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《计算材料前沿研究成果精选|Phys. Rev. Lett.专刊（3月）》

  • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者： 冯瑞华
  • 发布时间：2018-04-24

  • 1. 可控的Lifshitz转换和四层石墨烯中的多波段传输

    金属和半导体的费米面会经历Lifshitz转变（LT），即带结构连接性的拓扑的突变从而引起材料性质发生异常变化。由于二维材料具有易于调节的费米能级和能带结构，因而其可构成探究Lifshitz转变的理想平台，即材料费米面拓扑结构的变化。近期，美国加州大学河滨分校Chun Ning Lau（通讯作者）与俄亥俄州立大学的研究人员关注了一个相对未开发的2D多Dirac频段体系，Bernal堆叠四层石墨烯（4LG）。他们使用四层石墨烯包含两个相交的大型Dirac带，阐释了多重Lifshitz转换和多带传输，表现为电导率与电荷密度n和面外电场D、反常量子霍尔序列和Landau能级交叉的非单调依赖性。

    文献链接：Tunable Lifshitz Transitions and Multiband Transport in Tetralayer Graphene (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI：10.1103/PhysRevLett.120.096802）

    2. 微波探测腔耦合双量子点中的电-声相互作用

    近日，美国普林斯顿大学J. R. Petta等人探究了电偶极子耦合的微波腔的悬浮InAs纳米线双量子点（DQD）中的电-声相互作用。在DQD激发态中，他们通过在导线上施加一个有限偏压以驱动稳定的状态，从而在DQD跃迁能级处直接测量电-声耦合强度。腔场的振幅和相位响应表现出由纳米线的声子模式引起的DQD能级失谐中的周期性振荡，并且，观察到的腔体相位位移与通过声子耦合预测空腔中心频率的重整化的理论是一致的。该成果表明，目前可以得到机械性悬挂于衬底上方的腔耦合的InAs纳米线DQD；同时，比较测量的结果与器件的微观理论模型也表明了由电子动力学介导的声子与光子的耦合导致了腔中心频率的声子重整化。这些实验可帮助理解纳米体系中电-声耦合的基本性质，并有可能为减轻半导体量子器件中的自旋衰变提供方法。

    文献链接：Microwave Detection of Electron-Phonon Interactions in a Cavity-Coupled Double Quantum Dot (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI：10.1103/PhysRevLett.120.097701）

    3. 自旋电流控制调制三端子磁振子晶体管中磁子的自旋电导率

    通过在场效应晶体管（FET）中施加电场可以改变电荷载流子的密度从而调节半导体沟道的电导率。最近，基于磁振子的固态器件的编码、运输和控制信息等已经引起了科研人员巨大的研究兴趣。然而，操纵其所传递信息的任务依然艰巨。有效操纵磁子自旋运输对开发基于磁子的自旋电子器件至关重要，最近荷兰格罗宁根大学L. J. Cornelissen等人提供了一种用于调节注入器和探测器触点之间的钇铁石榴石通道中热磁波的扩散传输方法的概念验证。他们通过由第三调制器电极自旋霍尔注入磁子来增加或降低磁子的化学势，改变通道的磁子自旋电导率。在T=250K时，他们获得了1.6％/mA的调制效率。有限元模型表明通过减少沟道厚度，可以将其提高到远高于10％/mA，此研究为基于热磁振子的逻辑电路提供了令人关注的发展前景。

    文献链接：Spin-Current-Controlled Modulation of the Magnon Spin Conductance in a Three-Terminal Magnon Transistor (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI：10.1103/PhysRevLett.120.097702）

    4. 下沉密度在合金非平衡态化学再分配中的作用

    通过大量晶体缺陷产生远离平衡态的开放体系的微观结构的演变不仅取决于产生这种缺陷的外力的特性和控制点缺陷的迁移和消除的动力学过程，而且取决于微观结构的特征。这种演变会在材料内部产生质量传输，导致化学重组，从而体系失效。因此，一个能够预测相关体系稳态的物理模型，对于预测和控制材料性质至关重要。近日，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室Enrique Martínez（通讯作者）与法国巴黎萨克雷大学的研究人员通过动力学Monte Carlo（KMC）和Fe-Cr合金模型的基础原子模型来分析点缺陷的产生、原子转移速率和微观结构的下沉特性之间复杂的相互作用，以研究理想的缺陷下沉对Cr浓度分布的影响，尤其关注了界面密度的作用。他们观察到隔离量随着界面间距的减小而线性地减小。在不可逆过程的热力学模型内，根据KMC模拟推导并评估了通用的分析模型，以阐明该系统的结构-性质关系。

