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非晶态卤氧化物材料实现锂超离子导电
摘要：最近兴起的卤化物基固体电解质（SE）具有良好的离子电导率、宽的电化学稳定性窗口以及与高压氧化物正极的良好兼容性，是高性能全固态电池（ASSB）的理想候选材料。与卤化物 SE 中的结晶相相比，非晶态组分很少被理解，但在锂离子传导中起着重要作用。本文揭示了通过机械化学方法制备的卤化物基 SE 中非晶态组分的存在很常见。发现快速的锂离子迁移与非晶态比例的局部化学有关。以 Zr 基卤化物 SE 为例，可以通过掺入 O 来调节非晶化过程，从而形成角共享的 Zr-O/Cl 多面体。这种结构配置已通过 X 射线吸收光谱、对分布函数分析和逆蒙特卡罗建模得到证实。独特的结构显着降低了锂离子传输的能垒。结果显示，非晶态 Li 3 ZrCl 4 O 1.5 在 25 ° C 时可实现 (1.35 ± 0.07) × 10 − 3 S cm − 1 的增强离子电导率。除了提高离子电导率外，通过掺入 O 对 Zr 基卤化物 SE 进行非晶化还可获得良好的机械变形能力和良好的电化学性能。这些发现为合理设计高性能 ASSB 所需的卤化物 SE 提供了深刻见解。
影响导电聚合物电子传导的物理化学因素
由于电子从大分子链上的π分子轨道离域，了解有机大分子的电子结构和立体化学之间的密切联系，从而获得半导体或金属导电性，这有利于解释和理解它们的电学、电化学和光学性质以及不同的导电模式，也将更好地解释这些性质，特别是在通过化学聚合或电沉积开发超薄导电或半导体层时；这些结构用于开发电流或阻抗生物传感器（生物电子学）中DNA、RNA或蛋白质的固定表面，以及OJI（“有机”结型晶体管）、Oled（有机发光二极管）、用于纳米电化学、半导体电化学和光电化学的纳米电极，以及它们在数字显示、防腐、量子点（纳米点）和有机光伏电池（OPVC）中的众多应用。
设计最佳钙钛矿结构以实现高离子传导
为了降低欧姆损耗，电解质支持的固体氧化物燃料/电解池需要在高工作温度（> 800 °C）下工作，这是限制其商业化的主要因素之一。[1–3] 为了将工作温度降低到更具成本效益的范围（< 500 °C），人们进行了大量研究，以开发具有更高低温离子电导率的电解质。[4,5] 在这方面，掺杂钙钛矿体系（即 A 1–xA′xB1–yB′yO3–δ，其中 A′ 和 B′ 是异价掺杂剂）已成为氧离子导体的有希望的候选材料。例如，锶和镁共掺杂的LaGaO3由于其具有竞争力的离子电导率（600°C时> 0.01 S cm-1）和化学稳定性，被认为是氧化钇稳定氧化锆的极佳替代品。[6–8]但是，尽管具有这些诱人的特性，但很少有高性能替代品被发现[9,10]，而且还没有系统地设计这类材料的方法。
使用
有限元方法（FEM）是计算研究中最强大的工具之一，可以生成物理现象的解决方案。由于其在求解复杂的物理行为方面的功效，它被广泛用于结构工程[1]，[2]，热和热分析[3]，[4]，计算流体动力学[5]，[6]，Biofluid Simulation [7]，[8]，[8]和电子磁学[9]。在所有这些应用中，FEM解决传热问题的能力在许多领域都在开创。由于FEM的能力，我们使用了一个简单的FEM代码来解决一个基本的1D热传导问题。FEM的引入为工程师和科学家提供了多个自由度，可以从管理方程式中分析任何物理现象。最重要的方面是FEM的几何独立性。在大多数情况下，分析解决方案仅适用于非常简单的特定几何形状。相比之下，FEM是一种解决问题的方法，该问题高度能够根据某些初始参数近似实际解决方案。纳入FEM可以消除对复杂分析解决方案的需求。fem通过构建矩阵并迭代解决任何现象，从而使范围很容易获得见识。fem是解决预期物理现象方程的框架，在我们的情况下，即线性热传导。fem首先要使方程式的弱形式，然后将域离散到较小的域，计算形状函数，应用边界条件等。我们方法的详细信息将在方法部分中描述，重点是我们的目标。在这项研究中，我们将在特定边界条件下解决稳态线性1D热传导问题。尽管它是一个简单的模型，但它为将来接近更复杂的模型提供了起点。此外，我们将讨论变化参数的结果，并评估分析模型中FEM模型的性能。2。方法论
固体聚合物电解质：离子传导机制和增强策略
