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二维材料可以投稿什么期刊

发布时间:2024-07-07 08:33:42

二维材料可以投稿什么期刊

第一作者:Sol Lee, Joong-Eon Jung

通讯作者:Kwanpyo Kim

通讯单位:延世大学物理系

IV–VI族单层硫化物家族具有原子褶皱的分层结构,其原子键构型暗示了实现各种多晶型的可能性。最近, 延世大学物理系 Kwanpyo Kim等人 在国际知名期刊 “Nano Lett.” 发表题为 “γ-GeSe: A New Hexagonal Polymorph from Group IV–VI Monochalcogenides”的论文。 他们报道了从IV-VI族硫化物家族中合成的第一个六角形多晶型,它是传统的正交晶系。合成了最近预测的四原子厚的六角形GeSe,即所谓的γ-GeSe,并通过互补的结构表征(包括元素分析、电子衍射、高分辨率透射电子显微镜成像和偏振拉曼光谱)进行了清晰鉴定。电学和光学测量表明,合成的γ-GeSe具有3 105 S/m的高电导率,与其他二维层状半金属晶体的电导率相当。此外,γ-GeSe可以直接在h-BN衬底上生长,这说明了一种自下而上的方法来构建结合了γ-GeSe的垂直范德华异质结构。新发现的γ-GeSe晶体对称性值得进一步研究γ-GeSe的各种物理性质。

图1:α-GeSe,β-GeSe和γ-GeSe的晶体结构

原文链接:

澳大利亚国立大学(ANU)的一项新研究发现,许多二维材料不仅能够承受被送入太空的压力,而且在恶劣的条件下也能茁壮成长。它可能会影响用于制造从卫星电子到太阳能电池和电池的各种材料类型,从而使未来的太空任务更容易实现,发射成本更低。博士候选人兼主要作者Tobias Vogl对二维材料是否能承受强辐射特别感兴趣。太空环境显然与我们在地球上的环境非常不同。因此将各种二维材料暴露在与我们在太空中预期水平相当的辐射水平下。博科园-科学科普:发现这些设备中的大多数都能很好地应对,研究了它们的电学和光学特性,基本上没有发现任何区别。在卫星环绕地球的轨道上,它会受到加热、冷却和辐射的影响。虽然已经有大量的研究证明了二维材料在温度波动时的鲁棒性,但辐射的影响在很大程度上是未知的。直到现在,澳大利亚国立大学研究小组对潜在轨道的空间环境进行了一系列模拟。这是用来将二维材料暴露在预期的辐射水平。发现,有一种材料在受到强伽马射线照射后实际上得到了改善。沃格尔说:一种经过伽玛射线辐照后变得更强的物质——它让我想起了绿巨人。辐射水平高于在太空中看到的水平,但我们实际上看到这种材料变得更好,或者更亮。这种特殊材料可能被用于检测其他恶劣环境中的辐射水平,比如核反应堆附近的环境。这些二维材料的应用将非常广泛,从石墨烯加固的卫星结构(石墨烯硬度是钢的5倍)到更轻、更高效的太阳能电池,这将有助于实际将实验送入太空。在测试设备中有原子厚度的晶体管。晶体管是每一个电子电路的关键部件。这项研究还测试了量子光源,可以用来形成Vogl先生所描述未来量子互联网的“骨干”。可以用于基于卫星的远程量子加密网络。这个量子互联网将成为黑客攻击的证据,在这个网络攻击和数据泄露日益增多的时代,这一点比以往任何时候都重要。资深作者林平高教授说:澳大利亚已经是量子技术领域的世界领导者。鉴于最近澳大利亚航天局和澳大利亚国立大学自己的空间研究所的成立,这项研究表明,也可以在利用量子技术增强空间仪器方面进行国际竞争,其研究发表在《自然通讯》上。博科园-科学科普|研究/来自: 澳大利亚国立大学/Jessica Fagan 参考期刊文献:《Nature Communications》 DOI: 10.1038/s41467-019-09219-5 博科园-传递宇宙科学之美

二维材料投稿哪些期刊

相信不少搞科研(搬砖)的小伙伴们最近又双叒被大神曹原的新闻刷屏(深深刺激)了。犹记得,那是2018年的春天,彼时还没有疫情肆虐,天才少年曹原以魔角(约1.1°)双层石墨烯的工作在顶级期刊Nature上背靠背发表了两篇文章,一时惊艳了整个科研圈!

