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锂离子电池无钴高镍正极的研究进展

科学通报 2024年第23期69卷 3354-3366页

作者：彭展鹏刘兆国郭少华南京大学深圳研究院深圳518057 南京大学现代工程与应用科学学院南京210023

近年来,电动汽车等行业的迅速发展大大提高了锂离子电池的需求量,钴作为目前商业化锂离子电池中不可或缺的组成成分,其需求也大幅提升.但是,钴资源有限、供应渠道单一的现况使得其价格飞速增长,电池的成本显著提高.此外,目前商用电池体... 详细信息

近年来,电动汽车等行业的迅速发展大大提高了锂离子电池的需求量,钴作为目前商业化锂离子电池中不可或缺的组成成分,其需求也大幅提升.但是,钴资源有限、供应渠道单一的现况使得其价格飞速增长,电池的成本显著提高.此外,目前商用电池体系越来越无法满足交通运输、便携移动等领域的快速发展对电池单位能量密度成本提出的更高要求.因此,高容量、低成本的无钴高镍正极材料体系受到研究者的广泛关注,本文将从镍酸锂(LiNiO_(2))正极材料的性质出发,阐明钴元素在高镍正极材料中的作用,系统总结近期无钴高镍正极材料相关研究的主要策略与进展,最后整理归纳无钴高镍正极当前的挑战并展望了未来发展方向.

关键词：锂离子电池无钴高镍层状氧化物正极

教育、科技、人才一体推进背景下高等教育对基础研究资助的新需求

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中国科学基金 2024年第2期38卷 248-253页

作者：陆延青南京大学现代工程与应用科学学院

基础研究是整个科学体系的源头，是所有技术问题的总机关，目前正在由快速增长转为高质量发展。在这个关键转折点上，国家自然科学基金作为我国基础研究主要的资助渠道，如何在教育、科技、人才的统一战略布局下优化资助，成为了首要关... 详细信息

基础研究是整个科学体系的源头，是所有技术问题的总机关，目前正在由快速增长转为高质量发展。在这个关键转折点上，国家自然科学基金作为我国基础研究主要的资助渠道，如何在教育、科技、人才的统一战略布局下优化资助，成为了首要关注的问题。在此背景下，本文依据党的二十大报告中“实施科教兴国战略，强化现代化建设人才支撑”的战略部署，深入阐述了新形势下基础研究资助面临的挑战，分析了国内外基础研究的发展动态和需求。通过调研，发现了我国在人才、学科教育、科研组织模式等方面的不足，总结了高等教育对于基础研究资助在学科建设、产学研一体化、人才培养等方面的新需求，并以南京大学为例进行了阐述说明，以期为国家自然科学基金的全面深化改革提供具体的建议和决策参考。

关键词：教育、科技、人才一体推进基础研究资助高等教育

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多措并举强基础研究协同发力促技术创新

中国科学基金 2024年第3期38卷 549-550页

作者：陆延青南京大学现代工程与应用科学学院

2023年2月21日，习近平总书记在二十届中央政治局第三次集体学习时强调，“加强基础研究，是实现高水平科技自立自强的迫切要求，是建设世界科技强国的必由之路”。习近平总书记的重要讲话，统揽基础研究发展全局，深刻阐明了基础研究... 详细信息

2023年2月21日，习近平总书记在二十届中央政治局第三次集体学习时强调，“加强基础研究，是实现高水平科技自立自强的迫切要求，是建设世界科技强国的必由之路”。习近平总书记的重要讲话，统揽基础研究发展全局，深刻阐明了基础研究对实现高水平科技自立自强和建设世界科技强国的重大意义，深入分析了当前我国科技创新和基础研究面临的新形势和新挑战，对基础研究工作提出了新要求和新任务，非常具有前瞻性和针对性。

关键词：基础研究技术创新科技自立

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光控取向引导的液晶序演变

液晶与显示 2024年第5期39卷 569-592页

作者：罗道兴吴金兵郭政昊胡伟南京大学现代工程与应用科学学院江苏南京210023

液晶独特的取向序和位置序为其带来奇特的物理性质,使其在凝聚态软物质中占据了重要的地位。由于液晶有序结构中连续对称性的破缺,引入了拓扑缺陷。而拓扑缺陷在相变过程中的转变机制及其在外场作用下的有序控制生成一直广受关注。通过... 详细信息

