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《用脉冲激光沉积法制备了CoFe2O4和正方相BiFeO3纳米复合材料的磁电。》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： 郭文姣
  • 发布时间：2018-01-16

  • 研究了磁电异质结构中BiFeO3 (BFO)和CoFe2O4 (CFO)的正方相(T-phase)之间的耦合关系。采用脉冲激光沉积法沉积了(001)LaAlO3单晶底物。在30分钟的退火后，首席财务官的顶层显示了一种t相似的结构，与BFO形成了一种类似平台的形态。磁滞回线在强制场中表现出了CFO层的强厚度效应，特别是沿面外方向。磁力显微镜图像显示，t阶段CFO平台包含多个磁畴，可以通过应用尖端偏压进行调谐。利用形状、应变和交换耦合效应来解释观测结果。

    ——文章发布于2018年1月10日

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  • 《用激光改变材料性质》
    • 来源专题：重大科技基础设施领域知识集成服务平台
    • 编译者：魏韧
    • 发布时间：2019-11-10
    • 研究人员使用先进光源（ALS）证明可以用激光重复改变材料中的耦合电子和磁性质。这一研究结果表明，利用激光束擦除和重写随机存取存储器和数据存储材料中的信息是可能的。 许多半导体器件使用电流控制和操作编码信息实现信息存储。然而，这种方法已经达到热稳定特征尺寸的物理极限，科学家们正在积极寻找下一代材料和工艺，来生产更小、更快、更强大的器件。可以按照理论规格进行逐层设计的材料为解决以上问题开辟了道路。多铁性是一种可以将材料设计成由外场控制的特殊性质，但很少有研究探索利用激光调谐这类材料中的电磁排列。 铁酸铋（BiFeO3）是一种很有前景的室温多铁性材料。在薄膜中，铁酸铋表现出明显的自发极化（铁电性），与材料的反铁磁有序共存并与之强耦合。此外，当受到面内压缩应变时，铁酸铋经历了从四方相（T-BFO）到菱形相（R-BFO）的晶体对称性转变。这种位移导致功能性质的调制，包括导电性、压电性和折射率。在特定的条件下，铁酸铋的“混合相”样品可能处于四方相（T-BFO）和菱形相（R-BFO）相之间的转变边缘。 在用压电响应力显微镜（PFM）获得的混合相铁酸铋的图像中，这些相呈现为暗区[菱形相（R-BFO）]和亮区[四方相（T-BFO）]。用532纳米绿光激光照射样品后，压电响应力显微镜（PFM）图像显示了清晰的相位重分布。拉曼光谱证实了激光局部加热是导致这些变化的原因，并且用相场仿真准确地模拟了结果。 为了探测激光照射下铁酸铋的铁电和反铁磁有序的相互关系，研究人员在先进光源（ALS）束线11.0.1上使用光发射电子显微镜（PEEM）开展研究。高亮度、软X射线束线可以在铁L边的线偏振光和圆偏振光之间直接切换，使研究人员能够利用线和圆二向色性绘制特定区域的铁电和反铁磁顺序。测量结果表明，激光调谐铁酸铋的畴结构可以同时控制相关的铁电性、反铁磁性和剩余磁化强度。 只要移动激光光斑，畴结构就可以重复擦除和重写。移动光斑照射后的压电响应力显微镜（PFM）图像显示了从纯四方相（T-BFO）到混合相再到纯四方相（T-BFO）的演变过程。该研究证明了在室温条件下通过激光对多铁性材料的非挥发性、确定性和局域控制。这种控制同时影响功能性质，如铁电性和反铁磁性，并可以以热辅助磁记录。它不仅是在复杂材料中裁剪铁磁有序的有效方法，还有助于非易失性随机存取存储器和数据存储设备等技术在微电子领域应用。
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  • 《青岛能源所制备出新型纳米复合材料用于锂硫电池隔膜改性》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2019-05-24
    • 锂硫电池，以单质硫作为正极，金属锂为负极，理论比能量可达2600Wh kg -1 ，是传统锂离子电池的3~5倍，且由于单质硫在地球中储量丰富、价格低廉，因此被认为是最具发展潜力的下一代高比能量二次电池体系之一。然而，由于锂硫电池在充放电过程中产生的聚硫化物易溶于电解液，并通过隔膜到达金属锂负极，进而产生严重的“穿梭效应”，引起活性物质损失、硫化物沉积不均，导致电池循环性能变差。 　　 基于以上问题，青岛能源所先进储能材料与技术研究组研究人员从锂硫电池隔膜改性入手，在碳纳米管（CNT）表面引入过渡金属化合物CoNi 1/3 Fe 2 O 4 （CNFO），成功制备出CNFO@CNT纳米复合材料，并通过真空抽滤方式将其均匀涂布到商用隔膜表面。受益于CNFO的强极性吸附作用和CNT的导电作用，该改性隔膜可以有效吸附正极溶出的聚硫化合物并加以循环再利用。　 将CNFO@CNT改性隔膜应用于锂硫电池中，实验结果证明在2.0 C下常温循环250圈后容量保持率高达84%。不仅如此，研究人员将改性后的锂硫电池置于高温60℃中测试其循环稳定性，发现在CNFO较强的化学吸附作用下，0.5 C经过100圈循环后，容量保持率依然能够达到78%，并保持98%以上的库伦效率。该改性材料相比CNT改性隔膜，无论是常温还是60℃高温，对锂硫电池的倍率及循环稳定性都有较大的提升。 　　 相关成果已发表在ACS Applied Materials & Interfaces（Tao Liu, et al,Jianfei Wu. doi：10.1021/acsami.9b02136）上。此外，以固体电解质取代传统电解液的全固态锂硫电池可以从根本上解决聚硫化物的溶解难题，研究组在目前开发的锂硫电池和高电导率硫化物固体电解质的基础上，下一步将继续开发高性能锂硫全固态电池，相关成果已在J.Mater.Chem.A（2018, 6, 23486–23494），Electrochim. Acta（2019, 295, 684-692）等期刊发表，研究成果得到了中国科学院率先行动相关人才计划、国家自然科学基金、青岛能源所-大连化物所融合基金项目的支持。
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