    文献链接：Role of Sink Density in Nonequilibrium Chemical Redistribution in Alloys (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI：10.1103/PhysRevLett.120.106101）

    5. 单层WS2诱导的石墨烯的强各向异性自旋-轨道相互作用

    巴黎第十一大学H. Bouchiat（通讯作者）与英国帝国理工学院的研究人员报道了单层WS2诱导石墨烯，使其具有强各向异性的自旋轨道相互作（SOI）。他们准备了两种不同类型的异质结：单层WS2-石墨烯和块体WS2-石墨烯（石墨烯从天然石墨机械剥离）。单层WS2薄片通过化学气相沉积（CVD）直接在硅衬底上生长，然后转移到另一个Si/SiO2衬底上以避免在SiO2层中引起的缺陷。石墨烯被聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）萃取，然后沉积到WS2上；块体WS2通过机械剥离并沉积在石墨烯上来制备。在磁导率测量中，单层WS2-石墨烯和块体WS2-石墨烯系统的直接对比揭示了单层过渡金属二硫族化合物可以诱导比体积更强的SOI。弱反定位曲线的详细理论分析提出，预测自旋轨道能量（Eso）将会高于10 meV。

    文献链接：Strong Anisotropic Spin-Orbit Interaction Induced in Graphene by Monolayer WS2 (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI：10.1103/PhysRevLett.120.106802）

    6. 揭示玻璃形成液中结构松弛与动态异质性之间的关系

    尽管眼镜被使用了几千年，而玻璃化转变的本质仍然是神秘的。在接近玻璃化转变时，动态异质性的增长一直被认为在解释结构松弛的突然放缓中起到关键作用。然而结构松弛与动态异质性之间是否存在潜在的联系仍然是难以捉摸的。近日，中国科学技术大学徐宁与中国科学院物理研究所管鹏飞等研究人员通过引入隐藏在不同模型玻璃形成液体中具有相同动态非均匀性的状态点的特征时间尺度，揭示了动态非均质性和结构松弛之间的潜在联系。这个时间尺度对应于玻璃形成液体具有动力学脆性，并通过实现扩展崩溃来桥接结构松弛和动态异质性。此外，从一个恒定的动态非均匀性条件的角度，可以在不引入任何自由参数的情况下，实现各种玻璃形成液体的相当概括的描述。

    文献链接：Revealing the Link between Structural Relaxation and Dynamic Heterogeneity in Glass-Forming Liquids (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI：10.1103/PhysRevLett.120.125502）

    7.扩散时间分布的电化学阻抗成像研究

    美国麻省理工学院Martin Z. Bazant等研究人员提出了基于扩散时间分布（DDT）的随机非均质材料的扩散阻抗理论。他们建立了一个数学框架，根据扩散时间（DDT）的分布来分析电化学阻抗谱，用于平行阵列的随机有限长度Warburg（扩散）或Gerischer（反应扩散）电路元件。他们基于具有Tikhonov正则化的复杂非线性最小二乘回归，提出了一种通用的方法来解决实验数据中DDT的问题，该方法不假设关于构型随机性的经验知识，并说明了三种用于能量转换的纳米结构电极：（i）碳纳米管超级电容器，（ii）硅纳米线锂离子电池和 iii）多孔碳钒液流电池。研究结果表明了非破坏性“阻抗成像”来推断随机非均质材料的微观结构统计具有可行性。

    文献链接：Electrochemical Impedance Imaging via the Distribution of Diffusion Times (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI：10.1103/PhysRevLett.120.116001）

