他们把这些文章发在了正在崛起的国产期刊上


材料人联合各国产期刊编辑推出《国产期刊专辑》,为大家介绍国产期刊中的优秀成果。

在刚刚出炉的影响因子中,国产期刊凭借强劲的增长力获得了极大的关注。在目前的政策支持和发展势头来看,国产期刊在未来还会继续向好。

1.Chin. Phys. Lett.:反铁磁拓扑绝缘子中的压力诱导拓扑和结构相变

最近,从理论上预测(MnBi2Te4)m(Bi2Te3)n的自然范德华异质结构,并通过实验证明其具有可调谐的磁性和拓扑学上不重要的表面态。

上海科技大学的李刚和齐彦鹏系统地研究了MnBi2Te4和MnBi4Te7对外部压力的结构和电子响应。除了抑制反铁磁有序外,还发现MnBi2Te4在压缩时会经历金属-半导体-金属的转变。MnBi4Te7的电阻率在高压下急剧变化,并且观察到ρ(T)的非单调演变。证明非平凡的拓扑在高压状态下观察到的结构相变之前一直存在。作者发现,本体和表面状态对压力的响应不同,这与电阻率的非单调变化是一致的。有趣的是,在MnBi2Te4中观察到压力诱导的非晶态,而在MnBi4Te7中发现了两个高压相变。作者的理论和实验研究相结合,将MnBi2Te4和MnBi4Te7确立为高度可调的磁拓扑绝缘体,其中相变和压缩产生新的基态。

文献链接:

Pressure-Induced Topological and Structural Phase Transitions in an Antiferromagnetic Topological Insulator.

(Chin. Phys. Lett., 2020, DOI: 10.1088/0256-307X/37/6/066401)

2.Chinese J. Struct. Chem.:点缺陷工程提高了层状122 Zintl化合物的热电性能

由于有希望的电子传输性能和固有的低导热性,层状122 Zintl化合物已成为一类有趣的热电材料,显示出“声子-玻璃电子晶体”的典型特征。由于前所未有的性能可调性,层状结构化合物的热电性能可与某些传统的热电材料相媲美。 已经引入了涉及空位,铝价掺杂和等效合金原子的点缺陷,以进一步增强热电性能。

上海大学骆军教授在这篇综述强调了各种点缺陷对热电参数的影响,并提供了提高热电品质因数zT的策略的观点,据信这些可用于改善许多其他化合物的热电性能。

文献链接:

Point Defect Engineering Boosting the Thermoelectric Properties of Layered 122 Zintl Compounds

(Chinese J. Struct. Chem., 2020)

3.Chin. Phys. Lett.:硅衬底上外延生长的铁磁MnSn单层

二维(2D)铁磁材料在自旋电子设备等应用中已展现出令人鼓舞的潜力。在单层的范围内在硅衬底上生长外延磁性膜实际上很重要,但是具有挑战性。在这项研究中,南京大学的李绍春教授实现了在具有原子薄Sn/Si(111)-2×2-缓冲层的Si(111)衬底上MnSn单层的外延生长,并通过原子层控制MnSn的厚度精确。作者发现居里温度(Tc)约为54K的MnSn单层中的铁磁性。随着MnSn膜生长到4个单层,Tc相应地增加到〜235K。外延MnSn单层的晶格以及Sn/Si(111)-2×2与硅完全相容,因此在MnSn,Sn和Si之间形成清晰的界面。该系统为探索2D铁磁性,将磁性单层集成到基于硅的技术中以及设计自旋电子异质结构提供了一个新平台。

文献链接:

Ferromagnetic MnSn Monolayer Epitaxially Grown on Silicon Substrate

(Chin. Phys. Lett., 2020)

4.Sci. China Chem.:CuO/Cu2O纳米线阵列光电化学生物传感器用于酪氨酸酶的超灵敏检测

近年来,光电化学(PEC)生物传感器在生物分析和诊断应用中显示出了广阔的前景。在这项工作中,曲阜师范大学渠凤丽教授和清华大学李景虹教授通过醌-壳聚糖结合化学方法制备了负载在泡沫铜上的CuO/Cu2O纳米线阵列(CuO/Cu2O纳米线)作为检测酪氨酸酶的光阴极。原位生成的醌是酪氨酸酶的催化产物,起着电子受体的作用,被沉积在电极表面的壳聚糖捕获。将电子受体直接固定在电极表面上改善了光电流转换效率并因此提高了灵敏度。所制备的生物传感器可以在0.05 U/mL至10 U/mL的宽线性范围内实现快速响应,而酪氨酸酶的检出限低至0.016 U/mL。当前的工作为设计和开发高灵敏度和选择性PEC生物传感器提供了新的视角。

文献链接:

CuO/Cu2O nanowire array photoelectrochemical biosensor for ultrasensitive detection of tyrosinase

(Sci. China Chem., 2020, DOI: 10.1007/s11426-020-9717-8)

5.Chinese J. Struct. Chem.:通过基于原子层沉积的晶界工程提高热电材料的性能

热电材料可以直接实现热电转换,从而提供了一种清洁可靠的方式来缓解能源危机。但是,热电材料的广泛使用受到其低能量转换效率的影响。晶界工程被认为是改善热电性能的有效策略,尤其是对于大多数处于块状的多晶热电材料而言。最近,通过原子层沉积(ALD)技术实现了在原子尺度上对晶界的微观结构和组成的精确控制,这已在各种热电材料中得到证实,例如Bi2Te2.7Se0.3,Bi0.4Sb1.6Te3和ZrNiSn。重要的是,证明了通过基于ALD的晶界工程可以实现三个关键热电参数,即塞贝克系数,电导率和热导率之间的解耦。此外,这些关键参数可以同时朝所需方向优化,这对于提高热电性能极为重要。

