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Simultaneously achieving high energy density and responsivity in submicron BaTiO_(3) film capacitors integrated on Si

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Journal of Advanced Ceramics 2024年第2期13卷 198-206页

作者： Jun Ouyang Yinxiu Xue Chuanqi Song Meiling Yuan Kun Wang yuyao zhao Hongbo Cheng Hanfei Zhu Chao Liu Institute of Advanced Energy Materials and Chemistry School of Chemistry and Chemical EngineeringQilu University of Technology(Shandong Academy of Sciences)Jinan 250353China Key Laboratory of Key Film Materials&Application for Equipment School of Material Sciences and EngineeringXiangtan UniversityXiangtan 411105China School of Materials Science and Engineering Shandong UniversityJinan 250061China Academic Affairs Office Civil Aviation University of ChinaTianjin 300300China China Tobacco Shandong Industrial Co. Ltd.Jinan 250014China

In the research field of energy storage dielectrics,the“responsivity”parameter,defined as the recyclable/recoverable energy density per unit electric field,has become critically important for a comprehensive evaluation of the energy storage capability of a *** this work,high recyclable energy density and responsivity,i.e.,W_(rec)=161.1 J·cm^(-3) and ξ=373.8 J·(kV·m^(2))^(-1),have been simultaneously achieved in a prototype perovskite dielectric,BaTiO_(3),which is integrated on Si at 500℃ in the form of a submicron thick *** ferroelectric film features a multi-scale polar structure consisting of ferroelectric grains with different orientations and inner-grain ferroelastic domains.A LaNiO_(3) buffer layer is used to induce a{001}textured,columnar nanograin microstructure,while an elevated deposition temperature promotes lateral growth of the nanograins(in-plane diameter increases from~10-20 nm at lower temperatures to~30 nm).These preferably oriented and periodically regulated nanograins have resulted in a small remnant polarization and a delayed polarization saturation in the film’s P-E behavior,leading to a high recyclable energy ***,an improved polarizability/dielectric constant of the BaTiO_(3) film has produced a much larger maximum polarization than those deposited at lower temperatures at the same electric field,leading to a record-breaking responsivity for this simple perovskite.

关键词： energy storage energy density responsivity BaTiO_(3) dielectric capacitor Si

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Tunable antiferroelectric-like polarization behavior and enhanced energy storage characteristics in symmetric BaTiO_(3)/BiFeO_(3)/BaTiO_(3) heterostructure

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Journal of Materiomics 2024年第6期10卷 1290-1298页

作者： Ying Wang Hanfei Zhu Hongyu Luo Jianting Li Yu Huan yuyao zhao Li Li Hongbo Cheng Chao Liu Qingguo Chi Jun Ouyang School of Chemistry and Chemical Engineering Qilu University of Technology(Shandong Academy of Sciences)Jinan250353China School of Mechanical Engineering Qilu University of Technology(Shandong Academy of Sciences)Jinan250353China Key Laboratory of Engineering Dielectrics and Its Application(Ministry of Education) Harbin University of Science and TechnologyHarbin150080China School of Material Science and Engineering University of JinanJinan250022China State Key Laboratory of Metal Matrix Composites School of Material Sciences and EngineeringShanghai Jiao Tong UniversityShanghai200240China Key Laboratory of Key Film Materials&Application for Equipments(Hunan Province) Hunan Provincial Key Laboratory of Thin Film Materials and DevicesSchool of Material Sciences and EngineeringXiangtan UniversityXiangtan411105China

The excellent energy storage performances of dielectric materials,a high energy density and efficiency,the stability in a wide range of temperature,frequency and cycling time,are surely desirable for the energy storage devices.A trade-off relationship between polarization and breakdown strength,however,limits the enhancement of energy storage properties of dielectric *** effectively boost the energy density and efficiency of dielectric capacitors,by inserting a BiFeO_(3) layer into the BaTiO_(3) film in present case,the symmetric BaTiO_(3)/BiFeO_(3)/BaTiO_(3) tri-layer film heterostructure with antiferroelectric-like characteristics was constructed based on the dual-interlayer coupling effect,what's more,its antiferroelectric-like characteristics will evolve with electric *** the tunable polarization behavior endows it with an enhanced maximum polarization but a reduced remnant one,a delayed saturation of polarization and a high breakdown strength,which are synergistically accountable for a large energy density(Wrec∼109 J/cm^(3))and a high efficiency(η∼82.6%),together with the good thermal(TR∼200℃,ΔWrec<3%&Δη<10%)and frequency(50 Hz–10 kHz,ΔWrec<7%&Δη<13%)stabilities,particularly an outstanding cycling reliability(10^(9) cycles,both ΔWrec and Δη<1%).Hence these findings can provide some innovative ideas for enriching the performance tuning of ferroelectrics,especially in enhancing their energy storage characteristics.