    8. 高功率固体量子电池的集合充电

    量子信息定理指出，利用集合的量子资源有可能极大地提高由许多相同基本单元构成的量子电池（QB）的充电能力。意大利理工学院Dario Ferraro（通讯作者）与比萨高等师范学校的研究人员提出并解决了可在固态体系结构中设计的QB模型。它由N个在腔体中耦合到单个光子模式的二级系统组成。他们对比了这种集合模型（“Dicke QB”），纠缠是真正由共同的光子模式产生的，其中每个二级系统都耦合到它自己独立的腔模（“Rabi QB”）中。通过采用精确的对角化，他们证明了Dicke QBs充电功率中出现了量子优势，其尺寸类似√N（N>>1）。

    文献链接：High-Power Collective Charging of a Solid-State Quantum Battery (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI：10.1103/PhysRevLett.120.117702）

    9. 钛酸锶的热传输和声子流体动力学

    由于声子、热量在绝缘体中仍可以传播，近年来由于改进的计算性能和新的理论技术，第一性原理理论可以得到半导体固有热导率的定量计算。几十年前确定的声子流动的流体力学状态在类石墨烯二维系统中得到了重新关注。近日，德国科隆大学Kamran Behnia与法国、巴西的研究人员一起研究了在宽温度范围（2-400 K）的未掺杂和掺杂钛酸锶中的热导率κ，并检测了不同的热流状态。他们发现在未掺杂的SrTiO3中，随着温度低于其峰值并且在窄温度窗口中，κ变化得比立方结构的更快。之前在少数固体中观察到的这种行为并将其归因于Poiseuille声子流。

    文献链接：Thermal Transport and Phonon Hydrodynamics in Strontium Titanate (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI：10.1103/PhysRevLett.120.125901）

    10. 催化反应条件下在PtRh纳米粒子上鉴定具有催化CO氧化的活性表面相

    在氧化物载体上的Pt-Rh合金纳米颗粒广泛用于非均相催化，应用范围从汽车排气控制到能量转换。而为了提高催化剂性能，在工业相关的操作条件下，纳米颗粒表面结构与其催化活性的原子尺度相关性至关重要。近期，德国汉堡大学A. Stierle与瑞典隆德大学U. Hejral等研究人员在接近大气压的CO氧化过程中，对纳米颗粒表面结构的x射线衍射数据和原位质谱进行了分析。他们通过检测特定纳米颗粒的x射线衍射信号来确定超薄表面氧化物的形成，并将它们的演化与样品的增强催化活性联系起来。该方法开启了可操作条件下进行前所未有的原子尺度分辨率的氧化物负载的纳米颗粒基催化剂的深入表征方面的研究工作。

    文献链接：Identification of a Catalytically Highly Active Surface Phase for CO Oxidation over PtRh Nanoparticles under Operando Reaction Conditions (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI： 10.1103/PhysRevLett.120.126101）

