检索结果-内蒙古大学图书馆

科学通报 2025年第9期70卷 1164-1176页

作者：刘忆雯潘慧何平固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心功能材料设计原理与应用技术江苏省重点实验室南京大学现代工程与应用科学学院储能材料与技术中心南京210023

在全球气候变化的大背景下,节能减排已成为国际社会的共同目标.二氧化碳(CO_(2))的还原不仅有助于构建可持续的碳循环体系,还能有效缓解温室效应.因此,CO_(2)还原被认为是实现“碳中和”的关键途径之一.近年来,质子型CO_(2)还原由于其... 详细信息

在全球气候变化的大背景下,节能减排已成为国际社会的共同目标.二氧化碳(CO_(2))的还原不仅有助于构建可持续的碳循环体系,还能有效缓解温室效应.因此,CO_(2)还原被认为是实现“碳中和”的关键途径之一.近年来,质子型CO_(2)还原由于其反应条件温和、操作简单及安全性较高等优势,受到了广泛的关注.然而,析氢反应的竞争、产物的低选择性、依赖能量输入等问题仍制约着该类技术的规模化与工业化.锂-二氧化碳(Li-CO_(2))电池作为一种新兴技术,利用Li^(+)与H^(+)相似的化学性质,在非质子体系中实现高选择性的CO_(2)还原,并具备高能量密度,从而提高了反应的可控性与功能性.尽管如此,该技术仍需克服高过电位、迟缓的反应动力学和严重的寄生反应等技术难题.本文综合分析学术界对质子与非质子型CO_(2)还原反应机制的现有认识,阐述Li-CO_(2)电池在CO_(2)还原中的优势.同时,从规避超氧物种的产生,调整反应路径和采用辅助策略三个角度,探讨优化Li-CO_(2)电池性能的方法,最后,对Li-CO_(2)电池技术未来的发展趋势进行展望,为其他非质子体系中的氧化还原提供指导思路.

关键词：二氧化碳还原氧化还原路径锂-二氧化碳电池非质子型还原

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为绿色能源赋能:动力电池和储能电池的发展与创新

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科学通报 2025年第9期70卷 1115-1117页

作者：周豪慎固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心功能材料设计原理与应用技术江苏省重点实验室南京大学现代工程与应用科学学院储能材料与技术中心南京210093

电池由正极、负极和电解质等组成.基于正负极活性材料中化学能与电能的相互转换,电池可实现充电和放电过程中能量的储存与释放,被广泛应用于消费电子产品、电动交通工具、可再生能源储存、电力系统调节、军事和航空航天等领域.随着全球... 详细信息

电池由正极、负极和电解质等组成.基于正负极活性材料中化学能与电能的相互转换,电池可实现充电和放电过程中能量的储存与释放,被广泛应用于消费电子产品、电动交通工具、可再生能源储存、电力系统调节、军事和航空航天等领域.随着全球能源结构转型和新能源汽车行业快速发展,具有高能量密度、高安全性等特点的动力电池和安全环保、成本低廉的储能电池已成为未来能源技术发展的重要方向,在推动能源革命和支撑能源新业态发展方面发挥着日益重要的作用.

关键词：动力电池负极消费电子产品能量储存

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Nd掺杂HfO_(2)薄膜的分子束外延制备及铁电性

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硅酸盐学报 2023年第12期51卷 3039-3045页

作者：刘育玮矫佩杰茆伟杨江枫郑宁冲王鹏吴迪聂越峰南京大学现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室南京210093 华威大学物理系英国考文垂CV47AL

掺杂Hf O_(2)铁电薄膜在非易失性存储器件中的重要应用前景使其成为当前凝聚态物理与材料科学领域的一个研究热点。近年来,结果表明:La掺杂Hf O_(2)拥有优异的铁电性能,铁电剩余极化强度为45μC/cm~2,是目前Hf O_(2)基薄膜材料中报道的... 详细信息

