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Selection of Negative Charged Acidic Polar Additives to Regulate Electric Double Layer for Stable Zinc Ion Battery

Nano-Micro Letters 2024年第12期16卷 342-356页

作者： Xing Fan Lina Chen Yongjing Wang Xieyu Xu Xingxing Jiao Peng Zhou Yangyang Liu zhongxiao song Jiang Zhou State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials Xi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049People’s Republic of China School of Materials Science and Engineering Harbin Institute of Technology(Shenzhen)Shenzhen 518055People’s Republic of China Research Institute of Frontier Science Southwest Jiaotong UniversityChengdu 610031People’s Republic of China Hunan Provincial Key Defense Laboratory of High Temperature Wear-Resisting Materials and Preparation Technology Hunan University of Science and TechnologyXiangtan 411201People’s Republic of China School of Instrument Science and Technology Xi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049People’s Republic of China School of Materials Science and Engineering Hunan Provincial Key Laboratory of Electronic Packaging and Advanced Functional MaterialsCentral South UniversityChangsha 410083People’s Republic of China

Zinc-ion batteries are promising for large-scale electrochemical energy storage systems,which still suffer from interfacial issues,e.g.,hydrogen evolution side reaction(HER),self-corrosion,and uncontrollable dendritic Zn *** the regulation of electric double layer(EDL)has been verified for interfacial issues,the principle to select the additive as the regulator is still ***,several typical amino acids with different characteristics were examined to reveal the interfacial behaviors in regulated EDL on the Zn *** charged acidic polarity(NCAP)has been unveiled as the guideline for selecting additive to reconstruct EDL with an inner zincophilic H_(2)O-poor layer and to replace H_(2)O molecules of hydrated Zn^(2+)with NCAP *** the synergistic effects of EDL regulation,the uncontrollable interface is significantly stabilized from the suppressed HER and anti-self-corrosion with uniform ***,by adding NCAP glutamate,a high average Coulombic efficiency of 99.83%of Zn metal is achieved in Zn|Cu asymmetrical cell for over 2000 cycles,and NH4V4O10|Zn full cell exhibits a high-capacity retention of 82.1%after 3000 cycles at 2 A g^(-1).Recapitulating,the NCAP principle posted here can quicken the design of trailblazing electrolyte additives for aqueous Zn-based electrochemical energy storage systems.

关键词： Aqueous Zn-ion batteries Zn metal anode Negative charged acidic polar additives Electric double-layer regulation

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Viability of all-solid-state lithium metal battery coupled with oxide solid-state electrolyte and high-capacity cathode

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Journal of Energy Chemistry 2024年第4期91卷 122-131页

作者： Xingxing Jiao Xieyu Xu Yongjing Wang Xuyang Wang Yaqi Chen Shizhao Xiong Weiqing Yang zhongxiao song Yangyang Liu Research Institute of Frontier Science Southwest Jiaotong UniversityChengdu 610031SichuanChina State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials Xi'an Jiaotong UniversityXi'an 710049ShaanxiChina Department of Physics Chalmers University of TechnologyGöteborgSE 41296Sweden

Owing to the utilization of lithium metal as anode with the ultrahigh theoretical capacity density of 3860 mA h g^(-1)and oxide-based ceramic solid-state electrolytes(SE),e.g.,garnet-type Li7La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO),all-state-state lithium metal batteries(ASLMBs)have been widely accepted as the promising alternatives for providing the satisfactory energy density and ***,its applications are still challenged by plenty of technical and scientific *** this contribution,the co-sintering temperature at 500℃is proved as a compromise method to fabricate the composite cathode with structural integrity and declined capacity fading of LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)(NCM).On the other hand,it tends to form weaker grain boundary(GB)inside polycrystalline LLZO at inadequate sintering temperature for LLZO,which can induce the intergranular failure of SE during the growth of Li filament inside the unavoidable defect on the interface of ***,increasing the strength of GB,refining the grain to 0.4μm,and precluding the interfacial defect are suggested to postpone the electro-chemo-mechanical failure of SE with weak ***,the advanced sintering techniques to lower the co-sintering temperature for both NCM-LLZO composite cathode and LLZO SE can be posted out to realize the viability of state-of-the-art ASLMBs with higher energy density as well as the guaranteed safety.

