InfoMat 2020年第五期上线!

20207月,InfoMat第二卷第五期正式上线,欢迎大家下载阅读并引用。

本期由澳大利亚莫纳什大学的鲍桥梁教授,武汉大学/天津大学李振教授,美国加利福尼亚大学Yat Li教授,加拿大阿尔伯塔大学曾宏波教授,美国加州大学河滨分校Juchen Guo副教授,吉林大学张立军教授,南方科技大学陈锐教授,美国南达科塔州立大学乔启全教授,美国陆军研究实验室Sheng S. Zhang教授,新加坡南洋理工大学颜清宇教授,北京航空航天大学郝维昌教授,美国普渡大学Zhihong Chen教授,香港科技大学的范智勇教授和武汉大学曹余良教授为大家带来。本期一共有7篇综述性论文,7篇研究性文章

全部论文均为开放获取,可免费阅读全部文章。点击阅读原文,即可进入InfoMat 2020年第五期主页下载阅读并引用所有文章。欢迎大家踊跃投稿和封面投稿!

https://onlinelibrary.wiley.com/toc/25673165/2020/2/5

第二卷第五期封面欣赏

Review Article

1. Anisotropic polaritons in van der Waals materials

Weiliang Ma, Babar Shabbir, Qingdong Ou, Yemin Dong, Huanyang Chen, Peining Li, Xinliang Zhang, Yuerui Lu, Qiaoliang Bao*

关键词:hyperbolic materials, in-plane anisotropy, optical and photonic devices, Polaritons, scanning near-field optical microscopy

澳大利亚莫纳什大学鲍桥梁团队聚焦极化激元,总结了近年来平面各向异性极化激元近场响应的研究进展,介绍各向异性极化激元与双曲/椭圆色散之间的联系。重点讨论了天然层状材料中的平面内各向异性,并基于该特性提出了一些潜在的光调制器件方向的应用。范德华面内各向异性材料由此在纳米光子学中建立一个新的范式,尤其是在纳米尺度上实现对光传导、光与物质相互作用的方向调控上极具应用前瞻。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12119

2. Stimulus-responsive room temperature phosphorescence in purely organic luminogens

Jie Yang, Manman Fang, Zhen Li*

关键词:purely organic luminogens, room temperature phosphorescence, stimulus-responsive emission

武汉大学/天津大学李振教授团队关注近年取得重大进展的纯有机室温磷光材料,详细介绍了热刺激、pH刺激、光刺激和力刺激响应纯有机室温磷光的奇特现象及其内部机理。同时,作者关注了一种通过机械力而非紫外光激发的新型发光材料——力致室温磷光材料的研究状况。最后从新型刺激响应磷光材料的设计策略、加强刺激响应磷光性质的定量化测试以及基于室温磷光长寿命的特征探索新应用三个方面,对刺激响应纯有机室温磷光材料的研究提出了展望。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12107

3. Addressing the Achilles’ Heel of Pseudocapacitive Materials: Long Term Stability

Tianyu Liu*, Yat Li*

关键词:conjugated polymer, cycling stability, metal carbide, metal nitride, metal oxide, metal sulfide, pseudocapacitive

美国加利福尼亚大学Yat Li教授与弗吉尼亚理工学院Tianyu Liu博士综述了共轭聚合物、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物和金属硫化物等常见赝电容电极材料的稳定性研究进展。文章首先介绍了赝电容电极的典型失效模式。其次深入探讨了有限减缓电容退化问题的策略。最后总结了所有策略的机制,并展望了稳定的赝电容材料面临的挑战和机遇。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12105

4. Recent Advances in Designing Conductive Hydrogels for Flexible Electronics

Qiongyao Peng, Jingsi Chen, Tao Wang, Xuwen Peng, Jifang Liu, Xiaogang Wang, Jianmei Wang, Hongbo Zeng*

关键词:biosensor, composite hydrogel, conductive hydrogel, flexible electronics, supercapacitor

