摘要：高能量密度的锂离子电池先进电极材料的开发,依赖于对材料在电池循环中的运行和失效机制的理解.本文使用原位高分辨TEM技术跟踪了Sb_(2)Se_(3)单晶锂化/脱锂过程中的相变,并揭示了反应界面处的电化学-力学耦合.这种电化学-力学耦合效应对锂化动力学具有复杂的相互作用,并在反应前端引起各种类型的缺陷,包括位错对、反相边界和裂纹.另一方面,形成的裂缝和相关缺陷为锂离子的快速扩散开辟了道路,并在扭曲的反应前沿引发高度各向异性的锂化,从而在无定形Li_(x)Sb_(2)Se_(3)中形成可能“失效”的Sb_(2)Se_(3)畴.我们对Sb_(2)Se_(3)电化学过程机理的详细研究有助于更合理地设计和制备高容量电极材料.

摘要：量子自旋霍尔绝缘体拥有具有带隙的体态和无能隙的一维拓扑边缘态.然而,由于拓扑边缘态局域在纳米尺度,所以很难用光学手段直接观测并区分体态和边缘态,这就限制了对拓扑边缘态独特的光学特性和光电响应等方面的研究和应用.Bi_(4)Br_(4)体材料的台阶存在一维非平庸的边缘态,多个台阶累加的效应使得通过较为宏观的光学和光电分析手段来研究一维边缘态成为可能.该工作利用中远红外显微吸收光谱和泵浦探测光谱,对比研究了Bi_(4)Br_(4)体和边缘的光学响应行为.研究发现Bi_(4)Br_(4)的边缘在小于带隙(约0.22 eV)的波段存在明显的强于体内的红外吸收,且该吸收呈现较强的各向异性.室温下的红外泵浦探测首次观察到边缘处载流子激发态超长的弛豫时间(1.5 ns),该激发态载流子寿命要比体内载流子寿命长两个量级.该工作证实体态和拓扑边缘态具有明显不同的光学和光电响应行为,为未来设计新型红外探测器提供了材料和物理基础.