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日本东北大学完成尖晶石型氧化物材料的原子观察

2017-07-07 81浏览 标签: 超导锂离子电池

2017年7月4日,日本东北大学材料科学高等研究所(AIMR)的冈田佳宪助教和东京工业大学物质理工学院的一杉太郎教授、东京大学的安藤康伸助教(现产综研研究员)、渡边教授等人所组成的研究小组,在尖晶石型氧化物LiTi2O4的表面明确了其原子排列和电子状态,这种物质主要是作为超导材料及电池材料使用


LiTi2O4作为尖晶石构造金属氧化物中唯一的超导体具有比较高的超导转移温度(超导转移温度13K)。但是难以制作原子级别的平坦试料,表面的超导状态无法调查原子级分解能力。


并且,这种物质还可以作为锂离子电池的候补材料。锂离子电池在充放电时,锂离子必须通过电极表面。因此,电极表面的原子排列对电池性能的影响极大。


但是,金属氧化物电极表面的原子排列并没有明确,为了进一步提升性能,需要原子级的理解。因此,此次研究小组所制作了高品质LiTi2O4薄膜,并利用扫描隧道显微镜对其表面的原子排列进行表征,之后与电脑模拟实验的结果进行对比。其结果显示,最表面一层的钛原子是按照周期性排列,并且表面的超导性与固体内部不同。


此次的研究加深了对超导现象起源,以及电解质及其界面形成原理的理解,今后有望实现新超导体的开发,或是提升锂离子电池的特性。


此次的研究成果将刊载于美国科学杂志《Nature Communications》的网页版中。

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