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石墨
烯
的新穎二維半導體Ca3Sn2S7
石墨烯是材料科學領域的一顆迅速崛起的明星,開啟了二維材料的大門。作為納米光電子器件廣泛使用的理想電極材料,石墨烯除了具有優異的彈性和剛度外,還具有最高的載流子遷移率(104-105 cm2 V-1 s-1)。然而,石墨烯作為一種典型的半金屬材料,它的零帶隙極大地限制了其在半導體工業的應用。自石墨烯被發現以來,它的零帶隙一直是世界范圍內最具挑戰性的難題之一。 多年來,人們一直致力于解決這一關鍵問題,最主要的打開石墨烯帶隙方法可以概括為下面兩種。第一種是通過摻雜、吸附、襯底相互作用、外加電場、應變、建立二維異質結等方法直接打開石墨烯的帶隙。不幸的是,在打開石墨烯帶隙的同時,保持其具有超高載流子遷移率的線性電子色散的多種嘗試,至今仍未成功。第二種方法是開辟新的路徑,尋找新的具有超高載流子遷移率(線性色散)的二維材料,如二硫化鉬、硅烯、鍺烯和磷烯等,它們構成了新的二維材料家族。遺憾的是,迄今還沒有發現任何具有類似石墨烯線性電子色散和超高載流子遷移率的二維半導體。 北京大學物理學院史俊杰教授及其研究團隊注意到:鈣鈦礦材料具有多樣的組成和結構,如ABX3(具有三個不同原子位置的三維結構)、A'2[An-1BnX3n+1] (二維Ruddlesden-Popper型結構)、A'[An-1BnX3n+1] (二維Dion-Jacobson型結構)、A'2An-1BnX3n+3(二維111型結構)和AnBnX3n+2(二維110型結構)等,為材料設計提供了一個理想和龐大的平臺。此外,鈣鈦礦結構中陽(陰)離子價態的劈裂和置換,陽(陰)離子的混合等,為組分工程提供了更多的可能性,從而極大地調節了所設計的鈣鈦礦材料的電子結構(帶隙和電子色散)及物理、化學性質,為尋找具有新奇性質的材料開辟了一條新的道路。圖注:左圖為二維Ca3Sn2S7鈣鈦礦結構示意圖,中圖為它的三維線性色散能帶圖(帶隙0.5 eV),右圖為它的光吸收系數,并與光伏明星材料MAPbI3及Si的光吸收系數作對比。 最近,他們在硫化物鈣鈦礦的研究中,意外發現了一種新奇的穩定且環境友好的二維鈣鈦礦半導體Ca3Sn2S7材料,它具有類似石墨烯的線性Dirac錐電子色散,直接的本征準粒子帶隙0.5 eV,超小載流子有效質量0.04m0,室溫下載流子遷移率高達6.7×104 cm2V-1s-1,光吸收系數高達105 cm-1(超越鈣鈦礦光伏明星材料MAPbI3), 從一個全新的角度實現了打開石墨烯帶隙的夢想。該研究將會為二維鈣鈦礦材料的設計和研發提供新的思路,并進一步促進半導體產業的發展。
北京大學
2021-04-11
氧化鐵
石墨
烯
復合材料在電化學能源存儲和轉化領域的研究
氧化鐵石墨烯復合材料目前涉及的電化學方面的應用包括鋰離子電池、超級電容器和燃料電池。氧化鐵(包括Fe3O4,α-Fe2O3和γ-Fe2O3)是制作電化學器件非常有前途的材料,不僅具有成本低、無毒性、化學穩定性好等優點,還具有較高的理論電容量。但在實際使用時又因為自身導電性的不足以及反應的循環穩定性差等問題受到了限制。石墨烯因其具有超高的比表面積,較高的導電性,優異的化學和熱力學穩定性,以及獨特的光、熱、機械性能,成為了非常合適作為制作電化學能源存儲和轉化器件的材料。負載氧化鐵在石墨烯上,不僅能夠彌
天津大學
2021-04-14
錫
烯
超導研究
超導體臨界磁場是指在外加磁場下超導態轉變成正常態所需的磁場強度。它是超導的基本性質之一,也是決定超導體應用的一項重要指標。第一個被發現的超導體——水銀,它的臨界磁場僅有幾十毫特斯拉。近年來人們發現,某些厚度僅有幾個原子層的薄膜可以在幾十特斯拉的磁場下保持超導,這大大超出了人們的預料。為了解釋這個現象,人們提出了伊辛配對機制,認為這是由于這一類特殊材料的晶格不具備中心反演對稱性,參與超導配對的電子具有了鎖定的自旋取向所致。在此框架下,人們通過在非中心對稱的材料中尋找,又發現了多個具有巨大臨界磁場的超導體。然而,也有人認為這完全是材料維度效應所導致的,挑戰了伊辛配對機制。同時,伊辛超導理論的一個重要預言——臨界磁場的低溫發散行為也一直未被實驗驗證。最近,清華大學物理系張定副教授和薛其坤教授領導的中德合作團隊,打破了此前理論的限制,首次在具有高對稱性的材料——錫烯薄膜中觀測到了數倍于理論預期的臨界磁場,并清晰地觀測到了溫度逼近絕對零度時臨界磁場的發散行為,給出了伊辛超導非常強的證據。