关键词： All-solid-state lithium metal battery LiNi_(0.5C)o_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)-Li7La_(3)Zr_(2)O_(12)composite cathode Co-sintering Lithium metal anode Electro-chemo-mechanical failure

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A Method to Prepare Nano-sized Copper Particles and Rods on the Surface of Cu Composite Films

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稀有金属材料与工程 2012年第S1期41卷 113-115页

作者： Sun Haoliang Ming, Wei Zhan Jingmei song zhongxiao Fei, Ma Xu Kewei Henan Univ Sci & Technol Sch Mat Sci & Engn Luoyang 471003 Peoples R China Xi An Jiao Tong Univ State Key Lab Mech Behav Mat Xian 710049 Peoples R China

Nano-sized Copper(Cu)particles and rods were prepared by annealing Cu-Zr,and Cu-Al-Zr composite films on polyimide ***,FESEM and EDS were used to characterize their microstructure and *** show that faceted Cu particles are regular and pure Cu ***,it was interesting to find that Cu nanorods might appear on the surface of annealed Cu-Al-Zr composite thin *** on the experimental results and analysis,it were speculated that these Cu particles are single *** particle average sizes are closely related to the content of Zr as well as annealing temperature and *** work may provide a new approach to prepare metal particles and nanorods on the surface of Cu composite films on polyimide substrates.

关键词： Cu composite films anneal stress relaxation particles nanorods

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Cyanostilbene-based near-infrared emissive platinum(Ⅱ) metallacycles for cancer theranostics

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Chinese Chemical Letters 2019年第11期30卷 1942-1946页

作者： Lingzhi Ma Tianfeng Yang Zeyuan Zhang Siping Yin zhongxiao song Wen Shi Dake Chu Yanmin Zhang Mingming Zhang State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials Xi'an Jiaotong UniversityXi'an 710049China School of Pharmacy Health Science CenterXi'an Jiaotong UniversityXi'an 710061China Department of Gastroenterology The First Affiliated Hospital of Xi'an Jiaotong UniversityXi'an 710061China

In this work,a near-infrared emissive dipyridyl ligand was synthesized and used to prepare three platinum(II)metallacycles with different shapes via metal-coordination-driven self-assembly with different platinum(II)*** metallacycles were further used for both cell imaging and cancer therapy,offering a new type of theranostic agents towards cancer treatment.

关键词： Near-infrared emission Self-assembly Metallacycles Cancer therapy Cell imaging

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磁控溅射ZrSiN涂层对钛瓷结合强度的影响

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稀有金属材料与工程 2006年第4期35卷 593-595页

作者：张惠郭天文宋忠孝第四军医大学陕西西安710032 西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室陕西西安710049

探讨采用射频磁共溅射氮硅锆(ZrSiN)涂层作为扩散阻挡层(钛与瓷间的中间层),增强钛/瓷结合强度的可行性。结果表明:ZrSiN是含纳米结晶相ZrN和非晶相SiNx的纳米复合扩散阻挡层。无ZrSiN扩散阻挡层的钛经热循环后表面明显氧化,有ZrSiN扩... 详细信息

探讨采用射频磁共溅射氮硅锆(ZrSiN)涂层作为扩散阻挡层(钛与瓷间的中间层),增强钛/瓷结合强度的可行性。结果表明:ZrSiN是含纳米结晶相ZrN和非晶相SiNx的纳米复合扩散阻挡层。无ZrSiN扩散阻挡层的钛经热循环后表面明显氧化,有ZrSiN扩散阻挡层处理后的钛表面经热循环后没有氧化钛,只有锆、硅、氮和氧元素,表明ZrSiN扩散阻挡层可有效阻挡钛在瓷烧结温度下氧化。三点弯曲试验表明ZrSiN涂层还可提高钛瓷结合强度。高硅含量的ZrSiN涂层处理的钛瓷结合强度更高,这与非晶相SiNx增多有关。

关键词：扩散阻挡层结合强度钛瓷

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不同速率定向凝固条件Mg-1.5Gd镁合金的微观结构及微观偏析（英文）

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稀有金属材料与工程 2017年第1期46卷 12-16页

作者：王甲安王甲贺宋忠孝华电电力科学研究院浙江杭州310030 西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072 西安交通大学陕西西安710049

研究了在定向凝固条件下凝固速率对Mg-1.5Gd镁合金微观结构的影响。试样通过Bridgman定向凝固炉来制备,温度梯度恒定为40 K/mm,凝固速率为10~200μm/s。研究发现,Mg-1.5Gd镁合金凝固组织为典型胞晶结构,通过线性拟合得到胞晶间距(λ)与... 详细信息

研究了在定向凝固条件下凝固速率对Mg-1.5Gd镁合金微观结构的影响。试样通过Bridgman定向凝固炉来制备,温度梯度恒定为40 K/mm,凝固速率为10~200μm/s。研究发现,Mg-1.5Gd镁合金凝固组织为典型胞晶结构,通过线性拟合得到胞晶间距(λ)与凝固速率(V)关系为:λ=130.2827V^(-0.228),此结论与Trivedi模型拟合较好。通过Scheil模型进行热力学凝固路径计算,结合试验观察可以确定凝固组织为α(Mg)相和α(Mg)+Mg_5Gd二元共晶相。同时,通过Scheil模型计算所得的Gd元素的微观偏析与EPMA测量结果基本一致。

