登录
 机构网站
  1. 首页
  2. 情报产品
  3. 快讯详情

《计算材料前沿研究成果精选|Phys. Rev. Lett.专刊（3月）》

  • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者： 冯瑞华
  • 发布时间：2018-04-24

  • 1. 可控的Lifshitz转换和四层石墨烯中的多波段传输

    金属和半导体的费米面会经历Lifshitz转变（LT），即带结构连接性的拓扑的突变从而引起材料性质发生异常变化。由于二维材料具有易于调节的费米能级和能带结构，因而其可构成探究Lifshitz转变的理想平台，即材料费米面拓扑结构的变化。近期，美国加州大学河滨分校Chun Ning Lau（通讯作者）与俄亥俄州立大学的研究人员关注了一个相对未开发的2D多Dirac频段体系，Bernal堆叠四层石墨烯（4LG）。他们使用四层石墨烯包含两个相交的大型Dirac带，阐释了多重Lifshitz转换和多带传输，表现为电导率与电荷密度n和面外电场D、反常量子霍尔序列和Landau能级交叉的非单调依赖性。

    文献链接：Tunable Lifshitz Transitions and Multiband Transport in Tetralayer Graphene (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI：10.1103/PhysRevLett.120.096802）

    2. 微波探测腔耦合双量子点中的电-声相互作用

    近日，美国普林斯顿大学J. R. Petta等人探究了电偶极子耦合的微波腔的悬浮InAs纳米线双量子点（DQD）中的电-声相互作用。在DQD激发态中，他们通过在导线上施加一个有限偏压以驱动稳定的状态，从而在DQD跃迁能级处直接测量电-声耦合强度。腔场的振幅和相位响应表现出由纳米线的声子模式引起的DQD能级失谐中的周期性振荡，并且，观察到的腔体相位位移与通过声子耦合预测空腔中心频率的重整化的理论是一致的。该成果表明，目前可以得到机械性悬挂于衬底上方的腔耦合的InAs纳米线DQD；同时，比较测量的结果与器件的微观理论模型也表明了由电子动力学介导的声子与光子的耦合导致了腔中心频率的声子重整化。这些实验可帮助理解纳米体系中电-声耦合的基本性质，并有可能为减轻半导体量子器件中的自旋衰变提供方法。

    文献链接：Microwave Detection of Electron-Phonon Interactions in a Cavity-Coupled Double Quantum Dot (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI：10.1103/PhysRevLett.120.097701）

    3. 自旋电流控制调制三端子磁振子晶体管中磁子的自旋电导率

    通过在场效应晶体管（FET）中施加电场可以改变电荷载流子的密度从而调节半导体沟道的电导率。最近，基于磁振子的固态器件的编码、运输和控制信息等已经引起了科研人员巨大的研究兴趣。然而，操纵其所传递信息的任务依然艰巨。有效操纵磁子自旋运输对开发基于磁子的自旋电子器件至关重要，最近荷兰格罗宁根大学L. J. Cornelissen等人提供了一种用于调节注入器和探测器触点之间的钇铁石榴石通道中热磁波的扩散传输方法的概念验证。他们通过由第三调制器电极自旋霍尔注入磁子来增加或降低磁子的化学势，改变通道的磁子自旋电导率。在T=250K时，他们获得了1.6％/mA的调制效率。有限元模型表明通过减少沟道厚度，可以将其提高到远高于10％/mA，此研究为基于热磁振子的逻辑电路提供了令人关注的发展前景。

    文献链接：Spin-Current-Controlled Modulation of the Magnon Spin Conductance in a Three-Terminal Magnon Transistor (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI：10.1103/PhysRevLett.120.097702）

    4. 下沉密度在合金非平衡态化学再分配中的作用

    通过大量晶体缺陷产生远离平衡态的开放体系的微观结构的演变不仅取决于产生这种缺陷的外力的特性和控制点缺陷的迁移和消除的动力学过程，而且取决于微观结构的特征。这种演变会在材料内部产生质量传输，导致化学重组，从而体系失效。因此，一个能够预测相关体系稳态的物理模型，对于预测和控制材料性质至关重要。近日，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室Enrique Martínez（通讯作者）与法国巴黎萨克雷大学的研究人员通过动力学Monte Carlo（KMC）和Fe-Cr合金模型的基础原子模型来分析点缺陷的产生、原子转移速率和微观结构的下沉特性之间复杂的相互作用，以研究理想的缺陷下沉对Cr浓度分布的影响，尤其关注了界面密度的作用。他们观察到隔离量随着界面间距的减小而线性地减小。在不可逆过程的热力学模型内，根据KMC模拟推导并评估了通用的分析模型，以阐明该系统的结构-性质关系。

