InfoMat 2020年第三期上线!

2020422日,InfoMat第二卷第三期正式上线,欢迎读者下载阅读并引用。

本期由澳大利亚伍伦贡大学郭再萍教授,南开大学杜亚平教授,美国纽约州立大学布法罗分校武刚教授,北京理工大学曲良体教授,南开大学周震教授,苏州大学李亮教授,新加坡南洋理工大学于霆教授和复旦大学丛春晓教授,新加坡南洋理工大学刘政教授,美国克莱姆森大学Apparao M. Rao教授为大家带来。本期一共有6篇综述性论文,4篇研究性文章

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(阅读原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/toc/25673165/2020/2/3

第二卷第三期封面欣赏

Review Article

1. Metal chalcogenides for potassium storage

Jingwen Zhou, Ye Liu, Shilin Zhang, Tengfei Zhou*, Zaiping Guo*

关键词:energy storage, metal chalcogenides, modification strategies, nanocomposites, potassium ion batteries

澳大利亚伍伦贡大学超导和电子材料研究所郭再萍教授团队总结了目前TMDs基PIB负极材料的技术难题,概括了相关的材料改性方法,探讨了各类改性TMDs材料的优势及短板,提出了TMDs在其他钾基储能技术上的应用潜力。最后,展望了未来TMDs基储钾材料的发展方向。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12101

2. Rare-earth-incorporated low-dimensional chalcogenides: Dry-method syntheses and applications

Zheshan Zhang, Hongyang Zhao, Chao Zhang, Feng Luo, Yaping Du*

关键词:chalcogenide, dry-method synthesis, rare earth elements

南开大学杜亚平教授团队总结了近年来低维稀土硫族化合物(RECs)的研究进展,包括制备方法、结构和应用。并对RECs对面临的挑战和未来的应用机遇进行了总结和展望。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12083

3. Mechanistic understanding of the role separators playing in advanced lithium-sulfur batteries

Zhaohuan Wei, Yaqi Ren, Joshua Sokolowski, Xiaodong Zhu*, Gang Wu*

关键词:lithium dendrite, lithium-sulfur batteries, self-discharge, separator, shuttle effect, thermal hazards

美国纽约州立大学布法罗分校武刚教授联合青岛科技大学朱晓东教授分析了锂硫电池关键问题的产生原因以及隔膜在解决这些问题方面的作用机制。在分析隔膜作用机理的基础上,综述了锂硫电池隔膜的研究进展并对其未来进行了展望,为锂硫电池的发展提供了有力的指导。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12097

4. Recent progress in graphene-based electrodes for flexible batteries

Chunlong Dai, Guoqiang Sun, Linyu Hu, Yukun Xiao, Zhipan Zhang*, Liangti Qu*

关键词:flexible batteries, flexible electrodes, graphene

石墨烯同时具有优异的力学性能和电子导电性,可以直接作为柔性电极或者作为柔性基底与其他活性材料复合。相比于传统电极,石墨烯基电极由于不需要使用额外的粘结剂,导电剂和集流体,其在能量密度,制备过程和成本上具有一定优势。北京理工大学曲良体教授课题组总结了石墨烯基柔性电池的研究进展,包括各种金属离子电池(锂、钠、锌、铝离子电池),锂硫电池,金属空气电池(锂、锌空气电池)。同时讨论了柔性电池的挑战和未来发展方向。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12039

5. 3D electronic and photonic structures as active biological interfaces

Huachun Wang, Pengcheng Sun, Lan Yin*, Xing Sheng*

关键词:3D structures, biointerfaces, electronics, photonics

清华大学盛兴教授团队总结了3D功能生物界面的最新进展,着重于电活性和光学活性材料、器件和结构。介绍了典型3D生物集成结构的制备方法,如化学合成、微加工、机械组装和3D打印。随后,介绍了基于各种材料(包括半导体、金属和聚合物)的三维纳米、微纳米和介观结构。最后,重点介绍了活性三维结构在生物医学领域的最新应用进展,包括细胞培养、生物信号传感/调制和组织再生。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12054