液晶独特的取向序和位置序为其带来奇特的物理性质,使其在凝聚态软物质中占据了重要的地位。由于液晶有序结构中连续对称性的破缺,引入了拓扑缺陷。而拓扑缺陷在相变过程中的转变机制及其在外场作用下的有序控制生成一直广受关注。通过控制液晶系统的空间尺度、边界条件和外场刺激,以及引入不同的热力学过程,液晶分子将呈现截然不同的组装行为,伴随各种拓扑缺陷的出现,以实现系统自由能的最小化。然而目前对液晶相变过程中拓扑缺陷的有序控制和动力学演变、外场作用下的受控转变行为和机制,以及拓扑缺陷应用探索等方面仍有待进一步研究。本文综述了本课题组利用光控取向技术实现高精度任意可编程的二维平面锚定设计,通过二维光取向层引导了液晶分子的三维排列,从而实现了不同相态下拓扑缺陷的可控有序大面积生成。进一步借助Landau-deGennes理论,揭示了拓扑缺陷在相变过程中的演化机制,并挖掘了其背后的演化规律。本研究丰富了人们对有序系统自组装行为的理解,为探索拓扑缺陷的可控生成及应用探索铺平了道路。

关键词：液晶向列相近晶相 Landau-deGennes理论相变拓扑缺陷

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近晶相液晶超结构的多元外场调控

液晶与显示 2024年第3期39卷 289-298页

作者：张涵王龙洋朱柏翰王泽宇魏阳马玲玲陆延青南京大学现代工程与应用科学学院江苏南京210093

利用液晶的自组装和刺激响应特性,实现近晶相液晶多层级超结构的灵活构筑、动态操控和多功能应用对于激发更多前沿的创新性功能器件并推动液晶超结构的实用化进程具有重要意义。本文从近晶相液晶超结构的生长制备、多元外界刺激对缺陷... 详细信息

利用液晶的自组装和刺激响应特性,实现近晶相液晶多层级超结构的灵活构筑、动态操控和多功能应用对于激发更多前沿的创新性功能器件并推动液晶超结构的实用化进程具有重要意义。本文从近晶相液晶超结构的生长制备、多元外界刺激对缺陷结构的调制方法和动态调控规律等方面进行系统研究。首先,探究了图案化取向场和旋涂条件对近晶相液晶拓扑超结构的形态与大小的操控;然后,验证了焦锥畴超结构的微透镜成像功能,并通过材料复合优化和引入聚合物稳定策略,实现了正方焦锥畴阵列在35℃下(向列相)的电刺激动态调控性能;最后,研究了手性、光场和热场对双相态液晶超结构带来的多维度调控。本研究充分利用光取向场、聚合物网络、电场、手性、光场等多元外场刺激,实现了对近晶相液晶多层级超结构的多维度调控。

关键词：液晶近晶相光控取向超结构动态调控手性

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二维光子晶体板动量空间中的偏振场(特邀)

光学学报 2024年第10期44卷 47-60页

作者：王为民寇君龙陆延青南京大学电子科学与工程学院江苏南京210023 南京大学集成电路学院江苏苏州215163 南京大学现代工程与应用科学学院江苏南京210023 武进南京大学未来技术创新研究院江苏常州213153

二维光子晶体板的介电常数分布具有面内的空间周期性,并支持可辐射到自由空间的导模共振。这些辐射到远场的模式可以用动量进行标记,并具有偏振态,因此可以定义动量空间中的偏振场。通过研究不同结构参数和对称性下偏振场的特性以及与... 详细信息

二维光子晶体板的介电常数分布具有面内的空间周期性,并支持可辐射到自由空间的导模共振。这些辐射到远场的模式可以用动量进行标记,并具有偏振态,因此可以定义动量空间中的偏振场。通过研究不同结构参数和对称性下偏振场的特性以及与外界相互作用的规律,能够为光场操控提供新思路。本文介绍了二维光子晶体板在动量空间中的偏振场的相关特性,并综述了近年来相关的研究和应用。