    文献链接：Role of Sink Density in Nonequilibrium Chemical Redistribution in Alloys (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI：10.1103/PhysRevLett.120.106101）

    5. 单层WS2诱导的石墨烯的强各向异性自旋-轨道相互作用

    巴黎第十一大学H. Bouchiat（通讯作者）与英国帝国理工学院的研究人员报道了单层WS2诱导石墨烯，使其具有强各向异性的自旋轨道相互作（SOI）。他们准备了两种不同类型的异质结：单层WS2-石墨烯和块体WS2-石墨烯（石墨烯从天然石墨机械剥离）。单层WS2薄片通过化学气相沉积（CVD）直接在硅衬底上生长，然后转移到另一个Si/SiO2衬底上以避免在SiO2层中引起的缺陷。石墨烯被聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）萃取，然后沉积到WS2上；块体WS2通过机械剥离并沉积在石墨烯上来制备。在磁导率测量中，单层WS2-石墨烯和块体WS2-石墨烯系统的直接对比揭示了单层过渡金属二硫族化合物可以诱导比体积更强的SOI。弱反定位曲线的详细理论分析提出，预测自旋轨道能量（Eso）将会高于10 meV。

    文献链接：Strong Anisotropic Spin-Orbit Interaction Induced in Graphene by Monolayer WS2 (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI：10.1103/PhysRevLett.120.106802）

    6. 揭示玻璃形成液中结构松弛与动态异质性之间的关系

    尽管眼镜被使用了几千年，而玻璃化转变的本质仍然是神秘的。在接近玻璃化转变时，动态异质性的增长一直被认为在解释结构松弛的突然放缓中起到关键作用。然而结构松弛与动态异质性之间是否存在潜在的联系仍然是难以捉摸的。近日，中国科学技术大学徐宁与中国科学院物理研究所管鹏飞等研究人员通过引入隐藏在不同模型玻璃形成液体中具有相同动态非均匀性的状态点的特征时间尺度，揭示了动态非均质性和结构松弛之间的潜在联系。这个时间尺度对应于玻璃形成液体具有动力学脆性，并通过实现扩展崩溃来桥接结构松弛和动态异质性。此外，从一个恒定的动态非均匀性条件的角度，可以在不引入任何自由参数的情况下，实现各种玻璃形成液体的相当概括的描述。

    文献链接：Revealing the Link between Structural Relaxation and Dynamic Heterogeneity in Glass-Forming Liquids (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI：10.1103/PhysRevLett.120.125502）

    7.扩散时间分布的电化学阻抗成像研究

    美国麻省理工学院Martin Z. Bazant等研究人员提出了基于扩散时间分布（DDT）的随机非均质材料的扩散阻抗理论。他们建立了一个数学框架，根据扩散时间（DDT）的分布来分析电化学阻抗谱，用于平行阵列的随机有限长度Warburg（扩散）或Gerischer（反应扩散）电路元件。他们基于具有Tikhonov正则化的复杂非线性最小二乘回归，提出了一种通用的方法来解决实验数据中DDT的问题，该方法不假设关于构型随机性的经验知识，并说明了三种用于能量转换的纳米结构电极：（i）碳纳米管超级电容器，（ii）硅纳米线锂离子电池和 iii）多孔碳钒液流电池。研究结果表明了非破坏性“阻抗成像”来推断随机非均质材料的微观结构统计具有可行性。

    文献链接：Electrochemical Impedance Imaging via the Distribution of Diffusion Times (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI：10.1103/PhysRevLett.120.116001）

