في الآونة الأخيرة ، من جامعة إلينوي ، جامعة ميشيغان ،جامعة ولاية بنسلفانياكريستين أ . fichthorn ، شارون ج . glotzer ، كيان تشن ، المؤلف المشارك ، نشرت مقالا بعنوان ' patchy nanoparticles بواسطة atomic stencilling ' في مجلة نيتشر .

وقد اقترح الباحثون طريقة مبتكرة لصنع قالب الذرية النانوية مع بقع البوليمر على السطح )NPs. لا قالب التقليدية تعتمد أساسا على تقنيات التصنيع الجزئي من أعلى إلى أسفل ، مثل الطباعة الحجرية ، من خلال الزخرفة على القناع . ومع ذلك ، فإن هذه الأساليب هي محدودة في زيادة تخفيض حجم ميزة وتطبيقها على سطح ثلاثي الأبعاد المعقدة . وعلى النقيض من ذلك ، قالب الذرية القواعد التي وضعها الباحثون استخدام أسفل إلى أعلى عمليات التجميع الذاتي ، من خلال التفاعلات الكيميائية أو التفاعلات الفيزيائية لتحقيق دقة الزخرفة النانو .

في هذه الدراسة ، وقد استخدم الباحثون يوديد submonolayers كثف على السطح مثل أقنعة وطلاء البوليمرات في المناطق غير المقنعة من خلال يغاندس بوساطة ، مما أدى إلى نجاح إعداد ما يصل إلى 20 أنواع مختلفة من جزيئات البوليمر عالية مع التوحيد بقع على السطح . من خلال نظرية المحاكاة الديناميكية الجزيئية البوليمر التحجيم ، وجد الفريق أن الجسيمات التي تنتجها هذه الطريقة لم يسبق لها مثيل في التشكل فريدة من نوعها . هذه الجزيئات مع البوليمر البقع يمكن تجميعها في مختلف noncompact التراص superlattices بسبب ارتفاع موحدة البقع .

هذا البحث ليس فقط تحقيق اختراقات هامة في النانو الزخرفة ، ولكن أيضا يفتح آفاقا جديدة في الكيمياء الدقيقة ، والتفاعل والتفاعل السيطرة على ركائز أخرى . هذه التكنولوجيا يمكن أن تستخدم على نطاق واسع في مجال تسليم المخدرات ، والحفز ، والالكترونيات الدقيقة ، والمواد الفائقة المتكاملة وهندسة الأنسجة .

الشكل : يوديد المغلفة ثماني

في الآونة الأخيرة ، دراسة non-vdw superlattices نشرت في مجلة نيتشر تحت عنوان " لا فان دير فالس superlattices من carbides و carbonitrides " . يانغ shubin ، كلية علوم المواد والهندسة ، جامعة بيجين للملاحة الجوية والفضائية

تقليديا ، superlattice الاصطناعي يتكون من طبقة الذرية من خلال التراص أو متتابعة النمو الفوقي ، مثل الجرافيت superlattice . . . . . . . بسبب ضعف واجهة اقتران ، فان دير فالس superlattice يحد من تحسين الأداء . في هذه الورقة ، فإننا نقترح طريقة فعالة للغاية لتجميع سلسلة من غير vandewals superlattices كربيد carbonitrides بنجاح . هذه superlattices تتحقق من خلال الربط بين طبقات الهيدروجين و صلابة بوساطة الشباك الاستراتيجية .

الخطوة الرئيسية في هذا البحث هو تخصيص صلابة الانحناء من طبقة الذرية المستمدة من ماكس المرحلة من خلال خلق الشواغر المعدنية في MX طبقة ، مما تسبب في أمر الشباك تحت الانحناء السريع تشوه . على عكس فان دير فالس superlattices هذه nonvdw superlattices السندات الهيدروجين ، وتوفير قوية interlaminar الكترون اقتران ، وارتفاع تركيز تهمة الناقلين²²cm^{- 3}. لا ولذلك ، هذه superlattices تظهر حوالي 30 ، 000   ق سم^{- 1}حوالي 22 مرة من نظيره .

