InfoMat 2020年第二期上线!

2020年3月21日,InfoMat第二卷第二期正式上线,欢迎读者下载阅读并引用。

本期由中科院长春应用化学研究所张新波教授,复旦大学周鹏教授,中国科学院半导体研究所沈国震研究员,香港中文大学訾云龙教授,南京大学朱嘉教授,清华大学张强教授,美国宾夕法尼亚州立大学Qing Wang教授,陕西师范大学刘生忠教授和成均馆大学Hyun-Suk Jung教授、美国南达科他州州立大学乔启全教授,德国汉姆-利普斯塔特应用科技大学Jörg Meyer教授为大家带来。本期一共有5篇综述性论文,5篇研究性文章

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第二卷第二期封面

Review Article

1. Challenges and Perspectives for Manganese-based Oxides for Advanced Aqueous Zinc-ion Batteries

Yinlei Zhao, Yunhai Zhu, Xinbo Zhang*

关键词:flexible ZIBs, manganese dioxide, manganese-based oxides, strategies, ZIBs

高稳定性水系锌离子电池(ZIBs)因低成本和高安全性在储能领域崭露头角。近年来,具有不同晶体结构的锰基氧化物被广泛地用作水系ZIBs的阴极材料。基于此,中科院长春应用化学研究所张新波教授团队介绍了水系ZIBs中锰基阴极的研究进展,包括各类锰基氧化物及其储锌机理。此外,作者讨论了优化提高锰基阴极电化学性能的策略,以及如何设计基于锰基阴极的柔性水性ZIBs。最后,作者介绍了未来值得关注的研究方向,对柔性水系ZIBs的进一步发展有一定的参考价值。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12042

2. Memory Materials and Devices: From Concept to Application

Zhenhan Zhang, Zongwei Wang, Tuo Shi, Chong Bi, Feng Rao*, Yimao Cai*, Qi Liu*, Huaqiang Wu*, Peng Zhou*

 

关键词:memory, MRAM, PCRAM, RRAM, two-dimensional material

新一代存储单元有望极大地提升存储性能并拓宽应用,从而推动非冯诺依曼计算存储结构的发展。复旦大学周鹏教授,中国前沿存储技术及应用研究单位清华大学吴华强教授,北京大学蔡一茂教授,中国科学院微电子研究所刘琦研究员及深圳大学饶峰教授合作,详细介绍了新型数据存储技术,包括阻变存储技术(RRAM)、相变存储技术(PRAM)、自旋转移矩磁存储技术(STT-MRAM)以及基于新材料的二维半导体存储技术(2D Memory)等。文章从基本概念出发,详细阐述了新材料、新器件、新结构的发展和其在存储、存储计算一体化的应用,并对未来存储技术的需求进行了展望。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12077

3. Recent Advances in Low-dimensional Semiconductor Nanomaterials and Their Applications in High-performance Photodetectors

Jingzhi Fang, Ziqi Zhou, Mengqi Xiao, Zheng Lou*, Zhongming Wei*, Guozhen Shen*

关键词:flexible devices, low-dimensional semiconductor materials, photodetectors

中国科学院半导体研究所沈国震研究员团队总结了近年来被广泛研究的低维半导体材料及其基本性质,例如2D的TMDs、B-P、B-As等,1D的ZnO NWs等以及0D的B-P QDs等。可调节的组分配比实现材料性质的可调谐,这对于实际应用具有很大的意义。最后介绍了低维半导体材料在光电探测器中的应用和最新研究进展。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12067

4. Recent Progress on Flexible Nanogenerators toward Self-powered Systems

Yiming Liu, Lingyun Wang, Ling Zhao, Xinge Yu*, Yunlong Zi*

关键词:flexible systems, hybrid nanogenerator, mechanical energy harvesting, piezoelectric

nanogenerator, self-powered system, triboelectric nanogenerator

香港城市大学于欣格教授和香港中文大学訾云龙教授团队合作,着重介绍了近五年柔性机械能收集器和混合纳米发电机的进展,主要从三个方面入手:基本的运行机制,材料和结构设计及应用。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12079

5. Low-dimensional Metal Halide Perovskites and Related Optoelectronic Applications

Pengchen Zhu, Jia Zhu*

关键词:applications, low-dimension, metal halide perovskites, synthesis

南京大学朱嘉教授团队具体分析了低维钙钛矿材料的结构特性以及优势所在,并系统总结了近年来在合成方法及光电器件应用方面(特别是太阳能电池,发光二极管,光电探测器等)取得的研究进展。最后,作者展望了低维钙钛矿颇具潜力的探索方向和应用前景。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12086

