摘要:诸如玻璃,聚合物和无定形合金之类的无定形材料具有广泛的应用,从日常生活到极端条件,由于它们在弹性,强度和电阻率方面具有独特的特性。对无定形材料原子结构的更好理解将为其进一步的工程和应用提供宝贵的信息。然而,在实验上确定无定形材料的三维原子结构是一个长期的问题。由于原子布置无序,无定形材料在远程规模上没有任何翻译和旋转对称性。常规表征方法,例如散射和显微镜成像,只能提供在宏观区域上平均的统计结构信息。无定形材料的3D原子结构的知识有限。最近的原子分辨率电子断层扫描(AET)已证明是一种越来越强大的原子尺度结构表征的工具,而无需任何晶体假设,这为确定各种无定形材料的3D结构打开了一扇门。在这篇综述中,我们总结了过去几十年来探索无定形材料原子结构的最新特征方法,包括X射线/中子衍射,纳米梁和Angstrom-Beam电子衍射,波动电子显微镜,高分辨率扫描/传输电子显微镜和Atom tomography。从实验数据和理论描述中,已经建立了各种无定形材料的3D结构。特别是,我们介绍了AET的原理和最新进展,并突出了AET最新的开创性壮举,即,在多组分玻璃合金中对所有3D原子位置的首次实验确定,在多型玻璃合金中和3D原子包装中的无相固体固体中的3D原子包装。我们还讨论了表征无定形材料中化学和结构缺陷的新机会和挑战。
电子邮件:oleksandrmalyi@gmail.com 摘要:传统固体物理学长期以来将材料的光学特性与其电子结构关联起来。然而,最近对本征间隙金属的发现挑战了这一经典观点。间隙金属具有不同于金属和绝缘体的电子特性,具有大量未经任何有意掺杂的自由载流子和内部带隙。这种独特的电子结构使间隙金属可能优于通过有意掺杂宽带隙绝缘体设计的材料。尽管间隙金属具有透明导体等有希望的应用,但由于缺乏对其电子能带结构与光学特性之间相关性的了解,因此为特定目的设计间隙金属仍然具有挑战性。本研究重点关注有间隙金属的代表性实例,并展示了以下情况:(i) 在可见光范围内具有强带内吸收的有间隙金属(例如 CaN 2 ),(ii) 在可见光范围内具有强带间吸收的有间隙金属(例如 SrNbO 3 ),(iii) 有间隙金属(例如 Sr 5 Nb 5 O 17 ),这些金属是潜在的透明导体。我们探索了识别透明导体的潜在间隙金属的复杂性,并提出了发现新一代透明导体的逆材料设计原理。
摘要:采用基于密度泛函理论(DFT)结合LDA+U算法的第一性原理计算方法,研究了Co/Mn共掺杂ZnO纳米线的电子结构与磁性能,重点研究了Co/Mn原子的最佳几何置换位置、耦合机制和磁性来源。模拟数据表明,所有构型的Co/Mn共掺杂ZnO纳米线都表现出铁磁性,并且Co/Mn原子取代(0001)内层中的Zn使纳米线进入基态。在磁耦合态,在费米能级附近检测到明显的自旋分裂,并且Co/Mn 3d态与O 2p态之间观察到强烈的杂化效应。此外,建立了形成Co 2+ -O 2 − -Mn 2+磁路的铁磁有序结构。此外,计算结果表明磁矩主要来源于Co/Mn的3d轨道电子,磁矩的大小与Co/Mn原子的电子结构有关。因此,通过LDA+U方法获得了Co/Mn共掺杂ZnO纳米线电子结构的真实描述,展示了其作为稀磁半导体材料的潜力。
抽象的大噬菌/自噬是一种多步降解过程,对于维持细胞稳态至关重要,并且在疾病期间常常失调。系统地量化通过该途径的通量对于获得基本见解并有效调节此过程至关重要。量化通量的建立方法使用稳态测量,该测量提供了有关扰动和细胞反应的有限信息。我们提出了一个理论和实验框架,可在非态状态条件下以速率的形式测量自噬步骤。我们使用这种方法来测量对雷帕霉素和沃特曼宁治疗的时间反应,这是两个常用的自噬调节剂。我们在短短10分钟内量化了自噬速率的变化,这可以在反馈开始之前建立自噬扰动的直接机制。我们确定了雷帕霉素对自噬速率初始和时间进展的con核心依赖性作用。我们还发现,沃尔特曼宁(Wortmannin)对自噬的抑制作用,雷帕霉素进一步加速了恢复时间。此外,我们应用了这种方法来研究血清和谷氨酰胺饥饿对自噬的影响。血清饥饿导致所有速率的快速和短暂增加。谷氨酰胺饥饿导致较长时间尺度上的速率降低。总而言之,这种新方法可以量化具有高灵敏度和时间分辨率的自噬通量,并促进对这一过程的全面理解。
该手稿由UT-Battelle,LLC部分撰写,根据与美国能源部(DOE)合同DE-AC05-00OR22725。美国政府保留和出版商,通过接受该文章的出版物,承认美国政府保留了非判定,有偿,不可撤销的,全球范围内的许可,以出版或复制本手稿的已发表形式,或允许其他人这样做,以实现美国政府的目的。DOE将根据DOE公共访问计划(http://energy.gov/downloads/doe-public-access-plan),将公开访问联邦赞助研究结果。
