《南昌大学Nature Materials:首次发现半导体材料的“光挠曲电”效应!性能破纪录》

  • 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:2020-04-27
  • 南昌大学材料科学与工程学院舒龙龙副教授及其合作者的最新研究成果以题为 “Photoflexoelectric effect in halide perovskites”(卤化钙钛矿材料的光挠曲电效应)在国际顶级学术期刊《Nature Materials》(《自然•材料》)上发表。作为著名的Nature杂志子刊,《Nature Materials》是材料、物理、化学等交叉学科领域最具影响力的期刊之一,2019年其影响因子高达38.887。

    论文链接:https://www.nature.com/articles/s41563-020-0659-y

    舒龙龙副教授是该论文的第一作者和通讯作者,南昌大学为第一单位和通讯单位,西班牙加泰罗尼亚高等研究院Gustau Catalan教授为论文的共同通讯作者。论文主要作者包括材料科学与工程学院光电信息团队柯善明、费林峰、王立、郑仁奎、周杨波等。

    收集环境能源用以发电是当前的热门话题,常见的能量转换方式包括光伏效应和机电耦合效应,但这两类效应所依赖的不同材料体系(机电耦合依赖压电绝缘体,光伏依赖于半导体PN结),使得他们集成到一种材料上变得十分困难。南昌大学研究团队最新成果表明:通过弯曲卤化铅钙钛矿这样一类光伏半导体材料,可将挠曲电(梯度应变产生电的特殊物理现象)和光伏效应完美结合,实现光机电多重能量收集。该项工作在物理理论上原创,首次发现了半导体材料的“光挠曲电”效应,在挠曲电性能上打破世界纪录,同时为后续光传感、光探测的器件应用提供了新思路。

    舒龙龙博士,2015年入职南昌大学材料科学与工程学院,曾获首届中国硅酸盐学会特种陶瓷优秀青年奖等奖励,入选江西省“双千计划”首批培养类项目。该工作自2017年启动,前后历时3年,由南昌大学、重庆大学、西安交通大学、北卡罗来纳州立大学、巴塞罗那大学等在内的国际化研究团队通力合作完成。江西省模范教师—王雨教授生前对这一工作给予了大量的指导和帮助,谨以此文深切缅怀。该论文得到了国家自然科学基金、科技部重点研发计划子课题项目和南昌大学一流学科建设项目的支持。

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    • 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:2020-03-30
    • 据美国国家科学院院刊(PNAS)近日消息称,美国科学家在两块不同的陨石中发现了超导材料,这是超导材料在太空中形成的第一个证据。这一发现的重要意义不仅在于它是罕见的天然形式的超导材料,还为人类寻找室温超导材料点燃了新希望。   超导材料即超导体,指在某一温度下,电阻为零的导体。在实验中,若导体电阻的测量值低于10-25Ω,可以认为电阻为零。而超导体不仅具有零电阻的特性,还可以完全抗磁性。因此超导体在传输过程中几乎没有能量耗损,还能在每平方厘米上承载更强的电流。而一般常规材料,在导电过程中都会消耗大量能量。然而,目前大多数超导体仅在接近绝对零度的温度下工作。   研究者一直试图在实验室制造超导材料,此前部分科学家也曾认为,太空中的一些极端环境——尤其是天文事件下极端的高温和压力,可能会让物质产生特殊的相,因此或许可以期待太空的特殊环境形成超导材料。对地球上的人们来说,陨石就是一个“从天而降”的绝佳研究对象。但长期以来,一直还未有研究在陨石中发现类似超导化合物的报告。   鉴于此,来自加州大学圣地亚哥分校、美国布鲁克海文国家实验室的研究人员,为寻找太空样品中的超导现象,利用一种叫做磁场调制微波光谱的技术(MFMMS,一种主要用于寻找超导现象的高灵敏度技术),对来自15种不同陨石的碎片进行了详细研究。根据研究团队的测量结果,其中两块陨石内,都含有微量的来自外太空的超导微粒。进一步分析得出,超导现象可能源自其中铅、铟和锡的合金。   这二者其中之一是1911年在澳大利亚发现的铁陨石蒙德拉比拉,该陨石总重量达22吨,是迄今发现最大的陨石之一;另一个样本则是25年前在南极洲被发现的罕见陨石GRA 95205。   论文作者之一、加州大学圣地亚哥分校的物理学家詹姆斯·瓦姆普乐表示,自然条件下形成的超导非常地重要以及不寻常,因为这意味着,在地外环境中可能存在超导。   此外,研究人员也指出,目前已经分别从两块完全不同的陨石中发现了超导材料,由于人类掌握陨石的样本并不丰富,因此未来可能会从太空环境发现更多的超导材料。而另一方面,研究人员也会对反向影响展开研究,因为超导材料的特性也许也会对太空环境产生人们未曾预见的结果,譬如,超导粒子对附近磁场的影响等等。     总编辑圈点   人类最初发现超导体是在1911年,如今已经过去了一百多年,科学家还在探索低压、高温下实现材料超导性的方法并将其用于生活中。如今这一结果还仅仅是初步阶段,但已经足以表明陨石不仅仅是从天而降的太空碎片——它们还携带了人类从未见过的、可能比太阳系本身还古老的物质。这些陨石当初在极端温度和压力下形成,这种条件远远超越了地球上任何实验室的能力,因此,它们会是人类寻找新化合物的理想沃土。
  • 《华盛顿大学开发新技术:激光制冷半导体材料》

    • 来源专题:装备制造监测服务
    • 编译者:zhouyang
    • 发布时间:2020-07-02
    • 一般来说激光是用来加热物体的,但近日华盛顿大学一组研究团队通过实验展示了激光冷冻材料的潜力,有望颠覆从生物成像到量子通信等领域。 早在2015年该团队就已经宣布可以利用激光将水和其他液体冷却至室温以下,近日该团队又用类似的方法来冷却固体半导体。该论文发表在《自然通讯》上,他们可以使用红外激光将固体半导体冷却到比室温低至少20摄氏度。 研究人员使用的装置是一个悬臂,类似于跳水板。就像游泳者跳入水中后的跳板一样,悬臂可以以特定的频率振动。但这个悬臂不需要潜水员来震动。在室温下,它会因热能而振荡。这样的设备可以成为理想的光学机械传感器,激光可以探测到它们的振动。但是激光也会加热悬臂,从而降低了它的性能。 华盛顿大学材料科学与工程教授彼得·鲍佐斯基(Peter Pauzauskie)说:“在历史上,纳米级设备的激光加热是一个被掩盖的主要问题。我们使用红外光冷却谐振器,以减少系统中的干扰或‘噪音’。这种固态制冷方法可以显著提高光学机械谐振器的灵敏度,扩大其在消费电子、激光器和科学仪器中的应用,并为光子电路等新应用铺平道路。” 研究人员表示他们是第一个展示“纳米传感器固态激光制冷”技术的团队。