孙立涛教授团队在快离子导体原位研究方面取得重要进展

发布者:系统管理员发布时间:2019-03-19浏览次数:375

快离子导体具有固定的刚性亚晶格和流动的液态亚晶格,具有固-液双重特性,在能源转换、忆阻器系统和晶格生长方面有着特殊的应用。基于这种双重特性,我们预测在足够强外部电场力的作用下,快离子导体中的铜能够析出硫化亚铜纳米线并可逆的回吸。这种现象涉及稳态和瞬态状态下的多离子传输和质量传递对快离子导体在各个领域的应用的理解,揭露隐藏在各种应用背后的微观工作机制十分必要。

    我们基于球差透射电子显微镜,发现了Cu2S纳米线的赝电弹性,并在原子尺度上观察了整个反应过程,包括:Cu2S相转换、Cu离子的迁移和阻塞、铜突触的成核、生长以及其自发的回吸。其电化学动力机制表明:Cu离子是在电场力的驱动下析出的,而痛的回吸是化学电位梯度驱动的。我们进一步将研究的成果用于纳米机械系统,支撑了纳米级的电执行器,具有较好的性能和重复性。未来有望在离子储能电池、原子开关、纳米执行器等领域实现广泛应用。

该研究成果第一作者为东南大学博士生张秋波,麻省理工学院博士生石哲为共同第一作者,孙立涛教授与加州大学伯克利分校郑海梅教授为共同通讯作者。论文以“Spring-like pseudo-electroelasticity of monoscrystalline Cu2S nanowire ”为题发表在国际顶级期刊《Nano Letters》上(Nano Letters, 2018,18: 5070-5077)