存儲(chǔ)材料的案例
Mater.綜述：面向低功耗和高密度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器應(yīng)用的相變超晶格材料：微觀圖像
【前言】
信息存儲(chǔ)在人類歷史的演變中發(fā)揮了重要作用。如今，電子技術(shù)的發(fā)展大大增加了數(shù)碼數(shù)據(jù)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球數(shù)碼數(shù)據(jù)量每?jī)赡攴环?020年，將達(dá)到44澤字節(jié)（1澤字節(jié) = 10萬億億字節(jié)）。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，每秒鐘都有大量的數(shù)據(jù)以視頻、音樂、圖片、網(wǎng)上社交、商業(yè)信息等形式產(chǎn)生并傳輸。因此，大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、傳輸和處理將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。當(dāng)下迫切需要具有快速度、高密度和低功耗的非易失性電子存儲(chǔ)器件來應(yīng)對(duì)這些問題。相變存儲(chǔ)技術(shù)作為最早進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用之一的高速非易失性存儲(chǔ)技術(shù)備受全球半導(dǎo)體業(yè)界關(guān)注，然而目前還面臨著功耗高等難題，這對(duì)高密度存儲(chǔ)集成電路進(jìn)一步開發(fā)帶來障礙。
【成果簡(jiǎn)介】
近日，來自吉林大學(xué)的李賢斌副教授、陳念科博士和清華大學(xué)孫洪波教授聯(lián)合在Advanced Functional Materials上發(fā)表綜述文章，題為：Phase‐Change Superlattice Materials toward Low Power Consumption and High Density Data Storage: Microscopic Picture, Working Principles, and Optimization。本文首先總結(jié)了相變存儲(chǔ)材料在信息技術(shù)中的廣泛應(yīng)用，特別介紹近幾年相變存儲(chǔ)材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)—GeTe/Sb2Te3超晶格材料在超低功耗數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中的重要前景。
展開 簡(jiǎn)單的表面重構(gòu)方法助力存儲(chǔ)失效的高鎳三元正極材料“起死回生”
【引言】
隨著鋰離子動(dòng)力電池能量密度要求不斷提升，相比當(dāng)前使用的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (NCM523)材料，高鎳三元正極材料(鎳含量60%以上)具有更高的比容量和更低的成本，從而引起人們的廣泛關(guān)注。目前已有許多鋰離子電池廠商嘗試使用高鎳三元材料，但仍未真正量產(chǎn)并普及。雖然高鎳三元正極材料有利于提升電池能量密度，但是隨著鎳含量增加，材料循環(huán)、熱穩(wěn)定性也隨之降低，進(jìn)而影響電池的循環(huán)壽命和安全性；為了增強(qiáng)高鎳三元正極材料的可使用性，通常會(huì)對(duì)材料進(jìn)行元素?fù)诫s和表面包覆。高鎳三元材料的空氣不穩(wěn)定性，也是限制材料生產(chǎn)和應(yīng)用的重要因素。高鎳三元材料在潮濕空氣中擱置后，材料表面會(huì)發(fā)生退化，嚴(yán)重影響材料性能發(fā)揮。所以研究材料的存儲(chǔ)退化機(jī)制，以及如何恢復(fù)失效材料的性能，對(duì)高鎳三元正極材料的推廣使用具有重要意義。
【成果簡(jiǎn)介】
近期，清華大學(xué)深圳研究生院李寶華教授(通訊作者)等通過研究存儲(chǔ)后高鎳LiNi0.70Co0.15Mn0.15O2(NCM701515)材料的性能退化機(jī)制，并采用簡(jiǎn)單的表面重構(gòu)方法使失效材料性能得以恢復(fù)。將新鮮NCM701515材料(P-NCM)存放在60 ℃和80 %相對(duì)濕度的環(huán)境中30天后，材料顆粒表面生成~90 nm厚的Li2CO3雜質(zhì)層，層狀結(jié)構(gòu)中還出現(xiàn)了NiO惰性相。由于雜質(zhì)層和惰性相的存在，體相中的Li+不僅被消耗而且阻礙了其有效傳輸，在2.8-4.3 V內(nèi)無法發(fā)揮出容量。將存儲(chǔ)失效的材料(S-NCM)在氧氣氣氛下經(jīng)過800 ℃/3 h條件處理后，材料(CS-NCM)性能可以完全恢復(fù)。
