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中国科学技术大学学报
中国科学技术大学学报

何多慧

月刊

0253-2778

just@ustc.edu.cn

0551-3600717，63601961、63607694

230026

安徽省合肥市金寨路96号中国科学技术大学东区

中国科学技术大学学报/Journal Journal of University of Science and Technology of ChinaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由中国科学院主管，中国科学技术大学主办的综合性自然科学学术刊物。1965年创刊，现为双月刊，国内外公开发行，主要刊载基础科学，技术科学及管理科学领域内具有创新性，高水平的学术论文和研究成果。本刊弘扬创新，务实，求真的科学精神
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    电荷平衡共掺杂实现超掺杂极限和超低热导率

    陈龙王纯汪琳王铭浩...
    1-8页
    查看更多>>摘要：低导热系数的材料在能源管理中得到了广泛应用,同时突破固体热导率的非晶极限引起了科学家的广泛关注.掺杂是实现低热导率的一种常见策略,它可以提供丰富的散射中心.其中,较重的掺杂剂总是带来较低的声子群速度和较低的热导率.然而,等价的重原子单掺杂的可用元素是有限的.同时,由于电荷不平衡,非等价重掺杂剂的溶解度有限,这限制了其在调控热导率方面的应用.本文在SnS中提出了一种电荷平衡策略,即用Ag+和重Bi3+代替Sn2+,将Ag的掺杂限值从2％提高到3％.Ag和Bi共掺杂增加了点缺陷浓度,同时引入了丰富的边界,在原子尺度和纳米尺度上散射了声子.Ag0.03Bi0.03Sn0.94S的热导率在室温下降低至0.535 W·m-1·K-1,低于SnS的非晶极限0.450 W·m-1.K-1.该策略提供了一种简单的路径,可以在不进行精确结构修改的情况下,提高掺杂极限并在固体中实现低于非晶极限的超低热导率.

    电荷平衡共掺杂重原子点缺陷相边界超低热导率

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    具有非线性和强电场响应的二维铁电Rashba材料

    圣利付晓敏贾超李星星...
    9-13,24页
    查看更多>>摘要：自旋调控是自旋电子学面临的一个关键问题,其中一种有效的方法是通过外部电场调控材料的Rashba自旋轨道耦合效应.设计具有大Rashba常数和强电场响应的二维Rashba半导体对于发展短沟道长度的自旋场效应晶体管,提高晶体管自旋相干性和集成密度至关重要.本研究采用第一性原理计算,成功设计了一种热力学稳定的二维Rashba半导体YSbTe3,其间接带隙为1.04 eV,Rashba常数为1.54 eV·Å,并具有强的电场响应,高达4.80 e·Å2.YSbTe3的Rashba系数随电场变化呈现异常的非线性关系.此外,YSbTe3也是一种二维铁电材料,其铁电极化翻转势垒较低(约0.33 eV每化学式).通过改变电极化方向,可以反转YSbTe3的Rashba自旋纹理.这些优异的性质使得铁电Rashba半导体YSbTe3在自旋电子学领域具有广泛的应用前景.

    计算化学Rashba效应铁电体自旋电子学

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    液相甲醇的机器学习分子动力学模拟

    钱洁夏俊凡蒋彬
    14-24页
    查看更多>>摘要：甲醇是结构最简单的醇,其分子间可通过氢键相连,长期以来吸引了广泛的实验和理论研究兴趣.然而,目前对该体系的理论研究主要依赖于经验力场或具有半局域密度泛函的从头算分子动力学.最近,日益精确的机器学习力场被陆续应用于体相水的研究中.受此启发,我们在色散校正的杂化泛函revPBE0-D3的精度下,报道了一个新的液相甲醇机器学习力场.该机器学习力场的分子动力学模拟速度比从头算分子动力学快几个数量级,计算得到了具有很小统计误差的径向分布函数、自扩散系数和氢键网络特性.模拟所得的结构和动力学性质与实验数据非常吻合,表明该机器学习力场相比之前的理论方法具有更高的精度.这项工作朝着对该基准体系的第一性原理描述迈出了成功的一步,并表现出机器学习力场在液相体系研究中的普适性.

    液相甲醇分子动力学机器学习氢键力场

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    衬底加热温度以及氧等离子体处理对磁控溅射CdS性质的影响以及其在太阳能电池中的应用

    臧润宣王颢霖彭小琪李科...
    25-37页
    查看更多>>摘要：硫化镉(CdS)是一种具有优异导电性的n型半导体,广泛用作太阳能电池中的电子传输材料.目前,已经出现了许多制备CdS薄膜的方法,其中磁控溅射(MS)是最常用的真空技术之一.对于这类技术,衬底温度是影响生长薄膜和衬底之间的界面性质的关键沉积参数之一,决定了膜的特定生长规律.本文研究了衬底温度对磁控溅射CdS(MS-CdS)薄膜微观拮构和电学性能的影响,并首次将其应用于水热沉积硒化锑(Sb2(S,Se)3)太阳能电池.调节衬底温度不仅设计出具有增强结晶度的平坦致密的膜,而且与Sb2(S,Se)3层形成更有利于电子转移的能级排列.此外,我们开发了一种用于CdS的氧等离子体处理,减少了器件的寄生吸收,并增加了太阳能电池的短路电流密度.本研究证明了磁控溅射CdS在制备水热Sb2(S,Se)3太阳能电池中的可行性,并为提高器件性能提供了界面优化策略.