关键词： Antiferroelectric-like Tri-layer film heterostructure Tunable polarization behavior Interlayer coupling Energy storage

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硅片上集成高介电调谐率的柱状纳米晶BaTiO_(3)铁电薄膜

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无机材料学报 2022年第6期37卷 596-602页

作者：赵玉垚欧阳俊山东大学材料科学与工程学院材料液固结构演变与加工教育部重点实验室济南250061 齐鲁工业大学(山东省科学院)化学与化工学院济南250353

钛酸钡(BaTiO_(3))具有优异的介电、铁电、压电和热释电等性能,在微电子机械系统和集成电路领域具有广泛的应用。降低BaTiO_(3)薄膜的制备温度使其与现有的CMOS-Si工艺兼容,已成为应用研究和技术开发中亟需解决的问题。本研究引入与BaTi... 详细信息

钛酸钡(BaTiO_(3))具有优异的介电、铁电、压电和热释电等性能,在微电子机械系统和集成电路领域具有广泛的应用。降低BaTiO_(3)薄膜的制备温度使其与现有的CMOS-Si工艺兼容,已成为应用研究和技术开发中亟需解决的问题。本研究引入与BaTiO_(3)晶格常数相匹配的LaNiO_(3)作为缓冲层,以调控其薄膜结晶取向,在单晶Si(100)基底上450℃溅射制备了结构致密的柱状纳米晶BaTiO_(3)薄膜。研究表明:450℃溅射温度在保持连续柱状晶结构和(001)择优取向的前提下,能获得相对较大的柱状晶粒(平均晶粒直径27 nm),一定残余应变也有助于其获得较好的铁电和介电性能。剩余极化强度和最大极化强度分别达到了7和43μC·cm^(-2)。该薄膜具有良好的绝缘性,在0.8 MV·cm^(-1)电场下,漏电流密度仅为10^(-5) A·cm^(-2)。其相对介电常数εr展现了优异的频率稳定性:在1 kHz时εr为155,当测试频率升至1 MHz,εr仅轻微降低至145。薄膜的介电损耗较小,约为0.01~0.03(1 kHz~1 MHz)。通过电容-电压测试,该薄膜材料展示出高达51%的介电调谐率,品质因子亦达到17(@1 MHz)。本研究所获得的BaTiO_(3)薄膜在介电调谐器件中有着良好的应用前景。

关键词：硅 BaTiO_(3) 铁电薄膜柱状纳米晶介电调谐率品质因子

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Triazolotriazine-based thermally activated delayed fluorescence materials for highly efficient fluorescent organic light-emitting diodes(TSF-OLEDs)

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Science Bulletin 2021年第5期66卷 441-448,M0003页

作者： Rongchuan Su yuyao zhao Feng Yang Lian Duan Jingbo Lan Zhengyang Bin Jingsong You College of Chemistry Sichuan UniversityChengdu 610064China Key Laboratory of Organic Optoelectronics Department of ChemistryTsinghua UniversityBeijing 100084China

Thermally activated delayed fluorescence(TADF) sensitized fluorescent organic light-emitting diodes(TSF-OLEDs) have shown great potential for the realization of high efficiency with low efficiency rolloff and good color purity. However, the superior examples of TSF-OLEDs are still limited up to ***, a trade-off strategy is presented for designing efficient TADF materials and achieving highperformance TSF-OLEDs via the construction of a new type of triazolotriazine(TAZTRZ) acceptor. The enhanced electron-withdrawing ability of TAZTRZ acceptor, fused by triazine(TRZ) and triazole(TAZ)together, enables TADF luminogens with small singlet-triplet energy gap(ΔE_(ST)) values. Meanwhile, the increased planarity from the TRZ-phenyl linkage(6:6 system) to the TAZ-phenyl linkage(5:6 system)can compensate the decrease of oscillator strength(f) while lowing ΔE_(ST), thus achieving a trade-off between small ΔE_(ST) and high f. As a result, the related TSF-OLED achieved an extremely low turn-on voltage of 2.1 V, an outstanding maximum external quantum efficiency(EQEmax) of 23.7% with small efficiency roll-off(EQE1000 of 23.2%;EQE5000 of 20.6%) and an impressively high maximum power efficiency of 82.1 lm W^(-1), which represents the state-of-the-art performance for yellow TSF-OLEDs.

