Najnowszy przegląd materiałów (październik 2017)

1, Przegląd organicznych halogenków Perowskit - związane właściwości fotoelektryczne Rysunek 1 Pozycja widmowa i szczyt piku perowskitów halogenków organicznych są szeroko stosowane w badaniach optoelektronicznych. Jodek ołowiu metyloamoniowego i formamidyny jako fotowoltaika wykazuje doskonałe właściwości fotoelektryczne i pobudza entuzjazm badaczy dla urządzeń emitujących światło i fotodetektorów. Niedawno badano zespół Edwarda H. Sargenta (Correspondent) z Uniwersytetu Toronto w Toronto o właściwościach optycznych i elektrycznych perowskitu organicznego metalohalogenkowego. Opisuje, w jaki sposób skład i forma materiału są powiązane z tymi atrybutami oraz w jaki sposób te właściwości ostatecznie wpływają na wydajność urządzenia. Ponadto zespół przeanalizował również różne właściwości materiałów materiałów perowskitowych, w szczególności pasmo wzbronione, ruchliwość, długość dyfuzji, czas życia nośnika i gęstość pułapek. Elektryczne i optyczne właściwości perowskitów metaloorganicznych mających znaczenie dla wydajności optoelektronicznej （Adv.Mater. 2017, DOI: 10.1002 / adma.201700764） 2, Zaawansowany przegląd materiałów: 2D optoelektroniczne zastosowania materiałów organicznych Rysunek 2 Kilka kluczowych kroków w stosowaniu dwuwymiarowych materiałów organicznych Materiał 2D o atomowej cienkiej strukturze i właściwościach fotoelektronowych wzbudził zainteresowanie badacze w stosowaniu materiałów 2D do elektroniki i optoelektroniki. Ponadto, jako dwuwymiarowa seria materiałów powstających obszarów, nanostruktura organiczna złożona w postać dwuwymiarową zapewnia różnorodność molekularną, elastyczność, łatwość przetwarzania, niewielką wagę itp. W zastosowaniach optoelektronicznych zapewnia ekscytującą perspektywę. Niedawno Uniwersytet w Tianjin, profesor Hu Wenping, asystent naukowy Ren Xiaochen (wspólny biuletyn) i inni dokonali przeglądu zastosowania organicznych materiałów dwuwymiarowych w urządzeniach optoelektronicznych. Przykłady materiałów obejmują 2D, organiczne, krystaliczne, małe cząsteczki, polimery, samo-kowalencyjny szkielet organiczny. Omówiono również zastosowanie technologii wytwarzania i modelowania kryształów 2D. Następnie szczegółowo opisano zastosowanie urządzeń optoelektronicznych, a perspektywa materiału 2D jest krótko omówiona.2D Materiały organiczne do zastosowań optoelektronicznych （Adv.Mater., 2017, DOI: 10.1002 / adma.201702415） 3, Advanced Materials Review: 2D Ruddlesden-Popper Perovskite PhotonicsFigure 3 Schemat ideowy struktur perowskitowych 3D i 2D Tradycyjny 3D organiczno-nieorganiczny perowskit halogenkowy przeszedł ostatnio bezprecedensowy szybki rozwój. Jednak ich niestabilność związana z wilgocią, światłem i kaloriami pozostaje kluczowym wyzwaniem przed komercjalizacją. W przeciwieństwie do tego, pojawiający się dwuwymiarowy perowskit Ruddlesdena-Poppera zyskał coraz większą uwagę ze względu na jego stabilność środowiskową. Jednak właśnie rozpoczęły się badania perowskitowe 2D. Niedawno zespół Uniwersytetu Fudan, Liang Ziqi (autor korespondencyjny) opublikował recenzję, w której po raz pierwszy wprowadzono 2D perowskit i kontrolę 3D szczegółowego porównania. Następnie omówiono dwuwymiarową inżynierię kationową interwału perowskitowego. Następnie zbadano i porównano quasi-dwuwymiarowe perowskity między perowskitami 3D i 2D. Ponadto pokazano unikalne właściwości ekscytonów 2D perowskit, sprzężenie elektron-fonon i polaron. Wreszcie, zaprezentowano rozsądne podsumowanie projektu konstrukcji, kontroli wzrostu i badań fotofizycznych 2D perowskitu w wysokiej klasy urządzeniach elektronicznych.2D Ruddlesden – Popper Perovskites dla Optoelectronics （Adv.Mater., 2017, DOI: 10.1002 / adma.201703487） 4 , Podsumowanie postępów w nauce: Perowskit ołowiowo-ołowiowy: Binarny kryształ-ciecz, Szkło kryształowe Phonon i wielka formacja polarowa Rysunek 4 Struktura perowskitu CH3NH3PbX3 Anodowany za pomocą perowskitu perowskit okazał się materiałem o wysokiej wydajności w ogniwach słonecznych i urządzeniach emitujących światło. Materiały te charakteryzują się oczekiwanym koherentnym transportem pasm półprzewodników krystalicznych, a także odpowiedzią dielektryczną i dynamiką fononów cieczy. Ta dwoistość „kryształ-ciecz” oznacza, że perowskity ołowio-halogenkowe należą do kryształów elektronów ze szkła fononowego - klasy materiałów termoelektrycznych uważanych za najbardziej wydajne. Niedawno zespół University of Columbia Zhu Xiaoyang (autor komunikacji) dokonał przeglądu dualności kryształu i cieczy, wynikającej z tego odpowiedzi dielektrycznej odpowiedzialnej za tworzenie i wybór nośnika polaronu, co powoduje perowskit z tolerancją na defekty, umiarkowaną mobilnością nośnika i połączoną wydajnością promieniowania. Duże formowanie się polaronu i właściwości szkła fononowego mogą również wyjaśnić znaczące zmniejszenie szybkości chłodzenia nośnika w tych materiałach. Perowskity halidowe: dualność kryształów i cieczy, kryształy elektronów szkła fononowego i duże tworzenie polaronu （Sci. Adv., 2017, DOI: 10.1126 / sciadv.1701469） 5, Progress in Polymer Science Review: Litografia kopolimerów blokowych zawierających krzem5.5 Diagram fazy topnienia kopolimeru diblokowegoNajczęściej Narodowy Uniwersytet Tsinghua Rong-Ming Ho (Korespondent) i inne opublikował podsumowanie różnych metod poprzez przygotowanie filmu z kopolimeru blokowego (BCP) najnowszego postępu, koncentrując się na zastosowaniu BCP zawierającego krzem jako zastosowań litografii. Dzięki zaletom bloków zawierających Si te BCP mają mniejsze rozmiary ze względu na ich wysoką rozdzielczość, dużą intensywność segregacji i wysoki kontrast trawienia. Biorąc pod uwagę, że poli (dimetylosiloksan) (PDMS) był szeroko badany w BCP zawierającym Si, możliwość fotolitografii przy użyciu BCP zawierającego PDCP została wykazana w poprzednich i trwających badaniach. Kolejne sekcje opisują główne wyniki podejścia DSA. Omówiono również nowy trend zastosowania druku litograficznego i zastosowania nanostruktury fotolitograficznej z użyciem BCP zawierających krzem. Wreszcie wprowadzono wniosek i perspektywę litografii BCP. Kopolimery blokowe zawierające krzem do zastosowań litograficznych （Prog. Polym. Sci., 2017, DOI: 10.1016 / j.progpolymsci.2017.10.002） 6, Angewandte Chemie International Edition Omówienie: CH3NH3PbI3 perowskitowe studium teoretyczne ogniw słonecznych Rysunek 6 Wzór gęstości elektronicznej Efektywność konwersji mocy (PCE) powyżej 22% perowskitu zhybrydyzowanego ogniwa słoneczne (PSC) przyciągnęły znaczną uwagę. Chociaż perowskit odgrywa ważną rolę w działaniu PSC, podstawowa teoria związana z perowskitem pozostaje nierozwiązana. Niedawno profesor Xun Nining (autorka komunikatów) z Uniwersytetu Architektury i Technologii w Xi'an, zgodnie z pierwszą zasadą, ocenił istniejącą teorię struktury i właściwości elektronicznych, defektów, dyfuzji i prądu przenoszenia jonów perowskitu CH3NH3PbI3 oraz wpływu transportu jonów na prądzie PSC - histereza krzywej napięcia. Omówiono również prąd ruchowy związany z możliwą ferroelektrycznością. Podkreśla korzyści, wyzwania i potencjał perowskitu dla PSC. Teoretyczne traktowanie ogniw słonecznych CH3NH3PbI3 Perovskite （Angew. Chem. Int. Ed., 2017, DOI: 10.1002 / anie.201702660） 7, Chemical Society Przegląd