北京時間3月13日,相關研究成果以《錫烯薄膜中的第二類伊辛配對機制》(“Type-II Ising pairing in few-layer stanene”)為題在線發表于《科學》(Science)上。圖1. 實驗測得的錫烯超導中奇異的上臨界磁場行為。顏色代表樣品的電阻(紫色區間為正常態,深藍色區間為超導)。圓圈標出了不同溫度下的上臨界磁場。實線和虛線代表了不同的理論模型,其中紅色為本工作中提出的第二類伊辛配對機制。左下和右上的示意圖分別畫出了錫烯的原子結構和能帶。薛其坤教授研究團隊長期從事原子級可控的高質量薄膜的制備和物性探索,在二維超導領域發現了單層鉛膜超導、單層鐵硒/鈦酸鍶界面高溫超導和雙原子層鎵膜超導的格里菲斯奇異性等。2018年,團隊核心成員張定副教授等人首次發現灰錫薄膜—錫烯—具有超導電性( 《自然-物理》Nature Physics, 14,344(2018)),隨后發現其面內上臨界磁場超過了常規超導體的上限—泡利極限。為了進一步深刻理解錫烯的二維超導特性,研究團隊與德國馬普固態研究所的約瑟夫-福森(Joseph Falson)博士和尤根-斯密特(Jurgen Smet)教授合作,利用極低溫強磁場下原位旋轉測量技術,系統測量了不同厚度錫烯樣品在近乎整個超導溫度區間上臨界磁場的變化行為,發現上臨界磁場不僅超出泡利極限,而且在溫度逼近絕對零度時仍無飽和跡象,這是典型的伊辛超導行為。由于錫烯具有中心反演對稱性,這些行為不能用現有的伊辛超導理論解釋。為了理解這一令人困惑的現象,清華大學物理系徐勇副教授和北京師范大學劉海文研究員等開展了深入的理論研究。論文鏈接:https://science.sciencemag.org/content/early/2020/03/11/science.aax3873
清華大學
2021-04-10
米
伴侶生產技術
五谷雜糧和雜豆營養價值較高、但蒸煮不易熟,本項目將雜糧和雜豆進行預 糊化處理后干燥,在保留雜糧和雜豆外觀品質的基礎上,提高了他們的糊化度,經 過營養復配后制成米伴侶的形式,可以直接加入到要蒸煮的米飯和粥中,在與大 米同時蒸煮后,得到營養價值較高的米飯和粥,同時雜糧和雜豆又具有軟糯的口 感,可以解決由于普通大米加工精度過高導致營養物質缺乏、添加雜糧和雜豆又 不易煮熟的問題。
江南大學
2021-04-11
磷酸替
米
考星
性狀 本品為淡黃色粉末,味苦,易溶于水,溶液穩定,久置不變色。 應用劑型 磷酸替米考星預混劑、磷酸替米考星溶液、磷酸替米考星注射液 產品參數
山東久隆恒信藥業有限公司
2021-08-31
海洋牌秕
米
禮盒
乳山市金果食品股份有限公司
2021-08-30
6
米
福尊客車
江西江鈴集團晶馬汽車有限公司
2021-11-02
可磁性分離回收的
石墨
烯
復合二氧化鈦光催化劑及其制備方法
本發明涉及一種可磁性分離回收的石墨烯復合二氧化鈦光催化劑及其制備方法。通過兩步水熱法合成,首先將石墨烯與磁性顆粒復合制備成磁性石墨烯,再與水熱法合成的二氧化鈦納米顆粒復合,制備出三元復合光催化劑,該催化劑由石墨烯、二氧化鈦、納米磁性顆粒三部分組成,磁性納米顆粒負載于石墨烯片層上形成磁性石墨烯,具有較大的比表面積,同時具有磁性;金紅石型二氧化鈦具有三維有序納米結構,負載于磁性石墨烯片層上,形成磁性分離的石墨烯復合金紅石型二氧化鈦光催化劑,該催化劑具有大比表面積,納米顆粒具有磁性,可分離回收,具有高效催化性能。
浙江大學
2021-04-13
高性能
石墨
漿料
我們通過對熱固性樹脂材料和其它一些助劑的篩選,配制了一種導電性能和耐水性良好,并可以在較低溫度下固化成膜的石墨導電膠,其性能達進口產品的水平。已通過國防科工委的項目鑒定,達國內領先水平。
南京工業大學
2021-01-12
一種超級電容器用相互連接的且卷起的網狀
石墨
烯
材料的 制備方法
簡介:本發明公開一種超級電容器用相互連接且卷起的網狀石墨烯材料的制備方法,屬于新型炭材料技術領域。該方法是以蒽油為碳源,納米碳酸鈣為模板,氫氧化鉀為活化劑,加入N,N?二甲基甲酰胺使三者混合均勻后,置于管式爐中,在氬氣氣氛下加熱,直接制備得到目標產物。本發明以廉價的碳酸鈣為模板,蒽油為碳源,制備的相互連接且卷起的超級電容器用網狀石墨烯電極材料具有容量高、可用能量密度大等優點。該材料用作對稱型超級電容器電極材料,在BMIMPF6離子液體電解液中,0.05A/g電流密度下,其比容為256F/g,可用能量密度高達143Wh/kg,可以和鋰離子電池的能量密度相媲美。
安徽工業大學
2021-04-11
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