BP 在许多领域都具有广泛的应用,如耐腐蚀和耐热涂层 [4,5]、光催化剂和电催化剂 [6,7],以及热管理 [1] 和极紫外光学应用。 [8] 最近,BP 被认为是一种潜在的 p 型透明导电材料 (TCM)。 [9] 这是一个特别有趣的前景,因为在光学透明材料中获得高 p 型电导率仍然是一个尚未解决的挑战。 [10,11] 与其他 p 型 TCM 候选材料不同,多位作者报道了 BP 中的双极掺杂。 [3,5,9,12,13] 因此,BP 可能是具有 p 型和 n 型掺杂能力的透明材料的独特例子。BP 结晶于具有四面体配位的金刚石衍生的闪锌矿结构中。由于B和P之间的电负性差异很小,BP是共价固体,其能带结构与金刚石结构中的Si和C的能带结构非常相似。主要区别在于BP的基本间接带隙大小适中(≈2.0 eV)[14–16],这主要是由于键长适中。虽然该带隙对应于可见光,但BP的直接带隙要宽得多,位于紫外区(≈4.3 eV)。[15–17]预计BP在室温下的间接跃迁很弱[15],这是使BP薄膜足够透明以用于许多TCM应用的关键因素。例如,根据包括电子-声子耦合在内的第一性原理计算,100nm厚的BP膜预计会吸收微不足道的红黄光和不到10%的紫光。 [15] 就电学性质而言,BP 具有由 p 轨道产生的高度分散的价带,从而确保较低的空穴有效质量(0.35 me)。[9] 与金刚石不同,BP 的价带顶位于相对于真空能级相对较浅的能量处。浅而分散的价带通常与高 p 型掺杂性相关,因为更容易形成未补偿的浅受体缺陷。[18,19]
本卷涵盖了用于水处理和净化的技术。熟悉该领域的人会立即将其视为固液分离的论文。然而,该主题要广泛得多,因为所讨论的技术不仅限于仅依赖物理方法处理和净化废水的污染控制硬件。本书试图尽可能广泛地介绍那些适用于水(例如饮用水)和废水(即工业和市政)来源的技术。所讨论的方法和技术是物理、化学和热技术的结合。本书共有十二章。第一章介绍了术语和概念,以及需要水处理实践的原因。本章还通过为所讨论的主题提供组织结构,为本书的平衡奠定了基础。第二章涵盖了过滤理论和实践的 A-B-C,这是本书几章中讨论的基本单元操作之一。第 3 章开始讨论废水的化学性质,并重点介绍了使用化学添加剂协助悬浮固体的物理分离过程。第 4 章至第 7 章介绍了特定技术的过滤实践。这三章涵盖了广泛的硬件选项,适用于市政和工业两方面。第 8 章介绍了沉淀、澄清浮选和聚结的主题,并让我们重新讨论一些对实现高质量水很重要的化学问题。第 9 章介绍了用于饮用水净化的膜分离技术。第 10 章介绍了两种非常重要的水净化技术,它们不仅应用于饮用水供应和饮料行业,还应用于地下水修复应用。这些技术是离子交换和碳吸附。第 11 章介绍了化学和非化学水消毒技术,这些技术对于提供高质量的饮用水至关重要。最后一章重点介绍了废水处理的固体废物 - 污泥。本章不仅介绍了污泥脱水的物理化学和热方法,还探讨了如何处理这些废物及其对水处理厂运营总成本的影响。污泥与水一样,可以进行调节和消毒,从而将其从需要处置的昂贵废物转变为可以进入二级市场的有用副产品。特别强调的是污染防治技术,这些技术不仅比传统的废物处理方法更环保,而且更具成本效益。我试图将自己在处理水处理项目方面的一些理念融入本书。因此,每一章都试图从第一性原理的角度来涵盖各个主题领域,然后探索案例研究。
10:50–11:30:休息/电子海报会议 11:30 – 11:40:Andrea Tomadin(意大利比萨大学)O 光激发石墨烯的有效塞贝克系数理论 11:40 – 11:50:Adam Rycerz(波兰雅盖隆大学)O 掺杂石墨烯中的亚 Sharvin 电导和增强散粒噪声 11:50 – 12:00:Argyrios Varonides(美国斯克兰顿大学)O 通过正向偏置石墨烯/n-GaAs 肖特基结中的隧穿实现电子发射理论 12:00 – 12:30:Marcos A. Pimenta(巴西 UFMG 大学)K 旋转双层石墨烯中层内和层间电子-声子过程的共振拉曼增强 12:30 – 12:40:Artur Dobrowolski (Lukasiewicz 研究网络-微电子与光子学研究所,波兰) O 根据 SiC 衬底的拉曼响应确定石墨烯层数 12:40 – 12:50:Karolina Pietak(Lukasiewicz 研究网络-微电子与光子学研究所,波兰) O 通过介电层沉积增强石墨烯相关和衬底相关的拉曼模式 12:50 – 13:00:Jakub Jagiello(Lukasiewicz 研究网络-微电子与光子学研究所) : 13:00 – 13:10: Konrad Wilczynski (华沙理工大学,波兰) O 支撑单层和多层 WS2 纳米片中的声子非谐性 - 第一性原理和拉曼研究 13:10 – 13:20: Christoph Geers (NanoLockin GmbH,瑞士) O 用于分析石墨烯的主动热成像技术 13:20 – 14:20 : 午餐休息 14:20 – 14:50: Joshua A. Robinson (宾夕法尼亚州立大学,美国) K 探索原子极限的金属 14:50 – 15:00: Assael Cohen (特拉维夫大学,以色列) O 一种用于晶圆级高光学质量 TMD 的创新方法 原子通过 MOCVD 技术进行层生长 15:00 – 15:30: Joan M. Redwing (美国宾夕法尼亚州立大学) K 蓝宝石上的 TMD 阶梯定向外延