关键词： Thermally activated delayed fluorescence Fluorescent organic light-emitting diodes Electron acceptor Triazolotriazine

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软岩填筑高面板堆石坝分区及材料设计

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水利水电科技进展 2022年第6期42卷 73-78页

作者：赵大洲赵宇瑶王新奇黄河勘测规划设计研究院有限公司河南郑州450003 华中科技大学土木与水利工程学院湖北武汉430074

通过分析软岩不同利用方案及分区形式对高面板堆石坝力学性状的影响,获取了坝体应力和变形的变化规律。高面板堆石坝下游次堆石区中软岩含量及堆石区几何特征、主堆石体分区形式均影响面板堆石坝的力学性状。提高坝体下游堆石区的强度... 详细信息

通过分析软岩不同利用方案及分区形式对高面板堆石坝力学性状的影响,获取了坝体应力和变形的变化规律。高面板堆石坝下游次堆石区中软岩含量及堆石区几何特征、主堆石体分区形式均影响面板堆石坝的力学性状。提高坝体下游堆石区的强度及刚度,可以提高各堆石区之间的协调变形能力、降低面板变形及应力。提高位于坝轴线处的堆石体承载力,可以有效降低坝体变形及面板应力。为控制高面板堆石坝的坝体变形及应力,坝轴线处坝体下部堆石区宜填筑承载力高的堆石体,下游堆石区中软岩比例不宜超过30%。

关键词：混凝土面板堆石坝软岩材料分区应力变形

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基于点-面两层结构的复杂网络方法评估海河流域水网连通性

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水资源与水工程学报 2023年第6期34卷 16-26页

作者：李发文赵宇瑶天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 国网新源控股有限公司抽水蓄能技术经济研究院北京100761

河湖水系连通是指通过修建渠道、挖掘河道、改造湖泊等方式,将不同河流、湖泊之间相互连接起来,形成一个相互衔接的水系网络。基于复杂网络方法,从节点和子流域两个层面对海河流域水网的连通性进行分析。在子流域层面,用平均度指标评价... 详细信息

河湖水系连通是指通过修建渠道、挖掘河道、改造湖泊等方式,将不同河流、湖泊之间相互连接起来,形成一个相互衔接的水系网络。基于复杂网络方法,从节点和子流域两个层面对海河流域水网的连通性进行分析。在子流域层面,用平均度指标评价流域连通度,用网络直径等指标辅助分析流域整体水系连通情况;在单个节点层面,用度指标、中介中心性指标分析流域水系各节点连通度的分布情况,实现了节点微观与流域宏观的结合。同时,引入聚类系数指标,获得每个子流域河网的空间分布特征。通过对研究结果的合理性评估,认为应用复杂网络方法能全面分析流域水系特征及连通情况,具有良好的应用前景。

关键词：水系连通复杂网络点-面两层结构区域水网适应性评价海河流域

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基于系统论探讨晋式彩楼在城市造景中的应用价值

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创意设计源 2021年第4期 22-26页

作者：赵宇耀天津美术学院

脱胎于晋派建筑的晋式彩楼,是发源于山西清源的一种民俗手工艺,其常出现于节假日与婚丧嫁娶等活动中,由于其主要功能是烘托节日氛围,因此具有临时性的特征。通过分析晋式彩楼的手工艺系统、民俗审美特征及历史文献所记载其功能的基础上... 详细信息