时隔两年,少年还是从前那个少年:我一篇Nature都不发,要发只发两篇…

(鼓掌动图)

2020年5月,曹原和他的导师及合作者在Nature上报道了转角双层-双层石墨烯以及利用nano-SQUID(纳米超导量子干涉仪)表征转角双层石墨烯中角度非均一性问题的两项相关工作,将转角电子学领域推向了又一个高潮。

实际上,自2018年3月魔角双层石墨烯问世以来,和转角二维材料有关的科研工作至今已经有超过13项发表在Nature和Science两大顶级期刊上了(预警提示:即将又有一大波工作,正在Nature和Science发表的路上…)。

看着这些如潮水般的顶级科研工作,笔者忍不住想说,真香!

这魔角怎么有这么大的魔力?今天,笔者就和大家闲聊一下“转角”的各种“八卦”。

他研究的东西 你也可以在家模拟?

首先,大家肯定都好奇,这些发表在顶级期刊上的工作,它们研究的究竟是神马东西?

科学上的术语,称呼为:摩尔超晶格。

摩尔超晶格本质上是两套空间分布相近的格子叠加在一起相互干涉形成的一套低频、长周期的新格子。通俗地讲,两套格子在空间堆叠上,时而密集,时而稀疏,这种疏密的周期分布形成了所谓的摩尔条纹。

摩尔条纹在我们的日常生活中常常可以见到。例如,用手机拍摄电脑屏幕时,生成的照片上常常伴随着肉眼可见的畸形条纹。这是因为电脑屏幕的发光元件阵列和手机摄像头里的CCD或CMOS感光元件组成了两套相近的格子,它们相互叠加形成了摩尔条纹。摩尔条纹的图样和格子间的转角密切相关。感兴趣的童鞋,可以在身边寻找两套相同的格子(譬如窗纱),手动旋转它们,观察摩尔条纹的变化。

手机拍摄电脑屏幕产生的摩尔条纹(图片:作者自制)

旋转两层相同大小的六方格子形成周期更大的摩尔条纹(图片:作者自制)

尽管摩尔条纹给电子显示和拍摄带来不小麻烦,科学家却想到了利用二维材料中的摩尔条纹去观察新的物理现象。只需要将窗纱换成晶格接近或者相同的两层二维材料,并且小角度堆叠在一起,便可以构筑二维的微观摩尔条纹,即二维摩尔超晶格(曹原便是将窗纱换成了两层石墨烯,两层石墨烯间旋转约1.1°)。

这里,笔者顺便科普一下二维材料。

二维材料,顾名思义,它的厚度薄到可以将之视为二维极限。常见的二维材料包括石墨烯(石墨的基本组成单元,只含有一层碳原子,碳原子按照六角蜂窝状周期排列)、薄层过渡金属硫化物(如二硫化钼MoS2等,通常是良好的半导体材料)。由于二维材料太薄,两层二维材料的界面便能代表整体的性质。因此,二维材料被视为摩尔超晶格研究的最合适载体之一。

石墨烯的晶格示意图(每个小球为碳原子,图片来源:维基百科)

他是发现了高温超导机制吗?

著名科幻作家刘慈欣在他的代表作《三体》中描绘了由三个恒星体组成的世界。三个恒星靠万有引力彼此紧密关联,它们的运动波云诡谲,不可预测,给三体文明带来了巨大的灾难。

三体问题是最简单的多体问题,却足以困扰人类至今。当物体数N≥3时,体系的动力学问题无法严格求解(人们往往根据实际情况,采用各种近似的方法)。而在基础物理研究领域,由多个彼此关联的对象(包括电子、原子等)组成的多体体系,它们表现出的物理性质往往超出了既有知识的理解。

著名物理学家、诺贝尔奖得主Philip W. Anderson教授(已于2020年3月与世长辞)曾经留下著名的一句话“More is different”,便是指多体关联作用能带来新的物理。

Philip W. Anderson(1923.12.13-2020.3.29)

在现实的材料中,电子之间可以靠静电相互作用(库伦作用力)彼此关联在一起,它们的多体关联往往诱导出奇特的物理性质。譬如,在铜基的陶瓷材料中,科学家发现它的超导转变温度可以大幅提升至液氮的沸点温度以上,因此具有很高的实用价值(中国科学家在这个领域做出了突出贡献)。实现室温的超导转变,对未来的能源和交通发展将会产生革命性影响。