展開 大連化物所劉健/史全《材料化學(xué)》設(shè)計(jì)相變碳?xì)饽z多響應(yīng)熱捕獲和存儲(chǔ)
【科研摘要】
相變材料（PCM）已被廣泛用作熱能存儲(chǔ)系統(tǒng)。然而，傳統(tǒng)的PCM只能通過溫度觸發(fā)來存儲(chǔ)熱能，這極大地限制了其在熱能捕獲應(yīng)用中的通用性。最近，中科院大連化學(xué)物理研究所劉健和史全研究員團(tuán)隊(duì)提出了一種多響應(yīng)熱能捕獲和存儲(chǔ)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括摻鐵碳?xì)饽z作為支撐基質(zhì)和二十烷作為PCM。相關(guān)論文Thedesign of phase change materials with carbon aerogel composites formulti-responsive thermal energy capture and storage發(fā)表在《Journalof Materials Chemistry A》上。設(shè)計(jì)的PCM系統(tǒng)具有同時(shí)響應(yīng)光，電，磁以及溫度的能力，展示了出色的性能，可將太陽能，電能和磁能轉(zhuǎn)換為以潛熱形式存儲(chǔ)在材料中的熱能。此外，多響應(yīng)PCM表現(xiàn)出35°C的緩和轉(zhuǎn)變開始溫度，212 J g-1的相對(duì)較大的熱能存儲(chǔ)密度，在過渡過程中沒有液相泄漏的形狀穩(wěn)定性以及出色的相轉(zhuǎn)變穩(wěn)定性，即使在加熱1000次后，冷卻循環(huán)。該報(bào)道的PCM可能會(huì)為補(bǔ)充性多能量利用的發(fā)展提供啟示。
【圖文解析】
1.氣凝膠設(shè)計(jì)
摻鐵碳?xì)饽z（FCA）PCM復(fù)合材料的合成過程如圖1所示。FCA源自廉價(jià)，環(huán)保且易于獲得的明膠作為碳源。它包含許多官能團(tuán)，例如–NH2，–OH和–COOH。在溶膠-凝膠過程中，F(xiàn)e3+和明膠之間的螯合作用增強(qiáng)了凝膠支架的連接，從而形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。冷凍干燥和碳化后，最終形成獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)。在真空條件下將二十碳烷浸漬到FCA中后，獲得了FCA PCM復(fù)合材料。
圖1 FCA PCM復(fù)合材料的合成示意圖。
展開 材料復(fù)合新技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算利器—工作站/服務(wù)器/存儲(chǔ)配置推薦
材料復(fù)合新技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要致力于研究材料復(fù)合技術(shù)及其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。材料復(fù)合是指將兩種或多種不同材料進(jìn)行組合，形成具有優(yōu)良性能和特性的復(fù)合材料。以下是該實(shí)驗(yàn)室可能關(guān)注的一些研究重點(diǎn)：
1) 復(fù)合材料設(shè)計(jì)和制備：研究復(fù)合材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系，通過設(shè)計(jì)和制備方法來優(yōu)化復(fù)合材料的性能。包括選擇合適的材料組分、控制復(fù)合界面和相互作用等。
2) 復(fù)合材料加工技術(shù)：研究復(fù)合材料的加工工藝和工藝參數(shù)，包括復(fù)合材料的成型、成型工藝優(yōu)化、復(fù)合材料的增強(qiáng)和增韌等技術(shù)。旨在改善復(fù)合材料的力學(xué)性能和工藝可行性。
3) 復(fù)合材料性能評(píng)估：對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)和化學(xué)等方面的性能評(píng)估，包括強(qiáng)度、硬度、耐磨性、導(dǎo)熱性、電導(dǎo)率等。研究復(fù)合材料在不同環(huán)境和應(yīng)力條件下的性能表現(xiàn)。
4) 復(fù)合材料應(yīng)用研究：研究復(fù)合材料在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，如航空航天、汽車制造、電子設(shè)備、能源存儲(chǔ)等。通過探索復(fù)合材料在不同應(yīng)用中的性能和可行性，推動(dòng)復(fù)合材料的工程應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
常用的軟件工具在材料復(fù)合新技術(shù)的研究中可能包括：
