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《自然》《科学》一周(7.27-8.2)材料科学前沿要闻
发布:lee_9124   时间:2015/8/5 10:36:23   阅读:1081 
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1.粒子在人工、生物、地质环境中的附着结晶

(Crystallization byparticle attachment in synthetic, biogenic, andgeologic environments)
 
 
晶体生长有多种方式,包括多种粒子和多离子复合物的组装结晶。 De Yoreo 等人就非经典的结晶行为撰写了相关综述。这些非经典结晶过程得到越来越多的实验数据和数学模拟技术的支持,过程的热力学基础也建立起来。开发这类晶体生长和成核路径的预测模型有利于扩大材料的合成方法。而这些方法也会提高人类对如生物矿化等自然过程的认识。(Science DOI:10.1126 / science.aaa 6760 )
 
2.外延生长法制备的单层的具有原子级界面特性的WSe2-MoS2平面p-n结

(Epitaxial growth of a monolayer WSe2-MoS2lateral p-n junction with an atomically sharp interface)
 

石墨烯这类二维材料在制备微型晶体管方面备受关注,因为它们本身是纳米级的大小,同时可以负载高的电流。不过,由于石墨烯没有带隙,意味着它很难被“关掉”。过渡金属二硫化物(TMDCs),如二硫化钼,具有一定的带隙。基于这类材料的晶体管具有较高的开关电流比。但是用不同的TMDC往往很难制备成良好的 p-n 结。 Li 等人成功的用硫化钼和硒化钨两种材料成功的制备出 p-n 结。这种 p-n 结并非以层层堆积的形式制备,而是在硒化钨的边缘生长出硫化钼层,这样制备出的 p-n结具有原子级的明显的分界面。(Science DOI: 10.1126 / science.aab 4097 )

3.无金属催化的杂环化合物C-H活化和硼化反应

(Metal-free catalytic C-H bond activation and borylation of heteroarenes)
 

硼(一种 Lewis 酸)和氮或磷( Lewis 碱)倾向于配对。将它们分别置于同一个分子的两端可以得到受阻路易斯酸碱对。这类分子显示出极强的反应活性,例如可以切断 H2 分子中的 H-H 化学键。 Légaré 等人将反应拓展到切割杂环分子(如呋喃和吡咯)的碳-氢键上来。受阻路易斯酸碱对能催化这些化合物进行硼化反应。反应的选择性与使用金属催化剂的反应选择性差别不大。(Science DOI: 10.1126 / science.aab 3591 ) 

4.聚合物纳米复合物制备的柔性高温电介质材料

(Flexible high-temperature dielectric materials from polymer nanocomposites)
 
 
相比于无机材料,聚合物电介质具有更高的破坏强度,更好的可靠性,更轻的质量,并且可以整合到复杂的电路中,因此对很多电子器件来说是理想的选择。不过,聚合物电介质的缺点在于耐热性较差,在一些极端环境中,如电动汽车、航空动力、地下石油勘探等条件下无法应用。Li 等人制备了包含氮化硼纳米片的交联聚合物纳米复合物,复合物的介电性质在很宽的温度范围内都很稳定。新材料的电导率比纯聚合物低几个数量级,热导率大幅提高,这主要归功于氮化硼纳米片的作用。作者称这一发明拓展了有机材料在高温电子和储能领域的应用。(Nature doi:10.1038 / nature 14647 )

5.金纳米带中4H六角相的稳定化

(Stabilization of 4H hexagonal phase in gold nanoribbons)
 
 
金、银、铂、钯常常以面心立方体的结构形成晶体。 Fan 等人报道了高产率合成4H六角相结构的金纳米带的方法,这种亚稳态结构在之前的研究中从未有过报道。通过在室温条件下的配体交换,这些金纳米带会由4H六角相转变为面心立方体。用外延生长的方法在4H金纳米带表面生长银、铂、钯,可以得到这些材料的稳定的4H六角相晶体。作者认为他们的发明或许为贵金属纳米材料的合成提供了一种新方法。(Nature Communications DOI: 10.1038 / ncomms 8684 )

6.阐释CH3NH3PbI3钙钛矿薄膜中无序状态和自由载流子复合动力学

(Elucidating the role of disorder and free-carrier recombination kinetics in CH3NH3PbI3 perovskite films)
 
 
除了与太阳光谱有很好的匹配,钙钛矿太阳能电池的效率主要由光生载流子的密度和迁移率决定。后者说明有多少载流子从原始状态移动出,以及在发生复合前载流子的移动速率。不过,以往的测试往往只获得这些参数的下限。La-o-vorakiat 等人借助时间分辨太兆赫光谱,分别测试了钙钛矿薄膜中的载流子密度和迁移率。他们发现,不同相和温度下,复合的机理有所差别。在室温下主要是二体复合,在低温下主要是三体复合。这一结果表明,只要三体复合没有占据主导地位,钙钛矿电池在低温下也可以获得良好的能量转化效率。(Nature Communications DOI: 10.1038 / ncomms 8903 )

7.通过厚度和接触金属调控的高效n型黑磷晶体管

(High-performance n-type black hosphorus transistors with type control via thickness and contact-metal engineering)
 

最近的研究发现片状黑磷具有优异的 p 型场效应整流性能,不过类型控制还尚未有过报道。Perello 等人报道了通过接触金属和厚度调控等方法,可以制备出极性可变的 n 型黑磷晶体管。当金属铝与黑磷接触,随着黑磷的厚度从 3nm 增加到 13nm ,材料由单极性逐渐变为双极性。此时黑磷表现出类似于石墨烯的均匀的空穴和电子迁移率。当与金属钯接触时,在薄膜条件下黑磷表现出p 型特性,当厚度为 2.5-7nm 时,变为双极性传输。(Nature Communications DOI: 10.1038 / ncomms 8809 )
 


来源:新材料在线 
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