因此,在基础物理研究上,寻找这样的强关联体系并挖掘其中的物理奥秘,一直是一项非常重大的课题。而我们今天重点介绍的转角摩尔超晶格,便是一个很好的多体关联体系。

时间要追溯到2011年。尽管当时人们已经认识到将两层石墨烯以一定的转角堆叠起来,可以形成二维摩尔超晶格,并带来新的物理现象。但是,直到美国的理论物理学家Allan H. MacDonald教授和Rafi Bistritzer博士计算出转角为1.1°的双层石墨烯超晶格中电子的速度会大幅降低,人们才开始逐渐认识到1.1°转角双层石墨烯超晶格蕴含了丰富的多体强关联物理。

为了让大家更明白这其中的奥秘,笔者举一个简单例子。

考虑一个子弹射击年糕的情形,年糕对子弹的粘附力类比于电子间的静电相互作用力,子弹的速度类比于电子的速度。当子弹的速度极快时,子弹轻松击穿年糕,年糕几乎对子弹没有什么影响;而当子弹的速度很慢时,子弹会被年糕黏住。

电子的速度和相互作用力,便是这样的一对竞争关系。在单层石墨烯中,电子的速度可以达到光速的1/30,速度极快(相对论效应都出来了),电子间的相互作用力很多时候可以忽略不计。而在1.1°转角双层石墨烯超晶格中,电子的速度几乎接近于零,多体的相互作用便占据上风了,转角石墨烯超晶格由此成为典型的多体模型(具体的关于电子速度为啥会大幅下降,感兴趣的童鞋可以自行查阅相关文献)。

魔角双层石墨烯模型(图片来源:Nature杂志网站)

子弹被年糕黏住的结果,反映在魔角石墨烯超晶格中,就是原本的电子金属态可以转变为绝缘态。

在理论预测之后,实验科学家开始尝试利用各种方法去制备这样的转角石墨烯超晶格样品,并观测其中的多体物理现象。

2018年,曹原和他的导师Pablo Jarillo-Herrero教授率先实现了魔角双层石墨烯样品的制备,并在低温下(约零下270℃)观测到金属态到绝缘态的转变。令人震惊的是,他们意外地发现,如果向转变后的绝缘态添加一定量的电子,居然能诱导出超导现象!这种行为和我们上文介绍的铜基超导体很像。

因此,魔角双层石墨烯对于认识高温超导机制具有重要作用(并不是说曹原的工作发现了高温超导机制甚至实现了室温超导,此处严肃批判某些媒体对此的错误报道)。

曹原和他发现的魔角双层石墨烯超导现象(图片来源:Nature杂志网站)

由于转角石墨烯的突破性进展,Pablo Jarillo-Herrero教授获得了2020年巴克利奖(凝聚态物理最高奖);Pablo Jarillo-Herrero,Allan H. MacDonald和Rafi Bistritzer共同获得2020年沃尔夫奖。

从左至右依次为:Pablo Jarillo-Herrero,Allan H. MacDonald和Rafi Bistritzer(图片来源:Wolf Prize官网)

转角,为什么在科研界爆红?

转角石墨烯中电子的多体相互作用带来的有趣物理现象迅速吸引了人们大量的关注。在2019年,物理学家发现了该体系里还存在着丰富的量子物态。对基础物理稍微关注的童鞋,可能听说过清华大学薛其坤院士发现量子反常霍尔效应的工作(被杨振宁先生称为“诺奖级的成果”)。在魔角双层石墨烯中,同样可以实现量子反常霍尔效应。

魔角双层石墨烯中的量子反常霍尔效应(图片来源:Science杂志网站)

基于这些重大成果,一个新的研究领域——转角电子学,应运而生了。该领域可以大致分为两个方向(纵向和横向):纵向上,深入挖掘和理解该体系里的新奇物理现象,包括我们上文提到的超导和量子反常霍尔效应;横向上,寻找更多的转角多体关联体系。

文章开头提到的曹原今年的两篇Nature之一,在转角双层-双层石墨烯超晶格中发现金属-绝缘态转变的工作,就属于后者(值得注意的是,中科院的团队也做出了同样的工作)。除了将两个单层或者两个双层石墨烯堆叠在一起,科学家后来发现,几乎绝大部分的二维材料以某种角度堆叠形成合适的摩尔超晶格后,都可以演变为电子的多体强关联体系(已经有多个相关工作发表在Nature和Science杂志上)。

兼顾“深”与“广”,这可能是“转角”为什么在科研界爆红的原因吧!

