热导率(𝜿)控制热量如何在材料中传播,因此是一个关键参数,它约束光电设备的寿命和热电学(TES)的性能。在有机电子中,了解决定的是难以捉摸且具有实验性挑战。在这里,通过在不同的空间方向上测量𝜿 𝜿 𝜿 𝜿 𝜿 𝜿 𝜿,它可以统计地显示微观结构如何解锁两个明显不同的热运输方式。𝜿在远程有序聚合物中遵循标准的热传输理论:改进的排序意味着更高的𝜿和各向异性增加。𝜿随着骨架,较高的分子量和较重的重复单位而增加。在其中,电荷和热传输齐头并进,可以单独通过胶片纹理将其解耦,并由分子动力学模拟支持。,𝜿与持久性长度和重复单元的质量负相关,因此发现了异常的行为,尽管有用,但却是有用的。重要的是,对于准无形共聚合物(例如,IDT-BT)𝜿随着电荷迁移率的增加而减小,与半晶体对应物(在可比较的电力电导率下)相比,降低了10倍。最后,提供了有机半导体中高和低的特定材料设计规则。
缺乏对金属 - 触发器界面处等离子体介导的电荷转移的详细机械理解,严重限制了有效的光伏和光催化装置的设计。与直接的金属到 - 触发器界面电荷转移相比,由金属中等离子体衰变产生的热电子产生的热电子的间接转移的相对贡献是相对的贡献。在这里,当对共振激发时,我们证明了从金纳米棒到氧化钛壳的总体电子转移效率为44±3%。我们证明,其中一半源自通过激发等离子的直接界面电荷转移。我们能够通过多模式的频率分辨方法来区分直接和间接途径,通过单粒子散射光谱和具有可变泵波长的时间分辨瞬态吸收光谱测量均相等离子体线宽。我们的结果表明,直接等离子体诱导的电荷转移途径是提高热载体提取效率的一种有希望的方法,该方法主要通过非特异性加热而导致的金属内在衰减。
经过半个世纪的微型化,微电子技术面临着两大问题,即缩小尺寸极限和能耗。为了克服这些挑战,新策略的探索包括寻找新材料、新物理和新架构。在此背景下,量子材料引起了广泛关注。特别是,作为一类广泛的量子材料的莫特绝缘体,根据传统的能带理论预计是金属的,但由于现场电子-电子排斥而具有绝缘性。在这样的系统中,电子掺杂或外部压力可能会驱动绝缘体到金属的转变 (IMT),并导致高 Tc 超导或巨磁电阻等显著特性。在过去的几十年里,莫特绝缘体中的填充或带宽控制 IMT(即莫特转变)一直是基础研究的热门话题 [1]。然而,由于一个非常简单的原因,这些 IMT 在应用中的使用仍然相当稀少。事实上,在实际设备中,压力或掺杂并不是容易控制的参数。我们 IMN 的研究小组证明,电场是破坏莫特绝缘状态并诱导绝缘体向金属转变的有效参数 [2]。我们首先证明了单晶上的非挥发性和可逆性转换,并进一步在多晶薄层上验证了莫特绝缘体家族的几个成员的转换 [3]。这种现象被称为“电莫特转变”(EMT),在微电子应用方面前景广阔,并可能为基于莫特绝缘体的新型电子器件打开大门,称为 Mottronics [4]。进一步的研究表明,这种 EMT 是由大量热电子的产生引起的,导致丝状导电路径内发生电子雪崩 [5]。我们证明了这种机制正在驱动具有不同化学成分的多种莫特绝缘体中的 EMT,例如硫族化物 AM 4 Q 8(A=Ga、Ge;M=Nb、V、Ta、Mo;Q=S、Se、Te)和 Ni(S、Se) 2、氧化物 (V 1-x Cr x ) 2 O 3 和分子系统 Au(Et-thiazdt) 2 [6]。非挥发性 EMT 的特性适合于信息存储:“莫特存储器”与基于金属氧化物 (OxRAM) 或相变材料 (PCRAM) 的 ReRAM 相比显示出明显的优势 [7]。此外,我们还表明,受到一连串电脉冲作用的莫特绝缘体可能基于挥发性 EMT 表现出泄漏集成和起火行为。因此,莫特绝缘体可以复制人类大脑中神经元的主要功能,这使得它们可能适合构建人工神经元和硬件人工神经网络 [8]。一个有趣的颠覆性解决方案确实是用节能的人工神经元和突触“硬件”网络(即基于莫特绝缘体的构建块)取代能源密集型的软件网络。从长远来看,我们最近基于超快激光的研究表明,在基于 Mott 绝缘体的电光或全光设备中,可以实现皮秒范围内的最终切换时间 [9]。本演讲将首先回顾电 Mott 跃迁以及此特性所实现的新功能。然后,它将介绍一些 Mottronics 设备的示例,特别是用于数据存储和人工智能应用的示例。