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β-胍基丙酸作为共组装策略中的次级组分提升倒置钙钛矿太阳能电池性能的研究
在追求清洁能源的浪潮中,钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其惊人的光电转换效率(PCE)成为研究热点,其中倒置结构器件更是通过自组装分子(SAMs)作为空穴传输层(HTL)实现了27%的认证效率。然而,这些两亲性分子在醇溶剂中易形成胶束,导致在粗糙基底上沉积为团簇,产生SAM层空隙,使得钙钛矿活性层与电极直接接触——这一致命缺陷不仅引发界面电荷复合,更会加速器件性能衰减。如何构建致密均匀的SAM层,同时实现钙钛矿埋底界面的有效钝化,成为突破效率与稳定性瓶颈的关键难题。合肥工业大学化学与化工学院先进功能材料与器件安徽省重点实验室的研究团队独辟蹊径,提出以含羧基的β-胍基丙酸(β-GUA)作为次级组分
来源:Next Energy
时间:2025-08-02
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多壁碳纳米管封装氧化还原活性有机分子构建高性能锌液流电池阴极材料研究
随着全球对可持续能源存储需求的激增,锌基液流电池(ZFBs)因其高能量密度和低成本优势成为研究热点。然而,传统卤素阴极面临多卤化物溶解度低、毒性高和电解液交叉污染等瓶颈问题,严重制约电池性能。更令人头疼的是,有机氧化还原分子(ROM)虽具环境友好特性,却普遍存在溶解损失和电子传导率低的缺陷。如何突破这些限制,成为推动下一代锌电池发展的关键挑战。在这一背景下,CSIR-中央盐与海洋化学品研究所(印度)膜科学与分离技术部门的Priyanka P. Bavdane团队独辟蹊径,提出将三种经典ROM——7,7,8,8-四氰基醌二甲烷(TCNQ)、氢醌(HQ)和2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧化物(TEM
来源:Next Energy
时间:2025-08-02
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钒掺杂氮化铝纳米管用于乳腺癌呼气标志物检测的DFT理论验证与性能优化研究
乳腺癌作为威胁女性健康的头号杀手,早期诊断是提高治愈率的关键。然而现有诊断技术如乳腺X线摄影和活检存在辐射伤害、侵入性强、灵敏度有限等问题。近年来,科学家发现患者呼出气体中的特定挥发性有机化合物(VOCs)可作为乳腺癌标志物,这为开发无创诊断技术带来了曙光。但如何高效捕获这些低浓度VOCs成为技术瓶颈,纳米材料因其超高比表面积和可调控的电子特性被视为理想解决方案。孟加拉工程技术大学(Bangladesh University of Engineering & Technology)纳米材料与陶瓷工程系的研究团队在《Nano Trends》发表了一项突破性研究。该团队采用密度泛函理论(D
来源:Nano Trends
时间:2025-08-02
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多孔压电陶瓷极化过程及其有效压电响应的计算研究:热机械兼容性优化与性能调控
Highlight材料表征图3(a)展示了制备的La0.95Ag0.05CoO3阴极材料的X射线衍射图谱。当Ag掺杂量为5 mol%时,材料形成纯立方相结构,无杂相存在。衍射峰位置与LaCoO3标准卡片(JCPDS-ICDD 84-0848)完美吻合。图3(b)显示该材料由纳米级颗粒组成,颗粒表面呈现独特的阶梯状平滑结构。结论本研究采用A位Ag掺杂策略制备La0.95Ag0.05CoO3,显著提升了阴极材料的电子导电性。从工艺角度创新性地提出分散涂覆法,通过将钴基催化剂离散化处理,有效缓解了其与电解质间的热膨胀失配问题。这种"化整为零"的涂层策略在700℃下展现出卓越的热机械稳定性,为开发高性
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-08-02
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分散点阵阴极构型对La0.95Ag0.05CoO3基阳极支撑型固体氧化物燃料电池性能的优化研究
Highlight材料表征图3(a)展示了制备的La0.95Ag0.05CoO3阴极材料的X射线衍射(XRD)图谱。当Ag掺杂量为5 mol%时,可形成立方相阴极材料,且无杂相存在。衍射峰位置与LaCoO3(84-0848)标准卡片完全吻合。如图3(b)所示,该材料由纳米级颗粒组成,颗粒表面呈现独特的阶梯状光滑结构。结论本研究采用A位Ag掺杂策略制备La0.95Ag0.05CoO3,显著提升了阴极材料的电子导电性。从工艺角度创新性地提出分散涂覆法,通过将传统大面积阴极分解为点阵结构,有效缓解了钴基催化剂与电解质的热机械应力失配问题。这种"化整为零"的设计理念为开发高性能中温固体氧化物燃料电池(
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-08-02
