【锂电】Nat. Mater.：具有垂直离子传输通道的单晶T-Nb2O5薄膜中的Li离子电子学

T-Nb ₂ O ₅ 在快速充电电池和电化学电容器中被广泛研究。它的晶体结构具有低空间位阻的二维（ 2D ）层，从而实现锂离子的快速迁移。然而，自 1941 年发现以来，单晶薄膜的生长及其电子应用尚未实现，这是由于其正交晶胞以及许多多晶型的存在。在这里， 马克斯普朗克微观结构物理研究所 Stuart S. P. Parkin 、 Hyeon Han 、剑桥大学 Clare P. Grey 、宾夕法尼亚大学 Andrew M. Rappe 报道了单晶 T-Nb ₂ O ₅ 薄膜的外延生长，并且其离子传输通道垂直于薄膜表面取向。

本文要点：

1)   作者发现， 这些垂直的 2D 通道能够实现快速的锂离子迁移，从而产生巨大的绝缘体 - 金属跃迁，由于电子最初占据了空的 Nb-4d ⁰ 态，电阻率下降了 11 个数量级。

2)   此外，作者通过全面的原位实验和理论计算，揭示了在宽锂离子浓度范围下具有不同晶体和电子结构的多个相，这允许对这些相及其不同的电子性质进行可逆和可重复的操控。该工作为探索具有离子通道的新型薄膜及其潜在应用铺平了道路。

参考文献：

Hyeon Han et.al Li iontronics in single-crystalline T-Nb ₂ O ₅  thin films with vertical ionic transport channels Nature Materials 2023

DOI:  10.1038/s41563-023-01612-2

https://doi.org/10.1038/s41563-023-01612-2

同步辐射丨球差电镜丨FIB-TEM

原位XPS、原位XRD、原位拉曼、原位FTIR

加急测试

朱老师

158 7177 4683

www.xueyanhui.com