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    • 编译者：冯瑞华
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    • 1、Acta Mater.综述：透射电子显微镜对AA7050铝合金分离成核和原位成核的研究 AA7050 Al-Zn-Mg-Cu合金因其重量轻，强度高而广泛应用于航空航天工业。其机械性能主要取决于纳米尺度的析出物，之前已经探索了相应的沉淀硬化模型。 过饱和固溶体→GP区→η'析出物→η析出物的沉淀序列是众所周知的。然而，GP区→η'和η'→η沉淀物的精确转变机制尚未阐明。近日，台湾大学Jer-Ren Yang和Yo-LunYang（共同通讯作者）等人通过利用高分辨透射电子显微镜（HRTEM）和纳米尺度能量色散X射线（EDX）研究了Al-Zn-Mg-Cu合金AA区域中的GP区→η'→η析出序列的转变机制，连续的原位HRTEM帧显示在相邻的GPII区溶解时，η'沉淀物的分离成核发生在别处。系统地阐述了成核机理及原位转变。 文献链接：Transmission electron microscopy investigation of separated nucleation and in-situ nucleation in AA7050 aluminium alloy（Acta Mater.,2018,DOI：10.1016/j.actamat.2018.02.045） 2、Adv. Mater. 综述：定向凝固过程中经孕育处理的铝合金等轴晶粒的非均匀成核 通过孕育处理的晶粒细化是降低热撕裂敏感性并改善铝铸件结构均匀性和力学性能的重要技术。近几十年来，接种的细化机理以及不同因素对晶粒细化性能的影响得到了广泛的研究。近日，挪威科技大学Yan jun Li（通讯作者）等人通过原位X射线照相固化研究，实现了对定向凝固过程中非均匀成核和晶粒长大的分离温度梯度效应和冷却速率效应的定量研究。提出一种物理模型来定量说明温度梯度对生长晶粒周围熔体中晶粒异质形核的影响。此外，还预测本实验模型对于其他晶粒生长及环境应用。 致歉：很抱歉，未能找到通讯作者 Yan jun Li 的确切中文名字，小编表示诚挚的歉意！ 文献链接：Revealing the heterogeneous nucleation behavior of equiaxed grains of inoculated Al alloys during directional solidification（Adv.Mater.,2018,DOI: 10.1016/j.actamat.2018.02.058） 3、Adv. Mater.综述：镁溶质运输扩散理论 镁及其合金具有比铁基或铝基合金更低的密度，能够成为汽车和航空航天工业中轻量化的重要候选材料，从而提高燃料效率。溶质的添加是采用集成计算材料工程ICME方法开发先进镁合金的主要策略。在镁合金中观察到拉伸载荷时的锯齿状流动，是由于通过溶质扩散形成的位错周围存在溶质云。因此，镁的溶质扩散运输对于设计新的镁合金以及了解制造和加工过程中的材料行为至关重要。近日，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校 Dallas R.Trinkle（通讯作者）等人通过开发一种格林函数从初始计算模型空缺介导运输的61个溶质在六角密排堆积镁，确定了Mg晶格中所有对称唯一的空位跳跃，并使用格林函数法精确计算了稀溶质浓度极限下的Onsager系数，同时使用DFT计算的热力学数据。通过预测和对比实验测量结果，分析镁溶质的扩散运输等机理。 文献链接：Ab initio magnesium-solute transport database using exact diffusion theory（Adv.Mater.，2018，DOI: 10.1016/j.actamat.2018.03.025） 4、Adv. Mater.综述：Fe-Si-C合金中铁素体转变过程中的碳富集 由于工业和理论上的重要性，钢中的奥氏体（γ）向铁素体（α）转变一直是研究最广泛的转变之一。在合金钢中，置换元素（例如硅（Si），锰（Mn），表示为X）和间隙元素（如碳（C））的扩散率通常相差几个数量级。在Ae3温度下相对较大的过冷度下，发生非分区α生长，非分区α生长所需的时间通常与工业上使用的热处理时间尺度相当，因此非分区α变化对工业特别重要。近日，清华大学H.-D. Wu（通讯作者）发表最新研究，研究了Fe-0.4％C-(1.5,3)％Si合金在800?700℃等温铁素体相变过程中的微观组织演变，转变动力学，特别是C富集。提出两种模型，可忽略的分配局部平衡（NPLE）模型和平衡（PE）模型来描述非分区α生长过程中的α/γ界面条件。 致歉：很抱歉，未能找到通讯作者 H.-D. Wu 的确切中文名字，小编表示诚挚的歉意！ 文献链接：Carbon enrichment during ferrite transformation in Fe-Si-C alloys（Adv. 