    8. 高功率固体量子电池的集合充电

    量子信息定理指出，利用集合的量子资源有可能极大地提高由许多相同基本单元构成的量子电池（QB）的充电能力。意大利理工学院Dario Ferraro（通讯作者）与比萨高等师范学校的研究人员提出并解决了可在固态体系结构中设计的QB模型。它由N个在腔体中耦合到单个光子模式的二级系统组成。他们对比了这种集合模型（“Dicke QB”），纠缠是真正由共同的光子模式产生的，其中每个二级系统都耦合到它自己独立的腔模（“Rabi QB”）中。通过采用精确的对角化，他们证明了Dicke QBs充电功率中出现了量子优势，其尺寸类似√N（N>>1）。

    文献链接：High-Power Collective Charging of a Solid-State Quantum Battery (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI：10.1103/PhysRevLett.120.117702）

    9. 钛酸锶的热传输和声子流体动力学

    由于声子、热量在绝缘体中仍可以传播，近年来由于改进的计算性能和新的理论技术，第一性原理理论可以得到半导体固有热导率的定量计算。几十年前确定的声子流动的流体力学状态在类石墨烯二维系统中得到了重新关注。近日，德国科隆大学Kamran Behnia与法国、巴西的研究人员一起研究了在宽温度范围（2-400 K）的未掺杂和掺杂钛酸锶中的热导率κ，并检测了不同的热流状态。他们发现在未掺杂的SrTiO3中，随着温度低于其峰值并且在窄温度窗口中，κ变化得比立方结构的更快。之前在少数固体中观察到的这种行为并将其归因于Poiseuille声子流。

    文献链接：Thermal Transport and Phonon Hydrodynamics in Strontium Titanate (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI：10.1103/PhysRevLett.120.125901）

    10. 催化反应条件下在PtRh纳米粒子上鉴定具有催化CO氧化的活性表面相

    在氧化物载体上的Pt-Rh合金纳米颗粒广泛用于非均相催化，应用范围从汽车排气控制到能量转换。而为了提高催化剂性能，在工业相关的操作条件下，纳米颗粒表面结构与其催化活性的原子尺度相关性至关重要。近期，德国汉堡大学A. Stierle与瑞典隆德大学U. Hejral等研究人员在接近大气压的CO氧化过程中，对纳米颗粒表面结构的x射线衍射数据和原位质谱进行了分析。他们通过检测特定纳米颗粒的x射线衍射信号来确定超薄表面氧化物的形成，并将它们的演化与样品的增强催化活性联系起来。该方法开启了可操作条件下进行前所未有的原子尺度分辨率的氧化物负载的纳米颗粒基催化剂的深入表征方面的研究工作。

    文献链接：Identification of a Catalytically Highly Active Surface Phase for CO Oxidation over PtRh Nanoparticles under Operando Reaction Conditions (Phys. Rev. Lett.，2018，DOI： 10.1103/PhysRevLett.120.126101）