1) 材料建模和設(shè)計(jì)軟件：如Materials Studio、COMSOL Multiphysics、Abaqus等，用于模擬和設(shè)計(jì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能。
2) 工藝模擬和優(yōu)化軟件：如ANSYS、SolidWorks等，用于模擬和優(yōu)化復(fù)合材料的加工工藝和工藝參數(shù)。
3) 性能評(píng)估和分析軟件：如MATLAB、Origin等，用于對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能進(jìn)行評(píng)估和分析。
4) 多物理場(chǎng)仿真軟件：如COMSOL Multiphysics、ANSYS等，用于模擬復(fù)合材料的多種物理場(chǎng)耦合行為，如結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱傳導(dǎo)、電磁等。
展開 
《先進(jìn)材料》復(fù)旦大學(xué)超高速存儲(chǔ)器重要進(jìn)展！
大數(shù)據(jù)、人工智能引領(lǐng)信息時(shí)代的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)基于馮諾依曼計(jì)算機(jī)架構(gòu)體系計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度無法與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)速度相匹配，成為困擾當(dāng)今信息技術(shù)發(fā)展的重要“存儲(chǔ)墻”問題。基于前期發(fā)表在《自然.納米技術(shù)》上的二維材料半浮柵存儲(chǔ)器成功將動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的超快寫入速度特性和閃存的數(shù)據(jù)保持能力有效的結(jié)合，使得存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)寫入速度得到顯著提升，但二維半浮柵存儲(chǔ)器擦除速度滯后的的問題阻礙了其在準(zhǔn)非易失性存儲(chǔ)器中的應(yīng)用。
為了解決這一難題，近日，復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院研究生栗敬俁在張衛(wèi)教授、周鵬教授指導(dǎo)下利用二維材料異質(zhì)結(jié)精準(zhǔn)轉(zhuǎn)移堆疊技術(shù)，結(jié)合對(duì)前階段二維半浮柵存儲(chǔ)器架構(gòu)的總結(jié)和改進(jìn)，利用橫向PN結(jié)對(duì)浮柵充放電實(shí)現(xiàn)電子的超高速寫入和擦除功能，成功將準(zhǔn)非易失性存儲(chǔ)器的擦除速度提升到納秒級(jí)別，構(gòu)造了對(duì)稱性的40納秒超快寫入擦除操作，優(yōu)化了準(zhǔn)非易失性存儲(chǔ)器性能，獲得了準(zhǔn)非易失存儲(chǔ)器在擦除速度上的重要突破。相關(guān)成果發(fā)表在《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）。
展開 唐本忠院士《AM》：可用于隱形防偽和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的新型發(fā)光材料！
圖4 A） 使用TPE-4N薄膜的防偽和光信息存儲(chǔ)的處理步驟。B） TPE-4N薄膜的發(fā)光（頂部）和室內(nèi)光透明（底部）照片以及手持相機(jī)拍攝的2D代碼的寫入和擦除過程的記錄。I) 在150℃下加熱5分鐘；II）在150℃下加熱30 s；III）紫外線照射5 min。C）用顯微鏡拍攝的TPE-4N薄膜上的微尺度圖案的發(fā)光照片。照片在330-385nm通道下用顯微鏡拍攝。D） 用于動(dòng)態(tài)可重寫光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的TPE-4N薄膜。照片在330-385nm通道下用顯微鏡拍攝。
總的來說，研究人員報(bào)道了一種新的光響應(yīng)發(fā)光材料，它具有固態(tài)可逆構(gòu)象和熒光轉(zhuǎn)換的特性。其在微分辨率的隱形防偽，和動(dòng)態(tài)光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等高科技應(yīng)用中具有巨大的潛力。（文：8 Mile）
展開 材料訊丨長江存儲(chǔ)4.6億元"喜提"光刻機(jī)；中國氫燃料電池催化劑實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)
今日播報(bào)，長江存儲(chǔ)4.6億元"喜提"光刻機(jī)；中國氫燃料電池催化劑實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，價(jià)格可比進(jìn)口降一半；科學(xué)家提出石墨烯光電殺死癌細(xì)胞的治療方法；兩岸8寸晶圓代工廠醞釀全面漲價(jià)
