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中国科学院全氮化物铁磁/超导界面近邻效应研究获进展
氮化物铁磁 超导界面 凝聚态物理
2024/4/11
超导体（S）和铁磁体（F）之间的界面是凝聚态物理研究的热点。二者界面耦合产生了较多有趣的物理现象。S/F界面的磁近邻效应是由界面两侧的电子自旋之间的交换相互作用，导致抑制磁序或出现非传统超导电性。当磁性材料靠近超导体时，磁场进入超导体内仅几纳米的区域并破坏库珀对，致使界面的超导行为发生空间变化，影响两侧材料的宏观物理特性。当前，超导自旋电子学已成为新兴领域，对实现无耗散自旋逻辑和存储技术具有重要作...
中国科学院大连化学物理研究所实现水-油微液滴界面“接触起电”产氢反应的活性调控（图）
油微液滴 界面 产氢反应 活性调控
2024/4/13
2024年4月9日，中国科学院大连化学物理研究所生物能源研究部生物能源化学品研究组（DNL0603组）王峰研究员、贾秀全副研究员团队与斯坦福大学Richard N. Zare院士团队合作，在微液滴化学研究方面取得新进展，实现了雾化过程中水-油微界面“接触起电”产氢反应的活性调控。
中国科学院物理研究所全氮化物铁磁/超导界面近邻效应（图）
氮化物铁磁 超导界面 磁性材料
2024/4/16
超导体（S）和铁磁体（F）之间的界面是凝聚态物理研究者们关心的问题之一，两者界面耦合产生了许多有趣的物理现象，例如（反）磁近邻效应、自旋三重态及马约拉纳费米子等。S/F界面的磁近邻效应是由界面两侧的电子自旋之间的交换相互作用，导致抑制磁序或出现非传统超导电性。当磁性材料靠近超导体时，磁场进入超导体内仅几纳米的区域，并破坏了库珀对，导致界面的超导行为发生空间变化，从而显著影响两侧材料的宏观物理特性。...
中国科学院金属研究所仿调幅分解结构纳米金属的界面调控研究进展（图）
分解结构 纳米 金属 界面调控
2024/4/8
引入界面来阻碍位错运动是材料强化常用手段。以往研究大多关注材料强度与其特征结构尺寸，亦即界面的“量”之间的关系。但对于界面结构、界面特性等“质”的参量，由于难以定量表征和精确调控，人们对其在材料强化中的作用仍缺乏深入研究。调幅分解可在较大晶粒内形成双连续纳米双相结构：两相晶体结构相同且取向一致，且相界为（半）共格界面。该材料不仅具有优异力学性能，也因其界面易于表征和变化可控而成为界面强化研究的模型...
中国科学院研究揭示磁近邻效应和界面电荷转移诱导的层状铁磁结构
界面 电荷转移 铁磁结构
2024/3/26
钙钛矿镍氧化物作为典型的关联电子体系，表现出金属-绝缘体相变、拓扑结构相变等物性。近期，由于112相和327相镍基超导体系的陆续发现，更使得镍氧化物成为功能氧化物材料/器件研究领域的热点。通常，钙钛矿镍氧化物随着温度的降低而发生金属-绝缘体相变，并伴随着磁性的顺磁-反铁磁相变。而LaNiO3成为钙钛矿镍氧化物中唯一在全温区保持泡利顺磁性的体系。因此，从实验或理论的角度设计和调控LaNiO3的磁基态...
中国科学院物理研究所磁近邻效应和界面电荷转移诱导的层状铁磁结构（图）
界面 电荷转移 铁磁结构
2024/3/16
钙钛矿镍氧化物作为典型的关联电子体系，表现出如金属-绝缘体相变、拓扑结构相变等一系列丰富的物性。近期，由于112相和327相镍基超导体系的陆续发现，更是让镍氧化物成为了功能氧化物材料/器件研究领域的热点。通常，钙钛矿镍氧化物随着温度的降低将发生金属-绝缘体相变，同时伴随着磁性在的顺磁-反铁磁相变。而LaNiO3成为了钙钛矿镍氧化物中唯一在全温区保持泡利顺磁性的体系。因此，从实验或理论的角度设计和调...
