更广泛的背景 电化学储能技术有助于减少温室气体排放。锂离子电池已经帮助实现了汽车和公共汽车的电气化,并开始支持可再生能源资源与电网的整合。尽管锂离子技术的成本自商业化以来已迅速大幅下降,但其部署的增长将在一定程度上取决于其成本以及其他电池技术的趋势。为了了解过去的改进并为进一步改进电化学储能技术提供策略,我们阐明了锂离子技术成本下降的机制。我们从各种因素中分离并量化了成本变化的贡献,包括电池电荷密度、材料价格和工厂生产能力的变化。我们还估计了通常与政策和商业战略相关的更高级别机制的贡献,包括研发 (R&D)、边做边学和规模经济。我们表明,研发,尤其是化学和材料科学领域的研发,在锂离子技术成本下降中发挥了巨大作用。我们的结果表明,锂离子技术可获得的化学多样性可能有助于解释其快速改进。此外,我们的结果表明,只要有适当的政策和投资,这种多样性可能会为进一步改善和降低电化学存储技术的成本提供机会。
摘要:表面钝化是一种广泛使用的技术,可减少半导体表面的复合损失。钝化层性能主要可以通过两个参数来表征:固定电荷密度(𝑄ox)和界面陷阱密度(𝐷it),它们可以从电容-电压测量(CV)中提取。在本文中,使用模拟钝化参数开发了高频电容-电压(HF-CV)曲线的模拟,以检查测量结果的可靠性。𝐷it 由两组不同的函数建模:首先,代表不同悬空键类型的高斯函数之和和应变键的指数尾部。其次,采用了由指数尾部和常数值函数之和表示的更简单的 U 形模型。使用基于晶体硅上的二氧化硅(SiO 2 /c-Si)的参考样品的实验测量来验证这些模拟。此外,还提出了一种使用简单 U 形 𝐷 it 模型拟合 HF-CV 曲线的方法。通过比较近似值和实验提取的 𝐷 it 的平均值,发现相对误差小于 0.4%。近似 𝐷 it 的常数函数表示在复合效率最高的中隙能量附近实验提取的 𝐷 it 的平均值。
木质素是一种生物质衍生的有机聚合物,也是造纸工业的主要材料,是一种羰基化合物,具有奎因酮功能,仅通过提供合适的电荷密度来实现廉价和丰富的材料来存储便宜而丰富的材料。9它具有多功能的化学结构和官能团,它们可以朝着适合应用的晚期分子定制修饰。木质素已被用作工业水平生产过程中的廉价碳源。这篇评论的主要目的是强调在可访问的可用锂电池系统中使用木质素作为即兴电池材料。然而,很少有评论解释了木质纤维素生物量作为不同eess中的活性成分的应用。 10 - 15但是,我们的重点主要是与木质素在基于LI的系统中作为活性电极(阴极/阳极),粘合剂,电解质和主要碳源的电化学性能有关的最新进展。这篇评论主要将木质素作为替代品,以替代众所周知的经常使用昂贵且苛刻的电池材料。这是木质素在其功能方面的作用的细致跟进,表明对生物量衍生的木质素生物聚合物的兴趣不断发展。
人们对二维过渡金属二硫属化物产生了浓厚的兴趣,这引发了大量使用可扩展气相方法(如化学气相沉积 (CVD) 和原子层沉积 (ALD))对其合成进行实验研究。ALD 通常允许较低的沉积温度,并且化学前体的成核需要与表面功能团发生反应。研究 ALD 建模的常用第一性原理方法是计算拟议反应途径的活化能。在这项工作中,我们使用密度泛函理论 (DFT) 计算了部分电荷密度、局部态密度 (LDoS)、Bader 电荷分析、吸附能和电荷密度差,以研究 MoF 6 在三种氧化物表面(包括 Al 2 O 3 、HfO 2 和 MgO)的成核。我们的研究结果表明,羟基 (OH) 有助于降低 MoF 6 前半周期内的反应势垒并促进前体在氧化物基底上的化学吸附。这一发现得到了氧化物表面高离子性 MF x(M = 金属,x = 1、2、3)键形成的支持。通过比较有羟基和无羟基的表面,我们强调了表面化学的重要性。
在强相关系统中,微观理解竞争订单是现代量子多体物理学的关键挑战。例如,条纹顺序的起源及其与Fermi-Hubbard模型中的配对的关系仍然是中心问题之一,并且可以帮助理解库酸酯中高温超导性的起源。在这里,我们分析了T-J模型的掺杂的混合二维(混合)变体中的条纹形成,其中荷载载流子仅限于一个方向移动,而磁性SU(2)相互作用是二维的。在有限温度下,使用密度矩阵重新归一化组,在没有配对的情况下,我们发现了稳定的垂直条带相,以不优量的磁序和远距离电荷密度的波浪pro纤维纤维纤维在广泛的掺杂范围内。我们在磁耦合〜J / 2的阶面找到高临界温度,因此在电流量子模拟器的范围内。多体状态的快照,可以通过量子模拟器访问,在混合设置中揭示了隐藏的自旋相关性,当考虑纯粹的磁背景时,抗Fiferromagnetic相关性会增强。所提出的模型可以看作是实现条纹阶段的父级哈密顿量,其隐藏的旋转相关性导致预测的对量子和热闪光的弹性。
