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孫立濤教授團隊在快離子導體原位研究方面取得重要進展

發布者:系統管理員發布時間:2019-03-19瀏覽次數:310

快離子導體具有固定的剛性亞晶格和流動的液態亞晶格,具有固-液雙重特性,在能源轉換、憶阻器系統和晶格生長方面有著特殊的應用?;谶@種雙重特性,我們預測在足夠強外部電場力的作用下,快離子導體中的銅能夠析出硫化亞銅納米線并可逆的回吸。這種現象涉及穩態和瞬態狀態下的多離子傳輸和質量傳遞對快離子導體在各個領域的應用的理解,揭露隱藏在各種應用背后的微觀工作機制十分必要。

    我們基于球差透射電子顯微鏡,發現了Cu2S納米線的贗電彈性,并在原子尺度上觀察了整個反應過程,包括:Cu2S相轉換、Cu離子的遷移和阻塞、銅突觸的成核、生長以及其自發的回吸。其電化學動力機制表明:Cu離子是在電場力的驅動下析出的,而痛的回吸是化學電位梯度驅動的。我們進一步將研究的成果用于納米機械系統,支撐了納米級的電執行器,具有較好的性能和重復性。未來有望在離子儲能電池、原子開關、納米執行器等領域實現廣泛應用。

該研究成果第一作者為東南大學博士生張秋波,麻省理工學院博士生石哲為共同第一作者,孫立濤教授與加州大學伯克利分校鄭海梅教授為共同通訊作者。論文以“Spring-like pseudo-electroelasticity of monoscrystalline Cu2S nanowire ”為題發表在國際頂級期刊《Nano Letters》上(Nano Letters, 2018,18: 5070-5077)。


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