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纳米晶TiO2/ZnO复合粉末体系的一步水热-溶剂热法制备及其光电导与光催化性能评估
Highlight本研究通过溶胶-凝胶法合成La0.95Ag0.05CoO3阴极材料,XRD显示其立方相纯度(图3a),纳米颗粒表面呈现阶梯状结构(图3b)。Ag掺杂显著提升电子传导能力,同时提出革命性的分散涂覆技术——将大块阴极分割为点阵结构,有效缓解与YSZ电解质的热机械应力。Materials以硝酸镧(La(NO3)3·6H2O)、醋酸银(CH3COOAg)等为原料,柠檬酸(CA)和乙二胺四乙酸(EDTA)作为络合剂,通过精确化学计量比制备前驱体溶液。Material characterization衍射峰位与标准卡片(JCPDS-ICDD 84–0848)完美吻合,证实无杂相生成。扫描
来源:Materials Science and Engineering: B
时间:2025-08-02
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超低温沉积制备机械鲁棒性HfO2基反铁电储能电容器的弹性各向异性调控研究
Highlight本研究通过超低温沉积技术成功制备出具有优异机械柔性的HfO2基反铁电储能电容器,其独特的弹性各向异性行为为柔性电子器件设计提供了新思路。Results and discussion在结果讨论部分,我们首先构建了2×1超晶胞的MoS2/MoSe2横向超晶格(LS)模型(图1),该结构属于二维正交晶系。通过第一性原理计算发现:单轴锯齿型应变(x轴方向)下,晶格常数a与b呈反向变化关系,当a增大时b减小,反之亦然;弹性常数计算表明,单轴应变会引发显著的剪切各向异性因子变化,而双轴应变则不会诱导该现象;杨氏模量和泊松比的空间分布证实了应变可编程的弹性各向异性特征,这种特性在应变传感器
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-08-02
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应变调控MoS2/MoSe2横向超晶格弹性各向异性的机理研究与器件设计应用
Highlight应变调控的弹性各向异性研究为二维过渡金属二硫化物(2D TMDs)超晶格在功能器件设计中的应用开辟了新途径。Results and discussion本节通过第一性原理计算解析了应变对MoS2/MoSe2横向超晶格(LS)弹性各向异性的影响。该超晶格由单层MoS2的2×1超胞中两个S原子被Se取代形成(图1),属于二维正交晶系。x和y轴分别平行和垂直于超晶格周期方向。未应变时,MoS2/MoSe2 LS的晶胞参数a≈5.600Å,b≈3.280Å。有趣的是,在单轴应变下,晶格常数a与b呈现此消彼长的关系——当a(b)增大时,b(a)会相应减小,这种耦合效应显著影响材料的弹性
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-08-02
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综述:液态金属炼金术:解锁基于镓的自修复材料用于新一代电子器件
弹性各向异性:二维超晶格的应变调控奥秘引言二维过渡金属二硫化物(TMDs) MX2(M=Mo、W;X=S、Se)因其独特的电子和光学特性成为纳米电子学的研究热点。通过构建横向超晶格(LS)结构,MoS2/MoSe2 LS可整合单层材料的特性并产生新物理行为。然而,其应变依赖的机械性能研究仍存空白,而弹性各向异性分析将为功能器件设计提供理论基石。计算体系与方法采用密度泛函理论(DFT)的CASTEP软件包,使用GGA-PBE泛函和超软赝势(USP),截断能设为520 eV。构建2×1超胞的MoS2/MoSe2 LS正交晶系模型(晶格常数a≈5.600 Å,b≈9.692 Å),施加-0.06至0
来源:Materials Science and Engineering: R: Reports
时间:2025-08-02
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SnO2@Mo-MOF异质结构协同效应:提升下一代超级电容器电化学性能的关键突破
Highlight协同SnO2@Mo-MOF异质结构:推动下一代超级电容器电化学性能Abstract弹性各向异性研究能显著推进对二维过渡金属二硫化物(TMDs)超晶格力学性能的理解与应用。本文阐释了如何利用依赖弹性特性的应变调控MoS2/MoSe2横向超晶格(LS)的各向异性。我们系统分析了该超晶格在单轴锯齿形应变、单轴扶手椅应变和平面双轴应变下的结构与弹性特征。通过第一性原理计算,采用应变-应力关系计算了从-0.06到0.06(步长0.02)应变序列的弹性常数。基于计算结果,剪切各向异性因子、杨氏模量和泊松比均表明单轴应变下MoS2/MoSe2 LS存在显著各向异性行为,而平面双轴应变未诱发
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-08-02