في التداخل الكهرومغناطيسي التدريع التطبيقات الأمثل nonvdw superlattice الأفلام عرض ممتاز التدريع تأثير 124db ، متجاوزا أي معروف مركب مع سمك مماثلة . ومن المتوقع أن nonvdw superlattice سوف توسع بشكل كبير من المواد منصة ، وتوفير مجموعة متنوعة من التكوين و التركيب البلوري .

الشكل : تيم توصيف superlattice

معهد رينسلير البوليتكني،جامعة ولاية فلوريداyunfeng شي ، hanwei غاو ، جيان شي نشرت نتائج البحث في " طويلة distance remote epitaxy " حسب البلاغ . هذا البحث يكشف عن انفراجة جديدة في تقنية تنضيد البعيدة ، ويوفر فرصا جديدة لتطوير الأجهزة الإلكترونية والضوئية .

بعد الفوقي هو نوع من التكنولوجيا التي يمكن أن تخلق علاقة الفوقي بين الفيلم و الركيزة من خلال التفاعل عن بعد . تقليديا ، بعد تنضيد يعتبر عادة أقل من 1 نانومتر ، لأن إمكانات الانخفاض بسرعة بعد عدة ذرات المسافات . ومع ذلك ، البروفيسور جيان شي فريق البحث أظهرت أن تنضيد بعيدة المدى يمكن أن تصل إلى 2 إلى 7 نانومتر .

في التجربة ، بعد تنضيد cspbbr3 رقيقة على كلوريد الصوديوم الركيزة ، بعد تنضيد من ملعقة شاي رقيقة على ملعقة شاي الركيزة ، بعد تنضيد من الزنك microrod على غان قد تحققت بنجاح . وقد وجد أن هناك خلع تحت كل بعد تنضيد الزنك microrod تحت غان الركيزة ، مما يدل على أن بعد تنضيد يمكن تصميمها وهندستها من خلال السيطرة على العيوب .

بعد تنضيد هو نوع جديد من النمو الفوقي التكنولوجيا ، والتي من المتوقع أن توفر فرصا وفيرة لتصميم متقدمة الالكترونية والأجهزة البصرية الالكترونية و التخلص من القيود المفروضة على مفهوم شعرية مطابقة . بعد تنضيد ، نموذجية أحادية ثنائية الأبعاد المواد بمثابة طبقة عازلة شبه شفافة الكهربائية الساكنة ، الركيزة المحتملة يضعف ولكن لا تزال قوية بما فيه الكفاية لتوجيه التنوي ونمو الذرات . ضعف التفاعل بين الفيلم و الركيزة يسمح الفيلم العامة للانتقال إلى ركائز أخرى مختلفة تماما كيميائيا أو هيكليا في الخطوات اللاحقة .

وقد أظهر فريق البحث بعد تنضيد التكنولوجيا المستخدمة في مواد مختلفة ، بما في ذلك الغاليوم ، للتراث ، جاب ، فو SrTiO₃باتيو₃كوفي ₂O₄و Y₃فيه₅أ₁₂Pb (Mg)_{1 / 3}نب_{2 / 3}(أ)₃- pbtio₃من CsPbBr₃、 بعد الفوقي رقيقة الأفلام المستخدمة في تصميم وتنفيذ مختلف الأجهزة ، بما في ذلك إعادة التشكيل الثنائيات ، magnetoelectric الأجهزة التي ينبعث منها ضوء الصمام الثنائي ، photodetectors الالكترونية الجلد .

التطبيقات المحتملة لهذه التكنولوجيا لا تقتصر على نمو عالية الجودة الكريستال واحد الأفلام ، ولكن أيضا يمكن أن تحسن أداء الأجهزة الإلكترونية والإلكترونية الضوئية وتصميم درجات الحرية . اختراق بعد التمديد يوفر منظورا جديدا لمستقبل تطبيقات علم المواد والهندسة .