摘要:调整宽带隙 β - Ga 2 O 3 的光学和电子特性对于充分利用该材料在电子、光学和光电子领域现有和新兴技术应用中的潜力至关重要。在本研究中,我们报告了 Ti 掺杂剂不溶性驱动的化学不均匀性对 Ga 2 O 3 多晶化合物的结构、形态、化学键合、电子结构和带隙红移特性的影响。采用传统的高温固相反应路线在可变的煅烧温度(1050 − 1250 ° C)下合成了 Ga 2 − 2 x Ti x O 3(GTO;0 ≤ x ≤ 0.20)化合物,烧结温度为 1350 ° C。GTO 样品的 X 射线衍射分析表明,仅在非常低的 Ti 掺杂浓度(<5 at. %)下才会形成单相化合物,而较高的 Ti 掺杂会导致形成复合材料,其中含有大量未溶解的 TiO 2 金红石相。然而,在烧结样品中,未溶解的金红石相的一部分转化为单斜 TiO 2。 Rietveld 对本征 Ga 2 O 3 和单相 Ti 掺杂化合物(x = 0.05)进行细化,证实样品在具有 C 2/m 空间群的单斜对称性中稳定存在。样品的表面形貌表明,本征 Ga 2 O 3 呈现棒状形貌,而 Ti 掺杂化合物呈现球形形貌。此外,在具有异常晶粒生长的掺杂化合物中,与本征 Ga 2 O 3 相比,可以注意到晶格孪生引起的条纹。Ga 2p 的高分辨率 X 射线光电子能谱分析显示,由于相邻离子的电子云之间的相互作用,与金属 Ga 相比发生了正向偏移。由于 Coster − Kronig 效应,Ti 2p 1/2 光谱显示出异常增宽。采用混合密度泛函理论的第一性原理计算表明,Ti 优先取代八面体 Ga 位点,并在 Ga 2 O 3 中表现为深层施主。从光吸收光谱可以看出,光学带隙发生了红移。Ga 2 O 3 带隙内的吸收归因于未溶解的 TiO 2 的夹杂,因为 TiO 2 在 Ga 2 O 3 带隙内具有 I 型排列。此外,还研究了 GTO 化合物的电催化行为。从电催化研究中可以明显看出,与本征 Ga 2 O 3 相比,掺杂化合物表现出明显的电催化活性。
本期特刊旨在汇集高质量的论文,重点介绍各种可充电电池材料的最新发展,并重点介绍当今最重要和最有效的储能设备之一的科学和技术,即锂离子、锂硫、锂空气和钠离子电池。高性能电池技术被认为是通过大规模应用于电动汽车实现深度脱碳的关键因素。此外,通过大量关注推广可持续和可再生能源,可持续经济发展是可能的。这些间歇性能源系统的开发需要适当的储能方法,其中电池作为多功能储能设备发挥着重要作用。这些贡献提供了对一系列材料(电池的基本元素)的深入了解,其方法可以从纳米到宏观。在这些电池中,不仅阴极和阳极材料,而且其他组件(如电解质、添加剂和隔膜)在确定其能量密度、寿命、功率能力、安全性和成本方面也起着至关重要的作用。通过引入源于特殊形貌和结构、适宜的颗粒尺寸、表面工程、掺杂和复合形成等各种功能来设计和合成材料以获得稳定的电化学性能,人们对此给予了特别的关注。因此,对电池材料的广泛研究在生产未来可持续发展的先进可充电电池中发挥着越来越重要的作用。元素掺杂取代锂或氧位已成为提高层状正极材料电化学性能的一种简单有效的技术。与单一元素掺杂相比,Wang 等 [1] 在研究 Na + /F − 阳离子/阳极共掺杂对 LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 的结构和电化学性能的影响方面做出了前所未有的贡献。三维和二维势图的第一性原理计算表明,Na 掺杂可以降低势阱并增加 Li + 离子的去除速率 [2]。采用溶胶-凝胶法,以乙二胺四乙酸 (EDTA) 为螯合剂,合成了共掺杂的 Li 1-z Na z Ni 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2-z F z (z = 0.025) 和纯 LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 材料。结构分析表明,Na + 和 F − 掺杂剂分别成功掺入 Li 和 O 位。共掺杂使 Li 板间距更大、阳离子混合程度更低、表面结构更稳定,从而大大提高了正极材料的循环稳定性和倍率性能。Na/F 共掺杂电极在 1C 倍率下提供 142 mAh g −1 的初始比容量(0.1C 时为 178 mAh g −1),并且在 1C 倍率下经过 1000 次充电-放电循环后仍能保持其初始容量的 50%。Bubulinca 等人 [3] 对采用优化的无粘合剂技术制备的二元和三元自立复合正极材料进行了比较研究。使用聚(乙二醇)对异辛基苯基醚(Triton X-100)作为表面活性剂,制备了二元“岛桥”LiMn2O4/碳纳米管(LMO/CNT)复合材料和三元“构造板-岛桥”LiMn2O4/CNTs/石墨烯仿生结构。在
