Band gap engineering of atomically thin two-dimensional layered materials is critical for their applications in nanoelectronics, optoelectronics, and photonics. Here we report, for the first time, a simple one-step chemical vapor deposition approach for the simultaneous growth of alloy MoS2xSe2(1–x) triangular nanosheets with complete composition tunability. Both the Raman and the photoluminescence studies show tunable optical properties consistent with composition of the alloy nanosheets. Importantly, all samples show a single bandedge emission peak, with the spectral peak position shifting from 668 nm (for pure MoS2) to 795 nm (for pure MoSe2), indicating the high quality for these complete composition alloy nanosheets. These band gap engineered 2D structures could open up an exciting opportunity for probing their fundamental physical properties in 2D and may find diverse applications in functional electronic/optoelectronic devices.

Directional growth of ultralong nanowires (NWs) is significant for practical application of large-scale optoelectronic integration. Here, we demonstrate the controlled growth of in-plane directional perovskite CsPbBr3 NWs, induced by graphoepitaxial effect on annealed M-plane sapphire substrates. The wires have a diameter of several hundred nanometers, with lengths up to several millimeters. Microstructure characterization shows that CsPbBr3 NWs are high-quality single crystals, with smooth surfaces and well-defined cross section. The NWs have very strong band-edge photoluminescence (PL) with a long PL lifetime of ∼25 ns and can realize high-quality optical waveguides. Photodetectors constructed on these individual NWs exhibit excellent photoresponse with an ultrahigh responsivity of 4400 A/W and a very fast response speed of 252 μs. This work presents an important step toward scalable growth of high-quality perovskite NWs, which will provide promising opportunities in constructing integrated nanophotonic and optoelectronic systems.

Cesium lead halide perovskite nanowires have emerged as promising low-dimensional semiconductor structures for integrated photonic applications. Understanding light-matter interactions in a nanowire cavity is of both fundamental and practical interest in designing low-power-consumption nanoscale light sources. In this work, high-quality in-plane aligned halide perovskite CsPbX3 (X = Cl, Br, I) nanowires are synthesized by a vapor growth method on an annealed M-plane sapphire substrate. Large-area nanowire laser arrays have been achieved based on the as-grown aligned CsPbX3 nanowires at room temperature with quite low pumping thresholds, very high quality factors, and a high degree of linear polarization. More importantly, it is found that exciton-polaritons are formed in the nanowires under the excitation of a pulsed laser, indicating a strong exciton-photon coupling in the optical microcavities made of cesium lead halide perovskites. The coupling strength in these CsPbX3 nanowires is dependent on the atomic composition, where the obtained room-temperature Rabi splitting energy is ∼210 ± 13, 146 ± 9, and 103 ± 5 meV for the CsPbCl3, CsPbBr3, and CsPbI3 nanowires, respectively. This work provides fundamental insights for the practical applications of all-inorganic perovskite CsPbX3 nanowires in designing light-emitting devices and integrated nanophotonic systems.

Semiconducting p-n heterojunctions, serving as the basic unit of modern electronic devices, such as photodetectors, solar-energy conversion devices, and light-emitting diodes (LEDs), have been extensively investigated in recent years. In this work, high performance self-powered broad-band photodetectors were fabricated based on vertically stacked p-n heterojunctions though combining p-type WSe2 with n-type Bi2Te3 via van der Waals (vdW) epitaxial growth. Devices based on the p-n heterojunction show obvious current rectification behaviors in the dark and superior photovoltaic characteristics under light irradiation. A maximum short circuit current of 18 nA and open circuit voltage of 0.25 V can be achieved with the illumination light of 633 nm (power density: 26.4 mW/cm2), which are among the highest values compared with the ever reported 2D vdW heterojunctions synthesized by chemical vapor deposition (CVD) method. Benefiting from the broad-band absorption of the heterostructures, the detection range can be expanded from the visible to near-infrared (375-1550 nm). Moreover, ascribing to the efficient carriers separation process at the junction interfaces, the devices can be further employed as self-powered photodetectors, where a fast response time (∼210 μs) and high responsivity (20.5 A/W at 633 nm and 27 mA/W at 1550 nm) are obtained under zero bias voltage. The WSe2/Bi2Te3p-n heterojunction-based self-powered photodetectors with high photoresponsivity, fast photoresponse time, and broad spectral response will find potential applications in high speed and self-sufficient broad-band devices.