17浏览量
原文链接
相关报告

  • 《金属材料前沿综述成果精选【第1期】》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2018-04-18
    • 1、Acta Mater.综述：透射电子显微镜对AA7050铝合金分离成核和原位成核的研究 AA7050 Al-Zn-Mg-Cu合金因其重量轻，强度高而广泛应用于航空航天工业。其机械性能主要取决于纳米尺度的析出物，之前已经探索了相应的沉淀硬化模型。 过饱和固溶体→GP区→η'析出物→η析出物的沉淀序列是众所周知的。然而，GP区→η'和η'→η沉淀物的精确转变机制尚未阐明。近日，台湾大学Jer-Ren Yang和Yo-LunYang（共同通讯作者）等人通过利用高分辨透射电子显微镜（HRTEM）和纳米尺度能量色散X射线（EDX）研究了Al-Zn-Mg-Cu合金AA区域中的GP区→η'→η析出序列的转变机制，连续的原位HRTEM帧显示在相邻的GPII区溶解时，η'沉淀物的分离成核发生在别处。系统地阐述了成核机理及原位转变。 文献链接：Transmission electron microscopy investigation of separated nucleation and in-situ nucleation in AA7050 aluminium alloy（Acta Mater.,2018,DOI：10.1016/j.actamat.2018.02.045） 2、Adv. Mater. 综述：定向凝固过程中经孕育处理的铝合金等轴晶粒的非均匀成核 通过孕育处理的晶粒细化是降低热撕裂敏感性并改善铝铸件结构均匀性和力学性能的重要技术。近几十年来，接种的细化机理以及不同因素对晶粒细化性能的影响得到了广泛的研究。近日，挪威科技大学Yan jun Li（通讯作者）等人通过原位X射线照相固化研究，实现了对定向凝固过程中非均匀成核和晶粒长大的分离温度梯度效应和冷却速率效应的定量研究。提出一种物理模型来定量说明温度梯度对生长晶粒周围熔体中晶粒异质形核的影响。此外，还预测本实验模型对于其他晶粒生长及环境应用。 致歉：很抱歉，未能找到通讯作者 Yan jun Li 的确切中文名字，小编表示诚挚的歉意！ 文献链接：Revealing the heterogeneous nucleation behavior of equiaxed grains of inoculated Al alloys during directional solidification（Adv.Mater.,2018,DOI: 10.1016/j.actamat.2018.02.058） 3、Adv. Mater.综述：镁溶质运输扩散理论 镁及其合金具有比铁基或铝基合金更低的密度，能够成为汽车和航空航天工业中轻量化的重要候选材料，从而提高燃料效率。溶质的添加是采用集成计算材料工程ICME方法开发先进镁合金的主要策略。在镁合金中观察到拉伸载荷时的锯齿状流动，是由于通过溶质扩散形成的位错周围存在溶质云。因此，镁的溶质扩散运输对于设计新的镁合金以及了解制造和加工过程中的材料行为至关重要。近日，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校 Dallas R.Trinkle（通讯作者）等人通过开发一种格林函数从初始计算模型空缺介导运输的61个溶质在六角密排堆积镁，确定了Mg晶格中所有对称唯一的空位跳跃，并使用格林函数法精确计算了稀溶质浓度极限下的Onsager系数，同时使用DFT计算的热力学数据。通过预测和对比实验测量结果，分析镁溶质的扩散运输等机理。 文献链接：Ab initio magnesium-solute transport database using exact diffusion theory（Adv.Mater.，2018，DOI: 10.1016/j.actamat.2018.03.025） 4、Adv. Mater.综述：Fe-Si-C合金中铁素体转变过程中的碳富集 由于工业和理论上的重要性，钢中的奥氏体（γ）向铁素体（α）转变一直是研究最广泛的转变之一。