Interfacial Thermal Transport and Electrical Performance of Supercapacitors with Graphene/Carbon Nanotube Composite Electrodes
本研究采用恒电势和恒电荷分子动力学模拟，分析了石墨烯/碳纳米管复合电极的界面热传输与电学性能，发现水平堆叠的多层 CNT 排列为最优电极结构，为高效超级电容器设计提供了指导。
2023-11-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Exploration of Zeolites as High-Performance Electrode Protective Layers for Alkali-Metal Batteries
本研究提出将沸石用作碱金属电池界面保护层，设计通用方法探索其离子扩散动力学，通过第一性原理计算筛选出扩散势垒低于0.3 eV的适用于锂、钠、钾金属电池的沸石，为高性能电池保护层提供新方向。
2025-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Electronic origin of reorganization energy in interfacial electron transfer
本文通过调控石墨烯电极的电子态密度，发现电极DOS通过镜像势局域化强烈调制重组能，从而主导界面电子转移速率，重新定义了异质ET动力学的传统范式。
2025-10-06 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of Co concentration and interfacial resonance states in Fe$_{1-x}$Co$_x$ magnetic tunnel junctions
Fe $_{1-x}$ Co $_{x}$/MgO磁性隧道结（MTJ）中使隧道磁电阻（TMR）最大化的最佳Co浓度仍在研究中。我们进行了第一性原理传输研究MTJ使用无序电极建模使用虚晶近似（VCA）和有序合金与各种MgO势垒厚度。我们发现，10 - 20 $%$ Co浓度最大化TMR使用VCA来表示电极中的无序。该TMR峰是由于少数d型界面共振态（IRS）而出现的，其被小Co掺杂填充，从而导致反平行电导的降低。用有序Fe $_{1-x}$ Co $_{x}$电极的计算证实了对于小Co浓度的这种少数d型IRS的填充。此外，我们构建了一个10 × 10的超原胞没有VCA明确表示在Fe $_{1-x}$ Co $_x$/MgO界面的无序，这表明了淬火的少数d IRS和在费米能级，同意VCA计算的可用状态显着减少。这些结果解释了最近的实验结果，并提供了影响的IRS的电导和TMR在Fe $_{1-x}$ Co $_x$/MgO隧道结的影响。
2013-07-04 cond-mat.mtrl-sci
An Effective Strategy to Enable Argyrodite Sulfides as Superb Solid-State Electrolytes: Safeguarding Remarkable Ionic Conductivity and Interfacial Stability with Electrodes
硫银矿具有良好的离子电导率、塑性和机械强度，是高性能全固态电池（ASSB）的理想固体电解质。但由于其与锂金属阳极和高压阴极的不相容性差，对空气的敏感性大，严重阻碍了其实际应用。在此，我们设计了一种有效的策略来克服这些具有挑战性的缺点，通过修改的硫族化学理论建模的指导下。所得的Li6.25PS4O1.25Cl0.75提供了与纯Li阳极和高压LiCoO 2阴极的优异的电化学相容性，而不会对原始硫化物的极好的离子电导率产生有害影响。此外，目前的SSE还表现出对空气中的氧气和水分的高度改善的稳定性，进一步的优点是对电子更绝缘。与电极的显著增强的相容性归因于原位形成的固体阳极电解质界面（AEI）和阴极电解质界面（CEI）层。原位AEI的形成使得能够在Li中以高达1 mAh cm-2的创纪录的高电流密度进行超稳定的Li电镀/剥离。|Li6.25PS4O1.25Cl0.75| Li对称细胞超过1800小时。原位CEI促进保护SSE免于在升高的电压下分解。因此，AEI和CEI的协同作用有助于LiCoO 2| Li6.25PS4O1.25Cl0.75| Li电池单元在高面积负载的活性阴极材料（4 mg cm-2）下实现比使用原始Li 6PS 5Cl作为SSE的循环稳定性明显更好的循环稳定性。这项工作在硫化银矿家族中增加了一种理想的SSE，因此甚至可以在环境空气中制造高性能固体电池。
2020-10-17 cond-mat.mtrl-sci
How Correlated Adsorbate Dynamics on Realistic Substrates Can Give Rise to 1/ω Electric-Field Noise in Surface Ion Traps
离子阱是用于实现可扩展的量子计算的有前途的架构，但是它们遭受过度的“异常”加热，这阻止了它们的全部潜力被实现。这种加热比约翰逊-奈奎斯特噪声所预期的大几个数量级，导致离子运动，导致量子逻辑门中的退相干和保真度降低。异常加热的确切起源是一个悬而未决的问题，但实验指出，吸附在陷阱电极作为一个可能的来源。已经提出了许多不同的异常加热模型，但这些模型还没有查明实验观察到的$1/ω$电场噪声标度在离子阱中观察到的频率在0.1-10 MHz之间的原子起源。在这项工作中，我们进行了第一次计算研究的离子阱电场噪声所产生的运动的多个单层的吸附物所描述的第一性原理的潜力。在这样做时，我们表明，相关的吸附物运动发挥了决定性的作用，产生$1/ω$噪声和识别候选集体吸附物运动，包括平移和旋转运动的吸附物补丁和多层交换，引起$1/ω$缩放在MHz频率通常采用离子阱。这些结果表明，多吸附质系统，即使是简单的，可以引起一组激活的运动，可以产生$1/ω$噪声中观察到的离子阱和集体，而不是个人，吸附运动更有可能引起低频加热。