الرسم البياني . النمو الفوقي الزنك على ج / غان

تشو بنغ ، ليو chunsen من جامعة فودان ، مؤلف كتاب المقابلة ، نشرت " كامل ميزة 2D رقاقة فلاش تمكين من قبل نظام التكامل " .

في هذه الورقة ، كامل المواصفات ولا فلاش ميموري رقاقة مع 2D المواد الأساسية هو عرض . هذه التكنولوجيا يجمع بين متفوقة 2D الأجهزة الإلكترونية باعتبارها جوهر الذاكرة ، ومجهزة قوية المكمل منصة لدعم تعليمات معقدة السيطرة . إن atom2chip مخطط التقنية تشمل كومة كاملة رقاقة التكنولوجيا عبر منصة تصميم النظام ، الذي يوفر الإطار الكامل للانتقال من مفهوم الأجهزة الجديدة إلى تطبيق رقاقة .

كامل مكدس رقاقة عملية مصممة خصيصا بما في ذلك التكامل مستو ، 3D الهندسة المعمارية رقاقة التغليف ، وضمان 94.34 ٪ عالية الغلة . عبر منصة تصميم النظام يتعامل مع التحقق من التوافق بين 2D تصميم الدوائر و 2d-cmos وحدة ، وأخيرا يدرك كامل الوظائف رقاقة مع 8 بت القيادة و 32 بت موازية عالية التعقيد تعليمات القيادة .

وتظهر النتائج أن المواد 2D ممتازة الخصائص الإلكترونية حتى في سمك طبقة واحدة ، فان دير فالس heterostructure تمكن الفرقة الإلكترون التنظيم . هذه الخصائص تسمح 2D الأجهزة الإلكترونية إلى مواصلة توسيع قدرات تكنولوجيا السيليكون ، وخلق آلية أساسية من الأجهزة . الدوائر المتكاملةمعدات أشباه الموصلات2D فلاش يظهر أسرع بكثير من سرعة البرمجة و أفضل قناة طول التكبير من السيليكون فلاش ( التيار الرئيسي غير قلق تكنولوجيا التخزين ) .

في السنوات الأخيرة ، سواء في الصناعة أو في الأوساط الأكاديمية ، والبحث عن التكامل 2D أشباه الموصلات قد جذبت المزيد والمزيد من الاهتمام . 2D الأجهزة الإلكترونية مع السيليكون ناضجةالمكمل الدوائر المنطقيةوسوف يكون وسيلة مثالية لإظهار مزايا 2D الأجهزة الإلكترونية على مستوى النظام وتسريع الانتقال من المختبر إلى المصنع . في هذه الورقة ، فإننا نقترح استراتيجية فعالة من أجل تكامل النظام ، مما يدل على تفوق 2D النظم الإلكترونية .

الشكل : 2D فلاش رقاقة صورة STEM

في الآونة الأخيرة ، تشاو يى شين ، تشن Yuetian ، مياو يان فنغ قوه يونغ شنغ من جامعة جياوتونغ فى شانغهاى نشرت دراسة بعنوان " matrix-confined molecular layer for perovskite photovoltaic modules " في الطبيعة .

بيروفسكيت المواد أصبحت بؤرة البحث في مجال الضوئية في السنوات الأخيرة لما لها من خصائص ممتازة الكهروضوئية . كفاءة تحويل الطاقة في الخلايا الشمسية بيروفسكيت )PCEتقترب تدريجيا من خلايا السليكون التجارية ، مما يمهد الطريق أمام التطبيقات الصناعية . ومع ذلك ، في الوقت الحاضر ، فإن معظم كفاءة عالية عكس الخلايا الشمسية بيروفسكيت لا تزال تواجه العديد من التحديات بسبب التجميع الذاتي مسعور الجزيئات ( سام ) .