固体聚合物电解质（SPE）具有全面的优势，例如高柔韧性，与电极的界面电阻低，良好的膜形成能力和低价，但是，它们在固态电池中的应用主要受到不足的离子电导率的阻碍，尤其是低于融化温度等。为了提高离子传导能力和其他特性，已经利用了各种修改策略。在本文文章中，我们仔细检查了SPE（及其复合材料）的结构特征和离子传递行为，然后披露离子传导机制。离子转运涉及离子跳和聚合物分段运动，离子电导率的改善主要归因于电荷载体的浓度和迁移率的增加以及快速离子途径的构建。此外，总结了SPE的修改策略的最新进展，以增强共聚物结构设计到锂盐剥削，添加剂工程和电解质微型形态调节的离子传导。本文打算对SPE的离子传导和增强机制进行全面，系统性和深刻的了解，以在具有高安全性和能量密度的固态电池中可行的应用。
环形扇区传导形状因子的新分析模型
传热设备，例如热管，蒸气室，热通道，微通道散热器和毛孔冷却板，依靠二维稳定的稳定热传导来热管理电信，航空航天，航空航天和微电极的热传播组件。传导形状因子可以评估这些设备的二维稳定热传导。设备的nulus的几何形状及其在热生成组件上的机械附件可能会有所不同。鉴于单面加热和冷却的突出性，二维热传导通常是通过纳鲁斯扇形进行的。第一次开发了一个分析模型来预测环形扇区的传导形状因子。本模型是先前开发的等效圆形环模的扩展，并应用了等效的同心圆形环扇门。该模型的定量是参数边界几何的有限元元素建模的结果，在相对差异10％的相对差异之内捕获了大多数数据。目前的模型为同心形状的等温边界之间形成的环形扇形的形状因子提供了模拟，封闭形式的分析解决方案。更重要的是，它为设计和优化新型传热设备提供了一个统一的平台。
MOF 指导合成具有增强质子传导性的结晶离子液体
摘要：对离子液体 (IL) 进行长程有序排列不仅可以提高其在所需应用中的性能，还可以帮助阐明结构和性能之间的微妙关系。然而，这仍然是一个挑战，迄今为止还没有报道过相关实例。在此，我们报道了一种通过基于配位自组装的网状化学实现结晶 IL 的可行策略。通过设计 IL 桥接配体然后将其与金属团簇连接来制备 IL 1 MOF。IL 1 MOF 具有独特的结构，其中 IL 配体排列在长程有序框架上，但具有不稳定的离子中心。这种结构使 IL 1 MOF 突破了固体 IL 的质子传导率低于其对应的块体 IL 的典型限制。IL 1 MOF 在很宽的温度范围内表现出比其对应的 IL 单体高 2-4 个数量级的质子传导率。此外，通过将IL限制在超微孔（<1纳米）内，IL 1 MOF将液固相转变温度抑制到低于@150 8C，使其能够在零下温度范围内以高导电性发挥作用。
超薄非晶 NbP 半金属中的表面导电和降低的电阻率
众所周知，由于电子表面散射，传统金属（如铜）的电阻率在薄膜中会增加，从而限制了金属在纳米级电子器件中的性能。在这里，我们发现在相对较低的 400°C 温度下沉积的磷化铌 (NbP) 半金属中，随着薄膜厚度的降低，电阻率会异常降低。在厚度小于 5 纳米的薄膜中，室温电阻率（1.5 纳米厚的 NbP 约为 34 微欧姆厘米）比我们的块体 NbP 薄膜的电阻率低六倍，并且低于类似厚度的传统金属（通常约为 100 微欧姆厘米）。NbP 薄膜不是晶体，而是在非晶态基质内表现出局部纳米晶体、短程有序。我们的分析表明，较低的有效电阻率是由通过表面通道的传导以及薄膜厚度减小时的高表面载流子密度和足够好的迁移率引起的。这些结果和在此获得的基本见解可以实现超越传统金属限制的超薄、低电阻率纳米电子线。
不要再指责纳米晶体阵列中的跳跃传导，而应将其用于主动光子学！
纳米晶体 (NC) 现已成为光子应用的既定基石。然而，它们在光电子学中的集成尚未达到同样的成熟度，部分原因是人们认为瓶颈在于跳跃传导导致的固有有限迁移率。人们做出了巨大努力来提高这种迁移率，特别是通过调整粒子表面化学以实现更大的粒子间电子耦合，并且已经实现了 ≈ 10 cm 2 V − 1 s − 1 的迁移率值。人们承认，这个值仍然明显低于 2D 电子气体中获得的值，但与具有类似约束能的外延生长异质结构中垂直传输的迁移率相当。由于进一步提高迁移率值的前景似乎有限，因此建议应将精力集中在探索跳跃传导带来的潜在好处上。这些优势之一是扩散长度对偏置的依赖性，这在设计基于 NC 的设备的偏置可重构光学响应方面起着关键作用。本文将回顾构建偏置激活设备的一些最新成果，并讨论设计未来结构的基本标准。最终，跳跃传导是产生低无序材料无法提供的新功能的机会。
传导速度，G-Ratio和细胞外水作为自闭症谱系障碍的微结构特征
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