掺杂Hf O_(2)铁电薄膜在非易失性存储器件中的重要应用前景使其成为当前凝聚态物理与材料科学领域的一个研究热点。近年来,结果表明:La掺杂Hf O_(2)拥有优异的铁电性能,铁电剩余极化强度为45μC/cm~2,是目前Hf O_(2)基薄膜材料中报道的最高值。由于Nd与La的化学性质相近,Nd掺杂同样有望增强HfO_(2)的铁电性,但相关研究工作却鲜有报道。使用氧化物分子束外延技术,在La_(0.67)Sr_(0.33)Mn O_(3)(底电极)/SrTiO_(3)(001)衬底上外延生长高质量Nd掺杂Hf O_(2)(Nd:HfO_(2))薄膜。X射线衍射以及高分辨电镜表征结果均显示Nd掺杂有助于诱导Hf O_(2)从单斜相向正交相的转变,压电力显微镜和铁电测试仪进一步证实正交相Nd:Hf O_(2)具有良好的铁电性。此外,高分辨电子显微镜表征还发现Nd:Hf O_(2)靠近界面处存在四方相结构,衔接(111)晶向的Nd:Hf O_(2)和(001)晶向的钙钛矿氧化物衬底。Nd:Hf O_(2)薄膜的外延生长和铁电性的系统研究,扩充了掺杂Hf O_(2)的研究体系。

关键词：氧化铪铁电分子束外延掺杂

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单晶α-Sn薄膜的外延生长及输运性质研究进展

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人工晶体学报 2023年第6期52卷 1025-1035页

作者：李秉欣丁元丰芦红南京大学固体微结构物理国家重点实验室&现代工程与应用科学学院南京210093 江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室南京210023

α-Sn(灰锡)是一种重要的拓扑材料,据理论预测,打破α-Sn的对称性可以得到拓扑绝缘体、拓扑半金属等多种拓扑相。目前α-Sn的研究以理论计算和角分辨光电子能谱研究能带结构为主,受限于衬底条件,高质量的α-Sn外延生长及其电输运性质的... 详细信息

α-Sn(灰锡)是一种重要的拓扑材料,据理论预测,打破α-Sn的对称性可以得到拓扑绝缘体、拓扑半金属等多种拓扑相。目前α-Sn的研究以理论计算和角分辨光电子能谱研究能带结构为主,受限于衬底条件,高质量的α-Sn外延生长及其电输运性质的研究较少。本文结合课题组近几年在α-Sn薄膜外延生长和拓扑输运性质方面的研究进展,系统地综述了高质量单晶α-Sn薄膜的分子束外延生长、电输运的测试方法及拓扑性质的验证。通过对输运性质的研究证实了α-Sn的狄拉克半金属相和自旋极化拓扑表面态,进一步通过改变薄膜厚度和外加应力的方式来实现α-Sn拓扑性质的调控。以上工作不仅为进一步研究α-Sn的拓扑性质提供了重要依据,也为基于α-Sn的新型量子器件研究提供了重要的材料基础。

关键词： α-Sn 拓扑材料分子束外延输运表征狄拉克半金属拓扑绝缘体

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锰离子氧化沉淀法实现锂离子电池LiNi_(0.8)Co_(0.05)Mn_(0.15)O_(2)材料的回收和利用

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无机化学学报 2023年第9期39卷 1661-1672页

作者：王兆程王义钢盛传超何平周豪慎南京大学储能材料与技术中心现代工程与应用科学学院江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京210023

以浓盐酸为浸出剂,以NaOH和NH_(4)HCO_(3)为沉淀剂,利用Mn^(2+)在碱性条件下的氧化反应改变离子的沉淀次序进而分步回收的方案,探究了浓盐酸酸浸处理三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.05)Mn_(0.15)O_(2)的最佳条件。在分步沉淀过程中,Mn^(2+... 详细信息

以浓盐酸为浸出剂,以NaOH和NH_(4)HCO_(3)为沉淀剂,利用Mn^(2+)在碱性条件下的氧化反应改变离子的沉淀次序进而分步回收的方案,探究了浓盐酸酸浸处理三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.05)Mn_(0.15)O_(2)的最佳条件。在分步沉淀过程中,Mn^(2+)被氧化为不溶于非还原性酸的MnO(OH)_(2),并在酸性条件下回收。Ni、Co则在碱性条件下利用NaOH回收,而Li则利用NH_(4)HCO_(3)回收。该方法中Mn的回收率达到85.1%,产品纯度达到98.6%;Li的回收率达到95.0%,产品纯度达到99.3%。由回收材料重新合成的三元正极组装的软包电池的首圈放电比容量达到了175 mAh·g^(-1),可以以超过99.5%的库仑效率稳定循环50圈。

关键词：废旧锂离子电池 LiNi_(0.8)Co_(0.05)Mn_(0.15)O_(2)三元材料湿法回收锰氧化反应

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BiCuXO(X=S、Se、Te)晶体的电输运与热输运性质研究

