锂硫 (Li-S) 电池被视为近期下一代锂电池的有希望的候选材料之一。然而,这些电池也存在某些缺点,例如由于多硫化物的溶解导致充电和放电过程中容量衰减迅速。本文成功合成了硫/金属氧化物 (TiO 2 和 SiO 2 ) 蛋黄壳结构,并利用该结构来克服这一问题并提高硫阴极材料的电化学性能。使用扫描电子显微镜 (SEM)、透射电子显微镜 (TEM) 和 X 射线衍射 (XRD) 技术对制备的材料进行了表征。结果表明,使用硫-SiO 2 和硫-TiO 2 蛋黄壳结构后电池性能显著提高。所得硫-TiO 2 电极具有较高的初始放电容量(>2000 mA h g −1 ),8 次充电/放电循环后的放电容量为 250 mA h g −1 ,库仑效率为 60% ,而硫-SiO 2 电极的初始放电容量低于硫-TiO 2 (>1000 mA h g −1 )。硫-SiO 2 电极在 8 次充电/放电循环后的放电容量为 200 mA h g −1 ,库仑效率约为 70%。所得恒电流结果表明硫-TiO 2 电极具有更强的防止硫及其中间反应产物溶解到电解质中的能力。
摘要:研究了多孔硅 (PS) 表面二氧化硅 (SiO 2 ) 阳极形成过程中的光伏效应,旨在开发一种潜在的钝化技术,实现高效的纳米结构硅太阳能电池。PS 层是在含氢氟酸 (HF) 的电解质中通过电化学阳极氧化制备的。在室温下,在 HCl/H 2 O 溶液中通过自下而上的阳极氧化机制在 PS 表面形成阳极 SiO 2 层。通过调节阳极氧化电流密度和钝化时间来精确控制表面钝化的氧化层厚度,以在 PS 层上实现最佳氧化,同时保持其原始纳米结构。PS 层微观结构的 HRTEM 表征证实了 PS/Si 界面处的原子晶格匹配。研究了光伏性能、串联电阻和分流电阻对钝化时间的依赖关系。由于 PS 表面钝化充分,阳极氧化时间为 30 秒的样品实现了 10.7% 的最佳转换效率。外部量子效率 (EQE) 和内部量子效率 (IQE) 表明由于 PS 的抗反射特性,反射率显著下降,而由于 SiO 2 表面钝化,则表明性能优越。总之,PS 太阳能电池的表面可以通过电化学阳极氧化成功钝化。
纳米光子学利用了最佳的光子学和纳米技术,近年来通过允许亚波长度结构来增强光 - 物质相互作用,从而改变了光学技术。尽管这些突破,设计,制造和这种异国情调的设备的表征仍然存在通过迭代过程,这些过程通常在计算上是昂贵,内存密集和耗时的。相比之下,深度学习方法最近显示出出色的表现作为实用的计算工具,为加速此类纳米光子学模拟提供了替代的途径。本研究通过掌握独立的纳米结构属性及其相应的光学响应之间的隐藏相关性,提出了用于传播,反射和吸收光谱预测的DNN框架。所提出的DNN框架被证明需要足够数量的训练数据,以实现从计算模型中得出的光学性能的准确近似。全面训练的框架可以在计算成本上使用三个数量级来超越传统的EM解决方案。此外,提出的DNN框架采用了深度学习方法,努力优化影响纳米结构的几何维度的设计元素,从而深入了解纳米级的通用传播,反射和吸收光谱预测。此范式提高了复杂的纳米结构设计和分析的生存能力,并且它具有许多潜在的应用,涉及纳米结构与电磁场之间的异国情调的光 - 物质相互作用。在计算时间方面,与常规FEM方法相比,设计算法的速度快700倍以上(使用手动网格划分时)。因此,这种方法为快速而通用的方法铺平了道路,以表征和分析纳米光系统的光学响应。
高表面积半导体在电子和能量转换中具有多个应用。[1,2]虽然有规定的光伏设备将阳光直接转化为电力,而光化学(PEC)水分裂为利用这种可再生能源提供了替代途径。在PEC细胞中,水在催化金属氧化物界面处分解,以H 2(G)的形式存储化学能。理想的PEC细胞将具有较大的催化表面积,直接电子传输途径和最佳的阳光聚集。[3]多孔纳米结构的半控导管通过增加设备中吸收材料和光散射的量来满足这些要求。[4]然而,介孔无机3D网的制造能够控制几何和内部形态仍然是一个挑战。与传统使用的湿合成路线相比,原子层沉积(ALD)是一种广泛应用于现代电子产品的简单涂层方法。在ALD中,交替的反应物被沉积在基板上,限制了对其表面层的反应。因此,ALD可以用超高精度沉积薄膜。理想情况下,可以制备每一个ALD循环的薄膜,并且通常每循环的膜生长范围在0.01至0.3 nm之间。