北卡羅來納州立大學的奈米技術研究可以改善儲能設備

2020年7月6日

羅利 – 北卡羅來納州立大學的研究人員開發了一種計算模型，可以幫助使用者了解材料奈米結構的變化如何影響其電導率，目的是為各種電子產品的新型儲能設備的開發提供資訊。

具體來說，研究人員專注於用於製造電容器的材料——電容器是從智慧型手機到衛星等各種設備中使用的儲能設備。

「無論你是否知道，你在日常生活中可能會使用數千個電容器，」該研究論文的通訊作者、北卡羅來納州立大學材料科學與工程系副教授 Doug Irving 說。

電容器的材料會影響其性能。因此，歐文和他的合作者著手發展一個模型，以了解材料的結構特徵如何影響材料的電導率。

「我們感到滿意的一件事是，模型同時考慮多個空間尺度——捕捉從設備級尺度到奈米尺度發生的一切，」歐文說。

「例如，我們的模型著眼於缺陷和晶界等問題，」歐文說。「缺陷是指材料結構中缺少原子，或是結構中發現『錯誤』原子的情況。晶界是不同晶體結構相互接觸的地方。好吧，我們的模型著眼於缺陷和晶界等因素如何影響電子在材料中的存在和運動。

「由於處理材料的不同方式可以控制缺陷和晶界等事物的存在和分佈，因此該模型為我們提供了見解，可用於設計材料以滿足特定應用的需求。換句話說，我們樂觀地認為該模型可以幫助我們降低未來電容器的成本，同時確保它們能夠正常工作並持續很長時間。

該論文“空間電荷對奈米晶SrTiO電導率的影響₃，」發表在 應用物理學雜誌。論文的第一作者是吳一峰，博士。北卡羅來納州立大學的學生。該論文由北卡羅來納州立大學博士後研究員普雷斯頓·鮑斯 (Preston Bowes) 和喬納森·貝克 (Jonathon Baker) 共同撰寫。這項工作是在空軍科學研究辦公室的支持下完成的，撥款為 FA9550-14-1-0264 和 FA9550-17-1-0318；以及國防部國防科學與工程研究生獎學金的支持。

(C) 北卡羅來納州立大學

原帖作者： WRAL 技術線