2022-03-02
拓扑半金属，包括狄拉克半金属、外尔半金属、节点半金属和三点半金属，根据其是否具备磁性，可分为两类——非磁性拓扑半金属和磁性拓扑半金属。磁性拓扑半金属由于其时间反演对称性破缺而具有独特的性质，可产生反常霍尔效应或能斯特效应，也具备自旋电子学领域中的应用。此外，施加外磁场也会导致奇异的物性。然而，磁性拓扑半金属的理论与实验研究相对较少，其中的磁性与拓扑之间的相互作用仍让需要深入探索。CaP3和SrAs3等...
2022-02-18
作为典型的电催化产氧催化剂，氢氧化物材料在产氧反应前的脱氢机制及晶格结构演变对于理解其催化机理具有关键的指导意义。催化反应主要发生在催化剂的表面，单层氢氧化物结构的设计合成可为探索催化过程中的金属中心和晶格氧原子的作用及其与本征电催化性能间的关系提供理想的平台。
作为典型的电催化产氧催化剂，氢氧化物材料在产氧反应前的脱氢机制及晶格结构演变对于理解其催化机理具有关键的指导意义。催化反应主要发生在催化剂的表面，单层氢氧化物结构的设计合成可为探索催化过程中的金属中心和晶格氧原子的作用及其与本征电催化性能间的关系提供理想的平台。虽然二维超薄氢氧化物材料的研究已经取得了长足的发展，但如何避免单分子层纳米材料在制备和电极负载过程中的堆叠进而获得单层材料本征催化活性...
2022-01-22
Kagome（笼目）晶格是由共边三角形以六边形排布组成的二维网络结构。这种独特的几何结构使其电子结构包括无色散的平带、类似于石墨烯的狄拉克锥和范霍夫奇点，并且表现出很多奇异的特性。因此，具有层状kagome结构的量子材料引起了广泛的关注。
Kagome（笼目）晶格是由共边三角形以六边形排布组成的二维网络结构。这种独特的几何结构使其电子结构包括无色散的平带、类似于石墨烯的狄拉克锥和范霍夫奇点，并且表现出很多奇异的特性。因此，具有层状kagome结构的量子材料引起了广泛的关注。理论预言这类材料中存在各种新奇的量子态，包括分数电荷、密度波、拓扑Chern绝缘体和超导电性。特别是当kagome金属的能带填充接近范霍夫奇点时，计算表明在费米能级附近会出现几个鞍...
2022-01-16
一维和准一维电子系统表现出诸多特殊的物性，例如Luttinger液体行为、Peierls相变、新奇的拓扑相和独特准粒子行为。与二维或三维电子系统不同，一维电子系统中的低能粒子-空穴对只有在其波矢q≈0或2kF时才能被激发。散射相空间和电子屏蔽的减少能够产生丰富的新奇物性。同时，具有嵌套费米面的准一维金属在电子-声子耦合的作用下，极易产生电荷密度波。通过更强的电子-声子耦合，电子可以与局部晶格畸变形成新的复合准粒子—...
2022-01-08
电解水在可再生清洁能源技术中起到了至关重要的作用，但是其中涉及到的析氧反应的动力学过程缓慢，限制了电解水的效率。与传统的碱性电解水技术相比，质子交换膜(酸性)电解水技术展现出更好的应用前景。
电解水在可再生清洁能源技术中起到了至关重要的作用，但是其中涉及到的析氧反应的动力学过程缓慢，限制了电解水的效率。与传统的碱性电解水技术相比，质子交换膜(酸性)电解水技术展现出更好的应用前景。目前，综合催化剂活性和稳定性两个方面考虑，铱基钙钛矿氧化物表现出了较好的酸性水氧化性能。但是由于纳米尺度表征技术的限制，对于铱基钙钛矿氧化物在电化学反应过程中真实的活性层结构及其演化过程一直缺乏全面系统的认...
2021-12-31
电化学尿素氧化反应（UOR）在含尿素的废水处理以及尿素燃料电池等方面具有重要意义，同时UOR也是作为传统析氧反应（OER）制氢的理想替代阳极半反应。然而其缓慢的UOR动力学仍阻碍了其实际应用，这需要高性能的催化剂来降低过电位。近年来发展起来的以氢氧化镍、硫化物、磷化物等为基础的非贵金属UOR催化剂，由于过电位高、电流密度低、稳定性不好等原因，其催化性能不能满足实际应用的要求。对于大多数研究的镍基材料，在表面形...
2021-12-25
磁各向异性是磁性材料的一个关键特征，意味着存在磁矢量的择优取向，它在低维体系中发挥着稳定磁有序结构的关键作用。根据Mermin-Wagner理论，如果没有磁各向异性，空间维度低于3的系统中不可能存在磁长程有序。近年来发现的二维磁性材料，如CrI3、Cr2Ge2Te6、Fe3GeTe2和 CrTe2 等，证实了磁各向异性的关键作用。同时，磁各向异性也是磁性材料能够发挥实际应用的一个关键因素。在微纳米尺度上的自旋电子器件中，磁性材料通常...
2021-11-27
水系电解液的锌离子电池（AZIBs）是一种低成本、环保、安全的新型储能系统，在未来电网储能和可穿戴设备中具有巨大的应用潜力。当前，AZIBs缺少适合的正极材料和储能机理不明，导致性能和循环稳定性都难以满足实际应用的需求。因此，寻找具有高容量、高能量密度和长循环寿命的电极材料以及深入理解器件的储能机理对AZIBs的进一步应用开发至关重要！
水系电解液的锌离子电池（AZIBs）是一种低成本、环保、安全的新型储能系统，在未来电网储能和可穿戴设备中具有巨大的应用潜力。当前，AZIBs缺少适合的正极材料和储能机理不明，导致性能和循环稳定性都难以满足实际应用的需求。因此，寻找具有高容量、高能量密度和长循环寿命的电极材料以及深入理解器件的储能机理对AZIBs的进一步应用开发至关重要！近期，国家同步辐射实验室宋礼教授团队从设计出发获得具有优异储锌能力的钒基氧...
