摘要：Through-silicon-via （TSV） to TSV crosstalk noise is one of the key factors affecting the signal integrity of three- dimensional integrated circuits （3D ICs）. Based on the frequency dependent equivalent electrical parameters for the TSV channel, an analytical crosstalk noise model is established to capture the TSV induced crosstalk noise. The impact of various design parameters including insulation dielectric, via pitch, via height, silicon conductivity, and terminal impedance on the crosstalk noise is analyzed with the proposed model. Two approaches are proposed to alleviate the TSV noise, namely, driver sizing and via shielding, and the SPICE results show 241 rnV and 379 mV reductions in the peak noise voltage, respectively.

摘要：FeS因具有较高的比容量和优异的环境友好性,被认为是一种极具竞争力的锂/钠离子电池负极材料.然而,循环过程中缓慢的电荷转移动力学和较大的体积变化阻碍了它的实际应用.本文通过在超薄FeS/C复合材料中构建应变缓冲(气泡膜状)结构,从根本上解决了FeS动力学缓慢和体积变化大的问题.有限元模拟和非原位透射电镜结果验证了气泡膜状碳基质可作为保护壳层缓解FeS的巨大体积变化,还能提高其电子导电性.得益于这种独特的结构设计,该电极材料表现出显著增强的性能.其在5 A g^(-1)下的储锂容量为469 mA h g^(-1),在1 A g^(-1)下循环1500次后的储钠容量为354 mA h g^(-1).此外,由该电极与LiFePO_(4)正极组装的全电池即使在100次循环后也能提供558 mA h g^(-1)的比容量,展现出优异的循环稳定性.这一策略也可应用于其它导电性差、体积变化大的负极材料,以促进高倍率和长寿命电池的发展.

摘要：金属负载型催化剂的界面结构设计一直是实现高效、高选择性催化反应的核心研究.本文表明,异质结结构PdNi&Ni_(3)N的界面电荷重新分布可以催化硝基苯选择性加氢成为偶氮类化合物.相比之下,独立的PdNi合金催化硝基苯转化为苯胺,而Ni_(3)N载体在相同条件下对硝基苯加氢的催化几乎没有效果. X射线光电子能谱和理论计算表明,PdNi&Ni_(3)N界面电荷重新分布导致有机反应中间体的吸附能发生变化,从而改变加氢反应途径,实现偶氮化合物的高选择性生成.本研究进一步表明了界面结构设计在有机催化加氢反应中的重要性,而且可能会引起研究者对于异质结构金属(合金)/过渡金属氮化物更多的科学兴趣,以应用于催化领域的不断发展.

摘要：柔性钠离子电池(SIBs)在便携式和可穿戴设备中具有巨大的应用潜力,因为它们在特定情况下具有适用性和价格优势.在正极材料中,磷酸盐电极材料具有结构稳定性好、工作电位高和寿命长的优点.然而,由于对制造要求苛刻,反应复杂,以及柔性基材的缺失等问题,柔性磷酸盐电极材料的设计仍然是一个巨大的挑战.在此,我们报道了在柔性多孔碳纳米纤维上垂直生长的VO_(2)纳米片原位转化为三维氟磷酸钒钠纳米棒阵列(PCNF@NVOPF NR).PCNF@NVOPF NR实现了兼具柔性与高压正极电极的特点,并具有长期循环稳定性(4500次循环后容量保持率为87.6%).阵列结构可以确保快速的钠反应动力学和低界面电阻.此外,PCNF@NVOPF NR//PCNF@VO_(2)NS@C钠离子全电池表现出高能量和功率密度(220.5 W h kg^(-1)和9400 W kg^(-1)).这种用于柔性正极的材料设计策略可促进实用钠离子电池的商业化.

摘要：二维过渡金属碳化物(MXenes)对含氧中间产物的吸附能垒高,使得MXenes对产氧反应(OER)的活性差,因此阻碍着其在高性能水分解和燃料电池中的应用.本文中,我们发现引入零维石墨烯量子点(GQDs)的M_(n)X_(n-1)O_(2)@GQDs的OER活性具有明显的pH依赖性,且其相关性可通过石墨烯量子点来进行调控,^(18)O同位素标记-飞行时间二次离子质谱分析表明GQDs的引入显著提升了晶格氧参与OER的程度,证明了M_(n)X_(n-1)O_(2)MXenes的晶格氧可以被GQDs激活.在晶格氧被激活的情况下,M_(n)X_(n-1)O_(2)@GQDs的电催化OER动力学过程则由传统的吸附演变机制转变为晶格氧机制.在10 mA cm^(-2)的基准电流密度下,所制备的0D/2D Ti_(3)C_(2)O_(2)@GQDs异质结构的过电位被大幅降低至390 mV(纯Ti_(3)C_(2)O_(2)高达530 mV).进一步通过优化厚度和导电基底,在10 mA cm^(-2)电流密度下的过电位可被降低到250 mV,塔菲尔斜率被抑制到39 mV dec^(-1),该结果优于目前最先进的MXenes基OER催化剂和商用贵金属催化剂.本工作将晶格氧机制的应用范围从钙钛矿扩展到MXenes,也为提升M_(n)X_(n-1)O_(2)的OER活性提供了一种全新策略,对MXenes的材料设计和电催化机理的深入理解都有积极意义.

