海归学者发起的公益学术平台
分享信息，整合资源

交流学术，偶尔风月
由中国硅酸盐学会和Elsevier合作出版的英文期刊 Journal of Materiomics 已在ScienceDirect上发布了第三卷第二期。点击文末“阅读原文”可以自由获取该专辑所有论文。
Journal of Materiomics将引领材料学科发展前沿，注重报道以材料设计、制备、表征及应用技术为主线的系统性前沿研究成果，特别关注以下几个材料研究方向：
1）功能材料 (铁电、介电、多铁性、磁性材料、半导体材料、光电子材料、电子材料等)；
2）先进能源材料 (太阳能电池、燃料电池、二次电池、储能材料、热电转换、能源储存及转换等)；
3）先进陶瓷及其复合材料等先进结构材料；
4）纳米及低维材料，包括多尺度的材料模拟与计算材料学等。
Journal of Materiomics 第三卷第二期目录：
Review Article
Novel synthesis approaches for new structures in confined space inspired by natural structure-forming processes
Hang Ping a, Hao Xie a, b, Zhengyi Fu a
a State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing, Wuhan University of Technology, Wuhan, 430070, China

b School of Chemistry, Chemical Engineering, and Life Science, Wuhan University of Technology, Wuhan, 430070, China
受自然结构形成过程启发的限制空间内新结构的新型合成方法
在生物体中，具有特定化学成分和精细空间分布的有限空间调节了天然结构的形成。受启发于自然结构形成过程，提出了在约束系统中获得设计结构的新颖合成方法。根据限制的几何形状，人造密闭系统可以有效地调控具有确定结构材料的合成。胶原纤维提供生物学限制，可用于合成具有周期性排列的层次结构。经过限制条件设计的基因工程生物体可以指导三维纳米结构的合成。借助于对生物学过程更深入的了解，人们会合成出更多新颖的结构。
Review Article
Black TiO2 for solar hydrogen conversion
Bin Wang
a
, Shaohua Shen
b
,
c
, Samuel S. Mao
d
,
e
a School of Science, MOE Key Laboratory for Non-equilibrium Synthesis and Modulation of Condensed Matter, State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials, Xi'an Jiaotong University, Xi'an, 710049, China
b International Research Centre for Renewable Energy, State Key Laboratory of Multiphase Flow in Power Engineering, Xi'an Jiaotong University, Shaanxi,710049,China
c Xi'an Jiaotong University Suzhou Academy, Suzhou, Jiangsu, 215123, China
d Department of Mechanical Engineering, University of California at Berkeley, Berkeley, CA, 94720, United States

e Samuel Mao Institute of New Energy, Science Hall, 1003 Shangbu Road, Shenzhen, 518031,China
用于太阳能氢转化的黑色二氧化钛
自1972年以来，二氧化钛（TiO2）一直被广泛研究用于光催化产生氢气（H2）和光电化学（PEC）水分解。然而其宽带隙（3.0-3.2eV）限制了光吸收效率，从而不能充分利用太阳能。黑化TiO2作为一个可增强太阳能吸收、增强光催化效率和PEC活性的有效策略，引起了广泛的研究兴趣。综述了黑色TiO2在光催化产氢和PEC水分解领域的最新进展，并详细介绍了其独特的结构特征、光学性质、载流子传输性质和相关的理论计算。如本综述文章所述，黑色TiO2具有通过水分解产生光电催化氢的前景，更深入的研究有望提高其太阳能产氢效率。
Original Research Article
Novel titanium dioxide ceramics containing bismuth and antimony
Zhenwei Li, Jiagang Wu
*

Department of Materials Science, Sichuan University, 610064, China
含有铋和锑的新型二氧化钛陶瓷
通过化学改性（Bi3+和Sb5+）制备了一种新型巨介电常数二氧化钛陶瓷，并讨论了大介电常数的物理机制。详细研究了Bi和/或Sb对陶瓷显微组织，介电性能及其频率和温度稳定性的影响。研究发现陶瓷的介电性能对（Bi，Sb）的含量非常敏感，在较宽的成分范围内可以获得极高的介电常数（CP）（104-105）以及低介电损耗（约5.7％）。此外，所有陶瓷样品的介电性能均具有良好的频率（102-106Hz）和温度稳定性（-150-200℃）。由Bi挥发引起的缺陷可能是（Bi0.5Sb0.5）xTi1-xO2陶瓷相对于（A0.5Sb0.5）xTi1-xO2（A = In，Pr， Dy，Sm，Gd，Yb，Ga，Al，Fe或Sc）体系具有更高介电性能的原因。根据复阻抗和XPS的结果可以发现，巨介电常数现象可以由电子钉扎缺陷偶极子模型解释，而由Bi3+和Sb5+取代Ti4+引起的氧空位构成了传导机制。该工作将促进TiO2陶瓷作为巨介电常数材料的发展。
