上海光源衍射线站用户接连在Nature子刊发表两篇研究成果

1、铁电隧道结的RSM（倒空间绘制）研究

铁电隧道作为非易失性电阻记忆材料的候选而备受关注。南京大学吴迪教授课题组通过将常规隧道结的金属电极替换为重掺杂的半导体而获得新型的隧道异质结（Pt/BaTiO₃/Nb:SrTiO₃）。由于铁电场效应，该隧道结的势垒高度和宽度都可以电调制（而常规隧道结势垒宽度的调制非常有限），因此大大增强了隧道电阻。课题组利用上海光源BL14B1衍射线站，利用RSM方法研究了Pt/BaTiO₃/Nb:SrTiO₃异质结的微结构（如图1所示），结果表明BaTiO₃/薄膜在Nb:SrTiO₃衬底上面完全应变，即一致生长的。研究成果在线发表于Nature Materials (DOI: 10.1038/nmat3649)(Ferroelectric-field-effect-enhancedelectroresistance in metal/ferroelectric/semiconductor tunnel junctions)

图1 Pt/BaTiO₃/Nb:SrTiO₃异质结(103)峰附近RSM

2、Na离子电池原位X射线衍射研究

钠离子电池的输出电位可以与锂离子电池相接近，从而可以提供较高的功率密度，满足大功率动力系统要求；另外，相对于锂，钠用之不竭且方便易得(地壳丰度2.75%)；钠金属和化合物的价格远低于同类锂的产品，可以降低全电池的成本。虽然以钠为负极的高温钠-三氧化二铝电池已经被广泛研究并取得一定实际应用，但是室温钠离子电池的研究仍未取得决定性进展。

图2 Na离子电池原位XRD谱 

中科院物理所李泓课题组利用上海光源BL14B1衍射实验站，原位观察了锂电池的充放电过程（如图2所示），验证了DFT理论预测的Li₄Ti₅O₁₂三相分离机制。结果在线发表于Nature Communications ( Doi:10.1038/ncomms2878).(Direct atomic-scale confirmation of three-phase storage mechanism in Li₄Ti₅O₁₂ anodes for room-temperature sodium-ion batteries)（材料与能源部 供稿）