2021-07-02 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Coercive Field Reduction in Ultra-thin Al1-XScXN via Interfacial Engineering with a Scandium Electrode
本文通过采用钪底电极的界面工程和应变管理，将超薄AlScN电容器的矫顽场降低20%以上，并利用KAI模型和扫描电子纳米束衍射揭示了底电极选择、晶格失配与开关动力学之间的关联。
2025-09-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Dial It Down: The Effect of Strongly Interacting Adsorbates on the BiAg2 Rashba Surface State
本文研究了强有机电子受体 NO2-PyT 在 Rashba 表面合金 BiAg2/Ag(111) 上的吸附，发现强相互作用会削弱合金原子间电子耦合并淬灭自旋-轨道耦合表面态，为利用分子吸附物调控 Rashba 表面合金自旋极化提供了设计指导。
2025-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular wire-nanotube interfacial effects on electron transport
我们讨论了介观电极之间的分子桥支持低维运输和轴承的内部结构的电导。作为这种纳米电极的一个例子，我们假设半无限（碳）纳米管。在朗道散射矩阵的方法，我们表明，这种混合的电导是非常敏感的接触不同于通常的行为中存在的散装电极的几何形状。
2002-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Binder chemistry sets the interfacial balance constant in CsPbBr$_3$ nanocrystal supercapacitor electrodes
Indian Institute of Technology Roorkee（印度理工学院罗尔基分校）；Banaras Hindu University（贝拿勒斯印度教大学）
本研究比较四种粘结剂对CsPbBr3纳米晶电极电容性能的影响，发现界面平衡常数ξ_Int并非普适，而需根据粘结剂化学性质（含酸基团与否）取特定值，并揭示电化学过程中的相转化。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Voltage-dependent cluster expansion for electrified solid-liquid interfaces: Application to the electrochemical deposition of transition metals
由于金属-溶液界面的复杂结构和电极极化过程中表面碳化的关键影响，电化学沉积金属单层的详细原子模型具有挑战性。界面电化学平衡的精确模型进一步受到需要包括熵效应以获得精确的表面化学势的挑战。我们提出了一个嵌入式的量子连续模型的界面环境，解决了这些挑战，并研究了欠电位沉积银的金（100）表面。我们利用这些结果来参数化带电界面的簇膨胀，并通过巨正则蒙特卡罗计算显示，在有限温度电化学条件下建模电沉积金属时，至关重要的需要考虑界面偶极的变化。
2017-11-07 cond-mat.mtrl-sci
First-principles simulation of capacitive charging of graphene and implications for supercapacitor design
超级电容器通过形成双电层来存储能量，双电层在电极-电解质界面处产生强电场。与传统的金属电极不同，石墨烯衍生的材料具有低的电子态密度（即，量子电容），这限制了它们重新分配电荷和有效屏蔽该场的能力。为了探索这些效应，我们引入了基于有效屏蔽介质框架的第一原理方法，该方法用于直接模拟单层和多层石墨烯的电荷存储行为，其方式更接近于操作设备。我们表明，界面场的存在显着改变了比几个石墨烯层更薄的电极中的电容，在很大程度上源于固有的空间电荷屏蔽限制。还发现电容对电极和溶剂（接触层）之间的间隙高度敏感，这提供了通过电解质的适当工程来调谐电极的界面电容的可能性。我们的研究结果提供了实验测量和固定带模型之间的差异的另一种解释，并为改进石墨烯基器件提供了具体的启示。
2014-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of Bioglass-Electrode Interfaces after Thermal Poling
通过热刺激去极化电流测量、交流阻抗谱和SEM/EDX分析，研究了生物活性钠钙磷硅酸盐玻璃和生物可吸收钠钙磷酸盐玻璃在热极化过程中的电学和电化学过程。通过在玻璃样品的表面上溅射薄Pt电极膜并在高达513 K的温度下向电极施加高达1 kV的电压来进行热极化。极化导致电极下的界面层的形成，这是负责两个去极化电流峰和一个额外的交流阻抗的奈奎斯特图中的周期。SEM/EDX的配置文件表明，Na+离子的氧化还原和运输过程是负责的界面层的形成和Ca 2+离子是不动的极化条件下。阳极下的钠耗尽层导致玻璃样品的负表面电荷，这可以增强其生物活性。
2007-09-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Towards metal electrode interface scavenging of rare-earth scandates: A Sc2O3 and Gd2O3 study
该研究通过高压溅射结合原位氧化制备非晶Gd₂O₃和Sc₂O₃薄膜，探究三种顶部金属电极对界面SiOx的调控作用，发现Ti可有效清除界面SiO₂且不严重恶化栅漏电，为稀土基栅介质界面优化提供参考。
