广泛用作航空航天和核工程(在裂变和聚变应用)的结构材料、金属加工工具和坩埚,以及腐蚀环境中的化学反应容器。最近,所有组成元素含量相当的复杂浓缩合金 (CCA) 已成为 RA 研究的一个新课题 [3, 4, 5, 6]。从纯金属到 CCA 的转变通常会改善材料性能和/或出现新的有益工程特性。在过去的 15-20 年里,这类合金一直是深入研究的主题。如今广泛讨论的高熵合金 [7, 8, 9] 是 CCA 的一个特例,其中合金元素的数量等于或超过五种。但即使涉及的元素数量只有三四种,与纯金属相比,高构型熵和严重的晶格畸变也会导致 CCA 材料性质发生质的变化。Senkov 等人。 [3, 10] 研究了一种 W 0.25 Ta 0.25 Mo 0.25 Nb 0.25 合金,该合金在高温下表现出有趣的力学性能:在 850K 至 1800K 的温度范围内,屈服应力极高(约 600 MPa)并且似乎几乎与温度无关。人们认为造成这一不寻常特征的主要机制之一是 CCA 的局部晶格畸变 (LLD) [7, 11],它抑制了位错运动。根据这一推测,在 Zou 等人最近的研究中 [12],他们通过高分辨率透射电子显微镜证实了 Nb-Mo-Ta-W 耐火合金中的局部畸变。经典分子动力学 (MD) 模拟是研究 CCA 特性最有力的工具之一。这种建模的关键部分是原子间势。因此,为此类系统开发可靠且广泛适用的势能是计算材料科学中的一项基本任务。对于耐火 CCA,Zhou 等人 [13, 14] 报道了一类可扩展至合金的嵌入式原子方法 (EAM) 势能。2013 年,Lin 等人 [15] 将 Zr 和 Nb 组分纳入该组势能中。这些势能被广泛用于探测耐火 CCA 中缺陷的行为 [16, 17, 18, 19, 20]。然而,由于可预测性较差,使用该模型获得的模拟结果最多只能视为定性的——即使对于纯金属也是如此。例如,对于纯钨,Zhou 的势能严重高估了熔化温度(比实验值高出近 1000K)[21],并且与从头算计算结果相比,显示出错误的螺位错 Peierls 势垒特征(峰值和形状)[22]。对于纯钼,Zhou 的模型给出了螺位错的极化核心
摘要:我们从理论上研究了低频光脉冲与拓扑和磁有序两七重层 (2-SL) MnBi 2 Te 4 (MBT) 和 MnSb 2 Te 4 (MST) 中的声子共振的影响。这些材料具有相同的对称性和原始形式的反铁磁基态,但表现出不同的磁交换相互作用。在这两种材料中,剪切和呼吸拉曼声子都可以通过与光激发红外声子的非线性相互作用来激发,使用可以在当前实验装置中获得的强激光脉冲。光诱导的瞬态晶格畸变导致有效层间交换相互作用和磁序的符号发生变化,并伴有拓扑能带跃迁。此外,我们表明,通常存在于 MBT 和 MST 样品中的中度反位无序可以促进这种影响。因此,我们的工作确立了 2-SL MBT 和 MST 作为实现非平衡磁拓扑相变的候选平台。
钙钛矿氧化物中的氧空位迁移和排序使得能够通过改变阳离子氧化态和晶格来操纵材料特性。在薄膜中,氧空位通常排列成等距平面。本文表明,如果机械纳米探针限制了空位产生的化学晶格膨胀,平面二维对称性就会被破坏。使用原位扫描透射电子显微镜,可以在局部机械应变下的电压脉冲过程中对外延 La 2/3 Sr 1/3 MnO 3– δ 薄膜中从钙钛矿结构到 3D 空位有序相的转变进行成像。这种前所未见的排序模式由扭曲的氧四面体、五面体和八面体的复杂网络组成,它们共同产生波纹原子结构,晶格常数在 3.5 到 4.6 Å 之间变化。巨大的晶格畸变对应变变化反应灵敏,为由电压驱动和应变控制的非挥发性纳米级物理特性控制提供了前景。
快速、可逆、低功耗操控自旋纹理对于下一代自旋电子器件(如非易失性双极存储器、可切换自旋电流注入器或自旋场效应晶体管)至关重要。铁电拉什巴半导体 (FERSC) 是实现此类器件的理想材料。它们的铁电特性使得能够通过可逆和可切换的极化对拉什巴型自旋纹理进行电子控制。然而,只有极少数材料被确定属于此类多功能材料。这里,Pb 1 − x Ge x Te 被揭示为一种新型的纳米级 FERSC 系统。通过温度相关的 X 射线衍射证明了铁电相变和伴随的晶格畸变,并通过角分辨光电子能谱测量了它们对电子特性的影响。在少数纳米厚的外延异质结构中,较大的 Rashba 自旋分裂表现出随温度和 Ge 含量变化的宽调谐范围。本研究将 Pb 1 − x Ge x Te 定义为用于自旋电子学应用的高电位 FERSC 系统。
层状过渡金属二硫属化物 (TMDC) 具有各种电子、结构和传输现象,是电子器件中最有希望的应用材料 [1, 2]。在众多新状态中,这些化合物中的电荷密度波 (CDW) 相尤其受到关注,因为它在相图中与超导相邻 [3, 4]。就电子结构而言,CDW 相通常与费米面嵌套相关,费米面特定位置的间隙打开,由 CDW 波矢连接 [5–7]。作为响应,原子从其原来的位置移动,形成可通过扫描隧道电子显微镜 (STM) 实验可视化的超结构 [8–10]。在所有 TMDC 中,1T-VSe 2 是一个特殊的例子,因为它在块体中具有长波长 3D CDW 相。它经历与 4 a × 4 a × 3 不相称的 CDW。 18c 在 T ∗ = 110 K 附近出现周期性晶格畸变,随后在 80 K 附近第二次跃迁至相应的 CDW 态 [9–11]。另一方面,电子结构上的 CDW 相得到了角分辨光电子能谱 (ARPES) 的异常研究支持。例如,据报道在
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