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物理学进展 2024年第6期44卷 259-277页

作者：田浩董松涛李伊驰吕洋洋周健陈延彬姚淑华南京大学现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室南京210093 江苏科技大学材料科学与工程学院镇江212100 南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室南京210093

BiCuXO(X=S、Se、Te)作为层状氧化物,具有良好的电输运性能以及低的热导率,是一种潜在的性能优异的热电材料。材料物理性能的优化离不开对晶体本征性能的研究。本文首先详细介绍BiCuXO晶体的生长工艺,通过生长方法和元素掺杂调节载流子... 详细信息

BiCuXO(X=S、Se、Te)作为层状氧化物,具有良好的电输运性能以及低的热导率,是一种潜在的性能优异的热电材料。材料物理性能的优化离不开对晶体本征性能的研究。本文首先详细介绍BiCuXO晶体的生长工艺,通过生长方法和元素掺杂调节载流子浓度,改善其电输运性质,并与文献报道的陶瓷样品进行了对比。其次介绍BiCuXO晶体的电输运性能和热输运性能,电输运性能主要包括导电行为、散射机制及磁阻演化;热输运性能主要是通过非弹性中子散射和拉曼实验研究,并结合第一性原理计算研究其极低热导率的物理机制。最后介绍了基于热电效应BiCuSeO晶体在光热电领域的应用。本文总结了BiCuXO晶体的生长方法,研究其电学、热学以及光热电性能,希望为BiCuXO性能的优化提供思路。

关键词： BiCuSeO 晶体生长热电性能电输运热导率光热电效应

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利用Al/AlAs中间层调控GaAs在Si(111)上外延生长的研究

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人工晶体学报 2022年第11期51卷 1815-1822页

作者：常梦琳樊星张微微姚金山潘睿李晨芦红南京大学固体微结构物理国家重点实验室南京210093 南京大学现代工程与应用科学学院南京210023 江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室南京210023

为了实现Ⅲ-V器件在硅基平台上单片集成,近年来Ⅲ-V半导体在硅衬底上的异质外延得到了广泛研究。由于Ⅲ-V半导体与Si之间大的晶格失配以及晶格结构不同,在Si上生长的Ⅲ-V半导体中存在较多的失配位错及反相畴,对器件性能造成严重影响。而... 详细信息

为了实现Ⅲ-V器件在硅基平台上单片集成,近年来Ⅲ-V半导体在硅衬底上的异质外延得到了广泛研究。由于Ⅲ-V半导体与Si之间大的晶格失配以及晶格结构不同,在Si上生长的Ⅲ-V半导体中存在较多的失配位错及反相畴,对器件性能造成严重影响。而Si(111)表面的双原子台阶可以避免Ⅲ-V异质外延过程中形成反相畴。本文利用分子束外延技术通过Al/AlAs作为中间层首次在Si(111)衬底上外延生长了GaAs(111)薄膜。通过一系列对比实验验证了Al/AlAs中间层的插入对GaAs薄膜质量的调控作用,并在此基础上通过低温-高温两步法优化了GaAs的生长条件。结果表明Al/AlAs插层可以为GaAs外延生长提供模板,并在一定程度上释放GaAs与Si之间的失配应力,从而使GaAs薄膜的晶体质量得到提高。以上工作为Ⅲ-V半导体在硅上的生长提供了新思路。

关键词：分子束外延 Ⅲ-V族半导体硅基砷化镓异质外延硅基集成

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基于固废微波快速制备泡沫碳负载CoO_(x)纳米片及电催化析氧性能

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功能材料 2023年第8期54卷 8148-8156页

作者：张青原龙威宇崔玉琛徐磊孟祥康唐少春南京大学现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室南京210093 江苏省农业科学研究院农业设施与设备研究所南京210014 海安南京大学高新技术研究院江苏海安226600

开发性能稳定、成本低廉的电催化剂对于电催化水分解实现大规模制氢至关重要。以固体废弃物三聚氰胺泡沫为原料,采用微波选择性加热的方法在碳化后的三维氮掺杂碳骨架上快速生长均匀分布的CoO_(x)纳米片多孔包覆层(CoO_(x)/N-C)。微波... 详细信息