2024-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Charge Transfer Kinetics at the Solid-Solid Interface in Porous Electrodes
界面电荷转移被广泛认为服从Butler-Volmer动力学。对于某些液-固界面，Marcus-Hush-Chidsey理论是更准确和预测，但它还没有被应用到多孔电极。在这里，我们报告了一种从计时电流法实验中提取碳涂层LiFePO 4多孔电极中电荷转移速率的简单方法，获得了与Butler-Volmer方程相矛盾但符合Marcus-Hush-Chidsey预测的曲线塔菲尔图。温度范围。拟合重组能匹配的玻恩溶剂化能的电子转移从碳到铁的氧化还原位点。因此，动力学受到固-固（碳-LixFePO 4）界面处的电子转移的限制，而不是如先前假设的那样受到液-固界面处的离子转移的限制。所提出的实验方法概括了Chidsey的相变颗粒和多孔电极的方法，结果表明，需要将Marcus动力学建模电池和其他电化学系统。
2014-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Graphene-ionic liquid interfacial potential drop from DFT-MD simulations
离子液体具有良好的稳定性和高电荷密度，是一种很有前途的电化学电解质。分子动力学模拟对于更好地理解电极-IL界面处发生的复杂现象是必不可少的。本文采用基于密度泛函理论的分子动力学模拟，研究了石墨烯与1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐IL之间的界面。我们将双电层电位降分解为两个主要部分：一个是原子电荷，另一个是偶极子。后一个分量是由于表面的电子极化而产生的，并且与文献中激烈争论的概念有关，例如E-Fermi屏蔽长度，有效表面电荷平面和量子电容。
2020-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial charge transfer and interaction in the MXene/TiO2 heterostructures
MXenes（2D碳化物和氮化物）和过渡金属氧化物（TMO）的混合材料在电能存储方面显示出巨大的前景，并且2D异质结构已被提出作为下一代电极材料以扩展当前技术的极限。在这里，我们使用第一性原理密度泛函理论调查的界面结构，能量学，和电子特性的异质结构的MXene（锡+1CnT 2; T=端基）和TiO 2。我们发现，最大的功函数差异是OH-封端的MXene（1.6 eV）和TiO 2（101）（6.4 eV）之间，导致最大的界面电子转移（~0.9 e/nm 2的界面）从MXene到TiO 2层。该界面也具有最强的粘附力，并通过形成氢键而进一步增强。对于O-，F-，或混合的O-/F-封端的锡+1Cn MXenes，电子转移是最小的，界面粘附力是弱的异质结构与TiO 2。MXene/TiO 2异质结构的界面性质对MXene的表面化学的强烈依赖性将有助于调节用于电能存储应用的异质结构。
2021-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial effects on the polarization of $BiFeO_{3}$ films
通过考虑电极和$BiFeO_{3}$（$BFO$）层之间的界面层，模拟了$BFO$薄膜的极化和磁滞行为。结果表明，非铁电界面的存在会增加薄膜的矫顽场，并在低场下显著抑制薄膜的极化。由于界面效应和内部压应力的竞争，在适当的外加电场下，$BFO$薄膜的P-E环上的最大极化可以与薄膜厚度无关。
2009-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Towards First Principles prediction of Voltage Dependences of Electrolyte/Electrolyte Interfacial Processes in Lithium Ion Batteries
在锂离子电池中，Li+嵌入和与电极的钝化相关联的过程由所施加的电压控制，所施加的电压又与固相和液相之间的Li+转移的自由能变化（Δ G_t）相关联。利用从头算分子动力学（AIMD）和热力学积分技术，计算了Li+从LiC（6）阳极板（暴露于原始基面）到限制在纳米间隙中的液体碳酸乙烯酯的虚拟转移Δ G_t。在带负电荷的LiC（6）阳极上，在Δ G_t=0时开始脱锂。这些负表面电荷显然是将Li+保留在电极内所需的，并且应该影响钝化（“SEI”）膜形成过程。在更大的电子表面密度下观察到快速电解质分解。通过将实验已知的电压（0.1V相对于Li+/Li金属）分配给预测的脱锂起始，获得绝对电势标度。这使得AIMD研究中使用的模拟单元中的电压校准成为可能，并为未来预测电池界面过程中的电压依赖性铺平了道路。
2013-12-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
High-Resolution X-Ray Reflectivity Study of Thin Layered Pt-Electrodes for Integrated Ferroelectric Devices
采用高分辨镜面反射和漫反射X射线测量方法研究了Pt/Ti/SiO2/Si层状电极的结构界面特性。目前，这种多层系统代表了铁电薄膜应用的底部电极的技术标准。对于集成器件的电子和铁电性能，薄膜-电极界面是至关重要的。我们专注于Pt-100 nm/Ti-10 nm/SiO2/Si电极制备退火条件下采用在工业加工中，之前的铁电薄膜的沉积。退火和非退火电极之间的比较清楚地揭示了强烈的界面效应，由于相互扩散和氧化的Ti，特别是在Pt-Ti界面。Ti向Pt层中的迁移导致临界角的明显偏移，这是由于Pt层内的TiO（2-x）的封闭。TiO（2-x）的不均匀分布表明其扩散机制主要是沿Pt-晶界扩散。在SiO2界面处，可以发现相对弱氧化的20埃的剩余Ti层，这最可能与对基材的剩余粘附性相关。