在合金钢中，置换元素（例如硅（Si），锰（Mn），表示为X）和间隙元素（如碳（C））的扩散率通常相差几个数量级。在Ae3温度下相对较大的过冷度下，发生非分区α生长，非分区α生长所需的时间通常与工业上使用的热处理时间尺度相当，因此非分区α变化对工业特别重要。近日，清华大学H.-D. Wu（通讯作者）发表最新研究，研究了Fe-0.4％C-(1.5,3)％Si合金在800?700℃等温铁素体相变过程中的微观组织演变，转变动力学，特别是C富集。提出两种模型，可忽略的分配局部平衡（NPLE）模型和平衡（PE）模型来描述非分区α生长过程中的α/γ界面条件。 致歉：很抱歉，未能找到通讯作者 H.-D. Wu 的确切中文名字，小编表示诚挚的歉意！ 文献链接：Carbon enrichment during ferrite transformation in Fe-Si-C alloys（Adv. Mater. 2018, DOI: 10.1016/j.actamat.2018.02.040） 5、Acta Mater.综述：用新型晶体塑性有限元模型分析镁合金中的离散孪晶演化 镁（Mg）合金具有较差的可成形性和延性，与异向机械性能（例如各向异性和低温拉伸-压缩不对称性）相关。复杂的塑性行为是由剧烈的微观本质引起的，这也是造成多晶微观结构发生明显变形孪生的原因。近日，来自约翰霍普金斯大学的Somnath Ghosh教授（通讯作者）等人通过基于图像的晶体塑性有限元模型，并通过显式孪生演化，研究了AZ31镁合金多晶组织的变形和孪生机制。同时基于图像的模拟针对统计，等效的代表性体积元素进行，揭示了模型捕获的各种变形机制。此外，文章也探索了使用三晶和多晶模型探究局部现象和变形机制。 文献链接：Discrete twin evolution in Mg alloys using a novel crystal plasticity finite element model（Acta Mater.，2018，DOI: 10.1016/j.actamat.2018.02.032） 6、Adv.Mater.综述：多相体心立方高熵合金的尺寸依赖塑性和损伤响应 高熵合金（HEAs）已经成为一类新的多组分金属合金，为探索大量成分空间提供了机会，以实现具有多种独特和不寻常特性的组成复杂的材料。近日，格罗宁根大学Indranil Basu（通讯作者）等人使用相关的纳米力学测试，高分辨率显微镜和相分析，研究尺寸依赖性塑性响应。使用包括面心立方（FCC）和体心立方（BCC）结构相的热锻多相Al0.7CoCrFeNi HEA。观察到的塑性行为与由旋节调制微结构和有序硬化效应组合产生的位错硬化机制相关。揭示了从BCC到FCC的结构转变。根据固有组成梯度和相关的缺陷-界面间相互作用来讨论应力引起的微结构演变。 文献链接：Size dependent plasticity and damage response in multiphase body centered cubic high entropy alloys（Adv.Mater.,2018,DOI: 10.1016/j.actamat.2018.03.015） 7、Nat. Commun.综述：纳米晶合金氧化和分解过程的原位原子尺度观察 纳米结构和合金化是获得增强块状金属性能的主要措施。氧气污染是金属粉末暴露在空气中严重塑性变形时不可避免地发生的问题。这种污染会改变固结材料的形态和性能，其主要原因是缺乏关于纳米晶合金中氧的行为的详细研究。近日，韩国材料科学研究所Jungho Ryu（共同通讯作者）等人通过使用像差校正高分辨率透射电子显微镜和相关技术来研究高应变Cu-Fe合金原位加热过程中的氧气行为。为单相Cu-Fe复合材料中氧化物形成提供了直接观察结果，并为设计由氧化物分散体强化的纳米晶材料提供了有效途径。 文献链接：In situ atomic-scale observation of oxidation and decomposition processes in nanocrystalline alloys（Nat. Commun.