编辑荐读|Journal of Materials Science: Materials in Electronics精选文章

作者：Yunwang Fu, Hongqin Liang, Jie Wang, Guoxing Wang, Wenyang Lei, Jie Li, Qiushi Huang, Xuebu Hu, Xuecheng Liu & Guilin Zhou 

富锂层状氧化物因其高比容量和高能量密度而受到广泛关注。然而，严重的锂镍混合，锂离子迁移率低，以及表面副反应大大限制了它们的发展。通过湿化学和高温固相法合成了含有不同含量的Li_1.5Al_0.5Zr_1.5(PO₄)₃(LAZPO-LMNCO)的Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂。快速锂离子导体LAZPO涂层有效抑制了电解液和LMNCO表面之间的副反应，并稳定了层状结构，这减少了锂镍混合并增加了锂离子的迁移率，从而提高了循环稳定性。3 wt% LAZPO-LMNCO电极的锂离子扩散系数达到原始LMNCO的5.8倍。在1C下，经过250个循环后，3 wt% LAZPO-LMNCO电极的容量保持率为90.4%，而LMNCO在100个循环后的容量保持率为82.8%。即使在高达5C的速率下，它仍然在350个循环后保持88.4%的容量保持率。这项工作为减少表面副反应和提高Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂的电化学性能提供了一种有效的方法。

作者：JuanJuan Wang, BoChao Xie, PengKang Ma & YaNing Feng

该文章研究了表面活性剂对使用液相法制备的新型Ba(Cu_0.5W_0.5)O₃(BCW)基高介电陶瓷性质的影响，该方法最初被用作烧结助剂。各种表面活性剂，包括聚乙二醇(PEG)、PEG/柠檬酸(CA)和单独的CA，被添加到钨铜钡前驱体粉末中，以调节粒子分散和表面活性。处理过的前驱体粉末随后经过压制和烧结过程，制成陶瓷样品，从而评估不同表面活性剂对烧结行为的影响。使用X射线衍射和扫描电子显微镜的表征证实，添加表面活性剂显著增强了钨铜钡前驱体粉末中的粒子分散和粒子间的相互作用。此外，添加表面活性剂有效地增加了最终陶瓷样品的密度和晶粒大小，从而显著改善了烧结性能、介电性能和温度稳定性。特别是，PEG/CA系统在10 Hz处表现出高介电常数(> 10⁵)和在10,000 Hz处的低介电损耗(= 70)，并在广泛的温度范围内显示出增强的稳定性。在BCW基高介电陶瓷的液相制备过程中添加适当的表面活性剂，显著增强了粒子分散、烧结性能和温度稳定性，从而为其在电子设备和电容器中的潜在应用提供了宝贵的见解。

作者：Yingxiang Li, Wei Liu, Xianying Pang, Sen Peng, Ammar Oad, Deyin Liang, Xing Zhang, Bin Tang, Zixuan Fang, Zitao Shi, Jingjing Chen, Chuansheng He, Zegui Hou & Yuxin Sun

本研究探讨了通过传统固态技术合成的BaCa₁₃Mg₂(SiO₄)₈陶瓷的微波介电特性。通过X射线衍射分析和在各种温度下的全面数据精炼，我们明确确定了BaCa₁₃Mg₂(SiO₄)₈陶瓷的正交晶体结构。在烧结温度为1345°C时，测得的晶格参数为a= 18.51543 Å，b= 6.77482 Å，和c= 10.95537 Å，对应的单位体积为V= 1374.226706 Å3。通过扫描电子显微镜（SEM）详细研究了陶瓷颗粒的微观结构，发现最佳相对密度为97.2%。该研究进一步探讨了孔隙度、堆积分数、相对密度以及Si-O键价（VSi-O）对BaCa₁₃Mg₂(SiO₄)₈陶瓷微波介电特性的影响。值得注意的是，BaCa₁₃Mg₂(SiO₄)₈陶瓷在1345°C时表现出了出色的性能指标（εr= 11.53，Q×f= 15,231 GHz (f= 10.6 GHz)，τf= − 27.3 ppm/°C），使其成为微波应用的有力候选者。