    磁控溅射CdS衬底加热等离子体处理Sb2(S,Se)3薄膜太阳能电池

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    异质单原子-团簇协同提升催化活性

    刘龙高文婷马熠灵梅开男...
    38-45页
    查看更多>>摘要：电解水制氢是一种高效的制氢技术.在电解水制氢过程中,电化学析氧反应(OER)涉及动力学缓慢的四电子转移过程,这限制了电解水制氢的效率.因此,迫切需要开发高活性的电化学析氧反应催化剂来加速反应动力学.耦合单原子和团簇是一种提高电催化性能的有效策略,利用这种策略可以协同优化反应中间体的吸附和构型,提高催化活性.然而,目前这方面的研究较少.本文通过将铱单原子和钴团簇锚定在氢氧化镍纳米片表面构建了异质单原子-团簇系统.铱单原子和钴团簇协同提高了电化学析氧反应催化剂的催化活性.具体而言,ConIr1/Ni(OH)2在10 mA·cm-2电流密度下需要255 mV的过电位,比Con/Ni(OH)2和Ir1/Ni(OH)2分别低60 mV和67 mV.在300 mV过电位下,ConIr1/Ni(OH)2的转换频率为 0.49 s-1,是 Con/Ni(OH)2 的 4.9 倍.

    单原子-团簇催化剂协同效应电化学析氧反应

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    一种制备具有高离子选择性和脱盐性能的MIL-53(Al)-NH2膜的有效策略

    李文敏刘政李兴亚傅荣强...
    46-53页
    查看更多>>摘要：钠(Na+)和锂(Li+)在化学工业中具有巨大的应用价值,因此对从海水和盐湖中高效提取钠和锂的技术要求越来越高.然而,二价钙离子(Ca2+)和镁离子(Mg2+)等共存阳离子的直径与目标单价离子的直径均处于亚纳米级尺寸,这使得分离目标离子成为一项巨大的挑战.本文提出了一种简单快速的二次生长方法,在阳极氧化铝表面制备MIL-53(Al)-NH2膜.该膜含有埃级(约～7Å)通道,允许较小的一价离子和水分子进入,从而调节一价阳离子对二价阳离子的选择性和脱盐性能.所制备的MIL-53(Al)-NH2膜具有出色的离子分离性能(Na+/Ca2+选择性为121.42,Li+/Mg2+选择性为93.81)和脱盐性能(水/盐选择性高达5196).这项工作表明MOF膜在离子分离和脱盐的应用中极具潜力.

    金属有机框架MIL-53(Al)-NH2膜离子选择性脱盐

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    具有不对称位阻的α-二亚胺镍催化剂的合成及其催化乙烯聚合性能研究

    田万露王福周邹陈
    54-59,67页
    查看更多>>摘要：α-二亚胺催化剂因其独特的"链行走"特征而受到广泛关注,学术界设计合成了一系列具有不同电子效应和空间位阻的α-二亚胺镍/钯催化剂用于烯烃聚合的研究.本文合成了一系列具有不同空间位阻的不对称型α-二亚胺镍配合物,并研究了它们的乙烯聚合行为.研究发现,这些镍催化剂具有较高的乙烯聚合活性,可达6.51×106 g·mol-1·h-1,其制备的聚乙烯具有适中的熔点和较高的分子量(高达38.2 × 104 g·mol-1),且支化密度分布在7/1000 C至94/1000 C之间.更重要的是,这些催化剂制备的聚乙烯具有优异的拉伸性能,拉伸强度和断裂伸长率分别可达 30 MPa 和 800％.

    α-二亚胺镍催化剂聚乙烯聚合不对称位阻

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    温度反馈指导的双光子金属有机框架材料及其高效光热治疗

    孙贤顺芦鑫段文瑶李博...
    60-67页
    查看更多>>摘要：实现近红外光热治疗过程的实时温度监控,是肿瘤治疗中的一个重要挑战.本研究通过在MOF-199中组装高光热转换效率的金纳米棒和温度响应型探针PyS,制备了一种智能纳米平台(AMPP).其中,探针PyS由于其特征烯桥键旋转或限制,双光子荧光与温度变化呈线性关系.与此同时,MOF-199在酸性微环境中降解产生的铜离子能够将H2O2转化为·OH,通过类芬顿反应导致肿瘤消融,且该过程可被光热进一步促进.综上,AMPP可以同时实现化学动力治疗以及温度反馈指导的近红外光热治疗,为高效肿瘤治疗提供了一种新材料、新方法.

    金属有机框架双光子温度反馈光热治疗化学动力治疗

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