Identifying suitable electrodes materials with desirable electrochemical properties is urgently needed for the next generation of renewable energy technologies. Here we report an ideal candidate material, Mo2C monolayer, with not only required large capacity but also high stability and mobility by means of first-principles calculations. After ensuring its dynamical and thermal stabilities, various low energy Li and Na adsorption sites are identified, and the electric conductivity of the host material is also maintained. The calculated minor diffusion barriers imply a high mobility and cycling ability of Mo2C. In addition, the Li-adsorbed Mo2C monolayer possesses a high theoretical capacity of 526 mAh·g–1 and a low average electrode potential of 0.14 eV. Besides, we find that the relatively low capability of Na-adsorbed Mo2C (132 mAh·g–1) arises from the proposed competition mechanism. These results highlight the promise of Mo2C monolayer as an appealing anode material for both lithium-ion and sodium-ion batteries.

A novel LiF@LiZn10/Li composite foil was developed as an effective anode for lithium metal batteries. The uniform lithiophilic substrate and the LiF-rich SEI optimize Li + deposition.

Abstract Molecular stacking behavior exerts a significant influence on the blend film morphology of organic solar cells (OSCs), further affecting device performance and stability. Modulation of the molecular structure, such as central unit and end‐group, can profoundly impact this process. Herein, four quinoxaline (Qx)‐fused‐core‐based non‐fullerene acceptors (NFAs), Qx‐N4F and Qx‐ o/m/p ‐N4F are synthesized combining π‐extended end‐groups and optimized central units. The isomeric fluorinated central units lead to changes in the local dipole moments and electrostatic potential distribution, which influences the molecular stacking pattern and photoelectronic properties of NFAs. Consequently, binary and ternary devices based on PM6:Qx‐ p ‐N4F achieve superior power conversion efficiencies (PCE) of up to 18.75% and 19.48%, respectively. Grazing‐incidence wide‐angle X‐ray scattering (GIWAXS) characterization reveals Qx‐ p ‐N4F's stronger crystallinity, aggregation, and donor–acceptor interactions, which can separately enhance short‐circuit current density ( J SC ) and fill factor (FF) through higher phase purity and tighter molecular stacking based on maintaining more donor–acceptor interfaces. Furthermore, PM6:Qx‐ p ‐N4F‐based devices demonstrate exceptional thermal stability, retaining 93.2% of the initial PCE value after 3000 h of heating due to the best morphological stability with the most stable stacking structure. These results underscore the significance of synergistic optimization of NFAs through conjugation expansion and halogenation substitution for obtaining efficient and stable OSCs.

The quantum spin Hall (QSH) effect has attracted extensive research interest due to its great promise in topological quantum computing and novel low-energy electronic devices. Here, using first-principles calculations, we find that MX

Molecular electronics is a promising candidate to meet the increasing demands of electronic component miniaturization. Within this field, the interaction between a molecular functional center and its environment plays a profound role both in designing molecular devices and in understanding the structure-property relationships at the molecular/atomic level. Herein, motivated by an isomer of the nickel tetraphenylporphyrin (Ni-TPP) molecule, we study the dynamical and thermodynamical properties of such a structure, with the aid of a side-coupled quadruple impurity Anderson model. We demonstrate that by adjusting the central-ligand hopping integral, the magnetic moments of the system are screened in two stages, each accompanied by the rising and falling of the Kondo resonant peak in the transport properties, respectively. However, one can hardly consider this behavior as the two-stage Kondo effect, because the second process is not the result of the screening of the side spins by the electrodes, instead, they are totally shielded by the central spins. Furthermore, if one sweeps the on-site Coulomb repulsion in the ligand orbitals, the magnetic moments are then screened in three stages. We note that the first and third screening processes are accompanied by the appearance and disappearance of the Kondo behavior in the linear conductance, respectively, while the second screening has no influence on the quantum transport through the device. These characteristics are apparently different from the typical three-stage Kondo physics reported by some previous studies. To implement the above results, we adopt the state-of-the-art numerical renormalization group method, combined with numerical simulations and analytical arguments. locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon locked icon Physics Subject Headings (PhySH)Kondo effectMolecular junctionsMolecular magnetsQuantum many-body systemsAnderson impurity modelNumerical Renormalization Group

Herein, high-efficiency green fluorescence nitrogen doped CDs (G-CDs) were prepared using acetaminophen and ethylenediamine as precursors. The G-CDs exhibited good anti-photobleaching, salttolerance and low cytotoxicity. Interestingly, the G-CDs revealed excellent fluorescence stability in the pH range of 6-12, however, the intensity of the G-CDs was almost completely quenched in other pH values. The MnO

A highly sensitive ultra-small ratiometric fluorescence nanosphere probe was successfully manufactured to detect Sunset Yellow (SY). The probe, CMCS@N, S-CDs/Rh6G, was formed through the encapsulation of N, S-CDs and Rh6G within carboxymethyl chitosan (CMCS) through in situ cross-linking. Remarkably, our nanosphere probe had an average grain diameter of 6.80 nm and exhibited excellent dispersibility without the need for additional solvents. The probe exhibited a strong linear relationship with SY concentration in the range of 0.26-100 μM, with a low detection limit of 0.078 μM. Furthermore, SY demonstrated strong fluorescence quenching capability on our nanosphere probe, with the fluorescence quenching mechanism involving a combined effects of inner filter effect (IFE) and static quenching. Notably, our nanosphere probe retained the bacteriostatic properties of CMCS, with a substantial bacteriostasis rate of 77.58 %, introducing novel potential applications.