脱胎于晋派建筑的晋式彩楼,是发源于山西清源的一种民俗手工艺,其常出现于节假日与婚丧嫁娶等活动中,由于其主要功能是烘托节日氛围,因此具有临时性的特征。通过分析晋式彩楼的手工艺系统、民俗审美特征及历史文献所记载其功能的基础上,扩大这种民间民俗手工艺的现代利用价值,使其成为一种独特的环境艺术品。这对于塑造城市景观独特的历史文化意象和营造城市文化生态具有重要意义,同时也可以从不同视角拓宽民俗手工艺的传承与发展之路。

关键词：晋式彩楼手工艺民俗环境艺术传承

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非遗视角下的南京绒花在现代服装设计中的创新

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时尚设计与工程 2024年第5期 41-43页

作者：赵雨尧上海工程技术大学

中华优秀传统文化历史悠久,特别是非物质文化遗产,博大精深。在其传承发展的过程中有着较高成就的传统手工艺的生存空间逐渐被挤压,同时也使传统手工艺在传承方面困难重重。从非遗视角分析了南京绒花在服装设计中的传承和创新,并指出这... 详细信息

中华优秀传统文化历史悠久,特别是非物质文化遗产,博大精深。在其传承发展的过程中有着较高成就的传统手工艺的生存空间逐渐被挤压,同时也使传统手工艺在传承方面困难重重。从非遗视角分析了南京绒花在服装设计中的传承和创新,并指出这不仅能够传承中华优秀传统文化,而且能在服装设计中有颇佳的应用与设计。

关键词：非遗传统手工艺绒花现代服装设计创新

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资产专用性是否抑制了企业数字化转型?——基于中国制造业上市公司的经验证据

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审计与经济研究 2023年第5期38卷 66-75页

作者：曾雅婷徐新月赵育瑶李宾北京化工大学经济管理学院北京100029

以2011—2020年2091家制造业上市公司为样本,探析资产专用性对企业数字化转型的影响及作用机制。研究发现:第一,从企业是否进行数字化转型以及数字化转型程度两个层面来看,资产专用性会制约企业的数字化转型;第二,经营风险与可用资源数... 详细信息

以2011—2020年2091家制造业上市公司为样本,探析资产专用性对企业数字化转型的影响及作用机制。研究发现:第一,从企业是否进行数字化转型以及数字化转型程度两个层面来看,资产专用性会制约企业的数字化转型;第二,经营风险与可用资源数量在资产专用性对企业数字化转型的影响中发挥着中介作用,具体表现为资产专用性通过提高企业经营风险、减少企业通用性可用资源,进而抑制了数字化转型;第三,进一步分析结果表明,数字化转型能够显著提升企业的全要素生产率,但资产专用性越高的企业,数字化转型对企业全要素生产率的提升效果越差。研究结论对进一步推进制造业企业数字化转型、提升数字化转型成效具有一定的理论和现实指导意义。

关键词：资产专用性数字化转型 Heckman两阶段模型制造业企业经营风险全要素生产率

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南水北调西线一期工程效益分析

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人民黄河 2020年第6期42卷 120-124页

作者：聂常山赵宇瑶王延红华北水利水电大学河南郑州450046 黄河勘测规划设计研究院有限公司河南郑州450003 西南交通大学四川成都611756

南水北调西线一期工程是支撑黄河流域及邻近地区经济社会可持续发展和生态系统良性维持的重要战略措施。根据初步研究成果,针对调水规模80亿m^3的水量配置方案,分析计算了南水北调西线一期工程对受水区带来的巨大效益及对调水区产生的... 详细信息

南水北调西线一期工程是支撑黄河流域及邻近地区经济社会可持续发展和生态系统良性维持的重要战略措施。根据初步研究成果,针对调水规模80亿m^3的水量配置方案,分析计算了南水北调西线一期工程对受水区带来的巨大效益及对调水区产生的主要影响。在充分考虑水量配置作用的基础上,采用直接市场法、分摊系数法、机会成本法、最优等效替代费用法等计算了西线一期工程对于受水区维持和改善区域生态环境的效益、向黄河干流河道内配置生态水量的效益、向重要城市和能源基地供水的效益及黄河干流梯级电站增发电效益;对于调水区,主要分析了对水资源开发利用的影响,以及对临近调水断面下游河段生态环境的影响。据初步分析估算,南水北调西线一期工程平均每年可产生直接经济效益约801亿元。

关键词：效益分析方法生态供水效益发电效益南水北调西线一期工程

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