在单原子水平上解密化学有序／无序态同材料性质的关系

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

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

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

“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

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

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

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

新技术：原子级晶体管在柔性材料上的实现

　　多年来，超薄、灵活的计算机电路一直是个工程目标，但技术障碍阻碍了实现高性能所需的设备小型化程度。现在，美国斯坦福大学的研究人员发明了一种制造技术，可在柔性材料上生产出长度不到100纳米的原子级薄晶体管。17日发表在《自然·电子学》上的一篇论文详细介绍了这项技术。　　研究人员表示，随着技术的进步，

南科大在高对称单晶中发现非晶热导的反常现象

近日，南方科技大学物理系讲席教授何佳清团队在《物理评论X》上发表最新研究。他们发现强轨道-晶格耦合效应导致单晶BaTiS3发生自发对称破缺，形成了一种极为罕见的一维有序、二维无序的三维晶体结构。这种独特的微观结构使高对称单晶在热输运方面表现出反常特性：面内呈现非晶规律，面外则表现为晶体规律。材料的热

金刚石有颗“玻璃心”

　　素有“硬度之王”之称的金刚石也有“脆弱”的一面：作为一种晶态材料，规整排列的原子结构导致其性质具有很强的方向性。换言之：有些方向硬度特别大，而有些方向则相对较弱。北京高压科学研究中心曾徵丹研究员的团队最近合成出了一种原子无序排列的新型碳材料——玻璃态金刚石则很好地弥补了传统金刚石的这一缺点。该材

从原子水平检测硅材料的技术出炉

有望研发出新型硅结构材料　　据美国物理学家组织网报道，美北卡罗莱纳州立大学科学家们研究出一种先进的方法，能从原子尺度分析出硅材料里的组合成分。这种技术增进了人们对原子结合形式的理解和控制，有望改善硅材料的结构性能，开发高效微晶片和新型设备。相关研究发表在美国《国家科学院院刊》（PNAS）网

美制造出单晶体结构金属玻璃

　　一般来说，包括金属玻璃在内的玻璃态物质在内部结构上都处于无序状态，但据美国每日科学网6月17日报道，美国的一个研究小组日前通过高压对一个金属玻璃样本进行处理后，在其内部发现了一个呈高度有序状态的单晶体结构。该研究有助于人们加深对金属玻璃材料的认识，开创出一种新型金属玻璃的制备工艺。相关论文发表在

科学家实现从有序到无序的肽多尺度自组装

原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/518269.shtm对于生物分子自组装的研究不仅有助于理解细胞功能和疾病发病机制，同时为构建功能独特的绿色生态材料体系提供了有效手段。近期，中国科学院过程工程研究所研究员闫学海团队受邀总结了该团队在肽自组

表层－MALDI－质谱成像技术在分子水平上对合成材料的分析

物理所硅烯的氢化研究取得新进展

　　最近几年，在硅基研究领域兴起了一种类石墨烯的新型二维材料——硅烯（silicene）。硅烯也是狄拉克费米子体系，其低能准粒子具有线性能带结构，而且它还是一种二维拓扑绝缘体。在硅烯中， 由于Si-Si原子之间较大的成键间距削弱了π电子交叠，它以sp2-sp3混合杂化的方式形成具有弱翘曲（low-b

理化所在热电材料性能优化方面取得进展

热电能源转换技术可实现电能和热能的直接相互转化，具有安静、可靠、易维护和体积小等优点，在工业余废热的回收应用、全固态制冷等方面具有重要应用前景。将热电转换技术应用于实际的主要障碍是低转换效率，能量转换效率直接取决于材料的无量纲热电优值zT。优化热电性能的一般策略是改善电输运性能和破坏热输运路径。熵工

继3篇《科学》后，浙大团队又添1篇《自然》！

　　浙江大学关联物质研究中心和物理学系袁辉球教授团队首次在纯净的重费米子化合物中发现铁磁量子临界点，并且观察到奇异金属行为。这一发现打破了人们普遍认为铁磁量子临界点不存在的传统观念，并且将奇异金属行为拓展到铁磁量子临界材料中。这项研究于北京时间3月5日在国际顶级杂志《自然》在线发表。浙江大学物理学系

