符合可持續發展的未來需要能源、環境、電子能部門之間的通力合作,開發功能材料并且需要基于量子機理。如何控制材料內的電荷分布(基本的量子性質)是調控材料的物理學、化學、電子學性質的關鍵。電荷調控的關鍵在于“極化效應”,極化現象是無處不在的現象,極化現象的特點是正電荷-負電荷分離。
有鑒于此,皇家墨爾本理工大學馬天翼教授、Xiaoning Li等綜述報道各種產生極化現象的方法,以及極化現象在能源、環境、電子等領域的應用和發展。
總結了各種產生極化現象的方法,并且對極化現象在催化、能源存儲、太陽能電池、電子學等領域的應用進行重點介紹。
首先簡介各種極化現象的基礎原理,包括壓電(piezoelectric)、鐵電(ferroelectric)、熱電(pyroelectric)效應。隨后對各種不對稱現象產生內部電場的方法進行介紹,包括異質結、摻雜。隨后,對各種應用場景中,極化現象的關鍵作用進行總結,包括電荷分離、表面化學修飾、能帶排列等。
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特別關注了極化現象和材料性質之間的關系,克服了現有技術的局限,以及解鎖新型現象。通過深入分析和研究,提出了如何在廣泛的研究領域內增強極化現象的方法,這些研究領域包括未來能源、環境、電子學等。
參考文獻
Xinwei Guan, Zhihao Lei, Ruichang Xue, Zhixuan Li, Peng Li, Matthew David, Jiabao Yi, Baohua Jia, Hongwei Huang, Xiaoning Li, Tianyi Ma, Polarization: A Universal Driving Force for Energy, Environment, and Electronics, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202413525
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202413525