[5]可以通过简单地增加ALD循环的数量,以更长的沉积时间来制备较厚的层。基于纤维素的材料作为ALD模板具有吸引力,因为可以使用各种结构和表面化学材料。Kemell等。是第一个通过ALD在纤维素过滤纸上进行光催化应用的ALD模板2的模板。[6] Hyde等。在棉花斑块上表征了ALD涂层,涂上Al 2 O 3涂层来调整润湿性,以及Tino X涂层以促进细胞的粘附和生长。[7,8]对于需要孔隙率和高比表面积的应用,纳米纤维素气凝剂提供了一个具有层次 - 层次多孔结构的模板,其中可以在纳米孔中转移平均孔径到微米范围。[9,10],例如,Korhonen等。带有TIO 2的涂层纤维素纳米纤维(CNF)气凝胶,并证明了它们作为湿度传感器和油吸收剂的应用。[11]最近,Li等人。使用CNF Aerogels作为TIO 2的ALD模板,为水分拆分细胞制备毛细管光轴。[3]用毛细管湿润的电极
纳米级过渡金属三硫属化物如 TiS 3 在基础研究和应用开发方面都表现出巨大的潜力,但它们的自下而上的合成策略尚未实现。在这里,我们探索了 TiS 3 的化学气相沉积 (CVD) 合成,其晶格各向异性使得其能够沿 b 轴优先生长,从而得到长宽比可通过生长温度调节的矩形纳米片或纳米带。所获得的纳米结构在保持与原始半导体 TiS 3 一样的光谱和结构特征的同时,表现出高电导率和超低载流子活化势垒,有望作为纳米级导体。我们的实验和计算结果表明,CVD 生长的 TiS 3 中 S 2 − 2 空位的存在是造成重 n 型掺杂直至简并能级的原因。此外,预计通过用环境中的氧原子钝化 S 2 − 2 空位可以恢复半导体性能。因此,这项工作预示着利用缺陷工程三硫属化物半导体构建纳米级电子器件的诱人可能性。
Miloslav Steinbauer 1 , Roman Pernica 1 , Jiri Zukal 1 , Radim Kadlec 1 , Tibor Bachorec 1 , Pavel Fiala 2 1 Brno University of Technology, Department of Theoretical and Experimental Electrical Engineering, Brno, Czech Republic 2 Brno University of Technology, SIX Research Center, Brno, Czech Republic Abstract.我们讨论电磁,基于碳的周期性结构的数值建模,包括石墨烯,石墨烷,石墨和绘画。这些材料适用于亚微米传感器,电线和其他应用,例如生物医学,光子学,纳米和光电子的应用;除了这些域和分支外,适用性还扩展到例如现代智能元素的微观解决方案。所提出的经典和杂交数值模型基于分析具有高可重复性的周期性结构,它们利用了具有其基本维度的碳结构的概念。模型可以模拟谐波和瞬态过程;能够评估电荷作为虚假信号来源的实际随机运动;并考虑沿结构的谐波信号传播的参数。从分析获得的结果可用于基于碳周期结构的传感设备的设计,并用于血浆发生器的实验中。的目的是提供更广泛的概述专门的纳米结构建模,或者更具体地说,概述可用于评估沿结构表面传播的模型。
在奥林匹克运动会期间打招呼14,500名运动员和残奥会期间的9,000名运动员,巴黎北部郊区的奥运会村庄已承诺与与传统建筑项目相比,碳足迹较小30%。然而,有一个障碍:与专业研究的值相比,所选的基准(每平方米一吨等式)似乎很高,这估计了2022年欧洲建筑物在2022年的碳足迹,在整个生命周期中平均平均每平方米。也是关于奥运会委员会缺乏针对目标是否仅在施工期间还是在其生命周期(包括随后使用建筑物)中的影响的规范。
图1。(a)根据块的体积分数(f a),可从微观相期望的定义形态的示意图。(b)AB二嵌段共聚物预期的理论相图取决于F a和χn。(c)实验获得的PS -B -PI二嵌段共聚物的相图。从F. S. Bates,G。H。Fredrickson复制;块共聚物 - 设计器软材料。物理学今天1999年,第52(2)卷,第32-38页,在美国物理研究所的许可下。9虽然SEM和AFM技术已被经典地用于获取一些有趣的信息