2019,你好!
1.南科大PRL:雙層WTe2中強非線性霍爾效應的能帶特征
打破分立對稱性或晶體對稱性所得的超常規響應,為探索新興的物理體系或材料開辟了新的路徑。通過打破反演對稱,即使在時間反演對稱成立的條件下,也能觀測到非線性霍爾信號,這與傳統的霍爾效應大不一樣。雖然低對稱性的二維材料在非線性霍爾效應領域具有應用前景,但人們對于何種條件下能測量到強非線性霍爾效應則認識較少,特別是其與能帶結構特征之間的關聯。鑒于此,南方科技大學盧海舟等人通過模擬分析,在傾斜的能帶反交叉區域和能帶反轉區域附近發現顯著的非線性霍爾信號。這些能帶特征能用來解釋最近實驗中所報道的二維WTe2中的強非線性霍爾效應。該研究不僅對分析非線性霍爾效應的輸運特性具有指導作用,也為探索新興材料中超常規響應提供了幫助。
Du Z Z, Wang C M, Lu H-Z,et al. Band Signatures for Strong Nonlinear Hall Effect in Bilayer WTe2[J].Physical Review Letters, 2018.
DOI:10.1103/PhysRevLett.121.266601
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.266601
2.PRL:測量亞波長超材料中的狄拉克錐
凝聚態物理中二維系統的發現激發了人們對其光子學類似物的尋找。法國國家科學研究中心Fabrice Lemoult等人提出了一種通用方案,用以復制(再現)局部共振超材料中由緊束縛哈密頓量控制的某些二維系統;通過特定地控制結構和組分,能任意調控其能帶結構。作者運用理論模擬和試驗手段,再現了2D系統中最著名的材料石墨烯的能帶結構,并測量了其狄拉克錐,從而在微波段演示了所提出的方案。這項研究直接證明,選擇晶體學描述,而非有效參數這一常規描述,將使亞波長尺度系統成為研究固態物理學中誘人挑戰的實用平臺。
Yves S, Berthelot T, FinkM, et al. Measuring Dirac Cones in a Subwave length Metamaterial[J]. Physical Review Letters, 2018.
DOI:10.1103/PhysRevLett.121.267601
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.267601
3.AM: 單原子鐵高效ORR
隨著能源需求的增加,制備高效、經濟、穩定的ORR催化劑成為了近年來的研究熱點。單原子催化劑具有高的原子利用率,在很多領域體現出了很好的催化性能。有鑒于此,作者采用SiO2-模板法,利用廉價的組氨酸作為N和C的前驅體合成了單原子Fe錨定在N摻雜的納米球上的催化劑(Fe–N–C HNSs)。經過表征發現,Fe與四個N錨定在一起,形成Fe–N4結構。得益于大量的Fe–N4結構和獨特的球型中空結構,該催化劑在堿性媒介中體現出了比商業Pt/C和目前報道的大多數無貴金屬催化劑更好的ORR性能。
Chen Y, Xu L, Tang Y, et al. Atomic Fe Dispersed on N-Doped Carbon Hollow Nanospheres for High-Efficiency Electrocatalytic Oxygen Reduction[J]. Advanced Materials, 2018.
DOI: 10.1002/adma.201806312
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201806312
4.AM:Ni–Fe LDH@NiCu多級結構催化劑高效全解水
發展高效、低成本的同時具有OER和HER性能的雙功能催化劑用于電解水技術是近年來的研究重點。作者合成了超薄Ni-Fe層狀雙金屬氫氧化物(Ni–FeLDH)納米片或Ni-Fe氧化物(NiFeOx)組裝在NiCu合金上的具有三維多級結構的材料(Ni–Fe LDH@NiCu)用于全解水。實驗發現,剛合成的Ni–Fe LDH@NiCu催化劑具有高的OER活性,電流密度為10 mA cm?2時,對應過電位僅218 mV(低于RuO2催化劑的249 mV)。同時,生成的NiFeOx@NiCu具有高的HER性能,電流密度為10 mA cm?2時,過電位為66 mV。將Ni–Fe LDH@NiCu和NiFeOx@NiCu材料用于全解水也體現出高的性能。
Zhou Y, Shen Y, et al. Exceptional Performance of Hierarchical Ni–Fe (hydr)oxide@NiCu Electrocatalysts for Water Splitting[J]. Advanced Materials, 2018.
DOI:10.1002/adma.201806769
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201806769
5.ACS Energy Lett.:X射線中子層析成像揭示循環過后Li-O2電池鋰負極中的奧秘
Li-O2電池技術的成功應用與前景之間的差距應當通過深入了解其工作機理與失效機制來彌補。本文首次通過X射線和中子斷層掃描,以及后續的掃描電子顯微鏡、X射線衍射和傅立葉變換紅外光譜等揭示了鋰負極的形態演變與電化學性能之間的關系。實驗結果表明,與化學/電化學副反應有關的金屬鋰的不可逆轉變與觀察到的電化學性能衰減密切相關。
Sun F, Gao R, et al. RevealingHidden Facts of Li Anode in Cycled Lithium–Oxygen Batteries through X-ray and Neutron Tomography[J]. ACS Energy Letters, 2018.
DOI: 10.1021/acsenergylett.8b02242
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.8b02242
6.Energy Storage Mater.:雜化儲能器件—先進電極材料與匹配原則
結合超級電容器和二次電池儲能行為的雜化儲能器件表現出了高能量密度、高功率密度和長循環壽命等多重優勢,并有望成為多功能電子設備和電動/混合動力汽車的最終選擇。本文綜述了近年來雜化儲能器件領域的研究進展,重點介紹了電極材料以及正負極的匹配原則,特別是重新梳理了基于電極材料電荷儲存機制的高密度半導體器件的分類及新進展。
Tie D, Huang S, et al. Hybrid EnergyStorage Devices: Advanced Electrode Materials and Matching Principles[J].Energy Storage Materials, 2018.
DOI: 10.1016/j.ensm.2018.12.018
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829718311176?dgcid=rss_sd_all