德中团队用高通量计算筛选二维杂化钙钛矿光伏材料,同步建立非线性移位电流预测方法
9月23日提交至arXiv的论文开发了一套高通量第一性原理计算工作流,对结构多样的二维有机-无机杂化钙钛矿同时开展光伏效率(SLME)筛选与非线性移位电流计算,发现有机间隔基化学显著影响材料的体相光伏响应,为加速发现具有实验价值的二维钙钛矿光伏材料提供了系统路线。
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9月23日提交至arXiv的论文开发了一套高通量第一性原理计算工作流,对结构多样的二维有机-无机杂化钙钛矿同时开展光伏效率(SLME)筛选与非线性移位电流计算,发现有机间隔基化学显著影响材料的体相光伏响应,为加速发现具有实验价值的二维钙钛矿光伏材料提供了系统路线。
9月22日提交至arXiv的论文通过对比两种第一性原理分子动力学偏置方案,证明带电Pt(111)电极表面第一层水的平均结构由表面电荷控制,而电解质离子及其溶剂化壳层的影响只有在氢键网络拓扑与振动指纹等局部描述符中才显现。该结论对电催化模型搭建与原位光谱解读均有方法论意义。
韩国研究人员9月20日在arXiv发布的论文通过第一性原理计算证明,准一维亚氮化物电子化合物Ba3N的层间通道可实现钠离子自发嵌入,形成热力学稳定相并产生平坦低电位平台,规避硬碳负极的高电位斜坡损失同时保留抗枝晶安全裕度;其间隙电子海可压制位点特定轨道相互作用,实现超低迁移势垒的超快钠离子传输。该工作为利用电子化合物化学设计超快电池电极建立了范式。
arXiv新论文通过第一性原理计算系统评估钙钛矿氧化物LaBiO3的光电性质,预测其在光伏、热电及光电探测方面的应用潜力,为无铅钙钛矿材料筛选提供计算依据。论文9月20日提交。
9月17日消息,大阪市立大学Uesugi团队构建覆盖1998个二元固溶体体系的第一性原理体积尺寸因子(VSF)数据库,并开发AI迁移学习方法修正计算与实验值偏差,在已有实验数据体系和未探索合金体系上均实现可靠预测,成果发表于《Materialia》,推动合金开发走向“先预测后制备”。
研究人员通过第一性原理计算证明,氮功能化二维MBene材料V2BN2具备优异的锂钠离子电池负极应用潜力:对锂、钠的理论比容量分别高达1524和762mAh/g,开路电压仅0.73V和0.23V,且通过声子谱与分子动力学验证了稳定性,9月10日提交至arXiv。
ChemRxiv预印本(9月4日):研究者用ΔSCF方法研究光催化核心问题——光照产生的非平衡电子构型如何控制催化反应能量学,为太阳能燃料与光催化剂设计建立机理框架,弥补基态计算无法描述激发态催化的缺口。
Julia Santana-Andreo等9月2日提交arXiv的第一性原理研究显示,通过链接器功能化(如COOH修饰)与pH协同调控,可把MOF-5带隙收窄至可见光区间并保持还原端能级对齐;卤代/羟基化框架在碱性条件下可直达HCOOH、CO、HCHO产物,COOH系列中金属节点选择可在几乎不改变过电位下调节带隙超1 eV,Sr、Ba基架构最优。
第一性原理计算显示,六方钙钛矿CsBX3(B=Mg,Cd;X=Cl,Br,I)在300K下晶格热导率呈强各向异性——面内与面外相差可达数量级,源于光学声子对声子输运的方向选择性散射。强各向异性热导此前多见于层状或准一维范德华晶体,本工作将这一特性拓展至三维钙钛矿体系,为热管理应用提供新材料方向。论文9月1日提交。
印度研究者通过第一性原理筛选铱基双钙钛矿Cs2AgIrCl6与Rb2AgIrCl6的热电潜力:两者满足立方弹性稳定性判据且无虚频声子,HSE06+自旋轨道耦合给出1.6-1.64eV直接带隙,X谷轻电子有效质量0.43-0.57m0结合强声子散射产生超低晶格热导率,预测n型无量纲热电优值zT显著,为无铅卤化物热电提供新候选。
奥地利蒙特大学Paul Heinz Mayrhofer团队联合中奥瑞典学者设计TiN/TaN超晶格涂层,通过C、B、Si界面掺杂调控原子尺度界面化学与缺陷稳定结构:硬度从未掺杂的34GPa提升至Si掺杂的41GPa,断裂韧性从2.8提升至B掺杂的4.0 MPa·m^0.5,第一性原理计算揭示空位稳定的TaN层增强弹性顺应性,为硬质涂层硬度-韧性兼顾提供新路径。
中科院物理所等机构研究者利用第一性原理计算研究高压镍氧化物超导体La3Ni2O7的低密度波态,将自旋密度波不稳定性溯源至强费米面嵌套,发现自旋-电荷条纹态能量最优且自发弛豫为极性Am2m结构,高压下自旋响应紧随超导转变温度变化,支持自旋涨落配对机制,为镍基超导机理提供统一图像。
8月17日提交arXiv的研究将机器学习代理模型与第一性原理计算结合,系统扫描铋锑硫卤化物固溶体的庞大组分空间,绘制带边位置随组分与表面端基变化的图谱,识别出与光伏及水分解能级匹配的最优区间。该材料组合地球丰富、带隙1.2-2.1eV可调,ML加速筛选将不可穷举的DFT计算压缩数个量级,为无铅光电材料提供组分设计准则。
印度研究者在arXiv发表第一性原理研究,结合GW与BSE多体方法系统计算III-III型稀土硫族钙钛矿ABX3(A=Y/La, B=Sc/Y, X=S/Se)的激发态性质。所有化合物满足动力学与机械稳定性,准粒子带隙2.75-4.47 eV,可见光到紫外强吸收,激子束缚能0.148-0.517 eV,为无铅钙钛矿光电应用提供材料图谱。
美国材料物理学家在npj Computational Materials发表研究,对近7300种电声超导体进行高通量计算筛选,构建临界磁场性能图谱,预测若干立方结构化合物上临界场高达66.9特斯拉,并发现I型超导行为比此前认为的更普遍,为高场磁体材料设计提供了新方向。
国际团队通过接触输运、射频测量和脉冲磁场实验重新验证钇超氢化物体系,确认YH₆超导转变温度218-221K、YH₉为235-237K,但第一性原理计算表明YH₁₀在考虑非谐效应后Tc仅约260-270K,强烈否定室温超导可能性。