Nature三连:2020年发表在Nature期刊上关于其他二维材料转角超晶格的三篇文章(发表时间分别为2020年3月,2020年3月,2020年5月)

澳大利亚国立大学(ANU)的一项新研究发现,许多二维材料不仅能够承受被送入太空的压力,而且在恶劣的条件下也能茁壮成长。它可能会影响用于制造从卫星电子到太阳能电池和电池的各种材料类型,从而使未来的太空任务更容易实现,发射成本更低。博士候选人兼主要作者Tobias Vogl对二维材料是否能承受强辐射特别感兴趣。太空环境显然与我们在地球上的环境非常不同。因此将各种二维材料暴露在与我们在太空中预期水平相当的辐射水平下。博科园-科学科普:发现这些设备中的大多数都能很好地应对,研究了它们的电学和光学特性,基本上没有发现任何区别。在卫星环绕地球的轨道上,它会受到加热、冷却和辐射的影响。虽然已经有大量的研究证明了二维材料在温度波动时的鲁棒性,但辐射的影响在很大程度上是未知的。直到现在,澳大利亚国立大学研究小组对潜在轨道的空间环境进行了一系列模拟。这是用来将二维材料暴露在预期的辐射水平。发现,有一种材料在受到强伽马射线照射后实际上得到了改善。沃格尔说:一种经过伽玛射线辐照后变得更强的物质——它让我想起了绿巨人。辐射水平高于在太空中看到的水平,但我们实际上看到这种材料变得更好,或者更亮。这种特殊材料可能被用于检测其他恶劣环境中的辐射水平,比如核反应堆附近的环境。这些二维材料的应用将非常广泛,从石墨烯加固的卫星结构(石墨烯硬度是钢的5倍)到更轻、更高效的太阳能电池,这将有助于实际将实验送入太空。在测试设备中有原子厚度的晶体管。晶体管是每一个电子电路的关键部件。这项研究还测试了量子光源,可以用来形成Vogl先生所描述未来量子互联网的“骨干”。可以用于基于卫星的远程量子加密网络。这个量子互联网将成为黑客攻击的证据,在这个网络攻击和数据泄露日益增多的时代,这一点比以往任何时候都重要。资深作者林平高教授说:澳大利亚已经是量子技术领域的世界领导者。鉴于最近澳大利亚航天局和澳大利亚国立大学自己的空间研究所的成立,这项研究表明,也可以在利用量子技术增强空间仪器方面进行国际竞争,其研究发表在《自然通讯》上。博科园-科学科普|研究/来自: 澳大利亚国立大学/Jessica Fagan 参考期刊文献:《Nature Communications》 DOI: 10.1038/s41467-019-09219-5 博科园-传递宇宙科学之美

手机和平板电脑可以像报纸一样卷起来,隐形眼镜中集成的屏幕能够直接读取信息......这些听起来非常科幻的场景,在新型二维材料的推动下,正不断趋于现实。

二维材料 是一种具有单个或几个原子层厚度的新型晶体材料,目前已经发展成为一个完整的材料体系,涵盖了从导体、半导体、超导体到绝缘体,铁电、铁磁、反铁磁等各种类型。高质量的二维材料在 探索 新的物理现象及进一步扩展其在微电子和光电子领域的应用方面发挥着重要作用。

松山湖材料实验室副主任张广宇研究员所带领的二维材料团队围绕二维材料的研究、制备及应用开展了一系列工作,并取得了国际领先的研究成果。

如今,“石墨烯”已成为大众所熟知的“明星材料”,石墨烯电池等产品也已逐步在商业领域有所应用。早在2004年,英国曼彻斯特大学Andre Geim教授课题组成功分离出单原子层的石墨材料——石墨烯,从而引发了二维材料研究的热潮,相关研究者因此获得了2010年的诺贝尔物理学奖。

近年来,在半导体器件发展微型化和柔性化的驱动下,二维材料由于其优异的光、电、机械性能(例如高灵敏度、超高透明度以及半导体特性等),表现出了独特的优势。

“二维材料的特殊性质赋予了它们广泛的应用前景。首先在物理属性上, 二维材料只有一个原子层厚度,这就使得该类材料具有超高的透明度以及良好的柔韧性。 ”张广宇介绍,未来,二维材料一个重要的应用方向就是柔性透明电子器件。