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锆基金属有机框架材料捕获转化SO2的机理研究与弹性各向异性调控
Highlight本研究通过应变工程揭示了MoS2/MoSe2横向超晶格(LS)的弹性各向异性调控规律,为新型功能器件设计提供原子级理论基础。Results and discussion在单轴应变(-0.06至0.06区间)作用下,通过第一性原理计算发现:锯齿型/扶手椅型单轴应变会引发晶格常数a与b的此消彼长变化弹性常数计算显示,剪切各向异性因子、杨氏模量和泊松比在单轴应变下呈现显著方向依赖性双轴应变未诱导明显各向异性行为Conclusion该工作不仅阐明应变调控TMDs超晶格机械性能的机制,更开拓了其在方向敏感器件(如纳米级应变传感器)和可编程电子器件中的应用前景。(注:严格保留原文/标签及
来源:Materials Science and Engineering: R: Reports
时间:2025-08-02
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动态微结构工程解锁超低温In-Sn-Bi焊料合金的超塑性与增强强度
Highlight本研究通过动态微结构工程策略,在超低温In-Sn-Bi焊料合金中实现了超塑性和强度增强的双重突破。Results and discussion通过第一性原理计算揭示了应变对MoS2/MoSe2横向超晶格(LS)的调控规律:单轴锯齿型应变(zigzag)和扶手椅型应变(armchair)显著提升弹性各向异性,表现为剪切各向异性因子和泊松比的定向依赖性双轴应变下材料呈现各向同性特征晶格常数a与b在单轴应变下呈现此消彼长的反关联变化Conclusion该发现为设计新一代方向敏感型纳米器件(如生物力学传感器和可编程电子设备)提供了理论框架,特别是通过应变工程定向调控材料机械性能的路径
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-08-02
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Mo/Si双元素掺杂对CoCrNi中熵合金微观结构与力学性能的调控机制研究
Highlight本研究通过应变工程揭示了MoS2/MoSe2横向超晶格(LS)的弹性各向异性调控规律,为新型功能器件设计提供理论支撑。Computational setup采用基于密度泛函理论(DFT)的CASTEP软件包进行计算,使用广义梯度近似(GGA-PBE)处理交换关联能,平面波截断能设置为520 eV。超晶格结构优化采用2×1 MoS2超胞中S原子被Se取代的模型,属于二维正交晶系。Results and discussion研究发现:单轴应变下晶格常数a与b呈反向变化关系,而双轴应变导致同步变化通过应变-应力关系计算的弹性常数(C11, C12, C22, C66)显示:单轴应变
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-08-02
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钛氧氯化物作为一价与多价离子电池负极材料的第一性原理研究
Highlight本研究通过应变工程揭示了二维MoS2/MoSe2横向超晶格(LS)的弹性各向异性调控机制,为开发新型智能材料提供了原子级设计策略。Results and discussion通过第一性原理计算发现:单轴应变下,MoS2/MoSe2 LS的晶格常数a与b呈现此消彼长的反关联变化;弹性常数计算显示,单轴锯齿型(zigzag)和扶手椅型(armchair)应变可显著增强体系的剪切各向异性因子和泊松比(Poisson's ratio);平面双轴应变则保持力学各向同性特征,这种应变选择性调控现象为设计方向敏感型纳米器件提供了新思路。Conclusion研究证实应变类型是调控二维超晶格力
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-08-02
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应变调控MoS2/MoSe2横向超晶格弹性各向异性的机制研究与器件设计启示
Highlight应变工程为调控材料性能提供了新范式。本研究通过第一性原理计算系统解析了三种应变模式(单轴zigzag应变、单轴armchair应变和双轴平面应变)对MoS2/MoSe2横向超晶格(LS)弹性各向异性的影响,揭示了其力学性能的定向响应规律。Results and discussion在2D正交晶系的MoS2/MoSe2 LS模型中(图1),单轴应变展现出独特的晶格常数互易变化:当a轴伸长时b轴收缩,反之亦然。弹性常数计算表明,单轴应变下剪切各向异性因子(As)呈现显著方向依赖性,而双轴应变则维持各向同性特征。这种"应变-各向异性"耦合效应为设计定向响应器件提供了新思路。Conc
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-08-02