2000-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Theory of vibrational Stark effect for adsorbates and diatomic molecules
CAS Key Laboratory of Quantum Information, University of Science and Technology of China（中国科学院量子信息重点实验室，中国科学技术大学）；Hefei National Research Center for Physical Sciences at Microscale（合肥微尺度物质科学国家研究中心）；Department of Chemistry, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学化学系）；Synergetic Innovation Center of Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学量子信息与量子物理协同创新中心）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学合肥国家实验室）
本文通过量子扰动理论研究吸附物和双原子分子的振动史特克效应，发现量子效应由非谐振系数决定，挑战了传统经典效应主导的观点。
2024-10-29 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
An Interfacial Balance Rule Governs Binder-Electrolyte Coupling in Lead-Free Perovskite Energy Storage
Indian Institute of Technology Roorkee（印度理工学院鲁尔基分校）；SR University（SR大学）
该研究发现无铅钙钛矿超级电容器中PVDF粘结剂与Li⁺的界面化学具普适性，提出界面平衡规则，揭示PVDF平面构型调控锂吸附的机制，表明粘结剂负载是储能界面的活性设计参数。
2026-09-11 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Effects of the interfacial polarization on tunneling in surface coupled quantum dots
极化效应被精确地包括在一个量子点的模型中，该量子点紧邻一个平面界面。有效地将这种潜在的薛定谔方程利用映射出的影响，在这样的异质结中的载流子隧穿的图像电位效应。特别是，研究了载体质量与量子点、其周围基质和电极的介电常数之间的相互作用。我们发现，平面电极结构的极化率可以显着增加较重的载流子的隧穿率，可能导致质量的依赖性的隧穿率的质的变化。我们处理极化的方法可以推广到两粒子相互作用的屏蔽，因此可以应用于激子解离和库仑阻塞等计算。与通过量子点的中间表面局域态隧穿相反，我们的工作确定了参数空间，在该参数空间上，体积态在其隧穿特性中经历了显着的修改。
2012-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Fullerene based devices for molecular electronics
我们研究了碳纳米管引线之间C_60分子的电子性质。这个问题已经解决了量子化学处理内利用密度泛函理论为基础的LCAO方法结合Landauer形式主义。由于低维性，电子输运对界面键的强度和几何形状非常敏感。界面原子和电极之间的分子接触引起复杂的电导依赖于电子能量，表现出分子和电极的光谱特征。这分别归因于C_60分子的电子结构和铅的局域态密度。
2001-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Time-Resolved Measurements of the Interfacial Charge Transfers by Capacitive Voltage Probe
当氧化还原活性分子共价连接到n掺杂硅的表面时，光诱导它们被半导体氧化。为了使这种电荷分离可视化，我们通过辅助透明电极跟踪了表面光电压的形成和衰减，该辅助透明电极用作拾取瞬态表面光电压的电容探针。这种方法已用于电子学和生物物理学，但对于表面氧化还原化学是新颖的。探针提供了电荷转移的方向和动力学的分辨率。它的应用与半导体的光学性质无关。激光引发的反应允许定量测量的反应速率常数~108-103 s-1。电子从共价连接的NTCI（A）分子注入硅中的速度很快（k >109 s-1）。背电子转移是多分散的，其组分范围从~10微秒以上。
2008-12-29 cond-mat.mtrl-sci
11,11,12,12-tetracyanonaphtho-2,6-quinodimethane in Contact with Ferromagnetic Electrodes for Organic Spintronics
自旋界面工程在有机自旋电子学中具有重要的作用，因为它可以改善自旋注入或提取。在这项研究中，11，11，12，12-四氰基萘并-2，6-醌二甲烷（TNAP）被引入作为界面层的Fe/TNAP的原型界面。利用近边X射线吸收精细结构（NEXAFS）和X射线磁性圆二色性（XMCD）研究了Fe/TNAP体系的电子结构和磁性结构。观察到TNAP与Fe的强杂化和TNAP分子中N原子的感生磁化。XMCD求和规则分析表明，TNAP的吸附使Fe的自旋矩降低了12%。此外，在有机自旋电子学中常用的铁磁体如La_（0.7）Sr_（0.3）MnO_3和坡莫合金中也发现了TNAP的N-K边的诱导磁化，这使得TNAP成为一种非常有前途的有机自旋电子学自旋界面工程分子。