長江存儲(chǔ)
4.6億元"喜提"光刻機(jī)：可造14nm 3D閃存
中芯國際花了1.2億美元從荷蘭ASML買來一臺(tái)EUV極紫外光刻機(jī)，未來可用于生產(chǎn)7nm工藝芯片，而根據(jù)最新消息，長江存儲(chǔ)也迎來了自己的第一臺(tái)光刻機(jī)，國產(chǎn)SSD固態(tài)硬盤再次取得重大突破。
據(jù)悉，這臺(tái)光刻機(jī)同樣來自荷蘭ASML(人家把持著全球90％的光刻機(jī)市場(chǎng))，193nm沉浸式設(shè)計(jì)，可生產(chǎn)20-14nm工藝的3D NAND閃存晶圓，售價(jià)達(dá)7200萬美元，約合人民幣4.6億元。
目前，該機(jī)已經(jīng)運(yùn)抵武漢天河機(jī)場(chǎng)，相關(guān)入境手續(xù)辦理完畢后，即可運(yùn)至長江存儲(chǔ)的工廠。
中國
氫燃料電池催化劑實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)：打破國外壟斷，價(jià)格降一半
記者從清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院新型能源及材料化學(xué)研究室獲悉，燃料電池關(guān)鍵材料催化劑產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)難題，已被清華大學(xué)氫燃料電池實(shí)驗(yàn)室與武漢一家科技公司的聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)攻克。目前，該催化劑獲得17項(xiàng)專利，產(chǎn)能達(dá)到每天1200克，且價(jià)格僅為進(jìn)口產(chǎn)品一半。
催化劑作為燃料電池核心材料，其綜合性能與國產(chǎn)化直接關(guān)系到我國燃料電池技術(shù)的核心競(jìng)爭(zhēng)力及其產(chǎn)業(yè)化前景。但相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)一直掌握在西方少數(shù)發(fā)達(dá)國家手中，催化劑核心材料長期依賴進(jìn)口的高成本現(xiàn)狀，制約了我國氫能產(chǎn)業(yè)的自主發(fā)展。2015年，清華大學(xué)與武漢喜瑪拉雅光電科技股份有限公司開展校企深度合作，聯(lián)合利用清華大學(xué)催化劑制備工藝開展Pt/C 催化劑的量產(chǎn)技術(shù)攻關(guān)。目前，催化劑產(chǎn)能達(dá)到1200克/天的規(guī)模，可滿足40臺(tái)36kW燃料電池電堆使用，并具備大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)條件。
展開 IF15《EEM》桂林電子科大張煥芝/孫立賢：生物質(zhì)均質(zhì)增強(qiáng)碳?xì)饽z衍生功能相變材料用于太陽能熱能轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)
團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種功能形式穩(wěn)定的復(fù)合相變材料 (PCM)，以實(shí)現(xiàn)用于封裝聚乙二醇 (PEG) 的 3D互連多孔碳?xì)饽z結(jié)構(gòu)。通過將來自生物質(zhì)瓜爾膠的柔性碳資源與來自聚酰亞胺的硬脆碳相結(jié)合，構(gòu)建了一種具有良好互連多孔結(jié)構(gòu)的新型均質(zhì)增強(qiáng)碳?xì)饽z，以克服傳統(tǒng)碳?xì)饽z的嚴(yán)重收縮和較差的機(jī)械性能。
支撐碳?xì)饽z包封的 PEG 產(chǎn)生了具有良好結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和綜合儲(chǔ)能性能的新型復(fù)合 PCM。結(jié)果表明，復(fù)合相變材料顯示出明確的 3D 互連結(jié)構(gòu)，其儲(chǔ)能容量分別為 171.5 J/g 和 169.5 J/g，在 100 次熱循環(huán)后僅略有變化，并且復(fù)合材料可以保持平衡溫度在 50.0 °C-58.1 °C 下持續(xù)約 760.3 秒。復(fù)合材料的熱導(dǎo)率可達(dá)0.62 W m-1 K-1，有效提高了熱響應(yīng)率。并且復(fù)合相變材料表現(xiàn)出良好的防漏性能和優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)換。復(fù)合相變材料的抗壓強(qiáng)度可提高至 1.602 MPa。結(jié)果表明，該策略可以有效地用于開發(fā)具有改進(jìn)的綜合熱性能和高光熱轉(zhuǎn)換的新型復(fù)合相變材料。