Band gap engineering of transition-metal dichalcogenides is an important task for their applications in photonics, optoelectronics, and nanoelectronics. We report for the first time the continuous lateral growth of composition graded bilayer MoS2(1–x)Se2x alloys along single triangular nanosheets by an improved chemical vapor deposition approach. From the center to the edge of the nanosheet, the composition can be gradually tuned from x = 0 (pure MoS2) to x = 0.68, leading to the corresponding bandgap being continuously modulated from 1.82 eV (680 nm) to 1.64 eV (755 nm). Local photoluminescence scanning from the center to the edge gives single band edge emission peaks, indicating high crystalline quality for the achieved alloy nanosheets, which was further demonstrated by the microstructure characterizations. These novel 2D structures offer an interesting system for probing the physical properties of layered materials and exploring new applications in functional nanoelectronic and optoelectronic devices.

Tumor biomarkers are a kind of important biomolecules for aiding cancer diagnosis and assessing tumor efficacy, among which alpha-fetoprotein (AFP) is a crucial tumor biomarker for the early diagnosis of hepatocellular carcinoma. In this study, a novel cascade signal amplifying strategy was designed for the ultrasensitive detection of AFP by DNAzyme cleaving-mediated hybridization chain reaction (HCR). The primary antibody was immobilized on the Au nanoparticles modified glassy carbon electrode, which subsequently captured AFP and the secondary antibody. Then, streptavidin was combined with the biotin-modified secondary antibody and Cu2+-specific DNAzyme. When Cu2+ was present, the substrate strand of the DNAzyme would cleave and produce an ssDNA end. Finally, HCR was triggered to form long double-stranded DNA on the electrode, which would greatly inhibit the charge transfer at the electrode/solution interface. Therefore, the DNAzyme cleaving-mediated HCR strategy can be applied as cascade signal amplification for the ultrasensitive electrochemical determination of tumor biomarker AFP. Under optimal conditions, the immunosensor exhibits a broad linear range of 0.001−100 ng·mL−1 (R2 = 0.990) and a low detection limit of 15.8 fg·mL−1. The proposed sensor displays high sensitivity and selectivity for AFP detection, which can be employed as a universal sensing platform in clinical diagnostics.

Cloud Manufacturing (CMfg) utilizes the cloud computing paradigm to provide manufacturing services over the Internet flexibly and cost-effectively, where users only pay for what they use and may access services as needed. The scheduling method directly impacts the overall efficiency of CMfg systems. Manufacturing industries supply services aligned with customer-specific needs recorded in CMfg systems. CMfg managers develop manufacturing strategies based on real-time demand to establish service delivery timing. Many elements influence customer satisfaction, including dependability, timeliness, quality, and pricing. Therefore, CMfg depends on the use of multi-objective and real-time task scheduling. Multi-objective evolutionary algorithms have effectively examined many solutions, such as non-dominant, Pareto-efficient, and Pareto-optimal solutions, using both actual and synthetic workflows. This study introduces a new Multi-level Scheduling Model (MSM) and evaluates its effectiveness by comparing it with other multi-objective algorithms, including the weighted genetic algorithm, the non-dominated genetic sorting Algorithm II, and the starch Pareto evolution algorithm. The primary emphasis is on assessing the efficacy of algorithms and their suitability in commercial multi-cloud setups. The MSM's dynamic nature and adaptive features are emphasized, indicating its ability to effectively handle the complexity and demands of CMfg and resolve the scheduling issue within this environment. Experimental results suggest that MSM outperforms other algorithms by achieving a 20% improvement in makespan.

Monolayer tungsten selenide (WSe 2 ) has attracted attention due to its direct bandgap-generated strong light emission and light–matter interaction. Herein, vertical WSe 2 /VOCl bilayer heterojunctions with enhanced PL of WSe 2 were synthesized by the vapor growth method. The morphology, crystal structure, and chemical composition of the WSe 2 /VOCl heterojunctions were systematically investigated, which confirmed the successful formation of the heterojunctions. The PL emission intensity of WSe 2 obtained from the WSe 2 /VOCl heterojunction was about 2.4 times higher than that of the WSe 2 monolayer, demonstrating the high optical quality of the WSe 2 /VOCl heterojunction, which was further confirmed by time-resolved PL measurements. The insulator top VOCl, which was deposited on the surface of the semiconductor bottom WSe 2 as a surface passivation material, reducing the impurities and resulting in an atomically clean surface, successfully enhanced the PL emission of the bottom WSe 2 . This vertical WSe 2 /VOCl bilayer heterojunction with PL enhancement could provide a promising platform for optical devices.