從2016 MRS看材料最新發展趨勢

刊登日期:2016/6/22
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許家展/工研院材化所

MRS會議簡介
由美國材料研究協會主辦的 2016 Materials Research Society Spring Meeting(MRS)會議分為六個主題,共有 63場研討會、3,153 場口頭報告及 1,496 篇論文海報展示。六個主題分別是:材料模型及特性(Characterization and Modeling of Materials)、能源與環境(Energy and Environment)、電子與光子(Electronics and Photonics)、材料設計(Materials Design )、奈米技術(Nanotechnology )及軟材料和生物材料(Soft Materials and Biomaterials)。

本次會議同時舉辦展覽會,總計有 133個國際廠商設攤參展。除此之外,本次會議在能源材料中,特別針對以下相關主題進行討論:材料開發(Materials Development)、燃料電池(Fuel Cells)、LIB 原位觀察(LIB In Situ Observation)、LIB 機械特性(LIB Mechanical Characterization)、LIB 負極材料(LIB Anode Materials)、能量收集(Energy Harvesting)、儲能力學與轉換/電池/熱電和燃料電池(Mechanics of Energy Storage and Conversion—Batteries, Thermoelectrics and Fuel Cells)、LIB和焊接材料(LIB Electrodes and Material)、LIB 多尺度建模(LIB Multiscale Modeling)、電容器(Capacitors)、LIB耦合效應(LIB Coupling Effects)、熱電和力學(Thermoelectrics and Mechanics)、熱電-合成與特性(Thermoelectrics—Synthesis and Characterization)、熱電的熱傳導率(Thermal Conductivity in Thermoelectrics)等不同研究方向,共計 13位受邀演講者、60場口頭論文報告及 40篇論文海報展示。



 
圖一、美國材料研究協會2016年春季會議廠商展覽會場

最新研究綜合分析
1. 材料模型及特性方面
新型態的電子顯微鏡更注重實際材料的變化與反應,尤其許多材料間的反應為液態或氣態。此外,定量斷層掃描、奈米力學、模擬與分析之間匹配及量化分析也是此分項的討論焦點。

2. 能源與環境方面
超高效率矽太陽能電池、燃料電池發電及熱電發電從材料設計、模組組裝到系統的改進及效能提高為此次會議重大議題,而配合此議題電力儲存及電網分布所衍生出新型態的鋁、鈉及鋰離子電池的最新發展及其液-固界面最新的研究也是被熱烈討論的重點。

3. 電子與光子方面
碳化矽、石墨烯、有機光電材料及超導體的應用,為下一代顯示器奠定基石。九州大學的 Chihaya Adachi 教授利用熱活化型延遲螢光(Thermally Activated Delayed Fluorescence;TADF)機制達到100%量子效率的成果。熱活化型延遲螢光是透過特殊的化學結構設計,讓螢光材料中原本會被浪費掉的 3/4 發光激子,可以很輕易地將環境熱成功回收發光。

4. 材料設計方面
相變材料、有機半導體、電子纖維、含稀土傳感與光電元件及磁性材料設計、製造、微組裝與量測也被列為會議中重大議題之一。結構和相變材料性能之間的密切聯繫,主要集中在非晶和晶態產生光之間的差異和電子對比度。對於相同的相變材料,它可以清楚地對不同的處理存儲器而變化。此外,利用模擬獲得不同數值進行分析,包含:接合強度、結構、電子、光學和動力學。這些能夠幫助瞭解在相變材料的重要特性,譬如:結晶和非結晶相的穩定性、玻璃老化機制之間的光學和電子對比度及高溫性能---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。


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