Original Research Article
Effects of thermal and electrical histories on structure and dielectric behaviors of (Li0.5Nd0.5)2+-modified (Bi0.5Na0.5)TiO3-BaTiO3 ceramics
Jiwen Xu, Qingning Li**, Ling Yang, Weidong Zeng, Changrong Zhou* , Changlai Yuan, Guohua Chen, Guanghui Rao
Guangxi Key Laboratory of Information Materials, Guilin University of Electronic Technology, Guilin, Guangxi, 541004,China
热和电历程对(Li0.5Nd0.5)2+改性(Bi0.5Na0.5)TiO3-BaTiO3陶瓷结构和介电性能的影响
以0.95（Bi0.5Na0.5）0.97（Li0.5Nd0.5）0.03TiO3-0.05BaTiO3体系（简称BNTLN0.03-BT5）为对象研究了热和电历程对其结构和介电行为的影响。实验观察到由退火处理引起的细微结构变化以及由电极化引起的显著相变和畴翻转。由于电场诱导产生的有序畴结构，材料的介电常数及其在未极化样品中的强频率色散行为明显降低。由于具有界面充电效应的电不均匀性的损失，通过退火处理，高温麦克斯韦-瓦格纳弛豫现象消失。通过在900℃退火处理，显著地提高了压电性能，该方法可能成为提高压电性能的新途径。
Original Research Article
Modelling of the electronic and ferroelectric properties of trichloroacetamide using Monte Carloand first-principles calculations
Yaxuan Cai a, Shijun Luo b, Zhao Wang a, Juan Xiong a,Haoshuang Gu a
a Hubei Collaborative Innovation Center for Advanced Organic Chemical Materials, Hubei Key Laboratory of Ferro & Piezoelectric Materials and Devices, Facultyof Physics & Electronic Sciences, Hubei University, Wuhan 430062, China
b School of Sciences, Hubei Automotive Industries Institute, Shiyan 442002,China
使用蒙特卡罗和第一性原理建立三氯乙酰胺的电子和铁电性能模型
利用第一性原理和基于广义梯度近似的密度泛函理论研究了三氯乙酰胺的电子结构和铁电机理。使用Bader布局和电子变形密度发现，大分子自发极化源于电子释放和吸电子基团相互作用时的强“推拉效应”引起的电荷转移。分子间氢键，N-H…O，在相邻分子间产生了偶极矩相互对齐。它们也降低了氢键螺旋分子链的能量。然而，由于晶体的对称性，三氯乙酰胺的极化大部分被补偿，因此极化强度很小。使用几何相位法模拟三氯乙酰胺的自发极化，结果和实验值一致。利用三氯乙酰胺的极化特性，我们构造了一维铁电哈米尔顿模型来计算TCAA的铁电性能。利用哈密顿模型，使用蒙特卡罗方法研究了三氯乙酰胺的热性质和铁电性，计算了Tc值。
Original Research Article
Morphology-dependent electrocatalytic performance of Fe2(MoO4)3 forelectro-oxidation of methanol in alkaline medium
Fe2(MoO4)3
Daoming Zhang a, Liheng Zhang a, Wei Zhang a, Mengfei Huo a, Jiajia Yin a, Guoju Dang a, Zhen Ren a, Quansheng Zhang a, *, Jingying Xie b, c, **, Samuel S. Mao c, d
a School of Chemical and Environmental Engineering, Shanghai Institute of Technology, Shanghai 201418,China
b Shanghai Institute of Space Power Sources, Shanghai 200245, China
c Department of Mechanical Engineering, University of California at Berkeley, Berkeley CA94720, USA
d Samuel Mao Institute of New Energy, Science Hall, Shenzhen 518031, China
在碱性介质中电催化氧化甲醇的形貌依赖性电催化性能
