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沉积在硅衬底上近乎无应变的锆钛酸铅薄膜的压电性能
摘要: 通过设计缓冲层结构,在硅衬底上制备了化学溶液沉积(CSD)衍生的近无应变铅锆钛氧化物(PZT)薄膜。获得了Zr/Ti比例从50/50到58/42的不同组分的无应变PZT薄膜,以展示晶格应变对压电性能的影响。结果表明,即使在硅衬底上,采用SrRuO3(SRO:160 nm)/(La0.5,Sr0.5)CoO3(LSCO:90 nm)/LaNiO3(LNO:120 nm)堆叠结构也实现了近无应变条件。近无应变PZT薄膜的最高有效d33值出现在53/47组分,与块体材料相同,尽管在压缩晶格应变条件下,最高有效d33值来自58/42组分。
关键词: 化学溶液沉积、压电性、薄膜、多层结构、晶格应变、溶胶-凝胶制备
更新于2025-09-23 15:22:29
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通过镉掺杂提高无甲胺钙钛矿太阳能电池的效率和光稳定性
摘要: 虽然含甲胺阳离子的钙钛矿太阳能电池能展现高光电转换效率,但稳定性仍是个问题。本研究通过一步法合成了无甲胺钙钛矿材料CsxFA1–xPbI3。此外,我们向混合钙钛矿晶格中引入更小的镉离子部分取代铅离子,以解决钙钛矿结构中过大的内应力问题。研究发现,镉的引入可提升钙钛矿薄膜的结晶度和载流子寿命,最终实现了高达20.59%的光电转换效率。更重要的是,器件在连续光照1200小时后仍保持初始效率的94%。
关键词: 镉掺杂、无甲胺、晶格应变、光稳定性
更新于2025-09-23 15:19:57
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全无机钙钛矿太阳能电池中晶格应变抑制δ相的原位观测
摘要: 晶相调控与有序晶体生长对全无机钙钛矿太阳能电池(PSCs)的效率和稳定性起着至关重要的作用。然而,驱动稳定相态与高性能的内在晶体生长动力学机制尚不明确。本研究首次通过原位掠入射广角X射线散射(GIWAXS)技术揭示:晶格应变程度是抑制δ相生长的关键因素。我们实时追踪了内部晶体结构变化,成功解耦了不同基底温度下的晶体生长动力学过程,最终实现了对称晶格结构与垂直基底生长。该发现为无机钙钛矿晶体生长提供了新见解,对高性能全无机PSCs的研发具有重要价值。
关键词: 广角X射线散射(GIWAXS)、CsPbI2Br、无机卤化物钙钛矿、晶格应变
更新于2025-09-23 15:19:57
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铁电介晶BaTiO?/BaBi?Ti?O??纳米复合材料:形成机制、纳米结构与反常铁电响应
摘要: 铁电介晶纳米复合材料因其高密度异质外延界面,是通过晶格应变工程增强铁电性的理想材料。本研究采用层状钛酸盐H1.07Ti1.73O4,通过简便的两步拓扑化学过程合成了铁电介晶BaTiO3/BaBi4Ti4O15(BT/BBT)纳米复合材料。该BT/BBT纳米复合材料由沿[110]和[11?1]晶轴方向定向排列的BT与BBT纳米晶构成。通过形成BT/BBT异质外延界面引入晶格应变,使BBT的居里温度显著提升至400°C至700°C范围,并获得d*33=130 pm V?1的增强压电响应。此外,该BT/BBT纳米复合材料在高达1100°C时仍保持稳定,因此介晶陶瓷可作为高性能铁电材料进行制备。
关键词: 压电响应、纳米复合材料、铁电体、介晶、钛酸铋钡(BaBi4Ti4O15)、钛酸钡(BaTiO3)、居里温度、晶格应变
更新于2025-09-22 13:46:03
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低温量子点覆盖的Ge/Si异质结构中间层的形成:一项利用高分辨透射电子显微镜和拉曼光谱的研究