相關(guān)論文以題為Biomass homogeneity reinforced carbon aerogels derived functional phase-change materials for solar-thermal energy conversion and storage發(fā)表在《Energy & Environmental Materials》上。通訊作者是桂林電子科技大學(xué)Yongpeng Xia、張煥芝教授、孫立賢教授。
參考文獻(xiàn)：
doi.org/10.1002/eem2.12264
展開 [Optiwave] OptiBPM：創(chuàng)建一個(gè)多模干涉星型耦合器
步驟 操作
1) 創(chuàng)建一個(gè)介電材料：
名稱：guide
相對(duì)折射率(Re)：3.3
2) 創(chuàng)建第二個(gè)介電材料
名稱： cladding
相對(duì)折射率(Re)：3.27
3) 點(diǎn)擊保存來存儲(chǔ)材料
4) 創(chuàng)建以下通道：
名稱：channel
二維剖面定義材料: guide
5 點(diǎn)擊保存來存儲(chǔ)材料。
2. 定義布局設(shè)置
要定義布局設(shè)置，請(qǐng)執(zhí)行以下步驟。
步驟 操作
1) 鍵入以下設(shè)置。
a. Waveguide屬性：
寬度：2.8
配置文件：channel
b. Wafer尺寸：
長度：1420
寬度：60
c. 2D晶圓屬性：
材質(zhì)：cladding
2) 點(diǎn)擊OK，將此設(shè)置應(yīng)用到布局中。
3. 創(chuàng)建一個(gè)MMI星型耦合器
由于MMI星形耦合器中有四個(gè)輸出通道，因此需要找到在教程2(教程2：創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的MMI耦合器)中的簡(jiǎn)單MMI耦合器所產(chǎn)生的四個(gè)最大強(qiáng)度的位置。 如教程2中所述，這個(gè)位置在MMI耦合器中的第二個(gè)波導(dǎo)大約1180-1210μm的地方。
要?jiǎng)?chuàng)建MMI星型耦合器并找到所需耦合的相關(guān)耦合器長度，請(qǐng)執(zhí)行以下步驟。
步驟 操作
1) 繪制和編輯第一個(gè)波導(dǎo)
a. 起始偏移量：
水平：0
垂直：0
b. 終止偏移：
水平：100
垂直：0
2) 繪制和編輯第二個(gè)波導(dǎo)
a. 起始偏移量：
水平：100
垂直：0
b.
展開 Comsol基于氧空位的新型阻變存儲(chǔ)器分析
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學(xué)耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p> RRAM基于雙穩(wěn)態(tài)電阻轉(zhuǎn)換的阻性存儲(chǔ)器（RRAM）作為集動(dòng)態(tài)/靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器和浮柵存儲(chǔ)器功能為一體的通用存儲(chǔ)器，是NAND技術(shù)后的下一代非易失性存儲(chǔ)（NVM）技術(shù)。</p><p> 目前，業(yè)界普遍認(rèn)為RRAM是非易失性存儲(chǔ)器下一輪競(jìng)賽中的領(lǐng)先者，這源自阻性存儲(chǔ)材料豐富的物理特性及其獨(dú)特的存儲(chǔ)原理。阻性存儲(chǔ)材料涵括了氧化物材料、硫系半導(dǎo)體材料、2D材料、有機(jī)聚合物材料。根據(jù)存儲(chǔ)原理，這些材料可用以構(gòu)建氧化還原型存儲(chǔ)器、鐵電隧道結(jié)存儲(chǔ)器、Mott存儲(chǔ)器、分子存儲(chǔ)器和柔性存儲(chǔ)器。其中，某些特有的存儲(chǔ)原理與功能使這些存儲(chǔ)器可拓展至多環(huán)節(jié)應(yīng)用，在多領(lǐng)域交叉方面大顯身手。
展開 電動(dòng)汽車有望達(dá)1000公里續(xù)航！德國4企業(yè)聯(lián)合研發(fā)雙極鋰電池技術(shù)
但雙極電池與傳統(tǒng)的鋰離子電池的區(qū)別在于，其電極為雙極，即電池的陰極和陽極的活性材料應(yīng)用于一個(gè)公共的電極載體上。
此外，雙極電池芯的包裝也與傳統(tǒng)的鋰離子電池不盡相同，其單個(gè)鋰離子電池不再單獨(dú)被包裝在鋁殼中，而是在一個(gè)大區(qū)域內(nèi)彼此堆疊。
其獨(dú)特的堆疊結(jié)構(gòu)省去了殼體部件和連接元件，釋放的空間可用來填充更多的活性材料，幫助電池存儲(chǔ)更多能量，延長電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程的同時(shí)，也節(jié)省了電動(dòng)汽車的成本。
雙極電池
作為新一代的電池系統(tǒng)，該雙極電池可提供長達(dá)1000公里的電動(dòng)巡航里程。