摘要:本文研究了硅基Al 2 O 3 在γ射线下的辐照响应,对原子层沉积的Al 2 O 3 基金属氧化物半导体结构进行γ射线辐照,总剂量为1.2 Mrad(Si)/2.5 Mrad(Si)/4 Mrad(Si),采用电子、物理和化学方法研究了辐射感生电荷的产生、传输和捕获特性。首先,Al 2 O 3 中辐射感生捕获电荷密度高达10 12 cm − 2 ,辐照下有效捕获效率为7–20%;其次,随着辐射总剂量的增加,通过Al 2 O 3 的漏电流变化不大。第三,Al 2 O 3 中的氧空位、Al 2 O 3 /Si界面处的O悬空键和Al-Si金属键是Al 2 O 3 /Si体系中主要的辐照诱导缺陷,辐照后Al 2 O 3 与Si之间的价带偏移减小。从漏电流和结晶特性可以看出Al 2 O 3 具有抗辐照性能,但Al 2 O 3 /Si结构中辐照诱导的电荷捕获和新缺陷不容忽视。本文为Al 2 O 3 基MOS器件的空间应用提供了参考。
一个kagome晶格自然具有其电子结构中的Dirac Fermions,Flat Band和Van Hove奇异性。Dirac Fermions编码拓扑结构,平面带偏爱相关现象,例如磁性,而Van Hove的奇异性可以导致对远程多个体型的不稳定性,从而完全可以实现和发现一系列拓扑kagome磁铁,并具有带有exotic特性的超导体。探索kagome材料的最新进展揭示了由于几何,拓扑,自旋和相关性之间的量子相互作用而产生的丰富的新兴现象。在这里,我们回顾了该领域的这些关键发展,从Kagome晶格的基本概念开始,再到Chern和Weyl拓扑磁性的实现,再到各种平坦的多体型相关性,然后再到非常规的电荷密度密度波和超导导性的难题。我们强调了理论思想和实验观察之间的联系,以及kagome磁铁和kagome超导体内的量子相互作用之间的键,以及它们与拓扑绝缘子,拓扑超导体,Weyl Semimetals和高磁性超管制的概念之间的关系。这些发展广泛地桥接了拓扑量子物理学,并将多体物理物质相关联,并在各种散装材料中与拓扑量子问题的前沿相关。
最近在扭曲双层中进行的扫描隧道显微镜实验[K。 P. Nuckolls等。,自然(伦敦)620,525(2023)]和三层[H. Kim等。,自然(伦敦)623,942(2023)]石墨烯已经揭示了魔法 - 角石墨烯中Kekulé电荷密度波顺序的无处不在。大多数样品都适度紧张,并显示出与理论预测相一致的“kekulé螺旋”(IKS)订单,涉及对Moiré超距离的规模单次调制的石墨烯级电荷密度失真。但是,超级应变双层样品相反,在莫伊尔尺度上显示了石墨烯尺度的kekulé电荷顺序。通过理论预料到了这个秩序,特别是在填充因子ν= -2附近突出的序列,该理论预测了低应变处的时间反转破裂的kekulé电流阶。我们表明,包括Moiré电子与石墨烯尺度光学区 - 角色(ZC)声子的耦合,可以稳定在|处的均匀的Kekulé电荷有序状态。 ν| = 2具有量化的拓扑(自旋或异常大厅)响应。我们的工作清楚地表明,这种语音驱动的电子顺序的选择如何出现在Moiré石墨烯的强耦合方案中。
表面效应可以显着影响纳米光子和量子光子设备的性能,尤其是随着设备尺寸的降低。在这项工作中,我们提出并研究了一种新型的表面钝化方法,以减轻由III-AS(P)量子孔(由干燥蚀刻过程定义的IIII-AS(P)量子孔)中的这些挑战。纳米结构在金属有机蒸气相外部室内的磷酸(pH 3)环境下退火,以消除在干燥蚀刻和随后的蚀刻侧壁氧化过程中诱导的表面和地下缺陷。用更宽的带隙材料封装活性材料可以维护设备的带结构,从而减轻带弯曲的效果。我们的发现显示,pH 3退火的表面重组速度从2×10 3 cm / s的表面重组速度几乎降低。5×10 4 cm / s,用于基于(NH 4)2 s湿处理的标准方法的5×10 3 cm / s,然后是Al 2 O 3封装。为INP重建样品实现了进一步的减少至5×10 2 cm / s。另外,我们开发了一个模型,该模型占时间分析的光致发光曲线分析中的影响,并证明所提出的钝化方法有效地降低了所研究的量子良好光光子纳米结构的侧壁上的表面电荷密度。
纳米层压膜是由不同材料交替层组成的复合膜 [1]。这些多层纳米结构因能够调整其机械或物理性质以用于各种特定应用而备受关注。例如,在微电子领域,人们考虑将其用作介电绝缘体 [2,3]。事实上,人们现正致力于制备具有高介电常数和良好化学/热稳定性的多组分体系。特别是 Al 2 O 3 -HfO 2 纳米层压膜似乎是最有前途的体系,可用于硅基微电子器件 [4-9] 以及下一代电力电子器件 [10-15]。能够充分利用 Al 2 O 3 和 HfO 2 单一材料的最合适性质,促使人们研究将它们组合成层压体系。实际上,众所周知,Al 2 O 3 具有极其优异的化学稳定性和热稳定性、大的带隙(约 9 eV)、与不同半导体衬底的带偏移大,但其生长会形成高的氧化物陷阱电荷密度,但其介电常数值并不高(约 9)[16]。对于 HfO 2 介电氧化物,虽然可以实现相当高的介电常数值(约 25),但由于其在相对较低的温度(约 500°C)下从非晶态转变为单斜晶态,因此可靠性较低,并且由于其带隙很小(5.5 eV)所以漏电流密度高[16]。在这种情况下,由两种 Al 2 O 3 -HfO 2 高 k 氧化物组成的纳米层状结构是提高热稳定性和维持高介电常数值的有前途的解决方案。