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应变调控MoS2/MoSe2横向超晶格弹性各向异性的第一性原理研究及其在纳米器件设计中的应用
Highlight本研究通过应变工程揭示了二维过渡金属二硫化物(TMDs)超晶格的弹性各向异性奥秘,为下一代智能纳米器件的"定向调控"设计打开新思路。Results and discussion当对MoS2/MoSe2横向超晶格(LS)施加单轴应变时,这个纳米世界的"力学密码"被逐步破解:晶格参数变化呈现"此消彼长"的奇妙现象——当a轴(锯齿方向)伸长时,b轴(扶手椅方向)会自动收缩,反之亦然弹性常数C11和C22在应变下展现出明显的"方向偏好",就像材料拥有了"力学记忆"剪切各向异性因子(A)在-0.06到0.06应变范围内跳着"数值芭蕾",最高可达3.5倍变化幅度特别有趣的是,面内双轴应变
来源:Materials Science in Semiconductor Processing
时间:2025-08-02
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应变调控MoS2/MoSe2横向超晶格弹性各向异性的第一性原理研究
Highlight本研究通过第一性原理计算揭示了应变对MoS2/MoSe2横向超晶格(LS)弹性各向异性的调控作用。三种应变类型(单轴锯齿形、单轴扶手椅和平面双轴)被系统研究,发现单轴应变可诱导显著的弹性各向异性,而双轴应变则无此效应。Results and discussion通过构建2×1超胞的MoS2/MoSe2 LS正交晶系模型(图1),研究发现晶格参数a和b在单轴应变下呈现反向变化规律。弹性常数计算表明:单轴应变会显著影响剪切各向异性因子、杨氏模量和泊松比的空间分布,这种方向依赖性为设计新型应变敏感器件提供了可能。Conclusion应变调控的弹性各向异性行为表明,MoS2/MoSe
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-08-02
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La含量对低合金耐磨钢中夹杂物、晶粒细化及冲击韧性的影响:原位拉伸测试与EBSD取向分析
Highlight本研究通过应变调控实现了MoS2/MoSe2横向超晶格(LS)弹性各向异性的定量解析,为各向异性增强型应变传感器和可编程纳米电子器件奠定了设计基础。Computational setup采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势方法,通过CASTEP软件进行晶体结构优化与弹性性质计算。交换关联能采用广义梯度近似(GGA-PBE),平面波截断能设置为520 eV,k点网格设为12×12×1。弹性常数通过应变-应力关系计算,应变范围覆盖-0.06至0.06(步长0.02)。Results and discussionMoS2/MoSe2 LS在2×1超晶胞中呈现二维正交晶系结构(
来源:Materials Science and Engineering: A
时间:2025-08-02
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光控人工突触器件:神经行为模拟与计算机视觉的跨学科突破
Highlight作为钠离子电池(SIBs)的理想正极,NaxTMO2材料因其可扩展合成和高理论容量备受关注。然而,其商业化进程受限于复杂的相变行为导致的循环稳定性问题。本部分将揭示相变背后的能量-结构耦合机制。Crystal structure chemistryNaxTMO2晶体由过渡金属层(TMO6八面体)与钠层(NaO6多面体)交替堆叠构成。根据Na+配位环境可分为棱柱相(P型)和八面体相(O型),这种结构多样性正是相变复杂性的根源。Overview of phase transition相变本质是Na-O-TM体系能量平衡被打破的过程。电化学过程中,Na+/空位重排会引发不可逆的配位
来源:Materials Today
时间:2025-08-02
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综述:钠离子电池层状正极材料的相变机制与靶向调控策略
晶体结构化学NaxTMO2作为钠离子电池(SIBs)的核心正极材料,其层状结构由过渡金属层(TM-O6八面体)与钠层(NaO6多面体)交替堆叠构成。根据Na+配位环境差异,可分为八面体相(O型)和棱柱相(P型)。这种结构多样性虽赋予材料高理论容量,却也导致复杂的相变行为,成为制约其商业化的关键瓶颈。相变机制全景解析相变本质源于Na-O-TM体系的能量失衡,表现为Na+配位不可逆转变或晶格畸变。研究揭示四大驱动因素:化学势梯度:Na+脱嵌引发的局部浓度梯度触发相分离;热力学不稳定性:高电压下TMn+迁移与晶格氧流失(O2-)导致结构坍塌;动力学迟滞:Na+扩散能垒变化引发两相反应与固态扩散竞争;
来源:Materials Today
时间:2025-08-02