在這一項(xiàng)目中，合作的企業(yè)將結(jié)合各自的專業(yè)領(lǐng)域，應(yīng)對(duì)技術(shù)挑戰(zhàn)：蒂森克虜伯汽車系統(tǒng)工程公司負(fù)責(zé)擴(kuò)展組裝技術(shù)，弗勞恩霍夫陶瓷技術(shù)和系統(tǒng)研究所負(fù)責(zé)以鋰－鎳－錳－鈷氧化物和石墨作為存儲(chǔ)材料的改進(jìn)雙極電極的生產(chǎn)， IAV公司負(fù)責(zé)電池監(jiān)控系統(tǒng)，戴姆勒公司負(fù)責(zé)安全模擬雙極電池。
據(jù)悉，項(xiàng)目將在第一階段完成后，開始雙極電池的量化生產(chǎn)。而項(xiàng)目所使用的雙極電池應(yīng)用前景光明，不僅適用于電動(dòng)汽車，同時(shí)也可用作光伏系統(tǒng)中的分散式儲(chǔ)能系統(tǒng)。
展開 
云南大學(xué)郭洪教授團(tuán)隊(duì)《AFM》：COFs儲(chǔ)能材料突破性進(jìn)展！
近日，云南大學(xué)材料與能源學(xué)院（云南省先進(jìn)能源材料國際聯(lián)合研究中心）郭洪教授團(tuán)隊(duì)以云南大學(xué)為第一通訊單位，在國際著名期刊Advanced Functional Materials (Nature Index收錄的期刊，IF=16.83) 發(fā)表新能源存儲(chǔ)材料最新突破性進(jìn)展“Dual-Active-Center of Polyimide and Triazine Modified Atomic-Layer Covalent Organic Frameworks for High-Performance Li Storage”。博士研究生趙根福為論文第一作者，郭洪教授為通迅作者。
作為一種高性能的能量存儲(chǔ)裝置，鋰離子電池已廣泛應(yīng)用于各類移動(dòng)電源和其他可再生清潔能源載體上。開發(fā)高性能、可持續(xù)的綠色電極材料對(duì)鋰離子電池的發(fā)展至關(guān)重要。與傳統(tǒng)的無機(jī)化合物相比，共價(jià)有機(jī)框架（COF）是一類組分、結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)，強(qiáng)穩(wěn)定性的多孔晶態(tài)框架材料，因其功能性有機(jī)單元的框架結(jié)構(gòu)展現(xiàn)出開放的離子和電子傳輸通道，近年來出現(xiàn)在電化學(xué)儲(chǔ)存的舞臺(tái)上。作為一種理想的鋰儲(chǔ)存電極材料，COF仍存在許多亟待解決的問題，如結(jié)構(gòu)強(qiáng)的π-π相互作用導(dǎo)致了低的氧化還原位點(diǎn)利用率，直接影響了其可逆儲(chǔ)能容量。因此，如何精確設(shè)計(jì)原子層結(jié)構(gòu)的COF分子結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料結(jié)構(gòu)層間或內(nèi)部活性儲(chǔ)鋰位點(diǎn)的充分激發(fā)與利用,將對(duì)COF類材料在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用開辟新的思路。
展開 PRL: 無動(dòng)量激發(fā)的方向力和Peierls扭曲固體中的有序轉(zhuǎn)變——以GeTe為例
因此研究人員相信，該相變機(jī)制可能適用于其中的許多體系，因此該發(fā)現(xiàn)為尋找電子、光電子和能源應(yīng)用的超快有序相變材料開辟了新的方向。
文獻(xiàn)鏈接：Directional Forces by Momentumless Excitation and Order-to-Order Transition in Peierls-Distorted Solids: The Case of GeTe (Physical Review Letters 2018, DOI: 10.1103/PhysRevLett.120.185701)
該研究由吉林大學(xué)李賢斌博士主持。李博士帶領(lǐng)的吉大計(jì)算半導(dǎo)體物理實(shí)驗(yàn)室(www.ioe-jlu.cn/csp) 采用電子結(jié)構(gòu)計(jì)算方法長期從事信息器件相關(guān)的半導(dǎo)體物理問題研究，重點(diǎn)探索半導(dǎo)體超快相變規(guī)律、半導(dǎo)體無序系統(tǒng)電子規(guī)律等問題。本研究的GeTe屬于相變信息存儲(chǔ)材料，研究組在相變信息存儲(chǔ)半導(dǎo)體的調(diào)控與設(shè)計(jì)上取得的進(jìn)展有：
Directional Forces by Momentumless Excitation and Order-to-Order Transition in Peierls-Distorted Solids: The Case of GeTe. Phys. Rev. Lett. 120, 185701 (2018).