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Commun.综述：纳米晶合金氧化和分解过程的原位原子尺度观察 纳米结构和合金化是获得增强块状金属性能的主要措施。氧气污染是金属粉末暴露在空气中严重塑性变形时不可避免地发生的问题。这种污染会改变固结材料的形态和性能，其主要原因是缺乏关于纳米晶合金中氧的行为的详细研究。近日，韩国材料科学研究所Jungho Ryu（共同通讯作者）等人通过使用像差校正高分辨率透射电子显微镜和相关技术来研究高应变Cu-Fe合金原位加热过程中的氧气行为。为单相Cu-Fe复合材料中氧化物形成提供了直接观察结果，并为设计由氧化物分散体强化的纳米晶材料提供了有效途径。 文献链接：In situ atomic-scale observation of oxidation and decomposition processes in nanocrystalline alloys（Nat. Commun.，2018，DOI: 10.1038/s41467-018-03288-8） 8、Phys. Rev. Lett.综述：bcc Fe中单位位错-缺陷相互作用驱动的应变率敏感性异常 先进反应堆的设计寿命长，同时在极端温度和辐射条件下运行。中子照射铁素体合金通常包括超饱和缺陷，如自身间隙原子和空位簇。这些缺陷簇与位错之间的相互作用对于理解和预测材料的机械降解如膨胀、蠕变和脆化是至关重要的。近日，美国密歇根大学Yue Fan（通讯作者）等人通过采用基于能量基础的原子建模算法实现验证了bcc Fe中边缘位错与无序空位簇之间的相互作用，该位错在108至103 s-1的广泛应变率范围内进行了研究。研究集中在一个bcc Fe系统中CRSS的非单调变化，但其基本原理-即热激活和机械负载之间的复杂相互作用-是适用于许多不同的材料。位错的显微组织演变在不同时间尺度上可能有不同的定性差异。各种机制之间的转换被认为是应变率和热激活的潜在转换。 文献链接：Abnormal Strain Rate Sensitivity Driven by a Unit Dislocation-Obstacle Interaction in bcc Fe（Phys. Rev. Lett.,2018,DOI: 10.1103/PhysRevLett.120.125504） 9、Nano Lett.综述： 自修复液状氧化铝在室温下变形 氧化铝和二氧化硅是用于钝化的特殊氧化物，因为它们在空气中以几纳米厚度的玻璃态存在，及有助于阻止氧化的发生。这些表面玻璃在氧化环境中的机械行为及其初始形成对于理解不仅应力腐蚀开裂，而且有助于薄膜生长和纳米玻璃动力学的研究。近来，中佛罗里达大学Akihiro Kushima等人（通讯作者）等人在O2气体环境下，通过使用原位透射电子显微镜（TEM）对纯铝纳米纤维拉伸进行研究。研究发现，氧化铝像液体一样变形，并且可以匹配Al的变形，在适度的应变率下没有任何裂缝/裂纹，并以原子分辨率观察氧化铝的自愈过程。在铝上发现氧化铝薄膜的无缝生长有益于探索更好地控制气相沉积薄膜和纳米玻璃中的界面。同时，原位技术将ETEM与纳米级培养基固定器结合起来，被证明是研究SCC和金属初始氧化的有力工具，可以在原子分辨率下观察化学和/或机械诱导的相变。 文献链接：Liquid-Like, Self-Healing Aluminum Oxide during Deformation at Room Temperature（Nano Lett.,2018,DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b00068） 10、Nano Lett.综述：等离子体辅助的金属纳米线上单个量子发射体的选择性和超分辨激发研究 由多个量子发射体与等离子体波耦合组成的混合系统对于未来的集成量子纳米光电路领域是最有前景的构建模块。在衍射极限区域中超级分解和选择性激发连续量子发射体的技术，对于研究等离子体介导的量子发射以及操纵等离子体激元电路中的单等离激元产生和传播具有重要意义。近日，中国科学院物理所魏红教授（通讯作者）等人通过调整纳米线上表面等离子体激元的干涉场，可控地激发与银纳米线结合的多个量子点。同时还通过一种新的超分辨率成像方法，将纳米线上的可调谐表面等离子体干涉图案与结构化照明显微镜技术相结合。为多量子发射体和等离子体波导的耦合系统提供了一种新颖的高分辨率光激发和成像方法，有利于与等离子体纳米波导和纳米电路结合的多量子发射体的研究。此外，作者还总结了这类实验条件下的应用前景和挑战。 文献链接：Plasmon-Assisted Selective and Super-Resolving Excitation of Individual Quantum Emitters on a Metal Nanowire（Nano Lett.，2018，DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b05448）
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    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2018-04-03