Original Article

1. A Compact Inorganic Layer for Robust Anode Protection in Lithium-sulfur Batteries

Yu-Xing Yao, Xue-Qiang Zhang, Bo-Quan Li, Chong Yan, Peng-Yu Chen, Jia-Qi Huang, Qiang Zhang*

关键词:electrochemical energy storage, lithium metal anode, lithium-sulfur batteries, rechargeable battery, solid electrolyte interphase

清华大学张强教授团队在锂金属阳极上构建了一个致密的无机层(CIL),用于阻挡锂多硫化物和锂硫电池中的穿梭效应。在不添加LiNO3添加剂的情况下,CIL的构筑大大提高了具有超薄锂金属阳极的锂硫电池的库仑效率,并确保其具有优异的循环性能。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12046

2. Ternary Polymer Nanocomposites with Concurrently Enhanced Dielectric Constant and Breakdown Strength for High-temperature Electrostatic Capacitors

He Li, Lulu Ren, Ding Ai, Zhubing Han, Yang Liu, Bin Yao, Qing Wang*

关键词:breakdown strength, capacitors, dielectric constant, high temperature, polymer nanocomposites

美国宾夕法尼亚州立大学Qing Wang教授团队制备了一种具有高介电常数和击穿强度的三元聚合物纳米复合材料。该材料具有优异的电储存和放电性能,并在高温下具有良好的循环能力。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12043

3Chlorine-modified SnO2 Electron Transport Layer for High-efficiency Perovskite Solar Cells

Xiaodong Ren, Yucheng Liu, Dong Geon Lee, Won Bin Kim, Gill Sang Han*, Hyun Suk Jung*, Shengzhong (Frank) Liu *

 

关键词:chlorine-modified SnO2, electron transport layer, perovskite solar cell, surface passivation

在过去几年里,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池因其优异的光电性能和简单低廉的制备工艺而备受关注。然而界面处存在的缺陷使得其稳定性差和性能衰减。陕西师范大学的刘生忠教授和成均馆大学的Hyun-Suk Jung教授联合报道了在SnO2界面钝化方面的工作。基于氯钝化与未钝化的SnO2电子传输层,在空气中制备了钙钛矿电池器件,相比于在未钝化的SnO2电子传输层上制备的器件,氯钝化能够有效的提升电子的提取性能,减少了SnO2/perovskite界面电子的复合和累积,从而提高了电池的转化效率,丰富了钙钛矿电池界面钝化的策略。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12059

4. Nanoscale Control of Grain Boundary Potential Barrier, Dopant Density and Filled Trap State Density for Higher Efficiency Perovskite Solar Cells

Behzad Bahram, Sally Mabrouk, Nirmal Adhikari, Hytham Elbohy, Ashim Gurung, Khan M. Reza, Rajesh Pathak, Ashraful H. Chowdhury, Gopalan Saianand, Wenjin Yue, Jiantao Zai*, Xuefeng Qian*, Mao Liang*, Qiquan Qiao*

关键词:dopant density, filled trap state density, grain boundary potential barrier, perovskite solar cells, relative humidity

美国南达科他州州立大学乔启全教授联合上海交通大学宰建陶副教授、钱雪峰教授,天津理工大学梁茂教授研究了钙钛矿薄膜晶界在不同湿度环境下的电位、掺杂密度和填充陷阱态密度变化。证明了钙钛矿薄膜晶界电位、掺杂密度和填充陷阱态密度可以在纳米尺度上通过暴露于不同的相对湿度水分来制备高效的钙钛矿太阳能电池。该结果清楚的表明在25%湿度条件下制备钙钛矿薄膜能够获得最低的平均势垒,掺杂密度和填充陷阱态密度。从而使电池在25%湿度下获得了更高的光电转化效率。该研究也表明,湿度环境在影响钙钛矿光伏光电性能方面的有益作用。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12055

5. Investigations on The Aging Behavior of Transparent Bioplastics for Optical Applications

Jana Baltscheit, Nico Schmidt, Finn Schröder, Jörg Meyer*

关键词:(blue) LED irradiance, (photo)degradation, biobased plastics, renewable materials, transparent optics

将生物聚合物应用于光学元件是一种新颖的技术,在光学应用的新兴市场和推动可持续经济具有很大的发展潜力。德国汉姆-利普斯塔特应用科技大学Jörg Meyer教授团队研究了一系列透明生物塑料的光学性能。主要关注其在蓝光/不同温度等条件下的稳定性。结果表明,一组透明生物塑料有可能应用于LED照明的光学元件。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12065