北京大学潘锋教授和肖荫果教授在这篇综述中对基于ALD的策略在晶界工程方面的进展进行了综述,并提出了展望。

文献链接:

Improving the Performance of Thermoelectric Materials by Atomic Layer Deposition-based Grain Boundary Engineering

(Chinese J. Struct. Chem., 2020, DOI: 10.14102/j.cnki.0254-5861.2011-2867)

6.Sci. China Mater.: 通过调节磁性基态和磁场历史记录,在磁性形状记忆合金中产生较大的交换偏压

交换偏压在磁记录和自旋电子设备中具有技术重要性。追求大的偏置场是磁性形状记忆合金研究领域的长期目标。西安交通大学的王宇教授和杨森教授在这项工作中,Ni50Mn34In16-xFex(x = 1,3,5)系统通过调节磁基态(由成分x决定)和磁场历史(由x决定)来实现0.53 T的大偏置场。磁场冷却期间的磁场HFC和等温磁化期间的最大磁场HMax。通过调节磁性基态和磁场历史,可以实现铁磁团簇与反铁磁基体之间界面的最大体积分数和强界面相互作用,从而导致强的单向磁性各向异性和较大的交换偏置。此外,提出了两个准则来获得大的偏置场。首先,由稀的自旋玻璃和强反铁磁性基质组成的具有磁性基态的组合物对于获得大的偏置场是优选的。其次,通过增强HFC和减小HMax来调整磁场历史有利于获得较大的交换偏置。这个工作为设计具有大交换偏置的磁性非均质化合物提供了有效的方法。

文献链接:

Large exchange bias in magnetic shape memory alloys by tuning magnetic ground state and magnetic-field history

(Sci. China Mater., 2020, DOI: 10.1007/s40843-020-1280-5)

7.Chinese J. Struct. Chem.:高热电性能GeTe基合金的相和缺陷工程

热电(TE)材料在发电和固态冷却中的广泛应用要求显着提高其TE品质因数(ZT)。最近,GeTe基合金已显示出作为具有超高TE性能的中温TE材料的巨大前景,这主要是由于它们具有相对较高的简并能带结构和较低的晶格导热率。从这个角度出发,深圳大学李均钦教授和张朝华教授从相和缺陷工程的角度回顾了GeTe基TE合金的最新进展。这两种策略是GeTe基合金中使用最广泛且最有效的方法,用于优化电子和声子对高ZT的传输性能。据信从菱面体到立方结构的相变可改善GeTe基合金的能带收敛性,从而实现更高的电性能。GeTe基合金的典型缺陷包括Ge空位和替代掺杂剂引起的点缺陷,Ge空位引起的线性和平面缺陷。 GeTe基合金的缺陷工程不仅对于优化载流子密度很重要,而且对于调节能带结构和声子散射过程也很重要。本文中总结的策略也可以作为指导,以指导GeTe基合金以及其他TE材料的进一步发展。

文献链接:

Phase and Defect Engineering of GeTe-based Alloys for High Thermoelectric Performance

(Chinese J. Struct. Chem., 2020, DOI: 10.14102/j.cnki.0254-5861.2011-2850)

8.Sci. China Mater.:超小型NiFe层状双氢氧化物牢固地偶联在原子分散的FeCo-NC纳米花上,作为可充电锌空气电池的高效双功能催化剂

具有3D花状形态的原子分散FeCo-NC材料被用作可控沉积超小NiFe层状双氢氧化物纳米点(称为NiFe-NDs)的独特基质,同时促进了氧还原反应(ORR)的缓慢动力学)和放氧反应(OER)。中国石油大学阎子峰教授和山东科技大学张国新教授通过限制3D花状介孔结构和FeCo-NC丰富的N/O功能,实现了NiFe-NDs(直径约4.0 nm)的尺寸增长。受益于独特的结构,同时具有最大的OER和ORR活性位点暴露,NiFe-ND/FeCo-NC复合材料在0.1 mol/L中的ORR半波电势为0.85 V,OER电势为1.66 V 10.0 mA/cm2处的KOH。原位拉曼分析表明OER的活性来源于NiFe-ND/FeCo-NC的Ni位。此外,NiFe-ND/FeCo-NC组装的Zn-空气电池(ZAB)在20 mA/cm2时表现出非常小的0.87 V的放电-充电电压间隙,并且具有强大的循环稳定性。此外,NiFe-ND/FeCo-NC复合材料还可用于制造全固态ZAB,以为可穿戴电子设备提供动力,使其在变形时具有出色的循环稳定性。这个工作可能会启发一个新的适用领域,即原子分散的金属-氮-碳材料作为制造多功能电催化剂的独特基材。

文献链接:

Ultrasmall NiFe layered double hydroxide strongly coupled on atomically dispersed FeCo-NC nanoflowers as efficient bifunctional catalyst for rechargeable Zn-air battery

(Sci. China Mater., 2020, DOI: 10.1007/s40843-020-1276-8)

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