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Liquid-like dynamics in a solid-state lithium electrolyte
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DOI：10.1038/s41567-024-02707-6.png)
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摘要
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超离子材料代表了介于物质晶态和液态之间的一种中间状态。尽管超离子材料在固态电池或热电设备等潜在应用方面引起了广泛关注，但其观测到的快速离子扩散究竟是反映了类液态动力学，还是移动离子的跳跃本质上与更常规的晶格声子耦合，目前仍不清楚。本文揭示了在候选固态电解质超离子化合物Li6PS5Cl中，从晶格振动到离子扩散弛豫动力学的转变。通过结合非弹性准弹性中子散射测量与基于第一性原理的机器学习分子动力学模拟，我们发现超离子态的振动态密度显著偏离了晶格动力学德拜定律预期的二次行为。超离子动力学起源于过阻尼的声子准粒子，进而产生液态瞬时正则模特征的线性态密度。此外，我们证明了晶格声子与Li+扩散瓶颈动态“呼吸”的耦合，能够使扩散率提高一个数量级。因此，我们的结果为未来储能和转换技术中的超离子材料研究提供了深刻见解。
Keyword:
TOTAL-ENERGY CALCULATIONS
SUPERIONIC TRANSITION
NEUTRON-SCATTERING
LATTICE
ARGYRODITES
DIFFUSION
RELAXATION
CONDUCTORS
MECHANISM
DISORDER
期刊
IF:
18.4
论文数:
6.7K
被引数:
5.7W
机构
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