作者：Mengchao Guo, Yan Wang & Shaobin Liu 

基于FeCo的软磁合金已被广泛用作高温耐受的微波吸收剂。然而，纯FeCo合金的高硬度限制了片状形态的形成。在这里，通过掺杂Ge改善了合金的脆性。因此，实现了Fe_6.5Co_3.5Ge粉末的优秀片状形态，同时居里温度保持在850.8℃。当用于传统的连续形式时，相应复合材料的吸收性能显著提高。Fe_6.5Co_3.5Ge_0.2复合材料的带宽在2毫米厚度下达到2.71 GHz（4.53-7.24 GHz）。为了通过设计全尺度微波吸收器进一步扩展带宽，将Fe_6.5Co_3.5Ge_0.4复合材料的微观尺度和介观尺度调控与超材料设计的宏观尺度调控结合起来。模拟结果显示，只需总厚度2毫米，就可以实现从6.8到60 GHz的超宽带吸收。这种性能归因于驻波共振和衍射效应。这项工作提供了一种有效的方法来获得片状FeCo基吸收剂，并通过引入超材料设计显著扩展吸收带宽，这具有重要的应用价值。

作者：Xuri Shen, Jinfang Kong, Fengchao Wang, Canyun Zhang, Lan Li, Jin Chen, Jing Yang & Yu Sun 

通过在室温下使用简单的一锅法，我们合成了具有各种Cu/Mn摩尔比的二维Cu²⁺ - Mn²⁺ 共掺杂的CsPb₂(ClBr)₅纳米晶体（NCs）。此外，我们封装了C₃H₉SiCl以保护共掺杂的CsPb₂(ClBr)₅NCs免受湿气的影响。结构和组成的分析确认了二维共掺杂CsPb₂(ClBr)₅NCs的相位和化学组成。稳态和时间分辨光致发光（PL）光谱揭示了二维共掺杂CsPb₂(ClBr)₅NCs的增强光学性质。同时，即使在36天后，Cu²⁺ - Mn²⁺ 共掺杂NCs的光学性质也表现出良好的热稳定性。与Mn2+发射相关的二维共掺杂CsPb₂(ClBr)₅NCs的光致发光量子产率（PLQYs）在Cu/Mn摩尔比为0.05/1时增加到97.36%。此外，通过结合橙色‒红色的Cu²⁺ - Mn²⁺ 共掺杂CsPb₂(ClBr)₅NCs，CsPbBr₃膜和365 nm的商用UV芯片，成功组装了一个原型白光发射设备（WLED），该原型证实了其在一般照明中的广泛应用潜力。

作者：Lanjuan Zhou, Chang Niu, Yaqing Hu, Hao Zhang, Xingyan Shao, Zuozhe Ding & Dongzhi Zhang 

二氧化硫（SO₂）具有高度的毒性，对人体健康有害，严重污染环境。在本报告中，通过蚀刻和电纺技术获得了不同比例的MXene（Ti₃C₂T_x）负载的LaFeO₃纳米管。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱对MXene/LaFeO₃复合物进行了表征。表征结果显示，MXene和LaFeO₃之间有良好的连接。气体敏感性测试显示，4 wt%-MXene/LaFeO₃纳米复合材料显示出更高的敏感性，快速的响应和恢复速率，对SO₂的优秀选择性。MXene/LaFeO₃传感器在1-50 ppm的浓度范围内显示出优秀的线性响应，能够精确检测SO₂。当SO₂浓度为20 ppm时，MXene/LaFeO₃传感器的响应/恢复时间分别为92秒和54秒。这项工作证实了MXene负载催化剂在SO₂气体检测中的优势。MXene/LaFeO₃纳米复合材料是快速检测SO₂的有前途的候选材料。本研究为MXene基气体传感材料提供了深入的理解，为开发和应用高性能SO₂传感器奠定了理论基础。

作者：Lingmin Ye, Xiaodong Li, Mu Zhang, Qi zhu & Xudong Sun 

In-48Sn共晶焊料因其低熔点（118℃）和低电阻率（0.14×10^-6Ω·m）而成为柔性电子设备封装的理想候选材料，但其低拉伸强度和焊点剪切强度引起了一些担忧。在本文中，使用JMatPro软件模拟了铋掺杂的In-Sn基低温焊料合金的微观结构、热物理和机械性能，优化的合金组成是In-45.6Sn-5Bi。实验结果显示，In-45.6Sn-5Bi合金中的In-Sn-Bi三元共晶反应导致了一定量的BiIn金属间化合物（IMCs）的形成，这显著地细化了β和γ相的晶粒，从而提高了合金的机械性能。通过第二相强化和细晶强化的协同效应，合金的拉伸强度提高到23.1 MPa，维氏硬度提高到6.2 HV_0.2，焊点的剪切强度提高到5.8 MPa。与传统的实验“试错”材料开发模型相比，本文提供了一种更高效、低成本和高精度的低温焊料开发方法，为开发高强度低温焊料提供了理论和实验基础。