2018-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Formation of highly stable interfacial nitrogen gas hydrate overlayers under ambient conditions
本研究通过AFM、XPS和TDS发现氮与水分子可在石墨表面自组装成高稳定性有序条纹结构，氮的掺入大幅提升水氢键网络稳定性，为理解气体水合物形成机制提供新视角。
2024-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Simulating electrochemical systems by combining the finite field method with a constant potential electrode
为了提高电化学器件的性能，需要更好地理解界面机制。然而，在固定的电解质组成下模拟电极表面仍然是一个挑战。在这里，我们施加一个有限的电场，以一个单一的电极保持在恒定的电位，并与水离子溶液接触，使用经典的分子动力学。极化在同一金属板的相对侧上产生两个电化学界面。而一个电极表面上的净电荷与另一个电极表面上的净电荷相反，从而保持金属的总体电荷中性。电极表面电荷的波动通过从电解质中吸附离子来补偿，形成一对具有对准偶极子的双电层。这为使用任何风格的分子动力学，从经典到基于第一原理的方法，有效模拟电化学界面开辟了道路。
2019-07-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Improving the Performance of Polythiophene-based Electronic devices by Controlling the Band Gap in the Presence of Graphene
采用密度泛函理论和多体微扰理论在G $_0$ W $_0$水平上研究了聚噻吩（PT）吸附在石墨烯表面的电子性质.电荷密度差分析表明，基质-吸附质相互作用导致了强烈的物理吸附和界面电偶极矩的形成。由于相互作用，静电势显示石墨烯功函数从其初始值4.53 eV偏移-0.19 eV。聚合物的LDA带隙没有任何变化，但能级线形被轨道杂化改变。在G $_0$ W $_0$水平下研究了界面极化对带隙和能级排列的影响，结果表明，与孤立链相比，PT带隙明显减小.
2017-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasiparticle interfacial level alignment of highly hybridized frontier levels: H$_2$O on TiO$_2$(110)
在光照射之前了解前沿能级的排列对于实现TiO $_2$上H $_2$ O的完全定量描述是必要的（110）。虽然在实验和理论上对金红石型TiO $_2$（110）上的H $_2$ O进行了深入的研究，但仍然缺乏H $_2$ O最高占据能级能量的定量值。对于实验，这是由于在通过紫外光电子能谱（UPS）获得的差谱中，H $_2$ O能级被与TiO $_2$（110）能级的杂化所遮蔽。从理论上讲，这是由于在H $_2$ O-TiO $_2$（110）界面处正确描述多体效应的固有困难。利用准粒子（QP）$G_0W_0$的投影态密度（DOS），我们解开了吸附质和表面对H $_2$ O在TiO $_2$（110）上的复杂UPS谱的贡献。我们执行这种分离作为H $_2$ O覆盖率和化学计量和还原表面上的解离的函数。由于与TiO $_2$（110）表面的杂化，H $_2$ O 3a $_1$和1b $_1$能级加宽为低于TiO $_2$（110）价带最大值（VBM）5至1 eV之间的几个峰。这些峰具有分子间和界面的成键和反键特征。我们发现H $_2$ O在化学计量比TiO $_2$（110）上完整吸附和解离的最高占据能级分别比VBM低1.1和0.9 eV。我们还发现了一个类似的能量为1.1 eV的H $_2$ O的最高占有水平时，吸附解离的桥接O空位的还原表面。在这两种情况下，这些能量显着高于（由0…
2015-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Thickness Scaling Effect on Interfacial Barrier and Electrical Contact to Two-Dimensional MoS2 Layers
了解金属电极和低维半导体之间的界面电性质对于基础科学和实际应用都是必不可少的。在这里，我们报告的观察厚度减少引起的电接触在Au/MoS 2接口的交叉。对于厚于5层的MoS 2，接触电阻率随着MoS 2厚度的减小而略微减小。相比之下，接触电阻率急剧增加，减少二硫化钼厚度低于5层，主要是由量子限制效应。据发现，界面势垒可以精细地定制从0.3到0.6 eV，仅通过改变二硫化钼的厚度。绘制了完整的能级排列演化图，阐明了厚度标度效应。剪裁界面特性与沟道厚度的发现代表了一种有用的方法控制金属/半导体界面，这可能会导致概念上的创新功能。
2015-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Application of murexide as a capping agent for fabrication of magnetite anodes for supercapacitors: experimental and first-principle studies
本研究通过实验与密度泛函理论，证实骨螺紫作为包覆剂可显著提升多壁碳纳米管-Fe$_3$O$_4$超级电容器负极的电荷转移与电容性能，并揭示了其桥接与螯合的新型成键机制。
2023-07-29 cond-mat.mtrl-sci