摘要: 采用峰值对算法结合拉曼光谱的高分辨率透射电镜图像软件分析方法,研究了含低温锗量子点的Ge/Si(001)结构中的晶格畸变。研究发现应力并未在量子点上方的厚硅层中扩散,而是通过形成薄混合成分边界层完全弛豫。但在锗覆盖层为10?的样品中,锗硅混合现象未出现在锗层下方。此外,对于锗覆盖层为6?或更低的样品,在锗层上下均未观察到混合现象。这可能是由于在低温沉积Ge/Si结构时,锗从锗小丘的{105}晶面而非锗润湿层向硅基体扩散占主导地位。确定发生强烈应力诱导扩散的临界硅覆盖层厚度范围为5至8纳米。
关键词: 晶格应变,锗/硅量子点,峰对分析,高分辨透射电子显微镜,拉曼散射,应变弛豫
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过MoS?/Mo?C自旋耦合壳层构建晶格应变以实现双功能氧还原与析氧反应电催化剂
摘要: 确定有效方法以提升过渡金属二硫化物在碱性电解质中的电催化性能是一项重大挑战。本文报道了一种先进电催化剂——碳化钼(Mo2C)表面包覆二硫化钼(MoS2)壳层结构,在碱性电解质中展现出高效电催化活性。弯曲的MoS2应变片层环绕Mo2C表面,将原本惰性的MoS2基面转化为碱性电解质中高活性电催化位点。沿MoS2与Mo2C(100)晶面甚至存在范德华外延生长的范德华层,增强了二者间的自旋耦合,为碱性电解质中的优异电催化活性提供了便捷电子转移路径并解决了稳定性问题。研究发现Mo2C表面的弯曲MoS2片层存在3.45%晶格拉伸应变,其氧还原反应(ORR)催化活性(E1/2 = 0.60 V vs RHE)和析氧反应(OER)催化活性(10 mA cm?2时过电位=1.51 V vs RHE)均表现卓越,电化学活性面积较原始MoS2提升60倍。本文阐述的独特结构与合成路线为设计高活性、耐久且经济高效的ORR与OER电催化剂提供了新颖有效途径。
关键词: 双功能、自旋耦合、核壳结构、氧电催化、晶格应变
更新于2025-09-11 14:15:04
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铁酸铋中畴壁运动与晶格应变的频率依赖性解耦
摘要: 畴壁动力学是控制铁性材料应变机制的主要特征之一。我们在此证明,多铁性BiFeO3中由畴壁控制的压电行为与经典铁电体报道的现象存在显著差异。通过原位X射线衍射技术,我们在宽频范围内分离了多晶BiFeO3中电场诱导的晶格应变与非180°畴壁位移产生的应变。这两种压电应变机制随频率变化呈现相反趋势:晶格应变随频率升高而增大,表现出负压电相位角(即应变超前电场),这一异常特征此前仅在宏观压电总响应中被发现;而畴壁运动则呈现相反行为——其幅值随频率增加而减小,展现出更常见的正压电相位角(即应变滞后电?。Q芯勘砻?,不同晶粒家族中取向各异的导电畴壁所发生的电荷重分布是导致该现象的原因。
关键词: 频率色散,BiFeO3,畴壁,压电性,晶格应变
更新于2025-09-10 09:29:36
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利用布拉格叠层成像技术对Fe-Al合金相排序进行三维成像
摘要: 我们展示了通过相干X射线衍射布拉格叠层成像技术获得的Fe55Al45合金相排序三维图像。Fe-Al合金会形成有序相,其中原子在亚晶格上排列,从而产生原本禁戒的超晶格反射。这种排序的简并性会导致反相畴界形成,除了一般的晶格应变外,还会根据反射类型为衍射束带来相位偏移。通过对(002)基波反射和(001)超晶格反射同时进行布拉格叠层成像,可以将重建的相位图像分解为源自B2相畴和晶格应变的两个组分。
关键词: 晶格应变、三维成像、反相畴界、铁铝合金、布拉格叠层扫描、相位有序化
更新于2025-09-04 15:30:14