    • 1、Nat. Nanotechnol.：二维MoS2作为Li-S电池锂金属负极保护层 Li-S电池由于其极高的能量密度（~2600Whkg-1）成为有望取代锂离子电池新一代能源装置，但是Li-S电池采用锂金属负极，锂活性太高，反应不稳定，表面容易生成枝晶和不受控制的SEI膜，因此大大降低了电极的库伦效率与循环稳定性。近日，美国北德克萨斯大学Wonbong Choi教授（通讯作者）等人将~10nm的二维 MoS2包覆在锂金属负极外并进行锂化。层状MoS2纳米结构以及其在锂化过程中的相变反应减少了负极材料的界面电阻，实现了包覆层紧密接触和较高的Li+传输效率。同时，MoS2消除了锂枝晶的成核位点，减少了枝晶的形成。因此，这种Li-MoS2作为负极材料构建的全电池测试中，获得了~589 Whkg-1的比能量密度和1200次循环后，在0.5C下~98％的库仑效率。 文献链接：2D MoS2 as an efficient protective layer for lithium metal anodes in high-performance Li–S batteries (Nat. Nanotechnol., 2018, DOI: 10.1038/s41565-018-0061-y) 2、J. Mater. Chem. A：三明治结构MoS2/S/rGO纳米复合结构作为Li-S电池正极 Li-S电池体系在充放电过程中经历了多步电化学转换过程，其中硫正极会形成长链多硫化锂（Li2Sn，4≤n≤8）中间体。这种具有穿梭效应的中间体和不导电的硫及其放电产物严重限制了Li-S电池的硫利用率和循环寿命，同时，硫向Li2S的转化将引入~80％的体积膨胀，导致电极结构很快失效。因此，华东理工大学的龙东辉教授和凌立成教授（共同通讯作者）等人开发了一种新型MoS2/S/rGO纳米复合结构作为Li-S电池正极。三者具有协同耦合效应，形成具有强大界面相互作用的稳定混合结构，可在循环过程中固定多硫化锂中间体。MoS2作为电催化剂还可加速硫氧化还原反应，因此这种三明治结构具有优异的倍率性能和循环稳定性。这项工作整合了Li-S电池的正极缺陷，化学吸附和电催化概念，为建立多层正极结构提供了新思路。 文献链接：Sulfur film sandwiched between few-layered MoS2 electrocatalysts and conductive reduced graphene oxide as a robust cathode for advanced lithium–sulfur batteries (J. Mater. Chem. A, 2018, DOI: 10.1039/C8TA00222C) 3、Nano Lett.：原位XAS探究MoS2作为锂电池电极材料的反应机理 MoS2由于其类石墨的层状结构作为锂离子的负极材料有大量的研究，但是，MoS2在锂电反应过程中的行为特征并没有详细完整的研究，关于MoS2的锂电反应机理也有较大的争议。因此，近日，美国劳伦斯伯克利国家实验室的Elton J. Cairns和Jinghua Guo（共同通讯作者）等人结合实验和模拟计算完整地揭示了MoS2电极材料的锂电反应机理。锂离子嵌入-嵌出MoS2层状结构是可逆的，使MoS2从2H相转变为1T相，并且伴有少量的锂残余。而之后的转化反应是不可逆的，Li2S在第一次充电时转变为S，无法恢复为MoS2。后续的反应更像Li-S电池的反应特征。该研究完善了MoS2电极的电化学反应机理，有助于MoS2或是其他硫化物在锂离子电池上的设计与应用。 文献链接：Electrochemical Reaction Mechanism of the MoS2 Electrode in a Lithium-Ion Cell Revealed by in Situ and Operando X-ray Absorption Spectroscopy (Nano Lett., 2018, DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b05246) 4、ACS Nano：少层MoS2-纳米碳复合材料三维网络结构用于储锂和储钠 近日，福州大学的詹红兵教授和中国科学院福建物构所的温珍海研究员（共同通讯作者）等人在氧化石墨烯和交联而成的中空碳球上原位生长MoS2纳米片构建三维结构复合材料，作为储锂和储钠材料。三维多孔结构的设计缓冲了MoS2材料在循环过程中的体积变化，多通道有利于电解液的扩散和离子的传输，碳材料增强了整个结构的导电性。由于克服了MoS2材料体积变化率大易坍塌，导电性差和易堆叠等问题，整个三维结构复合电极材料表现出良好的电化学性能，其作为锂离子电池的阳极，在0.1Ag-1电流条件下经过100次循环能保持1145mAhg-1可逆容量，在2Ag-1条件下经过1000次循环能保持753mAhg-1可逆容量下。 对于钠离子电池，，在1 Ag-1条件下经500次循环后也可以保持443 mAhg-1的可逆容量。 