加拿大阿尔伯塔大学曾宏波教授团队系统总结了导电水凝胶的基本设计思路(电子和/或离子导电媒介的选择结合高分子单双网络的设计)及其在柔性电子相关应用领域(生物感应器、组织工程、载药、压力/应变感应器、超级电容、生物电极、燃料/太阳能电池、促动器、纳米发动机、显示器、触摸板等)的研究进展。文章还提出了导电水凝胶在柔性电子领域的应用局限性及可行的解决方案,例如吸湿性盐LiCl的加入可以提高水凝胶的保水性能从而提高其使用寿命,快速2D和3D导电水凝胶打印技术非常有利于相关柔性电子设备的低成本量产,以及lab-on-skin皮肤实验室概念的电子元件集成思路极大的提高了柔性电子设备的可穿戴性。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12113

5. Development of Flexible Li-ion Batteries for Flexible Electronics

Yifan Zhao, Juchen Guo*

关键词:flexible electronic devices, flexible Li-ion batteries, nondestructive probe

美国加州大学河滨分校Juchen Guo教授团队总结了应用于柔性电子设备的柔性锂离子电池(FLIBs)的最新发展,主要从结构设计、电极和电解质材料、测试和表征方法等方面讨论FLIBs的研究进展。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12117

6. Computational functionality-driven design of semiconductors for optoelectronic applications

Zhun Liu, Guangren Na, Fuyu Tian, Liping Yu, Jingbo Li*, Lijun Zhang*

关键词:functional semiconductors, materials by design, optoelectronic applications

结合近年来通过计算材料设计手段实现加速开发新型半导体光电材料的实例,吉林大学张立军教授团队联合华南师范大学李京波教授团队从宏观角度归纳总结了通过计算材料设计实现加速开发新型半导体光电材料的三种普适性思路:通过计算候选材料目标性质筛选、基于半导体物理理论/设计原则逆向设计、应用人工智能优化算法进行材料结构设计。文章探讨了以材料功能为目标的计算材料设计所面临的挑战,并对未来大规模材料数据库驱动的新材料设计与开发进行了展望。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12099

7. Optical Properties and Applications of Two-dimensional CdSe Nanoplatelets

Jiahao Yu, Rui Chen*

关键词:CdSe nanoplatelets, optical property, semiconductor nanocrystal, two-dimensional material

南方科技大学陈锐教授团队回顾了近年来二维CdSe纳米片合成制备及其发展过程,详细总结了CdSe纳米片的多种特殊的光学性质以及目前所衍生出的一些应用,最后对未来CdSe纳米片材料的研究及应用提出了见解与展望。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12106

Original Article

1. Synergistic Engineering of Hole Transport Materials in Perovskite Solar Cells

Sally Mabrouk, Behzad Bahrami, Hytham Elbohy, Khan Mamun Reza, Ashim Gurung, Mao Liang*, Fan Wu*, Mingtai Wang, Shangfeng Yang, Qiquan Qiao*

关键词:composite, hole transport material, perovskite solar cell, polyaniline and graphene oxide

美国南达科塔州立大学乔启全教授团队利用聚苯胺和氧化石墨烯混合剂掺杂PEDOT:PSS,得到一种新的纳米复合空穴传输层(HTL),提高了CH3NH3PbI3钙钛矿太阳能电池的效率(>18.21%)和稳定性。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12062

2Identifying rate limitation and a guide to design of fast-charging Li-ion battery

Sheng S. Zhang*

关键词:charge-transfer resistance, fast-charging, impedance, Li plating, polarization

美国陆军研究实验室Sheng S. Zhang教授设计了一个带有Li金属参考电极的三电极硬币电池,可以同时监测电池的电压和两个电极的电位,并单独测量电池和电极的阻抗。此项工作可以确定快速充电的速度限制,并为快速充电锂离子电池的设计提供指导。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12058

3. V4C3Tx MXene: a promising active substrate for reactive surface modification and the enhanced electrocatalytic

Cheng-Feng Du, Xiaoli Sun, Hong Yu, Wei Fang, Yao Jing, Yonghui Wang, Shuiqing Li*, Xianhu Liu*, Qingyu Yan*

关键词:2D material, electrocatalysis, MXene, OER, surface modification

新加坡南洋理工大学颜清宇教授联合清华大学李水清教授和郑州大学刘宪虎副教授,合成了一种具有9个原子层的新型催化剂。由于原位重建了高活性的氢氧化物层,纳米杂化物表现出了增强的OER活性和70小时以上的极佳长时间稳定性。值得注意的是,通过优化Ni/Fe比,当电流密度为10mA cm−2时,纳米复合物最低过点位可达275.2 mV,可与大多数国家最先进的OER催化剂相媲美,并优于其他MXene衍生物。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12078

