在单原子水平上解密化学有序／无序态同材料性质的关系
完美的晶体在自然界是不存在的。现实中的材料往往存在缺陷，和化学有序/无序态，例如晶界，位错，界面，表面重构以及点缺陷。这些缺陷严重影响着材料的性质和功能。尽管材料的定量表征方法被快速建立，但精确处理有序/无序排列的三维（3D）原子和晶体缺陷对材料性质的影响仍是一大挑战。与此同时，量子力学计算方法，如密度泛函理论（DFT）已经从开始的理想块材模型处理系统发展为了具有掺杂、位错、晶界和界面的真实材料模型处理系统，但是这些计算方法重度依赖平均原子模型晶体学。为了提高第一原理计算的预测能力，有必要在一般晶体学测量的真实系统之外使用原子坐标。 加利福尼亚大学纳米系统研究所的Jianwei Miao教授（通讯作者）团队近日确定了一个由6569个铁原子和16627个铂原子组成的铁-铂纳米颗粒各个原子的三维坐标，并且在原子水平上精确测量了它的化学有序/无序态和晶体缺陷对材料性质的影响。前所未有地是，该团队还辨别出了材料丰富的三维结构细节，......阅读全文
在单原子水平上解密化学有序/无序态同材料性质的关系
完美的晶体在自然界是不存在的。现实中的材料往往存在缺陷，和化学有序/无序态，例如晶界，位错，界面，表面重构以及点缺陷。这些缺陷严重影响着材料的性质和功能。尽管材料的定量表征方法被快速建立，但精确处理有序/无序排列的三维（3D）原子和晶体缺陷对材料性质的影响仍是一大挑战。与此同时，量子力学计算方法
癌症“魅影”：寻找无序中的有序
无序蛋白指得是一部分没有稳定三维结构的蛋白质。因为没有绝对稳定的状态，经常参与调控细胞各成分的相互作用，如DNA的转录等。然而，它们的错误表达也可能造成细胞的变化，引起癌症等严重的疾病。 日前，美国麻省理工学院化学系博士后林星程等人在《生物分子》期刊上发表了一篇论文，研究人员运用分子动力学模型
别出心裁：在原子水平上对材料进行工程设计
背景介绍 自从纳米技术的概念提出以来，设备小型化一直是技术发展的驱动力。纳米制造技术的飞速发展推动了摩尔定律的发展，摩尔定律呈指数增长，导致现在半导体微处理器的计算能力成倍增长，而这些微处理器现在已成为大规模仿真和人工智能的基础。在科学的好奇心和技术的渴求的推动下，电子设备的小型化无疑会持续发
“无序科研”与“有序科研”，哪个模式好？
“无序科研”在此指没有组织的科研，研究方向和目标不固定，科研人员自由发展，各自为战。 “有序科研”在此指有组织的科研，有长期坚持的研究方向，有明确的要攻克的目标，并有固定的研究团队。一个人沿着一个方向长期坚持研究下去，直至攻克目标，也算有序科研。 我国高校和科研院所的科研多为“无序科研”。科
上海硅酸盐所等提出“半晶态”物质状态的新概念
固体晶态物质随外场变化通常为长程有序的晶体状态（crystalline）或者无序的玻璃状态（glass or amorphous），超过熔点则表现为完全无序和流动的液体状态（liquid）。微观上，这三种状态的化学成分可以完全相同，但结构和性能差别巨大，其根源在于成分原子间的多元强弱化学键（ch
我国学者提出磁性外尔半金属中“自旋轨道极化子”概念
磁性量子材料的缺陷工程及其局域量子态自旋的调控，有望用于构筑未来实用化的自旋量子器件，是目前凝聚态物理研究的热点领域之一。近年来，基于过渡金属的笼目晶格（kagome lattice）化合物成为揭示和探索包括几何阻挫、关联效应和磁性以及量子电子态的拓扑行为等丰富物理学性质的新颖材料平台。在这些近
曾桥石团队实现温度压力双向调控金属玻璃结构序
北京高压科学研究中心研究员曾桥石带领的团队通过高温结合高压的调控和原位检测，实现了对金属玻璃原子结构序的有效双向调控。他们发现的这种双向调控揭示了金属玻璃结构态的丰富性和自由调控性，将推动对金属玻璃结构的理解和应用。相关研究发表于近期的《自然—通讯》 。 金属玻璃兼具金属和玻璃两种材料的特性
物理所实现磁场对氢键无序-有序相变的调控
氢键是一种以氢原子为媒介的化学键，广泛存在于气态、液态和固态物质中。在一些含有氢键的晶体中，随着温度的降低，热涨落被抑制，氢键集体发生动态无序到静态有序的相变，同时伴随着晶体结构和对称性的变化，并可能产生铁电或反铁电有序。通常，氢键无序-有序的相变过程对外加磁场不敏感，因此，人们难以利用磁场来有
功能分子可控自组装等研究获进展
功能分子的可控自组装、聚集态结构和性能研究取得新进展 通过分子设计和自组装实现对其聚集态结构、形貌、维数和尺寸的调控，从而调控其性能是化学、物理和材料等学科的重要前沿研究领域。 在国家自然科学基金委、科技部和中科院的大力支持下，化学研究所有机固体院重点实验室的研究人员在分子材料的
压力诱导自旋态改变及金属间电荷转移研究获进展
过渡金属具有可变的化合价态，价态的改变预示着外层电子结构（包括电子数目、轨道占据等）的变化，从而可引起物质结构与物理性质显著的改变。研究人员通常利用化学掺杂的方法来控制电子的配置情况，从而实现对物理性质的有效调控。然而，化学掺杂不可避免地会引入化学无序与/或相分离，影响材料本征物理性质的研究。相