摘要：为了提高柔性热电冷却器(TEC)的冷却能力,解决液态金属材料的泄漏问题,同时研究热电腿的尺寸、密度和形状对TEC冷却能力的影响.本文将具有液态核心氧化壳结构的Ni-GaIn(掺镍液态金属)和LMPs(液态金属纳米颗粒)引入柔性TEC中,并针对材料的特性,采用“较大的电极”和“三层PDMS”对传统的热电冷却结构进行了改进.采用“大电极”和“三层PDMS”解决了液态金属量大、易泄漏的问题,降低了成本和环境污染,提高了产品可靠性和制造效率.利用有限元分析软件对结构进行了进一步优化,提供了多物理场和多因素影响下的TEC设计方案.与已报道的采用EGaIn互连和传统热电冷却结构的柔性TEC相比,本文制备的两种新型柔性TEC分别具有冷却能力高(7.4℃)和性能稳定(受弯曲变形影响小)的特点.

摘要：Nanogenerators were first demonstrated by deflecting aligned ZnO nanowires using a conductive atomic force microscopy(AFM)*** output of a nanogenerator is affected by three parameters:tip normal force,tip scanning speed,and tip *** this work,systematic experimental studies have been carried out to examine the combined effects of these three parameters on the output,using statistical design of experiments.A statistical model has been built to analyze the data and predict the optimal parameter *** an AFM tip of cone angle 70°coated with Pt,and ZnO nanowires with a diameter of 50 nm and lengths of 600 nm to 1μm,the optimized parameters for the nanogenerator were found to be a normal force of 137 nN and scanning speed of 40μm/s,rather than the conventional settings of 120 nN for the normal force and 30μm/s for the scanning speed.A nanogenerator with the optimized settings has three times the average output voltage of one with the conventional settings.

摘要：基于功能基元和序构范式将功能基元序构成特定取向组织,可以最大限度的利用层状结构材料的力学性能各向异性.然而,其各向异性变形行为的微观起源尚不清楚.本文以全片层的γ-TiAl/α_(2)-Ti_(3)Al双相单晶为模型,通过沿特征取向的原位透射电镜拉伸试验和多尺度结构表征,揭示了界面功能基元主导的塑性各向异性及相应的变形机制.相比于片层内部本征的位错行为,跨γ/α2界面取向序构主导的滑移系连续性和界面强度在塑性各向异性中起决定性作用.因此,当平行或垂直于片层方向拉伸时,层状材料发生穿片层的应力传递或界面分层,进而导致强度和延展性的各向异性.这些机理对理解层状结构材料的塑性各向异性具有普遍意义,有利于高性能合金的结构设计.

摘要：使用有毒、易燃有机电解液的传统电化学储能器件存在较大的安全隐患.相比之下,新型水系混合超级电容器(AHSCs)具有更高的安全性和环境友好性.AHSCs作为水系电池和水系超级电容器之间的桥梁,能够结合电池电极高的比容量和电容电极大功率和长寿命的优点,有望与电池系统结合使用或者完全替代电池系统.在过去的几十年中,研究者致力于开发先进的电极材料和设计结构新颖的水系混合电容器.然而,全电池搭配时电池型电极和电容型电极存在容量和动力学不匹配的问题.本文从电池电极、电容电极和新型电解质的概念设计三个方面综述了AHSCs的研究进展,讨论了具有“双离子”储能机制和非极性特性的多功能AHSCs,并进一步阐述了多价AHSCs(特别是锌离子AHSCs)的最新进展及有待解决的关键问题.最后,本文总结了AHSCs面临的挑战,并对未来构筑更高功率密度和多功能AHSCs器件的发展方向作出了展望.

摘要：高熵合金近年来在电催化领域广受关注.由于其四大“核心效应”,即高熵效应、晶格畸变效应、迟滞扩散效应和鸡尾酒效应,高熵合金在诸多电催化反应中展现出了优异的活性和选择性.然而在已报道的文献综述中,有关其优异性能的理解以及合理设计的系统性总结仍然具有局限性.本文不仅综述了高熵合金电催化剂的特点和设计准则,还对其应用的最新进展进行了系统性的归纳整理,对高熵合金未来的发展具有指导意义.首先我们从多个角度阐明了高熵合金作为一种优异电催化剂的原因,包括其出色的机械性能、可优化的结构和组成、大量具有高本征活性的活性位点,以及出色的稳定性.为了进一步深入对高熵合金电催化剂的理解,我们还从设计准则、元素选择,以及理论计算预测材料性质等角度,详细介绍了高熵合金的合理设计.随后,我们介绍了高熵合金电催化剂在电解水、有机小分子氧化、燃料电池和碳/氮基转化反应的最新研究进展,其中还包括了一系列理论计算和原位表征在理解催化反应机理方面的应用.最后,我们展望了高熵合金电催化剂在未来发展中面临的挑战和机遇.