关键词： Mg-1.5Gd二元合金定向凝固微观结构胞晶间距微观偏析

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Zr-Si-N 扩散阻挡层及其热稳定性的研究

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稀有金属材料与工程 2005年第3期34卷 459-462页

作者：宋忠孝丁黎徐可为陈华西安交通大学金属材料强度国家重点实验室陕西西安710049 山东省临沂市兰山区金雀山办事处山东临沂276000

用反应磁控溅射法在不同偏压下沉积了Zr-Si-N 扩散阻挡层,结果表明:Zr-Si-N 膜的Si 含量、电阻率随偏压的升高而降低;Zr-Si-N 膜的晶体相随溅射偏压的升高而增加;Zr-Si-N 扩散阻挡层的热稳定性高,在850oC 时仍能有效阻挡Cu 的扩散。

关键词： Zr-Si-N 扩散阻挡层热稳定性

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溅射压强对a-IGZO薄膜的表面粗糙度、氧空位及电学特性的影响（英文）

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稀有金属材料与工程 2016年第8期45卷 1992-1996页

作者：李玲薛涛宋忠孝刘纯亮马飞山东大学山东济南250100 西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室陕西西安710049 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室陕西西安710049

详细地研究了溅射压强对a-IGZO薄膜的微结构和电学特性产生的影响。AFM分析表明,薄膜的表面粗糙度随溅射压强的增加而增大。XPS分析表明薄膜中氧空位含量随溅射压强的增加而减少。增加表面粗糙度和减少氧空位对a-IGZO薄膜晶体管的特性... 详细信息

详细地研究了溅射压强对a-IGZO薄膜的微结构和电学特性产生的影响。AFM分析表明,薄膜的表面粗糙度随溅射压强的增加而增大。XPS分析表明薄膜中氧空位含量随溅射压强的增加而减少。增加表面粗糙度和减少氧空位对a-IGZO薄膜晶体管的特性有着决定性的作用。当溅射压强保持在0.6 Pa时,得到的薄膜晶体管的特性最佳,电子的饱和迁移率和门限电压分别是3.32 cm^2/(V·s)和24.6 V。溅射压强是磁控溅射制备IGZO薄膜及其晶体管的关键影响因素。

关键词： a-IGZO 薄膜晶体管溅射压强氧空位

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磁控溅射氮分压对Nb-Si-N薄膜结构和性能的影响

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稀有金属材料与工程 2006年第6期35卷 978-981页

作者：王剑锋宋忠孝徐可为范多旺西安交通大学金属材料强度国家重点实验室陕西西安710049 西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室陕西西安710049 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室兰州甘肃730070

用反应磁控溅射法在不同的氮分压下沉积了Nb-Si-N薄膜。结果表明:Nb-Si-N膜的成分、结构和性能随氮分压的改变而不同。随氮分压的增加,Nb-Si-N膜的Nb/Si比和表面粗糙度减小;薄膜的电阻值和微硬度增加。Nb-Si-N膜的结构为纳米晶NbN与类似... 详细信息

用反应磁控溅射法在不同的氮分压下沉积了Nb-Si-N薄膜。结果表明:Nb-Si-N膜的成分、结构和性能随氮分压的改变而不同。随氮分压的增加,Nb-Si-N膜的Nb/Si比和表面粗糙度减小;薄膜的电阻值和微硬度增加。Nb-Si-N膜的结构为纳米晶NbN与类似Si3N4非晶相组成的纳米复合结构,且随着氮分压的增加,Nb-Si-N膜的非晶倾向增强,晶粒尺寸减小。

关键词：磁控溅射 Nb-Si-N 氮分压结构

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铜互连多层膜系中自对准CuSiN层的微结构及其热稳定性

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金属学报 2007年第11期43卷 1145-1148页

作者：刘波唐文进宋忠孝徐可为西安交通大学金属材料及强度国家重点实验室西安710049

通过等离子体与Cu膜表面的分步反应合成了厚约4nm的CuSiN自对准层.采用高分辨透射电子显微术(HRTEM)、纳米电子束探针能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)表征CuSiN和Si/SiO_2/TaN/Ta/Cu(CuSiN)/SiC:H/SiOC:H多层膜基体系的微结构和热稳定性.表明... 详细信息

通过等离子体与Cu膜表面的分步反应合成了厚约4nm的CuSiN自对准层.采用高分辨透射电子显微术(HRTEM)、纳米电子束探针能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)表征CuSiN和Si/SiO_2/TaN/Ta/Cu(CuSiN)/SiC:H/SiOC:H多层膜基体系的微结构和热稳定性.表明CuSiN层两侧分别出现SiN和Cu(Si)层,显著提高Cu/SiC:H/SiOC:H结构的热稳定性,其机制是在500℃退火温度条件下CuSiN层仍能够稳定存在,从而阻碍了Cu原于向SiC:H/SiOC:H介质薄膜体内的扩散.

关键词：铜互连自对准CuSiN 热稳定性介质扩散阻挡层

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