Strong electron-polarized atom chain in amorphous phase-change memory GeSbTe alloy. Acta Mater. 143, 102 (2017).
展開 并不簡(jiǎn)單的彈塑性本構(gòu)子程序
程序還計(jì)算并存儲(chǔ)材料的內(nèi)能，用于能量平衡檢查。
7.循環(huán)處理
處理完當(dāng)前材料點(diǎn)后，程序繼續(xù)循環(huán)處理下一個(gè)材料點(diǎn)，直至所有積分點(diǎn)計(jì)算完畢，最后返回主程序。
測(cè)試模型
在ABAQUS的PART模塊，用回轉(zhuǎn)體方法，創(chuàng)建一個(gè)啞鈴形試驗(yàn)件，根據(jù)對(duì)稱性，建立1/4模型。
底部固定，頂部拉伸，內(nèi)部面設(shè)置對(duì)稱條件。
為了加速計(jì)算進(jìn)程，設(shè)置質(zhì)量縮放。
拉伸破壞過程
隨著載荷增加，試驗(yàn)件中間位置出現(xiàn)出現(xiàn)“頸縮”，變形達(dá)到一定程度，試驗(yàn)件斷開。
華東理工大學(xué)陳彧教授課題組《Nat. Commun.》：良品率高達(dá)90%的聚合物納米神經(jīng)形態(tài)器件的構(gòu)建
先前的工作主要涉及基于側(cè)鏈含三苯胺和二茂鐵基團(tuán)兩個(gè)氧化還原體系的聚芴功能材料的柔性憶阻器器件的構(gòu)建(Nature Communications 2019,10,736)。該器件的模擬憶阻行為不僅能夠執(zhí)行十進(jìn)制四則算術(shù)運(yùn)算，還可以完成基本的二元布爾邏輯操作，從而在單一聚合物憶阻器中實(shí)現(xiàn)多值信息存儲(chǔ)與處理功能的集成。多態(tài)編碼方式可以在單個(gè)器件中存儲(chǔ)更多的信息，從而提高有效面積上的存儲(chǔ)密度。
陳彧教授團(tuán)隊(duì)長期從事有機(jī)高分子光電信息功能材料研究工作（www.chenyu.polymer.cn）。作為課題組的研究方向之一，近年來該課題組在國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)基金、國際合作基金、面上基金等基金的有力支持下，開展了新型非易失性高分子阻變存儲(chǔ)和憶阻功能材料的設(shè)計(jì)、合成和器件性能研究工作，取得了一些原創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在Chem. Soc. Rev.、Nature Commun.、Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Funct. Mater.、Mater. Horizons、Adv. Electron. Mater.等國際著名和知名SCI期刊上發(fā)表與信息存儲(chǔ)相關(guān)的論文60余篇, 英文書籍章節(jié)兩篇。項(xiàng)目《新型非易失性高分子阻變存儲(chǔ)材料》榮獲2018年教育部自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)(陳彧教授為第1完成人，張斌副教授為第2完成人)。
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