“二维材料表面没有悬键,外延生长制备的过程中对晶格匹配度要求不高,属于范德瓦尔斯外延,对材料和工艺基本没有限制要求。”张广宇表示。

二维材料的出现,为突破传统半导体器件在性能上的各种限制提供了新的途径,为实现各种功能应用提供了新的思路。

在不到一个指甲盖大小的面积上,可以集成超过1500个柔性二硫化钼场效应晶体管器件。2020年9月,张广宇所带领的团队在电子学期刊《Nature electronics》上发表了论文《基于单层二硫化钼场效应晶体管的大面积柔性透明电子器件》。

该团队利用外延生长得到的四英寸高质量、高定向单层二硫化钼薄膜,结合传统的微加工工艺,通过优化绝缘层与接触电阻,制备出了大面积柔性透明的二硫化钼场效应晶体管及各种逻辑器件。器件表现出了优异的特性: 晶体管器件密度可达1518个/平方厘米,成品率高达97%,是目前已报道结果中最高指标,处于国际领先水平 ;单个器件也表现出较好的电学性能和柔韧性。

张广宇指出,“目前,成熟的半导体工艺多采用8寸或者12寸硅材料晶圆,尺寸越大,集成芯片就越多,成本也越低。所以要实现大尺寸二硫化钼晶圆的制备也是一样的思路,但是越大的尺寸,也意味着更高的技术要求。”

大面积高质量的二硫化钼薄膜的制备,还存在晶粒尺寸较小、晶界多、取向随机等问题。 为解决这一难题,张广宇团队利用自主设计搭建的多源化学气相沉积系统,采用立式生长和多点形核的方法,在蓝宝石衬底上外延制备出了四英寸高质量连续的单层二硫化钼晶圆。

他这样形容其中的原理,“就像拿一个喷壶往墙上喷水,第一代设备只有一个喷头,这时喷的区域比较小;第二代设备是用三个喷头一起喷,这样喷出的面积就能扩大三倍;第三代设备是用六个源一起喷,这种情况下喷出的区域更大,更均匀。”

“二维半导体材料具 有很多优异的特性,可以弥补硅以及其它半导体材料在应用方面的不足,发挥材料自身的优势,实现一些新的、更加契合的应用场景。比如柔性可穿戴器件,超灵敏探测器等。 ”他表示,二维材料不是万能的,而是有适合自身的特殊应用场景,应该利用这些特点来开发它相对应的产品。

2019年初,松山湖材料实验室二维材料团队开始起步建设。他表示,二维材料团队主要聚焦有应用前景的材料研究。二维材料要真正应用到实际生活中,还要经历一段必不可少的过程,包括验证二维材料在原理和技术上的可行性,优化各种工艺参数、提高器件各方面性能等。

二维材料团队作为一个新团队,团队搭建是最重要的工作之一。目前团队固定成员不到十人,均具有不同的研究背景。“既有做材料的,也有做器件的;既有做加工和器件制备的,也有做表征和测量的......”张广宇表示,团队工作需要成员相互配合,这样才能更加高质量、高效率开展研究工作。

随着松山湖材料实验室建设步入正轨,越来越多优秀的海外研究人才选择加入实验室,在此开展自己的科研工作。团队中两位骨干青年科研人才,就是张广宇到欧洲宣讲时招聘引进的。在他看来,这是一个不错的兆头。“松山湖材料实验室作为广东省布局建设的新型科研机构,各方面资源相对充足,具备较强的吸引力。同时东莞也为科研人才提供了一个能够安心做事、专心科研的舞台。”

纤维材料投稿期刊

色谱还有催化学报容易。

1.化学与生物工程

是美国《化学文摘》、《中国核心期刊(遴选)数据库》、《中国学术期刊综合评价数据库》、《中国期刊网》、《中国化学化工文摘》收录期刊。 《化学与生物工程》报道范围涉及化学化工与生物化学领域的发展动向及研...

主管主办:湖北省教育厅  武汉工程大学;湖北省化学化工学会;湖北省化学研究院;湖北省化学工业研究设计院

2.化工设计通讯

《化工设计通讯》(双月刊)创刊于1975年,由湖南化学工业设计院主办。发行范围遍及全国各省、市、自治区化工主管部门、设计院、科研院(所)、化肥企业、化工企业、大专院校、图书馆及各信息部门。报道化工产品的...