A technical report on the surface-energy and morphology-based screening for electrode/electrolyte interface compatibility in SOFC/ReSOC materials
Politecnico di Bari（巴里理工大学）
提出基于表面能和形貌的电极-电解质界面兼容性筛选方法，通过接触角测量和共聚焦形貌分析构建兼容性矩阵，发现高粘附功、低界面能和合适基底形貌是关键。
2026-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Tetrathiomolybdate Modified Au Electrodes: Convenient Tuning of the kinetics of Electron Transfer and its application in Electrocatalysis
四硫代钼酸铵（ATM）自发地在Au电极上自组装，形成亲水性、空气稳定性、pH（3-11）耐受性多层，其在相当大的电位窗口内稳定。ATM功能化的Au电极可以吸附铁卟啉催化剂并作为O2还原电极。这些电极足够稳定，可以进行旋转圆盘电化学（RDE）以及旋转环圆盘电化学（RRDE）实验。X-射线光电子能谱学（XPS）数据表明，ATM的硫化物原子将单层ATM锚定在Au上，随后的层由于氢键NH 4+反离子的存在而垂直生长。利用原子力显微镜（AFM），扫描电子显微镜（SEM）和一系列电化学数据研究了这些ATM吸附层的形成和生长。ATM功能化的Au电极具有与负载短链烷基硫醇自组装单层（SAM）的Au电极报道的那些相当的双层电容。重要的是，界面电荷转移（CT）的速率可以通过简单地调节沉积时间来控制吸附层的厚度来调节。重要的是，通过调节沉积时间，吸附在该ATM吸附层上的催化剂的动力学可以从传质限制切换到CT限制状态。
2014-09-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Competing charge transfer and screening effects in two-dimensional ferroelectric capacitors
本研究通过第一性原理计算揭示二维铁电电容器中电极的电荷转移与屏蔽效应竞争机制，发现火山型关系及二次方标度，并阐明厚度依赖的稳定性转变，对超薄铁电器件设计具有重要意义。
2023-11-16 cond-mat.mtrl-sci
How Voltage Drops are Manifested by Lithium Ion Configurations at Interfaces and in Thin Films on Battery Electrodes
电池电极表面通常涂覆有厚度为1-50 nm的电绝缘固体膜。电子和Li+都可以响应于电压而在电极-表面膜界面处移动，这增加了“双电层”（EDL）的复杂性。我们应用密度泛函理论（DFT）来研究施加的电压是如何表现为原子长度尺度上的EDL的变化，包括电荷分离和界面偶极矩。举例说明的例子包括在超真空条件下在Au（111）表面上的Li（3）PO（4）、Li（2）CO（3）和Li（x）Mn（2）O（4）薄膜。吸附的有机溶剂分子可以强烈地降低在真空中预测的电压。我们建议，操纵表面偶极子，很少讨论电池的研究，可能是一个可行的策略，以提高电极钝化。我们还区分计算的潜在的电子，这是实际或瞬时电压，和“锂内聚能”的电压控制锂含量广泛报道的DFT计算，这是一个缓慢响应的自洽标准接口。这种区别对于全面描述电极表面上的电化学活性至关重要，包括Li+插入动力学、寄生电解质分解和过电位下的电沉积。
2015-07-08 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Predicting the Voltage Dependence of Interfacial Electrochemical Processes at Lithium-Intercalated Graphite Edge Planes
所施加的电势支配锂离子电池中的锂嵌入和电极钝化反应，但是在凝聚相DFT计算中校准是具有挑战性的。本文采用从头计算分子动力学（AIMD）方法，以Li+/Li（s）实验值为参考，计算了具有氧化边缘平面的电荷中性嵌锂石墨（LiC（6））的“阳极电势”随边缘平面处Li含量n（Li）的变化.使用明确的电子转移从氟代碳酸亚乙酯自由基阴离子标记的电压分配证实。PF 6-显示出电化学分解（即，不仅仅是热的）在由我们的电压校准技术施加的低电势下。我们证明，多余的电子驻留在本地化状态的间隙中的有机碳酸酯液体区域，这是不像文献中广泛假设的超导体（带态）。
2015-02-01 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
The Role of Tensorial Electronic Friction in Energy Transfer at Metal Surfaces
非绝热能量弛豫的精确描述是模拟金属表面原子动力学的关键。由于电子-空穴对激发耦合到分子吸附物运动的界面能量转移通常用具有电子摩擦的朗之万分子动力学来模拟。本文采用一阶含时微扰理论（TDPT）在密度泛函理论（DFT）水平上计算了全电子摩擦张量。结果表明，摩擦张量一般是各向异性和非对角的，如Pd（100）面上的氢原子和Cu（100）面上的CO.这意味着电子-空穴对在金属表面诱导的非绝热耦合导致摩擦诱导模式耦合，因此打开了额外的能量重新分配的通道。我们证明了我们的结果的鲁棒性和准确性，通过直接比较建立的方法和实验数据。
2017-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Control of polarization hysteresis temperature behavior by interfacial screening in thin ferroelectric films
