Ingrid D. Barcelos 1*、Raphael Longuinhos 5、Gabriel R. Schleder 3、Matheus J. S. Matos 4、Raphael Longuinhos 5、Jenaina Ribeiro-Soares 5、Ana Paula M. Barboza 4、Mariana C. Prado 4、Elisângela S. Pinto 6、Yara Galvão Gobato 7、Hélio Chacham 2、Bernardo R. A. Neves 2、Alisson R. Cadore 3*
研究二维材料时,一种常见的方法是将它们支撑在固体基底表面上。在这种情况下,如果要按需插入离子,即通过某种控制机制,则必须使离子与电解质接触。二维材料中特定离子相对于对电极的化学势差为离子插入提供了可控的驱动力。尽管基底本身可以充当固态电解质,例如离子导电玻璃陶瓷,[10–12] 但支撑二维材料层之间的离子插入可能会受到阻碍,因为有效插入通常通过边缘或缺陷位进行。从顶部涂抹电解质时更有可能覆盖这些位置——这种方法近年来被广泛使用,主要用于静电门控。 [13,14] 为了系统地解决离子插入和传输问题,将电解质与 2D 材料以图案化方式整合在一起非常重要,例如,对离子扩散过程施加方向性。这主要是样本大小和图案分辨率问题,在 100 µm 及以上的规模上可以解决,例如通过固态电解质的增材制造 [15] 或液态电解质的喷墨打印。[16–18] 目前,这些方法的局限性在于打印分辨率以及电解质的机械性能。因此,粘稠电解质或离子凝胶更容易打印,[16] 而一系列低粘度电池级电解质(如碳酸乙烯酯/碳酸二乙酯中的 LiPF 6)则不然。这些电解质往往很容易润湿样品的大部分表面,必须
了解纳米级热传播的基本原理对于下一代电子产品至关重要。例如,已知层状材料的弱范德华键会限制其热边界导率 (TBC),从而成为散热瓶颈。本文提出了一种新的非破坏性方法,使用时间分辨的光致热应变 X 射线测量来探测纳米级晶体材料中的热传输。该技术通过测量光激发后 c 轴晶格间距的变化,直接监测晶体中随时间的温度变化以及随后跨埋层界面的弛豫。研究了五种不同的层状过渡金属二硫属化物 MoX 2 [X = S、Se 和 Te] 和 WX 2 [X = S 和 Se] 的薄膜以及石墨和 W 掺杂的 MoTe 2 合金。在室温下,在 c 平面蓝宝石衬底上发现 TBC 值在 10–30 MW m − 2 K − 1 范围内。结合分子动力学模拟,结果表明高热阻是界面范德华键合较弱和声子辐射度较低造成的。这项研究为更好地理解新兴 3D 异质集成技术中的热瓶颈问题奠定了基础。
Suneel K ODAMBAKA kodambaka@ucla.edu 2D 层状材料;超韧陶瓷 Ximin HE ximinhe@ucla.edu 仿生材料 Ya-Hong X IE yahong.xie@gmail.com 纳米电子学;生物传感器 Yang Y ANG yangy@ucla.edu 有机和无机光伏
利用人工缺陷技术,我们可以调整许多二维 (2D) 层状材料的能带结构和传输特性。一种原型材料系统是反点石墨烯片,其中周期性孔隙是使用纳米级聚焦离子或电子束制成的。在这里,我们研究了具有不同孔隙半径和孔隙间距的反点石墨烯样品的电导率、热电势以及冷却和制冷的有效速率。我们使用了一种考虑传输对载流子能量的敏感性的计算方法,可用于描述扩散、弹道和量子跳跃状态下的弹性和非弹性散射。我们发现,与一些传统方法相比,我们使用新计算方法得到的结果与实验数据更加一致。同样有趣的是,优化的冷却和制冷的有效速率对孔隙间距和孔隙半径的分布变化非常稳健,这意味着易于工业化和廉价制造。同样的分析和研究也可以扩展到许多其他层状材料,包括过渡金属二硫属化物(TMD)、蓝色磷烯和碲烯。
仅由碳原子组成,这些碳原子以六角形形状排列,高度定向的热解石墨(HOPG)属于层状材料。与原子平行和堆叠层排列的原子具有结晶结构,其特征在于其高度的三维顺序(类似于此,但以二维形式组织,称为石墨烯),换句话说,
IRT1:氧化物 - 氧化物界面研究人员:Ravi(负责人)、Williams、Wang、Kourkoutis、Schlom 为了创建能够在室温下电控制磁性的界面材料,我们将共同理论化、合成和表征两种有前景的磁电系统。这两个系统都涉及含铁氧化物之间的界面,因为所有已知的室温(或更高温度)磁电体或磁电多铁性材料都是含铁的氧化物。 IRT 2:氧化物-金属有机框架界面研究人员:Li(负责人)、Ingram、Kourkoutis、Muller、Tandabany、Salman 将二维层状材料精确组装成复杂的异质结构在材料化学中具有科学兴趣和技术意义。范德华异质结构体现了这一概念,并人工横向或垂直堆叠两种原子薄的层状材料,为设计混合界面和功能设备铺平了新途径。这两种二维材料之间的有机-无机界面可能会产生不寻常的磁性。 IRT 3:氧化物 - 聚合物界面研究人员:Khan(负责人)、Williams、Wang、Schlom、Kourkoutis、Muller 聚合物和结晶固体之间的界面在一系列技术应用中发挥着重要作用。在 IRT-3 中,我们将研究具有独特导电性能的聚合物复合材料,这些复合材料通过模板化组装导电铁电聚合物制成,这些聚合物来自无机铁电氧化物提供的有序极化 15 图案。出版物
在涉及铁电氧化物的外延异质结构中,应变与电极化之间存在强耦合,机械和静电边界条件的组合为设计具有极大增强或全新功能的新型人工层状材料提供了巨大的机会。仅应变工程就可用于显著提高铁电体的转变温度,控制铁弹畴的类型和排列,甚至稳定名义上非铁电材料的铁电性。[1–3] 同时控制静电边界条件可以进一步创建具有多种形态、复杂有序、非平凡极性拓扑和增强磁化率的纳米级畴模式。[4–13]