3.当代化工

《当代化工》(月刊)创刊于1972年,由中国石油抚顺石化公司;中国石化抚顺石油化工研究院;沈阳化学化工学会主办。主要报道石油和化工的前沿科技论文,及时介绍石化行业新技术、新成果、新信息、新态势、它的办刊...

主管主办:沈阳市医药和化工行业联合会  中油抚顺石化公司;中感化抚顺石油化工研究院;沈阳市医药和化工行业联合会

四区。在《光纤技术,材料,设备和系统》这本期刊中,明确的讲述了关于四区内的材料成分,主要包括光纤材料,先进纤维材料以及光纤激光器,这三项均属于sci四区内的纤维材料中,是一种特殊的,作用极大的材料。

主要研究方向包括:(1)生物质资源化学;(2)植物多糖生物炼制;(3)纤维素酶和木聚糖酶的作用机理;(4)生物能源转化。教学方面先后承担林产化工专业本科生《化工原理》、《生物化工工艺学(双语)》和《林产化工导论》等课程的教学工作,目前指导在读硕士研究生5名。主持的科研项目[1] 国家自然科学基金,木聚糖对酶水解木质纤维材料中纤维素的影响及作用机制。[2] 中央高校基本科研业务费,木聚糖酶在降解木质纤维材料中的作用机制。[3] 陕西省自然科学基金,半纤维素酶辅助纤维素酶高效糖化农作物秸秆机制研究。[4] 陕西省科技计划项目,低品位油脂资源制取液体燃料关键技术研究。[5] 西北农林科技大学青年学术骨干支持计划项目,半纤维素酶的应用基础研究。[6] 国家自然科学基金,酸性低聚木糖的益生元功效及抑菌活性研究 [7] 西北农林科技大学博士科研启动基金,低聚木糖在反刍动物生产中的应用 代表性学术论文目前已在Biotechnology for Biofuels, Bioresource Technology等期刊全文发表SCI论文13篇,EI论文2孙宗苹,张军华*. 酶水解木质纤维材料制取可发酵糖研究进展. 生物质化学工程,2012,46(3):39—44. (综述)张军华,徐 勇,勇 强,卜晓莉,余世袁. 木二糖和木三糖的分离及其用于双歧杆菌的体外培养. 林产化学与工业,2005,25(1): 15—18. (EI)专利[1] 张军华,刘建军,康博文. 枯草芽孢杆菌及用该菌株制备γ-聚谷氨酸的方法 [2] 李秀信,张军华,余仲东,范里,田大林,郭文涛. 一种表面活性剂辅助提取香椿叶中总黄酮的方法 [3] 张宏健,凌敏,张军华,邱荣强. 一种粉状的木材胶粘剂及其制备方法

热电材料可以投稿期刊

财联社(上海,编辑 黄君芝)讯, 热电技术可以直接将热量转化为电能,并为各种各样的项目提供动力——从美国宇航局(NASA)目前 探索 火星的“毅力号”探测器到旅行中可以冰镇饮料的冷却器。

有鉴于此,美国克莱姆森大学(Clemson University)的一位物理学家与来自中国和丹麦的合作者联合创造了一种新的、可能改变模式的高性能热电化合物。

材料的原子结构,即原子在空间和时间中的排列方式,决定了材料的性质。通常情况下,固体是结晶体或无定形的。在晶体中,原子是有序且对称的,而非晶质材料的原子是随机分布的。

克莱姆森大学领导的国际团队就创造了一种新的混合化合物,其中晶体和非晶态物质交织在一起,形成了独一无二的晶——非晶二元结构。该研究成果也于近期被刊登在了著名科学期刊《焦耳》杂志上。

“我们的材料是一种独特的混合原子结构,一半是晶体,一半是非晶的,”研究人员表示,“如果你有一个独特或特殊的原子结构,你会期望看到非常不寻常的性质,因为性质会遵循结构。”

研究人员通过有意用周期表上同族但原子尺寸不同的不同元素来共同创造他们的混合材料。在这里,他们利用硫和碲之间以及铜和银之间的原子尺寸不匹配,创造了一种新的化合物(Cu1-xAgx)2(Te1-ySy)。

在这种化合物中,晶态和非晶态子板块交织在一起,形成了独一无二的晶态二元性。这种新化合物表现出了优异的热电性能。虽然这一发现目前还不能直接影响应用,但它很可能在未来带来更好的热电技术。