opinii: Baterie redukcyjne dla elektromechanicznych materiałów aktywnych dla inżynierii molekularnej Rysunek 7 Inżynieria molekularna dla substancji redoks dla zrównoważonych systemów RFBA Ważny duży system magazynowania energii, akumulatory redoks (RFB) mają wysoką skalowalność i niezależne możliwości sterowania energią i mocą. Jednak konwencjonalne aplikacje RFB podlegają wydajności i ograniczeniom dotyczącym wysokich kosztów i kwestii środowiskowych związanych ze stosowaniem substancji redoks na bazie metalu. Niedawno zespół University of Texas w Austin Guihua Yu (autor komunikacji) zaproponował projekt nowego programu inżynierii molekularnej systemu redoks. W artykule przedstawiono szczegółową strategię syntezy modyfikujących metaloorganicznych i metaloorganicznych substancji redoks pod względem rozpuszczalności, potencjału oksydacyjno-redukcyjnego i wielkości cząsteczkowej. Następnie wprowadzono najnowsze postępy obejmujące mechanizm reakcji gatunków redoks sklasyfikowanych według struktury molekularnej, specyficznych metod funkcjonalizacji i właściwości elektrochemicznych. Wreszcie, autor analizuje przyszły kierunek rozwoju i wyzwanie dla tej rozwijającej się dziedziny badań. Inżynieria molekularna organicznych materiałów elektroaktywnych dla baterii przepływowych redox （Chem.Soc.Rev., 2017, DOI: 10.1039 / C7CS00569E） 8, Chemical Society Przegląd opinii: Poziom atomowy do magazynowania i konwersji energii Nanomateriały nie warstwowe Rysunek 8 Warstwowe i nie warstwowe nanomateriały klasy atomowej Od czasu odkrycia grafenu, dwuwymiarowe nanomateriały o dużej grubości atomowej i dużym wymiarze bocznym są wysoce badane ze względu na ich dużą powierzchnię właściwą, heterogeniczna struktura elektroniczna oraz atrakcyjne właściwości fizyczne i chemiczne. Niedawno zespół akademicki (autor komunikacji) Uniwersytetu Dushi Uniwersytetu Wulonggong kompleksowo podsumował grubość atomową metody nie-warstwowego przygotowania nanomateriałów, zbadał jej heterogeniczną strukturę elektroniczną, wprowadzenie strategii działania struktury elektronicznej oraz przedstawił aplikacje do przechowywania i konwersji energii , ze szczególnym uwzględnieniem akumulatorów litowo-jonowych, akumulatorów jonowych sodu, tlenu, redukcji CO2, reakcji utleniania CO. Wreszcie, w oparciu o bieżące postępy badań, przedstawiamy przyszłe kierunki - w praktycznym zastosowaniu w celu zwiększenia wydajności i nowych funkcji do eksploracji.Atomicznie cienkie nie warstwowe nanomateriały do magazynowania i konwersji energii （Chem.Soc.Rev., 2017, DOI : 10.1039 / C7CS00418D） 9, Przegląd przeglądów chemicznych: Zastosowania elektrochemiczne w syntezie struktur heterocyklicznych Rysunek 9 Mechanizm indukowanej elektrycznie kationowej reakcji łańcuchowej Heterocykl jest jednym z największych dotychczasowych związków organicznych, a przygotowanie i transformacja struktur heterocyklicznych były duże zainteresowanie badaczy chemii organicznej. Różne struktury heterocykliczne występują powszechnie w biologicznie aktywnych produktach naturalnych, materiałach organicznych, agrochemikaliach i lekach. Kiedy ludzie zauważają, że około 70% wszystkich leków i środków agrochemicznych ma co najmniej jeden heterocykl, ludzie nie mogą ich ignorować. Niedawno zespół profesora Zeng Chengchao z Beijing University of Technology (autor korespondentów) dokonał przeglądu postępów budowy elektrochemicznej związków heterocyklicznych opublikowanych przez cyklizację wewnątrzcząsteczkową i międzycząsteczkową od 2000 r. Zastosowanie elektrochemii w syntezie struktur heterocyklicznych （Chem. Rev., 2017, DOI: 10.1021 / acs.chemrev.7b00271）
Źródło: Meeyou Carbide