原子界面电场对于提高离子和电荷的转移速率，改善钠离子嵌入脱出的动力学十分重要。最近， 中山大学Xueyi Lu, 日本筑波国家材料科学研究所Renzhi Ma、Takayoshi Sasaki以及苏州大学Chenglin Yan等发现单层铌酸钛/石墨烯（还原氧化石墨烯）纳米片异质结构中的内置电场能够显著改善其储钠性能。

文章要点

1）研究人员利用单层TiNbO₅纳米片和还原氧化石墨烯（rGO）静电交替堆叠形成异质结构，进而产生内置电场。与简单的金属氧化物相比，铌酸钛中多价阳离子的存在有助于获得更高的比容量。特别值得注意的是，TiNbO₅和石墨烯中的不平衡表面电荷分布通过扫描开尔文探针显微镜（SKPM）产生了内置电场，这加速了钠离子扩散动力学。

2）密度泛函理论（DFT）计算表明∼0.01e从石墨烯转移到TiNbO5，这将在界面处诱导形成内置电场，并使钠离子在原子界面处通过相互连接的迁移路径扩散。同时，由于本征电荷再分配，电子导电性大大增强。得益于这些优点， TiNbO₅/rGO异质结构表现出优异的钠离子储存性能。

参考文献

Xueyi Lu et al, Accelerated Ionic and Charge Transfer through Atomic Interfacial Electric Fields for Superior Sodium Storage, ACS Nano,2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c00089

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c00089