锂金属电池由于潜在的高能量密度被认为是下一代最有前途的储能电池之一，然而传统有机液态电解液的挥发性、可燃性以及不均匀锂沉积导致的锂枝晶生长引起的安全隐患限制了其进一步发展。为了提高电池的安全性，固态电解质成为了当前的研究热点。其中，聚离子液体基固态电解质因其不可燃性、良好的机械性能、优异的化学/电化学稳定性而受到广泛关注。但是，室温离子电导率较低的缺点限制了其在全固态锂电池中的进一步应用。
与插层型锂离子电池（LIB）相比，转换型锂硫（Li-S）电池因为其高理论能量密度（2600 Wh kg-1）而受到越来越多的关注。但是，多硫化物穿梭效应、缓慢的反应动力学和锂金属枝晶生长等问题阻碍了锂硫电池的进一步应用。硫正极的多步转化反应涉及电极/电解质之间一系列Li+的交换，这些反应也亟需克服脱溶剂和电荷载体扩散的能量势垒，这导致了缓慢的转化动力学以及多硫化物中间体的积累。
中国科学院大连化学物理研究所发现氧化物催化剂与氧化物载体间的界面限域效应（图）
氧化物催化剂 界面 纳米
2024/3/18
2024年3月6日，中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室纳米与界面催化研究中心（502组群）包信和院士、傅强研究员团队在界面限域催化研究方面取得新进展，发现开放的TiO2等氧化物载体表面能够提供限域环境，驱动In2O3颗粒在CO2加氢反应气氛中自发单分散为高活性InOx纳米层结构。
表界面结构是决定纳米催化材料性能的关键因素，不仅影响表界面处电荷的传递、反应物的吸附与活化，而且还决定反应中间体的吸附强度和构型，进而显著提高催化剂的活性和选择性。因此，深入研究和优化表界面结构，对于提升纳米催化材料的催化性能至关重要。
中国科学院物理研究所通过界面缓冲层控制实现单层MoS2单晶晶圆（图）
界面 半导体器件 晶体
2024/3/16
随着芯片制程的发展和晶体管尺寸的持续微缩，传统硅基半导体器件达到了物理极限，面临着性能与功耗的瓶颈。以MoS2为代表的二维半导体材料，因其极限的物理厚度、表面原子级平整且无悬挂键、高本征迁移率、强的栅控能力，是解决当前晶体管微缩瓶颈，及构筑速度更快、功耗更低、亚10 nm 高性能半导体芯片的一类战略新材料。国际半导体联盟在2015年的技术路线图（International Technology R...
中国科学院物理研究所衬底取向增强的CaRuO3/SrTiO3界面铁磁性（图）
界面铁磁性 耦合
2024/3/16
关联氧化物异质界面多自由度之间的强烈耦合相互作用，往往会导致完全不同于体相的奇异物态和新颖物理效应，是设计开发氧化物复合功能材料和新结构器件的有效途径。4d钌酸盐 (ARuO3) 作为复杂氧化物体系中一个重要的家族，表现出巡游铁磁性、磁性Weyl费米子、非常规超导、非费米液体等一系列丰富多彩的物理性质。SrRuO3 作为唯一天然具有铁磁性和强自旋轨道耦合（SOC）的钙钛矿氧化物，成为该体系研究的明...
全固态电池是未来趋势，它使用无机固态化合物作为电解质材料，因其高能量密度、不易燃等特性，可大幅改善电池的安全性能和储能密度。磷酸铁锂是目前最优的商业化正极材料；另一方面硫化物固态电解质具有优异锂离子电导率（>10 mS cm-1），是目前最优的固态电解质材料之一。因此将磷酸铁锂和硫化物固态电解质结合，发展新体系是一项具有应用前景的技术道路。虽然已有研究团队关注此类体系，但在实际性能测试过程中，电解...
中国科学院物理所提出“时空同步”固体电解质界面构建策略（图）
固体电解质 界面构建 离子电池
2024/2/22
基于中性水系电解液的水系锂离子电池，因固有的高安全性、环境友好性、易于制造等优点而备受关注。然而，水分子极为有限的电化学稳定性窗口以及在超出窗口后负极界面处严重的析氢反应（HER），限制了高压水系电池的发展，进而限制了水系电池的能量密度。从现有的商业锂离子电池中可知，抑制HER的有效策略是可以通过在负极表面处形成坚固的固体电解质界面（SEI）膜来钝化负电极而实现。这是由于坚固的SEI保护层阻挡了水...
中国科学院力学研究所提出流体界面接触角迟滞转变的新机制（图）
流体界面 分子行为 微纳米流体力学
2024/2/25
“如何在微观层面测量界面现象”被列入世界前沿125个科学问题名单。长期以来，研究者不断发展新的理论和实验手段来研究界面问题，试图揭示界面上复杂现象的物理本质以及微观层面的分子行为与宏观现象间的关联机制。2024年1月31日，中国科学院力学研究所微纳米流体力学研究团队，利用独特设计的长针式原子力显微镜（Long-needle AFM），建立了能够在气液固三相界面上的精确操控和小尺度力学测量的实验平台...