文献链接：Three-Dimensional Network Architecture with Hybrid Nanocarbon Composites Supporting Few-Layer MoS2 for Lithium and Sodium Storage (ACS Nano, 2018, DOI: 10.1021/acsnano.7b08161) 5、J. Mater. Chem. A：衍生自MOF结构的核壳Co9S8/MoS2-CN纳米复合材料作为钠离子电池阳极材料 过渡族金属硫化物由于其较高的理论容量值常被作为钠离子电池的负极材料进行研究，构建良好的纳米结构和与碳材料形成复合材料是两个提高其性能的主要途径。碳材料可以吸附和捕获多硫化物中间体，阻止穿梭效应，而纳米结构可以承受循环过程中的体积变化，从而延长金属硫化物电极的循环寿命。因此，中国石油大学（华东）的王荣明教授和康文裴博士（共同通讯作者）等人以ZIF-67为前驱体，制备了核壳Co9S8/MoS2-CN纳米复合材料。这种多孔的复合材料促进快速Na+快速嵌入/嵌出，碳材料提高了整体的导电性并捕获多硫化物中间体，产生协同效应。因此，整个材料显示出了优异的钠储存性能。 文献链接：A yolk–shelled Co9S8/MoS2-CN nanocomposite derived from a metal–organic framework as a high performance anode for sodium ion batteries (J. Mater. Chem. A, 2018, DOI: 10.1039/C8TA00493E) 6、J. Mater. Chem. A：分层MoS2/碳微球作为钠离子电池阳极材料 中国香港科技大学的Francesco Ciucci教授和Jang-Kyo KIM教授（共同通讯作者）等人利用简单的水热法合成了一种分层MoS2/碳微球结构，由中间夹有碳层的三明治结构MoS2纳米片组成。三维结构阻碍了MoS2的聚集，碳材料的结合提高了材料的导电性。另外，等级多孔结构增强了表面积，增加了电化学反应的活性位置。 因此MoS2/碳微球电极显示出极高的可逆容量和优异的倍率性能。此外，第一性原理计算表明，与MoS2相比，MoS2/碳异质界面使Na跃迁的能垒更小，带隙更低。这些新型的三维MoS2结构为制造能够实现高倍率性能和长循环寿命的过渡金属硫化合物材料提供了新途径。 文献链接：Hierarchical MoS2/Carbon microspheres as long-life and high-rate anodes for sodium-ion batteries (J. Mater. Chem. A, 2018, DOI: 10.1039/C7TA11119C) 7、Energy Environ. Sci.：MoS2/TiO2异质结构作为非金属等离子体光催化剂用于高效析氢 太阳能制备清洁化学燃料是解决全球环境问题的一个重点。TiO2材料由于其稳定性好、价格低廉等优势已成为太阳光分解水的重要光催化剂。但TiO2为宽禁带半导体，对太阳光吸收效率太低。因此，美国中佛罗里达大学的Yang Yang教授和美国太平洋西北国家实验室的Yingge Du研究员（共同通讯作者）等人结合PVD与CVD的方法将层状MoS2纳米片涂敷在TiO2纳米孔阵列内表面上并将其应用于太阳光分解水制氢中。这种异质结构在UV-vis-NIR范围内显示出强大的光子收集能力，显著提高了H2产出效率。这种非金属等离子体激元异质结构也有望应用于其他2D材料系统，用作高效光催化剂。 文献链接：MoS2/TiO2 heterostructures as nonmetal plasmonic photocatalysts for highly efficient hydrogen evolution (Energy Environ. Sci., 2018, DOI: 10.1039/C7EE02464A） 8、Nano Energy：多活性边缘单层MoS2用于高效析氢 析氢反应是电化学水分解过程中的关键步骤，在实际应用中，需要高效，稳定易得的催化剂。二维层状MoS2由于具有合适的吉布斯自由能可以较容易地吸附氢原子，因此可作为铂基催化剂的替代物。MoS2的析氢活性来自其活性边缘位点，而(002)基底面具有催化惰性。但是直接合成边缘丰富的MoS2纳米片仍然具有挑战性。近日，北京大学的戴伦教授、叶堉研究员和李彦教授（共同通讯作者）等人直接在熔融石英上合成了具有大拉伸应变的分形单层MoS2，其具有大量的活性边缘位点。这是由大拉伸应变引起的，该材料优异的HER催化活性，为将来二维HER催化剂的设计与调控提供了新思路和新方法。 文献链接：Engineering active edge sites of fractal-shaped single-layer MoS2 catalysts for high-efficiency hydrogen evolution (Nano Energy, 2018, DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.02.027）
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