发现与人类科学过程相结合至关重要。光稳定性是一种普遍存在的化学功能，目前缺乏通用的化学设计原则。化学知识的缺乏限制了有机光伏... […]

前言与背景电子设备的小型化促进了便携式计算设备、高速通信和高密度数据存储等技术的发展。遵循摩尔定律，硅基微芯片上的晶体管密度大约每两年翻一番。尽管这一规律已持续了数十年，但随着尺寸的不断减小，物理尺寸的限制开始挑战这一趋势。为了克服这一挑战，分子电子学为纳米和微电子器件的持续小型化提供了一条可能的前进道路。特别是单分子结作为一种新兴的纳米尺度电子器件，具有重大的研究价值。在本文中，研究者们报道... […]

1 前言与背景单线态裂分（Singlet Fission, SF）是一种发生在某些有机分子中捕获光子后的物理过程，形成单线激发态（S1）并转化成两个三线激发态（T1）。这个过程能够有效地将一个光子的能量转换成两个不易损耗的低能激子，从而增强太阳能电池的效率。单线态裂分的研究有助于我们更好地理解有机半导体中光物理过程，并且对于发展高效的光电器件具有重要的意义。SF的机理通常涉及到一个称为“纠缠三重态对”（1TT）的中间状态，... […]

1 前言与背景人工突触是一种能够模拟神经网络中生物突触功能的器件，可同时处理和存储信息，这种“内存中的进程”特性使其特别适用于数据密集型计算，有望实现类脑计算，而且人工突触通过栅极电压调控已表现出真实的突触行为，如短期和长期可塑性、长期增强/抑制（LTP/LTD）。电解质门控晶体管（EGTs）由于其精确的电导可控性、快速的响应时间，特别是离子辅助信号传输所产生的超低功耗等优势，成为人工突触有希望的候选者，在... […]

1 前言与背景气体传感技术在安全防护、生态保护以及生命科学等领域扮演着重要角色。近年来，神经形态嗅觉系统因其潜在的应用价值，如电子鼻、机器人及神经形态数据处理系统等，受到了广泛关注与研究。然而，传统的气体传感器通常只具有检测有害气体水平的能力，但缺乏记忆和气体累积识别等突触功能。针对这一局限，本文设计并报道了一种无缝架构的神经形态嗅觉系统，该系统能够在连续气体暴露下检测并记忆二氧化氮（NO2）的当前... […]