，2018，DOI: 10.1038/s41467-018-03288-8） 8、Phys. Rev. Lett.综述：bcc Fe中单位位错-缺陷相互作用驱动的应变率敏感性异常 先进反应堆的设计寿命长，同时在极端温度和辐射条件下运行。中子照射铁素体合金通常包括超饱和缺陷，如自身间隙原子和空位簇。这些缺陷簇与位错之间的相互作用对于理解和预测材料的机械降解如膨胀、蠕变和脆化是至关重要的。近日，美国密歇根大学Yue Fan（通讯作者）等人通过采用基于能量基础的原子建模算法实现验证了bcc Fe中边缘位错与无序空位簇之间的相互作用，该位错在108至103 s-1的广泛应变率范围内进行了研究。研究集中在一个bcc Fe系统中CRSS的非单调变化，但其基本原理-即热激活和机械负载之间的复杂相互作用-是适用于许多不同的材料。位错的显微组织演变在不同时间尺度上可能有不同的定性差异。各种机制之间的转换被认为是应变率和热激活的潜在转换。 文献链接：Abnormal Strain Rate Sensitivity Driven by a Unit Dislocation-Obstacle Interaction in bcc Fe（Phys. Rev. Lett.,2018,DOI: 10.1103/PhysRevLett.120.125504） 9、Nano Lett.综述： 自修复液状氧化铝在室温下变形 氧化铝和二氧化硅是用于钝化的特殊氧化物，因为它们在空气中以几纳米厚度的玻璃态存在，及有助于阻止氧化的发生。这些表面玻璃在氧化环境中的机械行为及其初始形成对于理解不仅应力腐蚀开裂，而且有助于薄膜生长和纳米玻璃动力学的研究。近来，中佛罗里达大学Akihiro Kushima等人（通讯作者）等人在O2气体环境下，通过使用原位透射电子显微镜（TEM）对纯铝纳米纤维拉伸进行研究。研究发现，氧化铝像液体一样变形，并且可以匹配Al的变形，在适度的应变率下没有任何裂缝/裂纹，并以原子分辨率观察氧化铝的自愈过程。在铝上发现氧化铝薄膜的无缝生长有益于探索更好地控制气相沉积薄膜和纳米玻璃中的界面。同时，原位技术将ETEM与纳米级培养基固定器结合起来，被证明是研究SCC和金属初始氧化的有力工具，可以在原子分辨率下观察化学和/或机械诱导的相变。 文献链接：Liquid-Like, Self-Healing Aluminum Oxide during Deformation at Room Temperature（Nano Lett.,2018,DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b00068） 10、Nano Lett.综述：等离子体辅助的金属纳米线上单个量子发射体的选择性和超分辨激发研究 由多个量子发射体与等离子体波耦合组成的混合系统对于未来的集成量子纳米光电路领域是最有前景的构建模块。在衍射极限区域中超级分解和选择性激发连续量子发射体的技术，对于研究等离子体介导的量子发射以及操纵等离子体激元电路中的单等离激元产生和传播具有重要意义。近日，中国科学院物理所魏红教授（通讯作者）等人通过调整纳米线上表面等离子体激元的干涉场，可控地激发与银纳米线结合的多个量子点。同时还通过一种新的超分辨率成像方法，将纳米线上的可调谐表面等离子体干涉图案与结构化照明显微镜技术相结合。为多量子发射体和等离子体波导的耦合系统提供了一种新颖的高分辨率光激发和成像方法，有利于与等离子体纳米波导和纳米电路结合的多量子发射体的研究。此外，作者还总结了这类实验条件下的应用前景和挑战。 文献链接：Plasmon-Assisted Selective and Super-Resolving Excitation of Individual Quantum Emitters on a Metal Nanowire（Nano Lett.，2018，DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b05448）
    347浏览量
    原文链接