2021-11-20
新加坡南洋理工大学颜清宇教授和李述周教授、美国德克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授与国家同步辐射实验室团队合作，依托合肥光源红外谱学与显微成像线站，在电催化还原二氧化碳与硝酸盐合成尿素方面取得新进展。尿素作为一种重要氮肥，是提高作物产量和维持不断增长的人口的关键。当前的尿素工业生产主要依赖于哈伯-博施法合成的氨气与二氧化碳反应合成尿素。传统的哈伯-博施法方法不仅涉及高温高压反应过程（400-500 ℃，100-...
2021-09-30
近年来，二维（2D）材料因具有独特的与自旋相关的物理性质（石墨烯的超长自旋弛豫时间和过渡金属硫属化合物中自旋-谷锁定效应等）而引起了物理学家和材料学家们的广泛关注。然而，目前所发现的大部分2D材料是内禀非磁性的，限制了其在下一代自旋电子学器件中的实际应用。
近年来，二维（2D）材料因具有独特的与自旋相关的物理性质（石墨烯的超长自旋弛豫时间和过渡金属硫属化合物中自旋-谷锁定效应等）而引起了物理学家和材料学家们的广泛关注。然而，目前所发现的大部分2D材料是内禀非磁性的，限制了其在下一代自旋电子学器件中的实际应用。针对此问题，中国科学技术大学国家同步辐射实验室的闫文盛教授课题组基于同步辐射技术开展了二维磁性材料设计制备、微观结构和宏观磁性三者之间内在联系的...
2021-07-03
中国科学技术大学国家同步辐射实验室李良彬研究员、上海大学环境与化学工程学院马红娟研究员、中国科学院上海应用物理研究所许璐副研究员等组成的联合团队通过研发海水提铀新材料，在海水提铀技术及工程化进程中取得重要进展，成功实现真实海水百克量级提铀。
中国科学技术大学国家同步辐射实验室李良彬研究员、上海大学环境与化学工程学院马红娟研究员、中国科学院上海应用物理研究所许璐副研究员等组成的联合团队通过研发海水提铀新材料，在海水提铀技术及工程化进程中取得重要进展，成功实现真实海水百克量级提铀。为实现我国碳达峰、碳中和的宏伟目标，调整能源结构是关键一环。核电作为一种低碳清洁能源，是我国能源结构的重要组成部分，也是实现我国经济和环境协调发展、促进产业...
2021-06-18
二氧化碳电催化还原（CO2RR）对减少全球CO2排放具有重要意义。但是由于CO2的固有惰性，C=O键(806 KJ？mol-1)的活化十分困难。而且HER与CO2RR的竞争也使得CO2转化效率较低。因此，设计一种高活性的催化剂对CO2RR是及其重要的。基于此，北京化工大学庄仲滨教授、北京理工大学陈文星教授以及安徽师范大学毛俊杰教授、西湖大学王涛教授等联合报道了氮掺杂多孔碳纳米片上的N桥式Co-N-Ni双金属位点的合成(Co-N-Ni/NPCNSs)，N桥联接...
2021-05-28
纳米尺度物质一旦进入生命体系，将面临复杂的多重生物屏障和生理结构，与不同细胞、组织、生物流体微环境等复杂纳米-生物界面的互作方式是决定其被递送到目标部位的核心步骤。在纳米生物效应研究领域，缺乏跨尺度的高灵敏、原位表征解析组织、单细胞乃至单分子水平的纳米材料在生命体内的代谢与化学形态的技术与方法是制约其发展的关键瓶颈问题。针对这一挑战，中国科学院国家纳米科学中心陈春英研究员团队以二硫化钼MoS2纳米材...
2021-03-31
利用可再生能源进行二氧化碳电催化还原（CO2RR）得到燃料和增值化学品，被认为是一种实现“碳中和”的有效途径。然而，由于CO2分子的高稳定性和析氢竞争反应的存在，使得设计具有高活性和选择性催化剂充满挑战。
利用可再生能源进行二氧化碳电催化还原（CO2RR）得到燃料和增值化学品，被认为是一种实现“碳中和”的有效途径。然而，由于CO2分子的高稳定性和析氢竞争反应的存在，使得设计具有高活性和选择性催化剂充满挑战。Au基材料通常可将CO2还原为CO，但其选择性较差，过程中常伴随着析氢反应，通过引入过渡金属提升性能的Au基双金属催化剂逐渐引起关注，然而，对于双金属界面处的性能调控机理始终缺乏全面认识。基于此，通过原位同步辐...
2021-03-16
光催化为温和条件下甲烷（CH4）向多碳（C2+）化合物的转化提供了一条十分具有吸引力的途径。然而，通过甲基自由基作为唯一的反应中间体，目前的C2+产物主要为乙烷（C2H6），对乙烯（C2H4）的选择性可忽略不计。
光催化为温和条件下甲烷（CH4）向多碳（C2+）化合物的转化提供了一条十分具有吸引力的途径。然而，通过甲基自由基作为唯一的反应中间体，目前的C2+产物主要为乙烷（C2H6），对乙烯（C2H4）的选择性可忽略不计。C2H4作为一种关键的化工原料，具有比C2H6更高的附加值。因此，通过合理的催化剂结构与功能设计实现直接的光催化CH4向C2H4转化一直是科学界与工业界不断追逐的目标。近日，中国科学技术大学熊宇杰教授、龙冉副教授等人...