近年来,半导体技术的不断缩小,极大地受益于三维(3D)集成技术和三维晶体管的快速发展。1 – 7预计未来迫切需要在更复杂的3D器件和3D动态随机存取存储器(3D DRAM)方面取得进一步进展。在此过程中,需要开发和采用许多创新的测量技术来表征3D器件和3D单元,以深入了解新器件和新材料的结构-功能关系,从而辅助设计性能更佳的先进3D器件。随着3D器件变得越来越复杂,涉及更多的埋置固/固界面,而这些埋置界面上的分子相互作用对整个器件的性能起着关键作用,应进行原位研究。极紫外 (EUV) 光刻技术已用于 3D 技术,其通过次数不断增加,可用于 7 纳米和 5 纳米节点逻辑集成电路以及 16/14 纳米节点 DRAM 的批量生产。8 – 10 与 193 纳米浸没式光刻技术相比,
本报告是由美国政府某个机构资助的工作报告。美国政府或其任何机构、其雇员、承包商、分包商或其雇员均不对所披露信息、设备、产品或流程的准确性、完整性或任何第三方的使用或此类使用结果做任何明示或暗示的保证,或承担任何法律责任或义务,或表示其使用不会侵犯私有权利。本文以商品名、商标、制造商或其他方式提及任何特定商业产品、流程或服务,并不一定构成或暗示美国政府或其任何机构、其承包商或分包商对其的认可、推荐或支持。本文表达的作者的观点和意见不一定代表或反映美国政府或其任何机构的观点和意见。
完整作者列表: Mishra, Esha;内布拉斯加大学林肯分校,物理学和天文学 Ekanayaka, Thilini;内布拉斯加大学林肯分校,物理学 Panagiotakopoulos, Theodoros;中佛罗里达大学 Le, Duy;中佛罗里达大学,物理系;中佛罗里达大学 Rahman, Talat;中佛罗里达大学,物理学 Wang, Ping;佛罗里达州立大学,化学和生物化学系 McElveen, Kayleigh;内布拉斯加大学林肯分校,化学 Phillips, Jared;印第安纳大学普渡大学印第安纳波利斯分校,物理学 Zaz, Zaid;内布拉斯加大学林肯分校 Yazdani, Saeed;IUPUI N'Diaye, Alpha;劳伦斯伯克利国家实验室,先进光源 Lai, Rebecca;内布拉斯加大学林肯分校 Streubel, Robert;内布拉斯加大学林肯分校,物理学和天文学 程瑞华;印第安纳大学普渡大学印第安纳波利斯分校,物理系 沙特鲁克,迈克尔;佛罗里达州立大学,化学系 彼得·道本;内布拉斯加大学林肯分校,物理学和天文学
我们通过密度函数理论计算研究了原型Mott绝缘子NIS 2的电子结构,在这些计算中,我们明确地说明了非共线性抗铁磁序,如最近在IsoelectRonic Analog Ni(S,SE,SE)2中建立的。对于金属NIS 2在高压下,我们的计算预测了Fermi表面拓扑和体积,这与最近的量子振荡研究非常吻合。但是,我们发现,即使在环境压力下,密度功能理论也错误地预测了金属基态,类似于以前的非磁性或共线性抗抗铁磁模型。通过包括Hubbard相互作用U和现场交换J,金属相被抑制,但即使是这样的扩展模型也无法描述金属到构造的相位转变的性质,并错误地描述了绝缘阶段本身。这些结果突出了更复杂的计算方法的重要性,甚至在绝缘阶段深处,远离莫特绝缘相变。
物质由一种或多种元素组成。在正常条件下,自然界中除了稀有气体外,没有其他元素以独立原子的形式存在。然而,一组原子被发现以具有特征性质的一种物质形式存在。这样的原子组被称为分子。显然,一定有某种力将这些组成原子保持在分子中。将不同化学物质中的各种成分(原子、离子等)保持在一起的吸引力称为化学键。由于化合物的形成是各种元素的原子以不同方式结合的结果,因此它引发了许多问题。为什么原子会结合?为什么只有某些组合是可能的?为什么有些原子会结合而其他某些原子不会结合?为什么分子具有确定的形状?为了回答这些问题,人们不时提出了不同的理论和概念。这些理论和概念包括 Kössel-Lewis 方法、价壳电子对排斥 (VSEPR) 理论、价键 (VB) 理论和分子轨道 (MO) 理论。各种价态理论的演变和对化学键性质的解释与对原子结构、元素电子排布和周期表的理解的发展密切相关。每个系统都趋向于更稳定,而键合是自然界降低系统能量以达到稳定的方式。