利用电化学法在最优的温度和电流密度条件下合成了Fe2(MoO4)3纳米球，纳米棒和纳米管，并用XRD，SEM，TEM，XPS等进行了表征。用HRTEM检测了三种形态的Fe2(MoO4)3，其晶格常数和MaterialStudio 6.0（基于无机晶体结构数据库（ICSD））的数据以及XRD计算的晶格常数相一致。XPS表明对于纳米球、纳米棒和纳米管，表面Fe/Mo比例分别为1.47、1.63和2.22。将Fe2(MoO4)3与聚四氟乙烯分散液混合，再涂覆在玻璃碳电极上，在0.1mol/LKOH和1mol/L的甲醇电解质中通过循环伏安法测试其电催化性能。纳米管-Fe2(MoO4)3/GCEs的甲醇氧化峰电流密度是3.27mA/cm2，比铂电极的2.8 mA/cm2高，表明纳米管-Fe2(MoO4)3/GCEs的催化活性更高。对于纳米球-Fe2(MoO4)3/GCE，纳米棒-Fe2(MoO4)3/GCE和纳米管-Fe2(MoO4)3/GCE，其峰值电流循环稳定性在220个循环后分别为91％、92％和88％。本工作表明，纳米Fe2(MoO4)3是一种有前景的非贵金属电催化剂，可用于在碱性环境电解氧化甲醇。
Original Research Article
Effect of calcinations temperature on the luminescence intensity and fluorescent lifetime of Tb3+-doped hydroxyapatite (Tb-HA) nanocrystallines
Hairong Yin, Hairong Yin, Yanxiao Li, Jianguang Bai*, Mingxin Ma, Jing Liu
School of Materials Science & Engineering, Shaanxi University of Science & Technology, Xi'an 710021,China
煅烧温度对Tb3+掺杂羟基磷灰石（Tb-HA）纳米晶发光强度和荧光寿命的影响
通过化学沉积法制备了6 mol％ Tb3+掺杂的的羟基磷灰石（Tb-HA）发光纳米晶，将其在不同温度下进行煅烧，研究了煅烧温度对材料发光强度和荧光寿命的影响。透射电镜观察表明，随着煅烧温度的提高，Tb-HA纳米晶形状由针状逐渐变为短棒状和球状，与此同时颗粒尺寸由190 nm降低至110 nm，结晶度增强。在378nm的激发波长下，在6mol％Tb-HA的发射光谱中观察到了Tb3+离子的典型发射峰。Tb-HA表现出了荧光猝灭的现象，其发光强度随烧结温度升高先升高，后在700℃时降低；而荧光寿命先升高，后在600℃降低。此外，对应于电偶极子和磁偶极子跃迁的发光强度比（IR：IO）先增大后减小，这表明Tb3+对Ca2+的取代比例和位置有利于实现替代过程和功能结构设计。
Original Research Article
Anomalous CDW ground statein Cu2Se: A wave-like fluctuation of the dc I-V curve near 50 K
Mengliang Yao a, Weishu Liu d, Xiang Chen a, c, Zhensong Ren b, Stephen Wilson c, Zhifeng Ren b, Cyril P. Opeil a
a Department of Physics, Boston College, Chestnut  Hill, MA 02467, USA
b Department of Physics and TcSUH, University of Houston, TX 77204, USA
c Department of Materials, University of California, Santa Barbara, CA 93106, USA
d Department of Materials Science and Engineering, Southern University of Science and Technology, Shenzhen, Guangdong 518055, China
Cu2Se异常电荷密度波（CDW）基态：50 K附近的直流I-V曲线的波状波动
在125K以下，多晶Cu2Se中观察到了电荷密度波（CDW）的基态，其对应于40.9meV的带隙和数值为0.6的电-声耦合常数。由于Cu2Se具有多晶结构，Peierls转变过程扩展到了90-160K的大温度范围。从160 K到90 K，霍尔载流子浓度由2.1× 1020持续降低至1.6 × 1020 cm−3，而在160K以上和90 K以下基本不变。进入CDW基态之后，I-V曲线在50 K附近出现了波状波动，在电流施加的电场中出现了周期性的负微分电阻率。另外，研究了Zn、Ni和Te掺杂对CDW基态的影响。Zn和Ni掺杂的Cu2Se表现出了CDW特征，带隙和电-声耦合常数增大；而Te掺杂的Cu2Se中没有观察到明显的Peierls转变。在40 K附近，Cu1.98Zn0.02Se中也观察到了类似的波状I-V曲线。这一直流I-V波动对磁场不敏感，而对温度和样品尺寸敏感。
Journal of Materiomics为开放获取期刊，但对作者免收发表费。投稿说明详见http://ees.elsevier.com/jmat/，期望大家不吝赐稿。
扩展阅读
Journal of Materiomics推出新专辑: 光催化材料
Journal of Materiomics第二卷第四期
Journal of Materiomics第二卷第三期
Journal of Materiomics第二卷第二期
Journal of Materiomics第二卷第一期
Journal of Materiomics第一卷第四期
Journal of Materiomics第一卷第三期
Journal of Materiomics第一卷第二期
Journal of Materiomics第一卷第一期
欢迎广大学者供稿，报道最新研究成果
投稿、授权、合作事宜请联系
[email protected] 或微信ID: scholarset
回复“目录”或“分类”，浏览知社更多精华。长按二维码识别，可以关注/进入公众号进行回复。
继续阅读
阅读原文