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#国内材料周报#首次实现石墨烯单核控制形核和快速生长
发布:lee_9124   时间:2015/11/28 14:09:23   阅读:3749 
国内材料研究一周纵览
20151123-20151127
 
“别人家的孩子”这样的思想一直让我们以为,国外的材料研究一定比国内做的好,但随着近年来国内在科研方面的大投入,在科研方面我们做的也越来越出色。为了向各位材料人介绍国内科研机构在材料领域的最新研究成果,我们特推出这一专栏,以此来告诉大家,故乡的月亮同样明朗。
 
本周的材料研究很精彩,有石墨烯长1.5英寸,低温合成硅纳米,高效光催化材料,等等。小编我就不多说了,让我们赶快来看一下本周材料人带给大家的惊喜吧!
 
1、上海微系统所成功研制1.5英寸石墨烯单晶晶圆
 
 
 
信息功能材料国家重点实验室研究员谢晓明领导的石墨烯研究团队在国际上首次实现石墨烯单核控制形核和快速生长,成功研制~1.5英寸石墨烯单晶。
 
该团队通过向具有一定溶碳能力的Cu85Ni15合金局域提供碳源,产生局部碳浓度过饱和,成功解决了石墨烯单个核心控制形核这一技术难题。由于溶解在合金衬底内的碳原子参与了表面的石墨烯反应,导致石墨烯单晶近乎线性生长,速度高达180微米/分钟。
 
单晶硅是微电子技术发展的基石,而单晶石墨烯则是其在电子学领域规模化应用的前提。通过单核控制制备晶圆级石墨烯可以视为是三维硅单晶技术在二维材料中的再现,对于推动石墨烯在电子学领域的应用具有重要意义。该研究发展的控制形核技术也为探索其它二维材料单晶晶圆的制备提供了全新的思路。
 
该研究成果已经发表在《Nature Materials》上,论文链接:
http://www.nature.com/doifinder/10.1038/nmat4477
 
2、中国科大低温合成硅纳米,易应用于锂电池负极材料
 
 
一直以来,利用廉价的二氧化硅或硅酸盐制备硅材料都需要较高的反应温度。目前工业上采用的方法依然是高温碳热还原法(>1700℃),所制备的硅大都为块材,难以应用于锂离子电池负极材料。
 
近日,中国科学技术大学钱逸泰课题组发展了一种在200℃熔盐体系中,采用金属Al或Mg还原二氧化硅或硅酸盐制备纳米硅材料的方法。将该材料应用于锂离子电池负极材料,展示出优异的电化学性能。
 
该方法适用于还原各种二氧化硅粉体和含硅酸盐的原料如玻璃纤维、分子筛等,以及矿物如钾长石、硅藻土和生物矿物质等,而且产率能达到70%以上。
 
该研究成果已经发表在《能源环境科学》上,论文链接:
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/ee/c5ee02487k/unauth
 
3、燕山大学合成了室温电导率超过一毫秒每厘米钠固体电解质
 
 
 
由于锂离子电池使用的有机电解液存在不安全因素以及锂成本高等问题,目前全固态电池和钠离子电池成为了研究热点。但是可在室温使用的钠固体电解质的离子电导率偏低,成为制约全固态钠电池发展的重要因素。
 
近日,燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室博士张隆等合成了室温电导率超过一毫秒每厘米、具有立方结构的Na3PSe4钠固体电解质。
 
该成果对钠固体电解质性能的进一步提高及相应的全固态钠电池性能的提升具有重要参考价值。
 
该研究成果已经发表在《先进能源材料》上,论文链接:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201501294/full
 
4、哈工大在二维材料范德华异质结激子行为研究方面取得新进展
 
 
 
哈工大材料学院甄良教授课题组等,在二硫化钼/石墨烯范德华异质结的激子态调控方面取得了新进展。通过构建单层二硫化钼/石墨烯异质结构,以溶胶电介质作为栅极,系统研究了二硫化钼与石墨烯界面处的能带排列以及二硫化钼中载流子浓度对这类异质结光致发光性能及激子态行为的影响。
 
该研究利用异质结调控半导体的激子态行为,包括激子的产生、转移、分离及复合等,在物理机制研究及光电器件应用上具有重要的研究价值。并且首次阐明了二维材料范德华异质结构激子态行为的影响因素,为设计新型光电器件奠定了基础。
 
该研究成果已经发表在《先进功能材料》上,论文链接:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201503131/abstract
 
5、理化所合成一种新型二维光催化剂载体
 
 
 
利用光催化技术将可再生的太阳能直接转化并存储为清洁的化学能被认为是人类解决能源危机的梦想技术之一。目前该技术仍然面临许多严峻的挑战,比如发展更高效的光催化材料。
 
中国科学院理化技术研究所张铁锐课题组首次通过简易的低温多元醇还原法合成了一种新型光催化剂载体-高导电Cd纳米片。进一步,通过简单的氧化-硫化处理原位获得了CdS纳米颗粒修饰的Cd纳米片复合可见光光催化材料。与单组分的CdS纳米颗粒或者复合的石墨烯/CdS纳米颗粒相比,这种新发展的CdS纳米颗粒/Cd纳米片复合光催化材料展现出更优异的可见光产氢活性。研究结果表明,Cd纳米片是一种极具性能和成本优势的新型光催化剂载体材料。
 
该研究成果已经发表在《Advanced Energy Materials》上,论文链接:
http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/aenm.201501241/full
 
国内材料的科研进展一直保持着奋发前行的劲头,随着国家逐渐重视材料的发展,我们相信我国的材料产业总有一天会达到世界一流水平。
 
 
来源:材料人网
 
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