من أجل حل هذه المشكلة ، اقترح فريق البحث " سام في مصفوفة " استراتيجية ، من خلال توزيع بعض الجزيئات في مستقر trifluorophenyl البورون المصفوفة ، وبالتالي كسر الأصلي الجزيئية تراكم الناجمة عن التجميع . محاكاة مونت كارلو و النتائج التجريبية تبين أن هذه الاستراتيجية يمكن أن تشكل كفاءة تهمة نقل القناة . الجهاز على أساس هذا سام في مصفوفة ثقب طبقة النقل ( HTL ) يدل على كفاءة أعلى عموما في مختلف الجزيىء الجزيئات ، مع تغطية سطح المدمجة ، الموصلية الكهربائية جيدة ، وانخفاض كبير في دفن nanopores . . . . . . . وعلاوة على ذلك ، فإن هذه الاستراتيجية تظهر إمكانات كبيرة في الإنتاج الضخم .

باستخدام سام في مصفوفة HTL على FTO / نيوكسف الركيزة ، بيروفسكيت مساحة كبيرة مع فيلم الكريستال جيدة الجودة وتعزيز التوصيل يمكن تشكيلها . في نهاية المطاف ، فريق البحث بنجاح إعداد وحدات الطاقة الشمسية بيروفسكيت مساحة كبيرة تصل إلى 1 م * 2 م ، ووضع سجل جديد مع 20.05 ٪ شهادة الكفاءة .

صورة : بيروفسكيت في نيوكس Me4PA@BCF hrtem الركيزة

في الآونة الأخيرة ، جامعة شنغهاي للعلوم والتكنولوجيا يو يي ، جامعة أنتويرب في بلجيكا ، تيموثي بينيكوك ، جامعة بوردو دو دو ليتيان نشرت في " الطبيعة " ورقة بحثية بعنوان " الآلي resolved edges and defects in lead halide perovskites " . هذه الدراسة تكشف عن تفاصيل البنية الذرية و الخصائص الديناميكية حافة والعيوب من الرصاص هاليد بيروفسكيت المواد .

يؤدي هاليد بيروفسكيت هو نوع من العضوية وغير العضوية مواد أشباه الموصلات ، والتي هي فعالة من حيث التكلفة وممتعة كهروضوئية الأداء . ومع ذلك ، بسبب حساسية عالية جدا ، من الصعب الحصول على صورة واضحة من الحواف . استخدم فريق متقدم رباعي الأبعاد المسح المجهر الإلكتروني النافذ ( تيم ) تقنية التصوير المتداخلة في جرعات منخفضة جدا ، لأول مرة الكشف عن هيكل perovskite حافة العيوب الداخلية في ذرة القرار . وأظهرت النتائج أن في mapbi3 ، حافة الإنهاء من بروميد الأمونيوم واليود في الغالب ، و معدل الضرر من حافة العيوب الداخلية ذات الصلة مع تركيز ونوع من الشواغر ، وخاصة وجود اليود الشواغر ذات الصلة مع ارتفاع معدل الضرر .

بيروفسكيت المواد قد جذبت الكثير من الاهتمام في تطبيقات الطاقة الشمسية لما لها من كفاءة عالية ، وسهلة التصنيع ، قابل للتعديل خصائص متعددة الأغراض . ومع ذلك ، فإن معالجة المسائل المتعلقة بالهامش والعيوب والاستقرار أمر أساسي لتحقيق إمكاناتها . هيكل perovskite هو abx3 ، حيث يمثل التكافؤ الكاتيونات ، ب هو معدن الكاتيونات ، س هو الهالوجين الأنيونات . كل عنصر يلعب دورا هاما في استقرار بيروفسكيت . . . . . . . الحسابات و الدراسات التجريبية تبين أن انخفاض التنسيق ب الموقع قد يكون الأكثر استقرارا ، ويمكن تحسين الاستقرار والكفاءة الضوئية بشكل ملحوظ من خلال تخميل مختلف لويس قاعدة الجزيئات . ومع ذلك ، نظرا للتحديات التي تواجهها هذه المواد الحساسة للغاية في التصوير الذري القرار ، البصيرة على المستوى الذري لا تزال محدودة .