  • 《金属材料前沿研究成果精选【第2期】|过渡金属》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2018-05-09
    • 1、Acta Mater.: CrCoNi中等熵合金的动态剪切变形研究 高熵合金和中等熵合金是一种具有简单晶体结构的固溶体，并且多元素的随机分布可以减少用于形成堆垛层错的能量损失，从而导致低堆垛层错能。面心立方FeCrMnCoNi 高熵合金和fcc CrCoNi中等熵合金的力学性能在低温下比室温下更好，同时由于形变机制从位错滑移到形变孪晶的转变，强度，延展性和断裂韧性同时增强。近日，中国科学院力学研究所的W. A. Curtin(通讯作者)等人通过用各种不均匀的微观结构来制造单相CrCoNi中等熵合金(MEA)，将其冷轧后在各种温度下退火，并在霍普金森杆实验中，用帽形样本表征MEA的高应变率响应。研究结果表明，样品的高动态剪切屈服强度和均匀动态剪切应变的组合，超过了目前报道的所有其他金属和合金。 文献链接： Dynamic shear deformation of a CrCoNi medium-entropy alloy with heterogeneous grain structuress (Acta Mater., 2018, DOI: 10.1016/j.actamat.2018.02.016） 2、Acta Mater.: 梯度结构镍基合金的力学行为 细晶粒材料通常具有较高的机械强度，通过严格塑性变形（SPD）细化晶粒的方法已经被广泛研究。然而，由SPD技术制造的这些超细晶粒（UFG）和纳米晶（NC）材料通常具有有限的拉伸延展性，阻碍其在生产生活中的应用，而塑性的缺乏可归因于纳米晶粒中不存在应变硬化能力。近日，美国普渡大学的X. Zhang (通讯作者)等人报通过表面机械研磨处理来加工基于NiCrMo的C-22HS合金，以实现由表面纳米层，变形孪晶层和严重变形层组成的梯度结构。此外，作者还通过扫描电子显微镜观察经原位微柱压缩测试的试样，从而揭示各层的不同力学行为。 这项研究表明，晶粒间回应力的增加可能导致了梯度结构材料的高应变硬化行为。 文献链接：Mechanical behavior of structurally gradient nickel alloy (Acta Mater., 2018, DOI: 10.1016/j.actamat.2018.02.021） 3、Acta Mater.: 镍基高温合金凝固过程中微观组织和织构组织的变形机理 IN713C是国际镍公司在20世纪50年代开发的γ'沉淀硬化铸造镍基高温合金，由于其良好的铸造性，合适的机械性能和高温下的微观结构稳定性，该合金现在仍然大量使用。然而，由于微观结构的不均匀性，可能会引起应变分布不均匀性和局部变形，并且最终影响合金在服役期间的延伸的性能和力学性能。近日，英国斯旺西大学的S. Birosca (通讯作者)等人通过熔模铸造法制备镍基高温合金IN713C，在600℃下进行了低周疲劳(LCF)和高周疲劳(HCF)实验，模拟了涡轮增压器中涡轮机轮的实际疲劳状况。研究结果表明，微观结构不均匀性如碳化物和析出物在树枝状结构网络中的分布决定了LCF测试过程中的断裂微观机制。 文献链接: The effects of microstructure and microtexture generated during solidification on deformation micromechanism in IN713C nickel-based superalloy (Acta Mater., 2018, DOI: 10.1016/j.actamat.2018.01.062） 4、Acta Mater.：铁电体中缺陷介导涡旋的增殖和湮没 由于介电，压电，热电和铁电性等多种功能性以及纳米级畴结构的形成，铁电材料正受到越来越多的关注。它有希望利用这些特性来制造先进的功能电子，光电子和机电一体化设备。特别是控制铁电涡旋手性的可能性为开发新型纳米级存储器和逻辑器件开辟了新途径。然而，由于偶极环向磁矩与E的卷曲共轭不是均匀电场，因此对铁电涡旋的手性的实际控制相当具有挑战性。中山大学的王彪教授(通讯作者)等人运用相场模拟，证明通过缺陷工程可以在铁电纳米片中实现旋涡手性的机械开关。作者系统地揭示了温度，纳米片形状，空隙大小以及空位对缺陷介导涡旋转换行为的影响。这项研究证明了通过机械负载进行涡流切换的可行性，并为控制和开发基于铁酸漩涡的机电装置提供了一条新途径。 文献链接：Defect-mediated vortex multiplication and annihilation in ferroelectrics and the feasibility of vortex switching by stress (Acta Mater., 2018, DOI: 10.1016/j.actamat.2018.01.018） 5、Phys. Rev. Lett.：在地核热力学条件下制备Xe-Fe金属间化合物 金属间化合物是过渡族金属元素之间形成一系列金属间化合物，即是指金属与金属、金属与准金属形成的化合物。金属间化合物由于具有优于高温合金的耐热性、高的比强度、高的比寿命、高的导热性和高的抗氧化性，以及具有优于陶瓷材料的韧性和良好的热加工性而受到广泛关注，尤其受到航空部门的青睐。近日，美国劳伦斯·利弗摩尔国家实验室的Elissaios Stavrou (通讯作者)等人通过原位同步辐射X射线衍射和拉曼光谱辅助于第一原理计算，证实了Xe-Fe金属间化合物可以在地球核心的热力学条件下被合成。结果表明，在极端条件下，通过记录在环境压力下的正电性元素可以获得电子并形成阴离子，元素的化学性质也发生变化。 