关键词：物理光学光子晶体偏振场偏振奇点拓扑电荷

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负性向列相液晶电致缺陷的产生与湮灭过程

物理学报 2024年第5期73卷 257-266页

作者：王紫凌叶家耀黄志军宋振鹏李炳祥肖瑞林陆延青南京邮电大学电子与光学工程学院柔性电子(未来技术)学院南京210023 南京大学现代工程与应用科学学院南京210093 鞍山师范学院物理学院鞍山114000

取向有序的液晶材料具有丰富的物理各向异性、外场响应性、物理效应,催生了新一代的光电应用.利用电场可在液晶中产生拓扑缺陷.缺陷动态过程受材料自身特性和外界条件的影响尚未明晰.本文选用介电各向异性△ε在-1.1到-11.5之间的7种向... 详细信息

取向有序的液晶材料具有丰富的物理各向异性、外场响应性、物理效应,催生了新一代的光电应用.利用电场可在液晶中产生拓扑缺陷.缺陷动态过程受材料自身特性和外界条件的影响尚未明晰.本文选用介电各向异性△ε在-1.1到-11.5之间的7种向列相液晶材料,通过施加线性增加的交流电场,研究了负性向列相液晶电致脐点缺陷产生到湮灭过程中材料特性(△ε)和外界条件(温度、外加电场参数)对脐点缺陷的标度规律及湮灭快慢的影响.结果表明:在不同的△ε、温度和电场频率下,缺陷产生过程均满足Kibble-Zurek机制,即缺陷密度与电场变化率之间存在标度关系,且标度指数约为1/2;温度越高,产生缺陷密度越大;△ε越强或电场变化越快,缺陷湮灭速度越快.本文的研究厘清了拓扑缺陷产生湮灭与材料特性和外界条件的依赖关系,有利于对软物质中拓扑缺陷动态过程的认识和理解.

关键词：向列相液晶脐点缺陷电场效应介电各向异性

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二维光子晶体板动量空间中的偏振场

光学学报 2024年

作者：王为民寇君龙陆延青武进南京大学未来技术创新研究院南京大学集成电路学院南京大学电子科学与工程学院南京大学现代工程与应用科学学院

二维光子晶体板的介电常数分布具有面内的空间周期性，并支持可辐射到自由空间的导模共振。这些辐射到远场的模式可以用动量进行标记，并具有偏振态，因而可以定义动量空间中的偏振场。通过研究不同结构参数和对称性下偏振场的特性以及... 详细信息

二维光子晶体板的介电常数分布具有面内的空间周期性，并支持可辐射到自由空间的导模共振。这些辐射到远场的模式可以用动量进行标记，并具有偏振态，因而可以定义动量空间中的偏振场。通过研究不同结构参数和对称性下偏振场的特性以及与外界相互作用的规律，能够为光场操控提供新思路。本文介绍了二维光子晶体板在动量空间中的偏振场的相关特性，并综述了近年来相关的研究和应用。

关键词：光子晶体偏振场偏振奇点拓扑电荷

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二维光子晶体板动量空间中的偏振场（特邀）

光学学报 2024年第10期 55-68页

作者：王为民寇君龙陆延青南京大学电子科学与工程学院南京大学集成电路学院武进南京大学未来技术创新研究院南京大学现代工程与应用科学学院

二维光子晶体板的介电常数分布具有面内的空间周期性，并支持可辐射到自由空间的导模共振。这些辐射到远场的模式可以用动量进行标记，并具有偏振态，因此可以定义动量空间中的偏振场。通过研究不同结构参数和对称性下偏振场的特性以及... 详细信息

二维光子晶体板的介电常数分布具有面内的空间周期性，并支持可辐射到自由空间的导模共振。这些辐射到远场的模式可以用动量进行标记，并具有偏振态，因此可以定义动量空间中的偏振场。通过研究不同结构参数和对称性下偏振场的特性以及与外界相互作用的规律，能够为光场操控提供新思路。本文介绍了二维光子晶体板在动量空间中的偏振场的相关特性，并综述了近年来相关的研究和应用。

关键词：物理光学光子晶体偏振场偏振奇点拓扑电荷