近日，理学院物理系上海市高温超导沉点尝试室硕士钻研生宁苑杰与合作者在《Chemical Engineering Journal》（中科院一区top期刊）上颁发题为《Orientation-dependent Electronic Structure of Li₂WO₄Films Epitaxial Grown on LiCoO₂by Spontaneous Lithiation》的钻研论文。文章的合作者有：亿万先生MR尹鑫茂教授、蔡传兵教授、张登松教授、袁帅教授、孙硕副教授、曾志刚副教授及新加坡国立大学陈智新博士等。亿万先生MR为第一实现单元和通讯单元。

氧原子的轨路杂化很难量化，但在工程中却对很多物理化学系统（如电池）至关沉要，如电池和电催化等。含锂过渡金属氧化物LiCoO₂由于其良好的机能已成为锂离子电池极有前途的正极资料。然而，由于界面反映和结构败坏带来的容量衰减和电压衰减等挑战故障了LiCoO₂在高压下的机能。通过表表涂层例如过渡金属氧化物薄膜层能够有效缓解这些问题并提高LiCoO₂电极的机能。其中，Li₂WO₄作为一种拥有高离子电导率和低电子电导率的固体锂离子电解质被发现能够作为LiCoO₂电极的涂层，通过屏蔽电极与液态电解质反映并加强锂离子扩散的方式提高电极机能。然而由于无定形和复杂的界面环境，对Li₂WO₄出格是单晶薄膜的性质性质钻研尚不充分，这可能为锂电池正极界面钻延注氧原子的轨路杂化和提高电极机能提供关键线索。

在这篇最新论文中，钻研人员通过自觉锂化在LiCoO₂种子层上定向可控地表延成长了Li₂WO₄单晶，并具体钻研了分歧晶格取向成长的单晶Li₂WO₄薄膜的电子结构。利用多种光谱学伎俩，蕴含：同步辐射X射线吸收光谱(XAS)，高分辨率X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)等光谱技术，并结合第一性道理推算，发现了单晶Li₂WO₄中O2p和W5d轨路之间的轨路杂化存在显著的晶格取向依赖性和各向异性。该钻研揭示了氧原子的轨路杂化及晶面成长取向在决定和调整单晶Li₂WO₄系统电子结构中的作用，为Li₂WO₄/LiCoO₂界面的机理理解提供了沉要的见解。此表，通过这种全面的光谱钻研，能够进一步推动全固态锂离子电池的利用和开发。

本工作得到国度天然科学基金项目(核准号:52172271,12374378,52307026)，国度沉点研发打算项目(核准号:2022YFE03150200)，上海市科技创新打算项目(核准号:22511100200,23511101600)的赞助。近年来，上海市高温超导沉点尝试室在高温超导关键成材技术、超导量子磁通涡旋、超导量子约瑟夫森结型器件、极度规高温超导、强关联氧化物电子自旋和超导强电利用等方向上形成了很好的国际化钻研氛围，尝试室青年人才在量子职能资料与高温超导领域拥有很好的国际影响力，近年来主办国内表学术会议或在沉要学术会议上作大会汇报20余次，主持或参加国度沉点研发打算、中科院战术先导专项或上海市沉大沉点项目、国度尺度等十多项。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724057887