电子顺磁共振谱仪的组成和应用

　　电子顺磁共振谱仪由辐射源、谐振腔、样品座、信号接收、放大和记录器等部分组成.矿物的ESR谱可以提供矿物中具有顺磁中心的杂质的晶格位置、价态、局域对称、浓度及晶体场参数等信息,从而研究基态电子结构和化学键性质,解释矿物的某些物理性质.　　电子顺磁共振谱仪在矿物学中的主要应用一是研究矿物中顺磁性杂质

怎样利用顺磁共振测量磁场强度

电子顺磁共振(EPR)是由不配对电子的磁矩发源的一种磁共振技术,是研究化合物或矿物中不成对电子状态的重要工具,用与定性和定量检测物质原子或分子中所含的不配对电子,并探索其周围环境的结构特性.电子顺磁共振亦称电子自旋共振(EPR).其基本原理为电子是具有一定质量和带负电荷的一种基本粒子,它能进行两种运

光电化学工作站促进电化学研究在分子水平上的发展

　光电化学工作站可选择的多光谱光源和各种光电化学池，与电化学工作站联用将光电化学反应输出至电化学工作站，以进行光电化学反应的科学研究。        由于系统设计的灵活性，可与大多数主流电化学工作站联用，与电化学工作站联用将光电化学反应输出至电化学工作站，以进行光电化学反应的科学研究，研究分子或离子

3D蜂窝状有序多孔结构负载Pt单原子电催化剂

近日，中国科学院广州能源研究所研究员闫常峰团队联合中科院金属研究所在开发三维蜂窝状介孔结构负载Pt单原子氢燃料电池催化剂方面取得进展，相关研究成果发表于英国皇家化学学会（RSC）期刊《材料化学A辑》。研究工作得到中国科学院STS重点项目和广州市科技计划项目的支持

3D蜂窝状有序多孔结构负载Pt单原子电催化剂

近日，中国科学院广州能源研究所研究员闫常峰团队联合中科院金属研究所在开发三维蜂窝状介孔结构负载Pt单原子氢燃料电池催化剂方面取得进展，相关研究成果发表于英国皇家化学学会（RSC）期刊《材料化学A辑》。研究工作得到中国科学院STS重点项目和广州市科技计划项目的支持

物理所非晶合金塑性变形和玻璃弛豫关系研究取得新进展

　　中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）汪卫华研究组率先在非晶合金塑性形变和玻璃弛豫关系研究领域开展工作，并取得了一系列成果。 　　在晶体材料中，塑性变形是通过低能量的缺陷(如位错、孪晶等)运动实现的，它们存在的基础是原子在空间上的长程有序性和平移对称性。然而，在原子排列长程

中国科学院大学苏刚发《物理评论快报》：超临界磁压热效应

近日，中国科学院大学苏刚教授团队与合作者利用自己发展的精确高效有限温度张量重正化群方法，完整给出了Shastry-Sutherland晶格量子磁性模型的压力—温度相图，发现该相图与水的相图极为相似，同时发现在临界点上方的超临界区存在一种新奇的量子关联诱导的制冷机制，命名为超临界磁压热效应。该效应给出

废塑料升级再造为燃料来源

科技日报北京8月22日电 （实习记者张佳欣）在22日举行的美国化学学会秋季年会上，美国太平洋西北国家实验室领导的研究小组提出了一项塑料回收创新方法，它在减少贵金属钌使用量的同时，提高了对有用产品的转化率。这项研究使科学家有机会开发出更高效、更具选择性和多用途的塑料回收催化剂。这种新方法更有效地将塑料

软凝聚态和生物物理交叉领域获重要成果

　　最近，在国家自然科学基金和科技部“973”项目的资助下，南京大学固体微结构物理国家实验室和物理学院教授、苏州大学软凝聚态物理及交叉研究中心教授马余强课题组，在软凝聚态和生物物理交叉领域取得了系列重要进展，其中两项成果分别刊登在最近出版的美国《国家科学院院刊》（PNAS）和

研究为非晶合金材料的性能调控提供新思路和方法

　　近年来，人们在非晶体系中发现不同微观区域具有迥异的动力学行为表现，体现为时空的不均匀性。这种不均匀性的存在以及玻璃态中动力学弛豫行为的特性，不符合经典的无序理论和范式，指出了在无序体系中存在动力学缺陷的可能性。非晶合金（或称金属玻璃）不仅具有优异的性能，同时其具有相对简单结构和价键结合，很适合作