铁电界面是极性表面性质基础研究的独特模型对象，例如自由载流子自发极化的通用屏蔽机制以及与环境介质的可能离子交换。在铁电体中，离子吸附对铁电体极化反转的影响已在实验和理论上得到了研究，但对铁电体极化滞后温度行为的影响还没有得到探讨。此外，线性和非线性电子屏蔽的铁电滞后的比较理论分析，以及自发极化的强非线性离子屏蔽是缺乏的。在这项工作中，我们研究的自由能释放的薄铁电薄膜覆盖的屏蔽电荷层的不同性质和超薄的间隙分离膜表面的顶部电极和计算在不同温度下的极化和屏蔽电荷在所考虑的系统的磁滞回线。考虑了三种基本模型的屏蔽电荷密度对电势的依赖关系，即线性Bardeen型电子表面态（BS）模型、非线性Fermi-Dirac（FD）态密度模型和强非线性Stephenson-Highland（SH）模型.出现的BS，FD和SH屏蔽电荷，其性质主要是不同的，确定的自由能救济（包括对应于在不同的施加电压的自由能最小值的极化值），并控制在不同温度下的极化磁滞回线的形状。
2018-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disentangling Surface Charge and Electrolyte Effects on Interfacial Water at Electrified Pt(111)
Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft（马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所）；Max Planck Institute for Polymer Research（马克斯·普朗克聚合物研究所）
本研究通过比较两种偏置方案的从头算分子动力学，解耦了表面电荷与电解质离子对Pt(111)界面水结构的影响，发现表面电荷主导平均响应，而离子效应仅在局部氢键拓扑和振动指纹中显现。
2026-09-23 cond-mat.mtrl-sci
The domain-wall/metal-electrode injection barrier in lithium niobate: Which electrical transport model fits best?
Institute of Applied Physics, Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学应用物理研究所）；Experimental Physics V, Center for Electronic Correlations and Magnetism, University of Augsburg（奥格斯堡大学电子关联与磁学中心实验物理学V）；Würzburg-Dresden Cluster of Excellence (EXC 2147) ctd.qmat – Complexity, Topology, and Dynamics in Quantum Matter（维尔茨堡-德累斯顿卓越集群（EXC 2147）ctd.qmat——量子物质的复杂性、拓扑和动力学）；Institute for Photonic Quantum Systems (PhoQS), Department of Physics, University of Paderborn（帕德博恩大学物理学院光子量子系统研究所）
研究锂铌酸盐中域墙与金属电极界面的电传输行为，提出R2X2模型以更准确描述实验数据，通过交流和直流分析确认FNT模型最适合解释域墙/电极接合处的特性。
2026-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Resilience of gas-phase anharmonicity in the vibrational response of adsorbed carbon monoxide and breakdown under electrical conditions
在表面催化中，一氧化碳在过渡金属电极上的吸附代表了强化学吸附的原型。尽管吸附的CO的分子轨道的显着变化，光谱实验突出了吸附物的拉伸频率和平衡键长之间的密切相关性，为广泛的吸附几何形状和基板组合物。在这项工作中，我们研究了这种相关性的起源，通常被称为獾的规则，通过去卷积和检查的贡献，从吸附环境的分子内电位使用第一性原理计算。注意到分子内的非谐性保留CO化学吸附后，我们表明，獾的规则吸附CO可以表示单独的孤立CO的赫兹伯格光谱常数的列表。此外，虽然它已经建立了以前使用有限集群模型，獾的规则是不受电条件，我们发现，当带电表面被表示为周期性板时，Badger法则失效。从有效表面电荷的非谐贡献方面研究这种击穿揭示了传统有限簇模型在描述金属电极处的电条件时的局限性。
2012-07-11 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Effects of a Flexible Ion Gel as an Active Outer-Layer when in Contact with a Metallic Electrode
在这项工作中，离子凝胶外层粘在ITO/PBT/Sn器件的顶部的效果进行了研究，其对电气性能的影响。当该外部电解质膜与任何顶部可渗透电极接触时，其产生自偏置效应并改变载流子注入特性。外层促进的情况下，输出电流增加到两个数量级和其他的输出电流减少一个数量级相比，相同的样品没有it. Admittance光谱测量和建议的等效电路模型表明，界面的电性能占主导地位的电荷注入面对的散装属性时，外层是存在的。这里观察到的所有变化在离子凝胶分离和更换后都是可逆的，表明离子不会扩散到活性层中。观察到的结果可以有助于提高某些三明治结构中的电流密度，以及通知，电解质外膜可以作为一个活性层，促进三明治装置的电气变化，并可以扩展到电解质膜用作基板的情况下。
2022-01-17 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Constriction and contact impedance of ceramic solid electrolytes