文献链接：Synthesis of Xenon and Iron-Nickel Intermetallic Compounds at Earth’s Core Thermodynamic Conditions (Phys. Rev. Lett. , 2018, DOI: 10.1103/PhysRevLett.120.096001） 6、Phys. Rev. Lett.：可逆相变在准同型相界强压电性能中的作用 现代功能材料如压电，铁磁体，铁电体和铁合金，经常在相界处对外界刺激显示出非凡的响应，在这样的材料中，外部刺激驱动的可逆相变被认为与它们的非凡特性直接相关。例如，优异的形状恢复特性，巨大的磁致伸缩和巨大的磁热效应伴随着磁场或温度场驱动的相变。北京科技大学陈骏教授（通讯作者）等人通过实验揭示了现场驱动可逆相变在实现增强机电性能中的重要作用，使用原位高能同步加速器X射线衍射结合2D几何散射技术，建立了与压电相关的微观结构演化模型。此外，相场建模揭示了极化对准和压电响应可以通过电场驱动的相变显著增强。本项提出的机制将有助于设计和优化新的压电材料，铁磁体或其他相关的功能材料。 文献链接：Role of Reversible Phase Transformation for Strong Piezoelectric Performance at the Morphotropic Phase Boundary (Phys. Rev. Lett.,2018,DOI: 10.1103/PhysRevLett.120.055501) 7、Phys. Rev. Lett.：单层半导体中激子里德伯态的磁光光学 原子级薄层过渡金属二硫族化合物（TMD）半导体如单层MoS2和WSe2的兴起，很大程度上源自其直接光学带隙和非常强的光物质耦合。在掺杂或高度激发的单分子层中，由于带电激子或多重态可以在光谱中发展出明显的共振。近日，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的A. V. Stier（通讯作者）等人告了原子级单层半导体WSe2中激子里德堡态的65 T磁吸收光谱。激发态中性激子的强场依赖性和明显的能量变化使得它们明确的识别并可以和主要理论模型进行定量比较。 文献链接：Magnetooptics of Exciton Rydberg States in a Monolayer Semiconductor (Phys. Rev. Lett. , 2018, DOI: 10.1103/PhysRevLett.120.096001） 8、Phys. Rev. Lett.：缺口型手性费米子体系中激子的光学选择规律能 人们对半导体光吸收的理解依赖于两个基本的近似值。第一种是有效质量近似，其中电子和空穴被认为是分别随着传导和价带的有效质量移动的两个粒子；第二个近似值是电偶极子近似。在这种近似中，带间光学跃迁通常根据组成布洛赫函数的原子轨道之间的跃迁来理解。总之，这两个近似产生了激子的光学选择规则。近日，美国卡耐基梅隆大学的Xiaoou Zhang（通讯作者）等人提出了两种能够承载类似S的激子的手性费米子体系来证明他们的理论：具有C4旋转对称性的拓扑结构绝缘体的缺口表面状态和偏置的3R堆叠MoS2双层。在后者情况下，我们表明可以通过改变匝数通过使用门控来调节从明亮到黑暗的s样激子。因此，我们的理论为二维材料中光学过渡的电控制提供了一条新途径。 文献链接：Optical Selection Rule of Excitons in Gapped Chiral Fermion Systems (Phys. Rev. Lett. , 2018, DOI: 10.1103/PhysRevLett.120.077401） 9、Phys. Rev. Lett.：YBa2Cu3O7−δ的电荷顺序和超导电性 铜酸盐高居里温度(Tc)超导体具有丰富的相图，并且欠掺杂区域特别复杂，具有几个不同的相。阐明这些相的微观起源及其与超导性的关系仍然是非常重要的。对于空穴掺杂np <0.18且低于特征温度T 的情况，出现一个新相，其特征在于接近费米能级的状态密度降低。最近，英国布里斯托大学的Carsten Putzke（通讯作者）等人通过测量高磁场和高静水压下霍尔系数RH（T）的温度依赖性来研究未掺杂的YBa2Cu3O7-δ中电荷顺序与超导电性之间的相互作用。研究结构表明，压力为2.6GPa时将Tc提高了10K，但对RH（T）的影响很小。 文献链接：Charge Order and Superconductivity in Underdoped YBa2Cu3O7−δ under Pressure (Phys. Rev. Lett.,2018,DOI: 10.1103/PhysRevLett.120.117002) 10、Phys. Rev. Lett.：镤、锕系和过渡金属化学研究 由于它们的5f电子，早期锕系元素表现出化学行为，这种化学行为在基于扩散和定向d轨道的过渡金属化学以及4f镧系元素中的大部分局部化和静电键合相互作用中处于中间。Pa被认为是一种研究早期锕系元素在5f和6d轨道参与其化学过程中的周期性元素，能够影响它们的结构和结合。近日，美国阿贡国家实验室的Richard E. Wilson和法国里尔第一大学的Valérie Vallet（共同通讯作者）等人报道了Pa-peroxozu簇用于合成锕系金属酸盐。在密度泛函理论水平上的量子化学计算表明，在Pa的化学过程中，有着5f和6d的轨道参与，并且较重的锕系元素会增加5f轨道参与程度。轨道特征的周期性变化与早期锕系元素中键的关系突出了5f轨道在其反应性和化学结构上的影响。 文献链接：Protactinium and the intersection of actinide and transition metal chemistry (Phys. Rev. Lett.,2018,DOI: 10.1038/s41467-018-02972-z)
    88浏览量
    原文链接