开发性能稳定、成本低廉的电催化剂对于电催化水分解实现大规模制氢至关重要。以固体废弃物三聚氰胺泡沫为原料,采用微波选择性加热的方法在碳化后的三维氮掺杂碳骨架上快速生长均匀分布的CoO_(x)纳米片多孔包覆层(CoO_(x)/N-C)。微波反应过程仅需45 s,反应速率比传统化学沉淀—热解法(制备时间6-8 h)提高了两个数量级。电化学测试结果表明,当电流密度为10 mA cm^(-2)时,CoO_(x)/N-C电极在1M KOH电解液中过电位仅为340 mV;经过10 h循环测试,其电催化性能保持率高达97%。这主要归因于三维氮掺杂碳作为电子传输通道有效地提高了CoO_(x)的导电性,且CoO_(x)纳米片多孔层为电催化析氧反应(OER)提供了足够多的活性位点。研究为快速制备高性能OER电催化材料提供了一种新方法,为固体废弃物高价值再利用提供了一种有效途径。

关键词：氮掺杂泡沫碳 CoO_(x)纳米片微波加热析氧反应电催化

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石墨烯上远程外延Ge纳米柱

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人工晶体学报 2022年第9期51卷 1769-1776页

作者：谢景龙袁国文廖俊杰潘睿樊星张微微袁紫媛李晨高力波芦红固体微结构物理国家重点实验室南京210093 南京大学现代工程与应用科学学院南京210023 南京大学物理学院南京210093 江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室南京210023

远程外延能够突破传统外延中晶格匹配、热匹配等限制,近年来得到了广泛的关注。Ⅲ-Ⅴ族和Ⅲ-氮化合物半导体已经成功在石墨烯上远程外延生长,但Ⅳ族半导体的远程外延很少被报道。本文首次借助于分子束外延技术在石墨烯上远程外延制备了... 详细信息

远程外延能够突破传统外延中晶格匹配、热匹配等限制,近年来得到了广泛的关注。Ⅲ-Ⅴ族和Ⅲ-氮化合物半导体已经成功在石墨烯上远程外延生长,但Ⅳ族半导体的远程外延很少被报道。本文首次借助于分子束外延技术在石墨烯上远程外延制备了半导体Ge纳米柱,研究了其生长特性及剥离转移。结果表明:远程外延生长的Ge纳米柱为[111]c晶向,集中分布在石墨烯的褶皱以及衬底Cu-Ni原子台阶处,随着生长温度的提高,Ge纳米柱的高度和密度逐渐下降,但直径差别不大,约为55~65 nm,此外,自组织生长的Ge纳米棒显示无应变的生长状态,引入少量Sn形成GeSn纳米柱,能够显著提升Ge纳米柱的面密度。同时,生长的Ge纳米柱可实现剥离,有望实现异质集成,应用于先进光电子器件等领域。

关键词：石墨烯远程外延分子束外延锗纳米柱硅基集成半导体

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自支撑多铁性薄膜材料研究的机遇与挑战

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物理 2023年第2期52卷 89-98页

作者：聂越峰刘明南京大学现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室南京210093 西安交通大学电子与信息学部电子科学与工程学院电子陶瓷与器件教育部重点实验室西安710049

多铁性材料兼具铁电、铁磁等两种或两种以上铁性有序,并且通过不同铁性之间的多物理场耦合实现新奇磁电效应,在信息存储、换能、传感等方面具有广阔的应用前景。当前,在基础及应用研究方面仍存在许多亟待解决的科学技术问题,譬如寻找及... 详细信息

多铁性材料兼具铁电、铁磁等两种或两种以上铁性有序,并且通过不同铁性之间的多物理场耦合实现新奇磁电效应,在信息存储、换能、传感等方面具有广阔的应用前景。当前,在基础及应用研究方面仍存在许多亟待解决的科学技术问题,譬如寻找及制备室温以上具有强磁电耦合效应的多铁性材料,以及解决与半导体的器件集成问题等,而近年来迅速发展的自支撑薄膜制备技术为此提供了新的机遇。与块体材料及束缚在刚性衬底上的外延薄膜相比,自支撑薄膜具有极为优异的晶格调控自由度,可获得前所未有的极端一维、二维应变(应变梯度),并能够实现人工异质结的构建与器件集成等,为多铁性材料的研究提供了新的材料体系和契机。文章围绕自支撑钙钛矿氧化物(多)铁性材料及人工异质结,总结了最近的重要研究进展,并尝试初步探讨该方向未来可能面临的机遇与挑战。

关键词：自支撑薄膜多铁性铁电铁磁磁电耦合

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