6. Machine learning: Accelerating materials development for energy storage and conversion

An Chen, Xu Zhang*, Zhen Zhou*

关键词:big data, energy storage and conversion, machine learning, property prediction

南开大学周震教授团队简要介绍了机器学习(ML)在材料科学领域的基本流程和常用算法,重点介绍了机器学习在催化、电池、太阳能电池和气体捕获等能源领域的性能预测和材料开发方面的最新进展。最后讨论了机器学习对实验的贡献。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12094

Original Article

1. Stability enhancement of lead-free CsSnI3 perovskite photodetector with reductive ascorbic acid additive

Fengren Cao, Wei Tian, Meng Wang, Min Wang, Liang Li*

关键词:CsSnI3, lead-free, perovskite, photodetector, self-powered

无铅锡基钙钛矿因其无毒性和潜在的商业化前景引起了广泛的研究兴趣。然而,因其固有缺陷密度高、在环境中容易氧化,实际应用收到了极大的限制。苏州大学李亮教授团队提出了一种基于CsSnI3膜、SnF2和抗坏血酸添加剂的环境友好且稳定的自供电紫外-可见-近红外光电探测器。通过优化抗坏血酸的浓度,探测器展现了高响应率(0.257 A W−1)、快速响应速度(0.35/1.6 ms)和良好的稳定性。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12074

2Spatial variations of valley splitting in monolayer transition metal dichalcogenide

Chenji Zou, Hongbo Zhang, Yu Chen, Shun Feng, Lishu Wu, Jing Zhang, Ting Yu*, Jingzhi Shang, Chunxiao Cong*

关键词:doping effect, monolayer WSe2, photoluminescence, transition metal dichalcogenide, valley splitting

新加坡南洋理工大学于霆教授和复旦大学丛春晓教授合作报道了对单层WSe2中能谷塞曼效应的空间分布问题的研究。结果表明电子浓度对于单层过渡金属硫化物中的特征谱线能量有着调制作用;在不同的电子浓度下,激子和带电激子所表现出来的能谷塞曼效应随磁场的变化呈现出不同的趋势。此项研究对于未来基于电子能谷自由度的光电器件的集成有着一定的指导意义。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12050

3. Space-confined microwave synthesis of ternary-layered BiOCl crystals with high-performance ultraviolet photodetection

Lixing Kang, Xuechao Yu, Xiaoxu Zhao, Qingling Ouyang, Jun Di, Manzhang Xu, Dan Tian, Weiliang Gan, Calvin C. I. Ang, Shoucong Ning, Qundong Fu, Jiadong Zhou, R. G. Kutty, Ya Deng, Pin Song, Qingsheng Zeng, Stephen J. Pennycook, Jun Shen*, Ken‐T. Yong*, Zheng Liu*

关键词:2D materials, bismuth oxyhalide, microwave synthesis, UV photodetector

新加坡南洋理工大学刘政教授课题组等多团队合作,发展了一种简单而可靠的微波辅助空间限域方法,可以在短时间内(<3分钟)合成出高质量二维三元层状BiOCl晶体。基于BiOCl晶体制备的光电探测器对波长266nm激光具有很高的灵敏度。光响应度约为8 A W-1,响应时间可达18 ps。另外,该BiOCl光电探测器具有很好的稳定性,暴露在空气环境中三周后,其光响应性能几乎不变。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12033

4. Ti2CTx MXene-based all-optical modulator

Jun Yi, Jie Li, Shuohan Huang, Longyu Hu, Lili Miao, Chujun Zhao*, Shuangchun Wen, Vadym N. Mochalin*, Apparao M. Rao*

关键词:2D materials, all-optical modulator, MXene, spatial cross-phase modulation, spatial self-phase modulation

美国克莱姆森大学Apparao M. Rao教授联合美国密苏里科技大学Vadym N. Mochalin教授和湖南大学赵楚军教授报道了Ti2CTx MXene纳米薄片在可见光到近红外波段的宽谱空间自相位调制,着重研究其宽谱非线性光学响应。利用Ti2CTx MXene的光学非线性特性,构筑了基于空间交叉相位调制效应的全光调制器。结果表明,二维MXenes是理想的宽谱非线性材料,具有良好的应用前景。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12052