“这种新材料性能很好,但更重要的是它是如何达到这种性能水平的,”研究人员指出,“传统上,热电材料是晶体。我们的材料不是纯晶体,我们证明了我们可以用一种新的原子结构的材料达到同样的性能水平。”

研究人员预计,这种新材料将在10到20年内开始影响应用。

“它们肯定能做一些目前热电材料做不到的事情,但不是现在,”他说。“然而,这项研究的未来是光明的。”他们补充说。

提升热电材料ZT值的方法一般有两种,一为提高其功率因子(S2σ),或降低其热传导系数(κ)。影响功率因子的物理机制包括散射参数、能态密度、载子移动度及费米能级等四项。前三项一般被认为是材料的本质性质,只能依靠更好更纯的样品来改进,而实验上能控制功率因子的物理量为通过改变掺杂浓度来调整费米能级以达到最大的S2σ值。固体材料热传导系数(κ)包括了晶格热传导系数(κL)及电子热传导系数(κe),即κ=κL+κe。热电材料之热传导大部份是通过晶格来传导。晶格热传导系数(κL)正比于样品定容比热(CV)、声速及平均自由程度等三个物理量。同样,前二个物理量是材料的本质,无法改变。而平均自由程则随材料中杂质或晶界的多寡而改变,纳米结构的块材之特征在于具有纳米层级或具有部份纳米层级的微结构,当晶粒大小减小到纳米尺寸时就会产生新的界面,此界面上的局部原子排列为短程有序,有异于一般均质晶体的长程有序状态或是玻璃物质的无序状态,因此材料的性质不再仅仅由晶格上原子间的作用来决定,而必须考虑界面的贡献。

Whall和Parker首先提出二维多层膜结构。因量子井效应对热电材料传输性质的影响,多属于半导体的热电材料,若经MBE(分子束外延)或CVD(化学气相沉积)长成多层膜(或称超晶格)的结构后,其能带结构会因量子效应而使材料能隙加大,再加上膜与膜的界面亦会影响到样品的热传导系数,故将热电材料薄膜化后可预期会大幅改变其ZT值。例如,Koga研究团队理论预测在室温下Si(1.5nm)/Ge(2.0nm)的超晶格结构(于Si0.5Ge0.5基座),其ZT值要比Si块材大70倍。

除了二维的多层膜/超晶格结构外,一维的量子线结构也开始慢慢受到注意,研究者欲通过一维量子线更强的量子局限化效应来进一步提升热电材料之ZT值。例如,将熔融的热电材料Bi、Sb及Bi2Te3经高压注入多孔隙材料如阳极氧化铝或云母,可形成直径约8nm,长度约10m的纳米线。目这些纳米量子线阵列的量测都还在起步的阶段。上述的二维或一维纳米结构都因有基座或多孔隙材料的存在而使热电材料热传导系数的测量或实际应用产生相当的困难。

热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料,1823年发现的塞贝克效应和1834年发现的帕尔帖效应为热电能量转换器和热电制冷的应用提供了理论依据。

随着空间探索兴趣的增加、医用物理学的进展以及在地球难于日益增加的资源考察与探索活动,需要开发一类能够自身供能且无需照看的电源系统,热电发电对这些应用尤其合适。

对于遥远的太空探测器来说,放射性同位素供热的热电发电器是唯一的供电系统。已被成功的应用于美国宇航局发射的“旅行者一号”和“伽利略火星探测器”等宇航器上。利用自然界温差和工业废热均可用于热电发电,它能利用自然界存在的非污染能源,具有良好的综合社会效益。

18年9.931,19年预计过10

无机材料可以投稿的期刊

无机材料学报 复合材料学报 材料研究学报 高分子材料科学与工程 稀有金属材料与工程 功能材料 材料热处理学报 材料科学与工艺 Journal of Materials Science & Technology 材料科学技术(英文版) Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition) 武汉理工大学学报-材料科学版(英文版)新型炭材料 建筑材料学报 International Journal of Minerals Metallurgy and Materials矿物冶金与材料学报(英文版) 材料工程 航空材料学报

科研出版社,这个出版社很多英文期刊都还不错,你可以试试,希望能帮到你

常见的英文论文发表的刊物有很多的,在这里提醒大家的是注意你论文的专业是什么方向,同时还需注意你职称晋升需要什么方面的期刊等级等,对于SCI还是什么类的刊物,若是你不太了解,不妨来中国月期刊咨询网来看看。

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