项目背景

用于光伏、电子、传感和能量存储/收集的机械柔性系统提供了传统技术无法实现的功能。示例包括重量轻、外形坚固、可穿戴设计和可卷曲布局。这些领域的大多数工作涉及使用有机或无机活性材料的无定形和/或多晶薄膜，当集成在可弯曲的基材（例如塑料片或不锈钢箔）上时，这些薄膜会产生机械柔性系统。这种系统的主要缺点是活性薄膜的形态通常将性能限制在比单晶材料低得多的水平。该项目利用纳米级单晶半导体构建块同时实现机械灵活性和高性能。

储能系统是关键组件，特别是当收获的可再生能源要存储在偏远地区时。储能系统的类型包括电池、超级电容器和储氢。在所有的储能装置中，材料和技术起着关键作用。纳米技术基于利用纳米尺度的材料特性（例如纳米粒子、纳米线和纳米管），提供了显着提高能量存储设备效率的关键工具。

纳米材料为能源领域带来了新的面貌，尤其是有效储存所收集能量的方式。它们在储氢（纳米镁或纳米铝酸镁，以纳米钛作为催化剂）[15]、超级电容器(CNT)和可充电电池（例如，在锂离子电池中使用纳米结构阳极，如硅纳米线）[15]中发挥着巨大作用。16-23]。近年来，对柔性电子产品的需求不断增长，例如印刷电子产品和柔性显示器[24]，以及柔性储能设备[25,26]。特别是，柔性储能装置是一项新兴技术。

该项目旨在(i)讨论和研究不同配置的柔性储能装置的材料和性能相关性(ii)研究和调整各种材料以适应柔性储能装置的众多应用，例如有源射频识别标签、集成电路智能卡和便携式电子设备(iii)学习测量柔性储能器件电化学特性的实验方法，例如角分辨光电子能谱(ARPES)技术、扫描隧道显微镜/光谱(STM/STS)和恒电位仪等。为半导体的历史发展做出了巨大贡献。

基本信息

●导师1对1

●远程线上

●项目时长2-5个月

适合人群

●本科生、硕士生、博士生

●对材料科学与工程、化学、化学工程、纳米工程、电子工程、微电子学、物理等感兴趣的同学

●希望接触海外顶尖科研团队和教授一起做研究，体验国外科研环境的学生

导师背景

C.Wang导师

加州大学洛杉矶分校化学系博士研究员，西北大学化学工程硕士毕业。主要研究方向为电化学，能源储藏仪器设计，绿色化学，高分子材料合成与分析。导师也对生物化学，生物科技和制药有研究。导师曾获加州大学优秀化学研究奖。导师也有丰富的从业经历，曾帮助多家硅谷和国内企业设计铝合金以及化学供能系统。

注：本项目对导师安排有最终解释权

科研大纲

A部分

半导体与电化学概论

B部分

传统电池和柔性储能装置

a)电池的分类

b)寻找柔性电极材料的原则

c)莫特绝缘体、相图和赝电容

C部分

氧化锌超导电极

a)氧化锌超导体概述

b)镁基半导体导体的棋盘式充电顺序

D部分

铁基超导体

a)铁基超级电容器概述

b)铁基超级电容器的理论分析

c)氧化锌与铁基超导体的比较

d)铁基超导体和氧化铁的进一步分析

E部分

其他一些储能类

F部分

课堂总结和公开讨论

主要工具/研究方法

程序：MATLAB、origin

仪器分析：AFM、SEM、TEM、XRD

先导课程

研究2D材料和形态对带电粒子分布及运动影响，优化性能

基于量子及统计力学的材料设计方法

项目收获

●一段沉浸式的科研经历

●导师个性化推荐信（10所网推）

●EI/CPCI国际会议论文（独立一作）

●SCI/SCCI论文可定制（独立一作）