هذا البحث ليس فقط يوفر معلومات هامة على المستوى الذري لفهم حافة والعيب من الرصاص هاليد بيروفسكيت ، ولكن أيضا يوفر طريقة جديدة لتحسين كفاءة واستقرار perovskite الخلايا الشمسية في المستقبل .

صورة : MAPBI₃القرار التصوير الذري

في الآونة الأخيرة ، كانغ Feiyu انه yanbing ، لو وى ، هوى tingzheng ، شنتشن كلية الدراسات العليا الدولية ، جامعة تسينغهوا ، جنبا إلى جنب مع يانغ quanhong من جامعة تيانجين ، نشرت ورقة بحثية بعنوان " المنتجات الكهربائية الصلبة interphase عن الدولة الصلبة batteries " في الطبيعة . في هذه الورقة ، فإننا نقترح حلول مبتكرة لمواجهة التحديات الهائلة التي تواجه الحالة الصلبة بطارية ليثيوم المعادن ( slmbs ) في ظروف العمل الفعلية .

الحالة الصلبة بطاريات الليثيوم تعتبر واحدة من أكثر المرشحين الواعدين للسيارات الكهربائية على نطاق واسع نظم تخزين الطاقة . ومع ذلك ، في ظل حالة من مساحة عالية وقدرة عالية الكثافة الحالية ، غير المنضبط النمو شجيري الليثيوم يعوق التطبيق التجاري . على الرغم من أن القائمة الصلبة المنحل بالكهرباء البوليمر ( SPES ) متفوقة على العضوية الصلبة المنحل بالكهرباء في واجهة التوافق ، الموصلية الأيونية والاستقرار ليست كافية لتحقيق موحدة وسريعة نقل أيونات الليثيوم . على الرغم من زيادة كبيرة في الموصلية الأيونية من خلال تصميم المجهرية أو مزيج من السيراميك المركب سبس ( cspes ) ، فإنه لا يزال من الصعب تحقيق هدف أعلى من 5 ما / سم ² الكثافة الحالية و 5 ماه / سم ² قدرة المنطقة الفعلية في slmbs الشحن السريع .

ووجد الفريق أنه على الرغم من أن واجهة الصلبة المنحل بالكهرباء ( سي ) التقليدية الغنية فلوريد الليثيوم ( ليف ) يمكن أن تمنع الاختراق من الليثيوم ، هشاشة المتأصلة في الليثيوم أيون نشر الحواجز تجعل من الصعب الحفاظ على واجهة السلامة في ظل ارتفاع الكثافة الحالية وارتفاع قدرة المنطقة ، مما يؤدي إلى خطورة النمو شجيري الليثيوم ، والآثار الجانبية واجهة تكسير . وتحقيقا لهذه الغاية ، وضعت مجموعة صعبة سي تحتوي على كبريتيد الفضة ( AG ₂ ق ) و فلوريد الفضة ( AGF ) . هذا النوع من سي هو متماثل العضوية الغنية هيكل في المنحل بالكهرباء الجانب ، في حين أن هذا النوع من سي هو لي جي / لي هيكل في معدن الليثيوم الجانب .

النتائج التجريبية تبين أنه حتى في 15 ما / سم ² عالية الكثافة الحالية و 15 ماه / سم ² قدرة المنطقة ، بطارية ليثيوم متناظرة باستخدام سي لا يزال أكثر من 4500 ساعة من دورة الحياة . وبالإضافة إلى ذلك ، حتى في درجة حرارة منخفضة - 30 درجة مئوية ، في ظل الظروف الفعلية 5 ما / سم ² و 5 ماه / سم ² ، المتانة سي يمكن أن تعمل أكثر من 7000 ساعة .

هذا البحث يوفر حلا عمليا لتحقيق دورة حياة طويلة الصلبة بطارية ليثيوم المعادن ، والتي يمكن الحفاظ على الأداء العالي حتى في ظل الظروف القاسية . هذا الاكتشاف له أهمية كبيرة في المستقبل تطوير المركبات الكهربائية على نطاق واسع نظم تخزين الطاقة .

الشكل : SEI تجميد صورة مجهرية الإلكترون