镍铁层状双金属氢氧化物是什么型半导体

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1. Nature Commun.：预成核策略助力高重现性的钙钛矿太阳能电池

已知湿度对卤化物钙钛矿不利，因此通常在制造期间避免。对水与钙钛矿前躯体之间的化学相互作用的基本了解不足，妨碍了在环境氛围中钙钛矿制造的发展。北京大学深圳研究生院的Shuang Xiao以及杨世和团队报道了一个关键发现，即周围的水会促进铅络合物的形成，当不受控制时，铅络合物将进入大型的中间体纤维微晶中，因此不连续的钙钛矿薄膜不利于光伏性能。为了抵消这种影响，研究人员提出了一种预成核策略。

 

本文要点：

1）中间微晶的准固体前躯体薄膜可以容易地转化为高质量的固体钙钛矿薄膜。从而提供了高效率的钙钛矿太阳能电池。基于FTO/NiOx/MAPbI3/PMMA/PCBM/PPDIN6/Ag器件结构，效率性可达19.5％。同时，太阳能电池显示出高器件重复性，证明了该成核策略的独特优势。

2）可控形成的前躯体薄膜几乎与周围环境无关。由预成核策略产生的高器件重复性是工业生产所需的关键特性。这项工作为开发钙钛矿型太阳能电池的工业生产可靠且具有成本效益的制造方法提供了有效途径。

Zhang,K. et al. A prenucleation strategy for ambient fabrication of perovskite solarcells with high device performance uniformity. Nat. Commun. 11, 1006 (2020).

DOI:10.1038/s41467-020-14715-0.

https://doi.org/10.1038/s41467-020-14715-0

 

2. Chem. Soc. Rev.: 二维COF的超分子设计

2D共价有机骨架（COF）是一类具有高度结晶结构和可调功能的多孔聚合物。2D-COF的结构由通过共价键保持在一起的二维薄片组成，然后通过非共价力将它们堆叠在一起。自其首次报道以来，新COF的合成主要依靠通过共价修饰或通过使用新的热力学控制的共价键形成方法将官能团赋予在单体结构上。德克萨斯大学Ronald A. Smaldone等人总结并讨论了使用超分子设计来利用COF单体和片材之间的非共价力来改善其性能和功能的最新进展。

 

本文要点：

1）总结了2D-COF中各种非共价层间相互作用的重要性和设计考虑因素的研究，包括范德华力，芳环堆积和氢键相互作用。

2）超分子相互作用对其形成机理和整体结构的重要性作为重点讨论。中间层相互作用的力度对于诸如电导率，孔径控制甚至其水解稳定性之类的整体性质至关重要。

3）综述指出，提高单体的平面度会导致具有更高有序性的COF，但是，即使是极其扭曲的形状，设计出的非平面度也会导致相邻薄片上的单体“锁定”在一起；氢键可以稳定层间粘附力并增加COF的结晶度和表面积，但要求它们在层之间具有正确的定向。

4）综述指出，COF设计的下一个前沿领域可能是从超分子化学中汲取灵感，以改善性能并为这些多功能材料开拓新的应用。

今日，康奈尔大学Jie Shan和 Kin Fai Mak团队Jie Gu(一作)在Nature Physics上发文，报道了在WSe2单层和WSe2/WS2莫尔双层材料，通过库仑相互作用耦合器件中，实验观察到相关偶极激子绝缘体correlated dipolar excitonic insulator，即由激子形成驱动的电荷绝缘态。当所有空位都位于Moiré层时，该系统是Mott绝缘体。在平面外电场下，空穴可以连续地转移到WSe2单层，但仍然强烈地束缚在Moiré空格点上，有效地在Moiré晶格中形成层间激子。研究进一步观察到，在WSe2单层中，由强层间库仑关联引起的局域磁矩。这一研究结果，为在固态系统中，实现由玻色子晶格模型描述的关联量子现象，提供了有力的研发系统平台，同时也是对冷原子系统的补充。

Dipolar excitonic insulator in a moiré lattice

莫尔晶格中的偶极激子绝缘体

图1：在莫尔晶格中，实现偶极激子的半导体异质结构。

图2：平面外电场下的光学响应。

图3：ν=1时的激子绝缘体。

图4：单层WSe2局部磁矩。

该项研究，利用半导体莫尔异质结构，实现了晶格中的平衡激子流体。未来研究需要涉及库仑阻力和逆流测量，以建立玻色子基态，研究从Bardeen--Cooper--Schrieffer，BCS 态到Bose–Einstein condensation BEC 的渡越(BCS-BEC crossover)，并了解不匹配的电子和空穴质量影响。中等hBN间隔层厚度（2nm），因其维持了强层间库仑关联，抑制了单粒子层间隧穿，是一个有希望 探索 的参数区域。这些研究结果，为在有限电子-空穴密度不平衡下，实现奇异关联玻色子态铺平了道路，如玻色子Mott绝缘体，Wigner固体，超固体和Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov，FFLO态。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41567-022-01532-z

DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-022-01532-z

本文译自Nature。

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