4. The role of oxygen vacancies in the high cycling endurance and quantum conductance in BiVO4-based resistive switching memory

Mengting Zhao, Xiaobing Yan*, Long Ren, Mengliu Zhao, Fei Guo, Jincheng Zhuang*, Yi Du, Weichang Hao*

关键词:bi nanowires, BiVO4, quantum conductance, RRAM

北京航空航天大学郝维昌教授与河北大学闫小兵教授合作,采用水热法制备了基于FTO的Ti/BiVO4/F掺杂“三明治”结构的的阻变式存储器(RRAM)。BiVO4基体中自然存在的氧空位促进了器件中导电纤维的产生和消散,使得器件开关性能对顶部电极类型依赖性较弱。该工作表明,BiVO4可以成为实现高可伸缩性、高循环耐久性和多级存储RRAM设备的一个新方向。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12085

5. Experimental observation of coupled valley and spin Hall effect in p-doped WSe2 devices

Terry Y. T. Hung, Avinash Rustagi, Shengjiao Zhang, Pramey Upadhyaya, Zhihong Chen*

关键词:Coupled valley and spin Hall effect, Perpendicular magnetic anisotropy, WSe2

美国普渡大学Zhihong Chen教授团队首次证明了在室温下对单层WSe2施加电场可以产生面外自旋电流,并通过石墨烯通道检测自旋信息。通过理论计算,假设铁磁探测器的极化效率为~4%,石墨烯与WSe2的界面极化率为~38%。该工作为实现基于自旋轨道转矩的垂直磁各向异性器件或其他目前尚不存在的新型全二维自旋电子器件提供了思路。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12095

6. Vapor phase fabrication of threedimensional arrayed BiI3 nanosheets for costeffective solar cells

Yiyi Zhu, Qianpeng Zhang, Matthew Kam, Swapnadeep Poddar, Leilei Gu, Shijun Liang, Pengfei Qi, Feng Miao, Zhiyong Fan*

关键词:3D solar cells, BiI3, multilayered semiconductors

香港科技大学的范智勇教授通过气-固-固相反应制备了高质量垂直生长的单晶BiI3纳米片阵列,应用于三维异质结太阳能电池。其能量转换效率高达1.45%,是目前关于BiI3基太阳能电池的报道中的最高转换效率。同时,该器件具有良好的环境稳定性。未封装器件在70%的湿度条件下,连续24h光照,其转换效率保持在96%,而在30%的湿度环境保存连续1个月,器件的初始转换效率保持在82%。

原文链接:https://doi.org/10.1002/inf2.12070

7. Enabling an intrinsically safe and high-energy-density 4.5 V-class Li-ion battery with nonflammable electrolyte

Ziqi Zeng, Xingwei Liu, Xiaoyu Jiang, Zhenjie Liu, Zhangquan Peng, Xiangming Feng, Weihua Chen, Dingguo Xia, Xinping Ai, Hanxi Yang, Yuliang Cao*

关键词:high energy density, lithium-ion battery, nonflammable electrolyte, safety

武汉大学曹余良教授团队开发了一种氟化不易燃的磷酸盐电解质,用于构建安全的4.5 V的锂离子电池。 当采用5 voL%的FEC和5 voL% VC作为添加剂的时候,以硅为负极,锂锰氧为正极的全电池测试中,可实现在200次循环后,容量为72%,平均库伦效率维持在99.7%的高性能锂离子电池。该工作为后续设计多功能磷化溶剂提供一种崭新的思路。

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/inf2.12089

InfoMat期刊简介

InfoMat是Wiley首次和中国双一流高校电子科技大学联合创办的开放获取式期刊,旨在成为信息技术与材料交叉领域的国际顶尖期刊之一。期刊于2019年正式创刊,2020年5月正式被ESCI收录,7月入选“中国科技期刊卓越行动计划2020年度高起点新刊项目”。全部论文均为开放获取出版,前三年发表、下载及阅读均免费,所有文章在接收后即可在线发布并被引用。

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