本研究针对固态电池界面降解问题，系统探究电极/Li₆PS₅Cl界面接触面积对阻抗的影响，发现界面电阻与可恢复接触面积、压力呈幂律关系，为优化界面设计提供依据。
2025-01-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Modeling of Electro-deposition and Mechanical Stability at Li Metal/Solid Electrolyte Interface during Plating in Solid-State Batteries
Li金属和固体电解质（SE）之间的界面沉积稳定性对于防止Li金属固态电池（SSB）中的界面接触损失、机械断裂和枝晶生长是重要的。在这项工作中，我们调查的沉积和机械稳定性在锂金属/SE界面及其后果（如SE断裂和接触损失）。广泛的影响因素进行了研究，如电荷和质量传递动力学，锂金属的塑性和断裂的SE，和所施加的堆栈压力。我们量化的SE的离子电导率，交换电流密度的界面电荷转移反应和SE表面粗糙度上的Li沉积在Li金属/SE界面的稳定性的影响。我们还提出了一个机械稳定窗口的应用堆栈压力，可以防止接触损失和SE断裂，这可以扩展到其他金属电极（如钠）SSB系统。
2020-06-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Universal Scaling and Geometric Correction of High-Frequency Mass Transfer in Porous Electrodes
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Clemson University（克莱姆森大学）
针对多孔电极超极限电流的机制问题，采用频域框架研究发现高频传质可通过浓度变化时间尺度实现超极限电流，该机制与界面附近薄层扩散相关，不受全局孔隙几何影响，可用于脉冲电沉积等系统设计。
2026-11-10 cond-mat.mtrl-sci physics.flu-dyn
Charge fluctuations in nano-scale capacitors
电极上电荷的波动包含了关于相邻流体内微观相关性及其对界面电子性质的影响的信息。我们研究这些波动使用分子动力学模拟在一个恒电位系综与直方图重加权技术。这种方法特别提供了一种高效、准确和物理上有洞察力的差分电容路径，具有广泛的适用性。我们用三种不同的电容器演示了这些方法：铂电极之间的纯水，石墨电极之间的纯有机电解质和溶剂型有机电解质。纯溶剂和溶剂基电解质的总电荷分布是显着的高斯分布，而在纯离子液体的总电荷分布显示出明显的非高斯特征，这表明显着的电位驱动的界面流体的组织的变化。
2013-08-21 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Bottom Contact Metal Oxide Interface Modification Improving the Efficiency of Organic Light Emitting Diodes
溶液处理的有机发光二极管（OLED）的性能通常受到非均匀接触的限制。在这项工作中，我们引入含镍的溶液处理的金属氧化物（MO）的界面层插入铟锡氧化物（ITO）和聚（3，4-乙撑二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT：PSS），以改善底部电极接触的有机发光二极管使用聚（对苯乙炔）（PPV）衍生物超级黄色（SY）作为发光层。对于ITO/含Ni的MO/PEDOT：PSS底部电极结构，我们显示出增强的润湿性能，从而提高OLED器件的效率。使用Cu-Li共掺杂的尖晶石镍钴酸盐[（Cu-Li）：NiCo 2 O 4]实现了最佳性能，其中SY OLED的电流效率和发光效率分别比ITO和PEDOT：PSS之间没有含Ni的MO界面改性的标准器件获得的值增加了12%和11%。结果表明，优化后的ITO/（Cu-Li）：NiCo 2 O 4/PEDOT：PSS电极的空穴注入能力明显提高，而PEDOT：PSS电极的空穴注入能力明显增强。
2020-11-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Role of Oxygen Adsorption in Nanocrystalline ZnO Interfacial Layers for Polymer-Fullerene Bulk Heterojunction Solar Cells
胶体氧化锌（ZnO）纳米颗粒经常用于有机光致变色领域，用于实现溶液可产生的电子选择性界面层。尽管广泛使用，但缺乏关于颗粒结构特性对器械性能影响的详细研究。在这项工作中，不同的表面积与体积比的ZnO纳米粒子的合成和实施到聚合物-富勒烯体异质结太阳能电池与透气的顶部电极。通过比较封装前后的电特性，发现ZnO层的内表面积在氧气可以渗透太阳能电池的条件下起着至关重要的作用。氧物种在纳米颗粒表面处的吸附导致表面附近的能带弯曲和电子耗尽。这两种效应导致在ZnO/本体异质结界面处形成用于电子注入和提取的势垒，并且在小ZnO纳米晶体（高表面积与体积比）的情况下更明显。在氧的存在下，不同的运输相关的现象进行了详细讨论，即，欧姆损失，表示在串联电阻，以及空间电荷限制电流的发生，有关的聚合物-富勒烯共混物中的电荷积累。由于UV光的吸收可引起吸附的氧物种的解吸，因此电性质也取决于照明条件。随着系统的调查，在不同的空气暴露和光照条件下的太阳能电池的电流与电压特性，以及纯ZnO纳米粒子层的光电导性的研究的帮助下，我们获得详细的了解ZnO纳米粒子表面的有机太阳能电池的功能的作用。
2019-04-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
