本演示文稿是作为美国政府机构赞助的工作的说明而编写的。美国政府及其任何机构或其任何雇员均不对所披露的任何信息、设备、产品或流程的准确性、完整性或实用性做任何明示或暗示的保证,也不承担任何法律责任或义务,也不表示其使用不会侵犯私有权利。其中以商品名、商标、制造商或其他方式提及任何特定的商业产品、流程或服务并不一定构成或暗示美国政府或其任何机构对其的认可、推荐或支持。本文中表达的作者的观点和意见不一定代表或反映美国政府或其任何机构的观点和意见。
导电氧化物界面引起了广泛关注,这既是因为基础科学的原因,也是因为氧化物电子设备的潜力。这种设备技术成熟的一个重要差距是可扩展性和控制电子特性的途径,这可能会缩小设备工程空间。在这里,我们展示并解释了高度可调的导电氧化物界面的机制。我们使用可扩展且与行业兼容的原子层沉积 (ALD) 技术合成了非晶态-结晶态 Al 2 O 3 /SrTiO 3 界面。在 ALD 室中使用 NH 3 等离子体预处理,并将其持续时间用作电性能的调整参数,其中在室温下观察到三个数量级的薄层电阻跨度。对于导电性最强的样品,我们的结果与使用最先进的外延生长技术(例如脉冲激光沉积)制备的全晶态氧化物界面的最高载流子密度值相当。我们将导电性的起源确定为 NH 3 等离子体预处理引起的 SrTiO 3 还原引起的氧空位。这些结果提供了一种实现导电氧化物界面的简单、可扩展且与工业兼容的途径,具有广泛的参数空间,为氧化物器件工程提供了多功能且灵活的工具包。
摘要:在过去的十年中,通过便携式电子小工具的快速开发来鼓励能源存储系统的研究。混合离子电容器是一种Nov El电容器 - 电池混合储能设备,由于其高功率数量,同时保持能量密度和较长的生命周期,因此引起了很多兴趣。主要是基于锂的储能技术正在研究用于电网存储。但是,锂储量的价格上涨和间歇性可用性使基于锂的商业化不稳定。因此,已经提出基于钠的技术科学科学作为基于LITH IUM的技术的潜在替代品。钠离子电容器(SICS)是AC知识的,它们是潜在的创新能量存储技术,其具有较低的标准电极电势和比锂离子电容器较低的成本。然而,钠离子的较大半径也有助于不利的反应动力学,低能量密度和短暂的SICS寿命。最近,由于较大的理论能力,环境友好性和SIC的低成本,基于转移的金属氧化物(TMO)候选者被认为是潜力的。这项简要研究总结了TMO和基于钠的TMO的研究作为SIC应用的电极候选物的当前进步。此外,我们详细介绍了SICS TMO的探索和即将到来的前景。关键字:过渡金属氧化物,电极材料,能量密度,功率密度,钠离子电容器。
迄今为止安装的最大的 SOEC 系统规模在 100 千瓦 (kW) 到 1 兆瓦 (MW) 之间。大多数都是作为试点或示范项目安装的,因此不代表商业部署。8 但是,仅根据这些项目来判断 SOEC 的商业准备情况并不能公正地评价该技术:SOEC 在设计和制造上与固体氧化物燃料电池 (SOFC) 几乎完全相同,后者已经在备用发电和微电网应用中以远高于千兆瓦 (GW) 的规模部署。因此,可以预期从 SOFC 部署和制造经验中学到的知识将转化为 SOEC。也许并不奇怪,随着电解器需求的激增,许多积极参与 SOFC 开发的公司最近都表示有兴趣制造 SOEC。
1 橡树岭国家实验室材料科学与技术部,田纳西州橡树岭 2 格但斯克理工大学纳米技术与材料工程研究所及先进材料中心,波兰格但斯克 3 田纳西大学诺克斯维尔分校材料科学与工程系,田纳西州诺克斯维尔 4 洛斯阿拉莫斯国家实验室综合纳米技术中心,新墨西哥州洛斯阿拉莫斯 5 加州大学戴维斯分校材料科学与工程系,加利福尼亚州戴维斯 6 洛斯阿拉莫斯国家实验室西格玛部,新墨西哥州洛斯阿拉莫斯 7 詹姆斯麦迪逊大学物理与天文系,弗吉尼亚州哈里森堡 8 宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系,宾夕法尼亚州立大学帕克分校 9 德克萨斯大学达拉斯分校材料科学与工程系和化学与生物化学系,德克萨斯州理查森 10 芝浦工业大学科学技术研究生院,日本东京 a) 通讯作者:wardtz@ornl.gov
ABSTRACT ....................................................................................................................... iv
《材料》(ISSN 1996-1944)于 2008 年创刊。该期刊涵盖 25 个综合主题:生物材料、能源材料、先进复合材料、先进材料特性、多孔材料、制造工艺和系统、先进纳米材料和纳米技术、智能材料、薄膜和界面、催化材料、碳材料、材料化学、材料物理、光学和光子学、腐蚀、建筑和建筑材料、材料模拟和设计、电子材料、先进和功能性陶瓷和玻璃、金属和合金、软物质、聚合物材料、量子材料、材料力学、绿色材料、通用材料。《材料》为投稿高质量文章和利用其庞大的读者群提供了独特的机会。
图 1 . (a) Na 1-x K x NbO 3 铁磁体(x=0、0.16、0.42、0.52、0.63、0.82、1)的实验总原子 PDF。箭头强调了 KNN 及其成分的局部和平均结构的细微(红色箭头)和明显(蓝色箭头)演变。 (b) PDF 的低 r 区域表明存在相当刚性的 Nb-O 6 八面体(PDF 峰在约 1.9 Å 处,标记为单个八面体),碱金属原子的位置顺序随 K 百分比增加(PDF 峰在约 2.8 Å 处,标记为两个八面体和附近的碱金属原子),相邻八面体中心的 Nb 原子之间的距离几乎没有变化(PDF 峰在约 4 Å 处,标记为角共享八面体),以及包括八面体倾斜在内的次近邻原子相关性的细微演变(PDF 峰在约 6.9 Å 处,标记为 4 个倾斜八面体)。(c)PDF 的高 r 区域表明与母体化合物相比,KNN 中的结构相干性范围有限(参见各自 PDF 的加速衰减,其中原子间距离用红色虚线标出)。
导电氧化物界面引起了广泛关注,这既是因为基础科学的原因,也是因为氧化物电子设备的潜力。这种设备技术成熟的一个重要差距是可扩展性和控制电子特性的途径,这可能会缩小设备工程空间。在这里,我们展示并解释了高度可调的导电氧化物界面的机制。我们使用可扩展且与行业兼容的原子层沉积 (ALD) 技术合成了非晶态-结晶态 Al 2 O 3 /SrTiO 3 界面。在 ALD 室中使用 NH 3 等离子体预处理,并将其持续时间用作电性能的调整参数,其中在室温下观察到三个数量级的薄层电阻跨度。对于导电性最强的样品,我们的结果与使用最先进的外延生长技术(例如脉冲激光沉积)制备的全晶态氧化物界面的最高载流子密度值相当。我们将导电性的起源确定为 NH 3 等离子体预处理引起的 SrTiO 3 还原引起的氧空位。这些结果提供了一种实现导电氧化物界面的简单、可扩展且与工业兼容的途径,具有广泛的参数空间,为氧化物器件工程提供了多功能且灵活的工具包。
ext。0.669 0.945 0.669 T = 0.80(EV)期望。[REF] [REF] 0.668 0.945 0.669 N/A PBE 0.670 EG = 1.23(EV)