作者：Zhenliang Li, Shaoying Yuan, Zhongrui Zhang, Shuang Liu & Haoran Guo 

受到微反应器的启发，通过人工纳米腔体制备了介孔Co3O4纳米粒子/碳氮化物/活性炭（CONC/AC）。20 mg/L的环丙沙星（CIP）在9分钟内被CONC/AC激活的PMS降解。讨论了影响CIP降解效率的因素，包括催化剂剂量、PMS浓度和初始pH值。此外，还评估了CONC/AC的环境应用价值。例如，研究了模拟废水中CIP、诺氟沙星（NOR）、氧氟沙星（OFL）和左氧氟沙星（LEV）的降解效率。此外，还研究了无机离子对CIP去除效率的影响。同时，测量了CONC/AC的可重复使用性。通过化学清除剂和电子顺磁共振（EPR）确认了CIP降解中的主要ROSs。电化学实验确定了电子转移过程是重要的催化机制。CONC/AC在九次连续的光催化过程中显示出完美的稳定性，支持其在环境应用中的潜力。这项工作表明，人工纳米腔体是制备金属基催化剂的有效工具。

作者：Pan Yang, Le Zhao, Shuai Shi, Haoran Zheng & Shihui Yu

为了研究Zr⁴⁺含量对结构演变、介电性能和可调谐机制的影响，我们制备了(Ba_0.91Ca_0.09)(ZryTi_1-y)O₃(0.10 ≤ y ≤ 0.25)陶瓷。XRD结果和温度-介电率曲线显示，对于y= 0.10，在室温下存在菱形相和四方相。而当y从0.15增加到0.25时，只能在(Ba_0.91Ca_0.09)(ZryTi_1-y)O₃陶瓷中找到立方相。此外，随着Zr⁴⁺含量的增加，居里温度Tm逐渐向低温方向移动。(Ba_0.91Ca_0.09)(Zr_0.2Ti_0.8)O₃陶瓷的居里温度接近室温，这使得它由于极性纳米区域的影响，在 ~ 6.70 kV/cm处具有高可调谐性（66.9%）和低介电损耗（0.00251）。在低电场下实现的优秀可调谐性能使(Ba_0.91Ca_0.09)(Zr_0.20Ti_0.80)O₃陶瓷在介电可变电容器中具有广泛的应用。

作者：Jiangnan Hu, Xiangping Jiang, Qian Yuan, Fulan Jiang, Chao Chen, Xin Nie, Na Tu, Chong Zhao, Chaoqun Chen & Xiaokun Huang

近年来，以广泛的工作温度和在低电场（LEFs）下获得的高可恢复能量存储密度（W_rec）为特征的无铅介电陶瓷电容器（DCCs）引起了重大关注。在此，我们使用传统的固态烧结方法制备了(1−x)Bi_0.5Na_0.5TiO₃–xSr_0.7Bi_0.2(Zn_1/3Nb_2/3)O₃[简称为(1−x)BNT–xSBZN]铁电陶瓷，并系统研究了其结构、介电和能量存储性能（ESPs）。在145 kV/cm的LEF下，x= 0.15时获得了改善的W_rec为1.96 J/cm3，存储效率（η）为63%。拉曼光谱、介电常数曲线以及P–E环说明，改善的ESPs源于增强的松弛行为，这源于由SBZN引入导致的局部电荷不平衡与晶格畸变。同时，0.85BNT–0.15SBZN陶瓷在25–180 °C内显示出良好的稳定性。此外，140 kV/cm的LEF可以导致高放电密度为0.96 J/cm3。本工作的实验结果表明，0.85BNT-0.15SBZN陶瓷可能是能量存储DCCs的有前途的选择，特别是在LEF条件下。

作者：Hao Wang, Shuangji Feng, Yaohua Li, Yuling Tuo, Pengjun Zhao, Yi Liu, Xia Huang & Aimin Chang

一种新型的钙钛矿型BaNi_xCo_1‒xO_3‒δ(0 ≤ x ≤ 0.1)负温度系数热陶瓷材料已经成功地通过固相法合成。XRD分析揭示了BaNi_xCo_1‒xO_3‒δ陶瓷具有六方钙钛矿结构。适度的Ni离子掺杂有助于提高这种钙钛矿陶瓷材料的密度。颗粒大小随着Ni²⁺掺杂的增加先增大后减小。钙钛矿陶瓷材料的电阻率随着Ni²⁺掺杂的增加先降低后升高。钙钛矿陶瓷材料的电导机制在105 K以下的温度范围内与Mott VRH模型一致，在105-300 K的温度范围内与热活化导电模型一致。在125 K时，陶瓷材料的电阻率、激活能和材料常数B值分别在50.86-68.09 Ω·cm、50.45-60.07 meV和652.79-687.02 K范围内。开发了一种具有低B值和低阻抗的陶瓷材料用于热应用，测量温度范围为10-300 K。该材料在专业环境监测行业中显示出应用前景。

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