来源:Journal of Materials Science: Materials in Electronics稀土钴基磁性材料 (RCM) 自 1960 年代末被发现以来已广泛应用于商业和科学应用,与钕铁硼材料相比,它们在高温下表现出不可替代的性能。近年来,对 RCM 的研究主要集中在实现高温下作的高矫顽力。通过将轻稀土和重稀土混合在一起,可以增强这些材料的磁性,同时降低成本。通过熔融快速淬火可以获得纳米尺寸的样品,从而制备高性能纳米晶磁性材料。基于SmCo5材料中,发现稀土和过渡金属的组合产生了高性能的永磁体。其中,过渡金属提供较高的居里温度 (Tc) 和饱和磁化强度,而稀土原子表现出较大的单轴各向异性,使磁体能够实现高矫顽力。分子式为 RCo3因其复杂的磁性而备受关注,如反铁磁性、温度诱导的流动电子变磁性、磁热效应和自旋重定向。在稀土和过渡金属化合物的纳米晶磁体中,RCo3化合物表现出优异的磁体特性,包括大的磁晶各向异性和饱和磁化。然而,这些磁性现象发生在低温下。稀土钴二元金属间化合物 RCo3在 PuNi 中结晶3型菱面体结构。在这个晶胞中,R 原子占据晶体位置 3a 和 6c;钴原子位于3b、6c和18h位置。在 RCo3,4f 电子的局部磁性亚晶格与 3D-5D 杂化带中电子形成的流动磁性亚晶格很好地隔离。钴的磁矩取决于稀土元素,在 RCo3化合物(R = Tm 和 ...
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来源:ScienceDirect质子交换膜水电解 (PEMWE) 为生产“绿色”氢气提供了一条理想的途径,这是“净零”电力最有前途的能源载体。近年来,Ru 基催化剂因其较高的本征活性和与 Ir 基催化剂相比相对较低的成本而受到广泛关注,但稳定性差阻碍了其实际应用。在这里,我们开发了一种超细的“半结晶”Y 掺杂 RuO2由于离子半径和价不匹配,在 PEMWE 中表现出异常活跃和稳定的性能,1 A cm−2在 1.64 V 下,在 0.5 A cm 下可延长稳定性超过 300 小时−2.性能的大幅增强归因于更高效、更稳定的双位点耦合机制以及 Y 掺杂诱导的丰富活性位点密度。这种方法为进一步开发 PEMWE 的高活性和稳定催化剂提供了一种有效的策略。在催化作用中,活性和稳定性通常是成反比的,特别是对于在酸性介质下生成氢气的水氧化反应 (WOR)。在这里,我们展示了离子失配诱导的半结晶 Y0.3如0.7O2产生异常活跃和稳定的 WOR 性能。不匹配的离子半径和 Y 之间的化合价3+和 Ru4+导致超细结晶和非晶域的强键合杂化纳米结构。短距离有序结构还导致相邻距离缩短,这有助于实现更高效、更稳定的双站点耦合机制,在 10 mA cm 处具有 170 mV 的极低过电位−2在酸性电解质中延长稳定性超过 300 小时。负载催化剂的质子交换膜 (PEM) 水电解槽表现出出色的性能,仅需 1.64 ...
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来源:福建物质结构研究所全无机金属卤化物双钙钛矿材料因其独特的宽带自陷激子(STE)发射,受到了国内外研究学者的广泛关注。通常,全无机双钙钛矿材料呈现单一波长的STE发光特征,且发射峰位主要局限于可见光区域。尽管该领域在材料设计和发光调控等方面已取得显著进展,但现有体系难以同时实现可见光与近红外双波段STE发射,导致此类材料的发光范围受限,严重制约其在广色域显示、动态多级防伪编码、可调谐多谱段LED照明等前沿光电技术领域的应用拓展。针对这一难题,中国科学院福建物质结构研究所/闽都创新实验室的陈学元团队涂大涛研究员等人首次开发了具有蓝光/近红外双波段STE发射的Cs2NaScCl6稀土基双钙钛矿材料。其中,蓝光和近红外发射分别与[ScCl6]3-和[NaCl6]5-八面体的STE态相关;进一步地,通过Li+掺杂使得蓝光和近红外STE发光的量子产率分别从3.2%和2.7%显著提升至98.2%和45.4%,刷新了无铅金属卤化物材料本征STE发光效率的纪录。研究团队通过稳态/瞬态荧光光谱、固态核磁共振光谱、电子顺磁共振光谱,以及第一性原理计算揭示了Li+掺杂的发光调控机制。首先,基于固态核磁共振光谱以及理论计算明确了不同浓度的Li+掺杂在Cs2NaScCl6中占据的晶格位点。结果表明,掺杂的Li+优先占据Na+位点(LiNa),随着掺杂浓度升高,部分Li+进入晶格间隙(Si)。进一步地,晶...
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来源:福建物质结构研究所稀土高掺上转换纳米晶相对其低掺体系具有更强的离子间相互作用,在单颗粒示踪、超分辨成像、微纳光学等前沿领域具有广泛的应用前景。然而,受浓度猝灭的影响,稀土高掺纳米晶普遍存在上转换发光效率较低的瓶颈。能量迁移和交叉弛豫是引起浓度猝灭的主要原因,但哪种机制占主导地位目前尚存争议。对稀土高掺上转换纳米晶开展基础发光物理研究,并揭示浓度猝灭的物理机制,对于深入理解上转换发光机理、开发高亮度的稀土上转换纳米发光材料及其应用具有重要意义。中国科学院福建物质结构研究所/闽都创新实验室陈学元团队黄萍和郑伟研究员通过变温上转换荧光光谱和荧光寿命等测试手段,对LiErF4体系上转换纳米晶的激发态动力学开展了系统研究(图1),揭示其浓度猝灭的物理机制主要源于Er3+离子4I13/2激发态能量到纳米晶晶格和表面缺陷的长距离迁移,而非此前文献报道的NaErF4体系中Er3+的交叉弛豫过程。利用惰性壳层包覆、三明治夹心结构的空间限域以及引入Tm3+作为能量俘获中心的协同优化策略,可有效抑制Er3+:4I13/2能量迁移介导的激发态能量耗散,将Er3+的上转换发光强度提高760倍,其上转换发光量子产率从团队基于能量扩散理论,并利用限域能量迁移模型深入解析Er3+:4I13/2能级的变温荧光衰减动力学过程,计算出LiYF4@LiErF4@LiYF4(Y@100Er@Y)纳米晶中Er3+的能量...
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