图 3 掺杂调控 vdW 异质结理论研究典型成果( a )结构优化后的 C 、 N 空位及 B 、 C 、 P 、 S 原子掺杂 g-C 3 N 4 /WSe 2 异质结 的俯视图 [56] ;( b )图( a )中六种结构的能带结构图 [56] ;( c )掺杂的异质结模型图、本征 graphene/MoS 2 异质结的能带结 构及 F 掺杂 graphene/ MoS 2 异质结的能带结构 [57] ;( d ) Nb 掺杂 MoS 2 原子结构的俯视图和侧视图以及 MoS 2 和 Nb 掺杂
空洞和空位环形成的概率几乎相等。空洞或空位环在何种条件下形成尚待推测;一般认为,除非有空洞成核位点且杂质原子稳定,否则不会形成空洞。如果不满足这些条件,原本会形成空洞的空位(或空洞胚胎)要么迁移到稳定的缺陷凹陷,即空位环,要么保持亚稳态瞬态配置。虽然后一种情况发生的概率较小,但本研究结果似乎支持其发生。当样品在辐照后冷却至室温时,这种配置可以保留,随后在相对较低的温度下重新加热时退火。
对于高纯度样品,NV 中心拥有很长的相干时间,通过动态解耦可以进一步延长到接近 1 秒[3,4]。它可由微波场进行相干控制,并且对外界电场和磁场高度敏感。这些优越的特性使 NV 中心成为量子信息处理 [5-10]、超衍射极限成像 [11] 以及电场和磁场 [12-14]、温度 [15]、应力 [16]、生物结构 [17] 和化学反应 [18] 的量子传感的有希望的候选材料。此外,NV 中心可以与其他类型的量子系统耦合,例如碳纳米管 [19]、通量量子比特 [20] 和压磁超晶格 [21],可以构建有前途的混合量子器件 [22,23]。此类有吸引力的应用需要充分了解其退相干行为,包括横向和纵向弛豫[24-26],以及广泛的物理参数,如温度、磁场、杂质类型和浓度。在用于多自旋浴动力学的量子多体理论中[27-30],例如密度矩阵团簇展开[31-33]、对关联近似[34-36]和链接团簇展开[37],由作者之一 WY 发展的团簇关联展开(CCE)[38-40]已成功用于描述在大失谐区域中中心自旋耦合到多自旋浴的纯失相过程[41]。利用CCE方法,理论上预测了量子自旋池中NV中心的异常退相干效应[42],并通过实验验证了该现象[43]。有趣的是,NV中心的退相干曾被认为是实现量子计算的障碍[44,45],但现在它已被用于探测遥远的核自旋二聚体[46],并提出利用弱地磁场进行导航[40]。类似地,最近有研究表明,可以探索诸如NV中心之类的量子系统来获取玻色子池的信息[47]。
Philip Nakashima 副教授 1、Yu-Tsun Shao 博士 2,3、Zezhong Zhang 博士 4,5,6、Andrew Smith 博士 7、Tianyu Liu 博士 8、Nikhil Medhekar 教授 1、Joanne Etheridge 教授 7,9、Laure Bourgeois 教授 1,9、Jian-Min Zuo 教授 10,11 1 澳大利亚克莱顿莫纳什大学材料科学与工程系,2 美国洛杉矶南加州大学 Mork Family 化学工程与材料科学系,3 美国洛杉矶南加州大学纳米成像核心卓越中心,4 比利时安特卫普大学材料研究电子显微镜 (EMAT),5 比利时安特卫普大学 NANOlab 卓越中心,6 英国牛津大学材料系,7 克莱顿莫纳什大学物理与天文学院,澳大利亚,8 日本仙台东北大学先进材料多学科研究所,9 澳大利亚克莱顿莫纳什大学莫纳什电子显微镜中心,10 美国厄巴纳-香槟伊利诺伊大学材料科学与工程系,11 美国厄巴纳-香槟伊利诺伊大学材料研究实验室,背景包括目标我们着手对非均质晶体材料中纳米结构周围的键合电子密度进行首次位置分辨测量。迄今为止,所有键合电子密度和电位研究仅涉及均质单相材料;然而,大多数为我们服务的材料由于其包含的纳米结构而具有混合特性,这通常是设计使然。我们还注意到,材料缺陷无处不在且不可避免,因此我们可以从单一均质晶体的名义上完美的区域推导出材料特性的假设在范围和“实际”应用方面是有限的。这项工作旨在提供一种新功能,用于查询纳米结构和非均质材料中纳米结构周围的键合电子密度。我们的首次尝试涉及名义纯度(99.9999+%)铝中的纳米空隙。在实现这一目标的过程中,我们必须准确绘制空位浓度并确定空位引起的相关晶格收缩,以便能够精确测量晶体势和电子密度的傅立叶系数(结构因子)(误差小于 0.1%),因此我们取得了多项发现。© 作者,由 EDP Sciences 出版。这是一篇开放获取文章,根据知识共享署名许可 4.0 条款分发(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。
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。
氧空位在塑造金属氧化物的特性中起着至关重要的作用,例如催化,铁电性,磁性和超导性。尽管X射线光电子光谱(XPS)是一种健壮的工具,但准确的氧气空位定量仍然是一个挑战。XPS分析中的一个常见错误是将O 1 S光谱中的531 - 532 eV特征与氧空位相关联。这是不正确的,因为空的氧气位点不会发出光电子,因此不会产生直接的XPS光谱特征。为了解决这个问题,我们提出了三种通过间接特征通过XPS进行氧气空位分析的替代方法:(1)量化阳离子价状态变化,(2)通过归一化的氧气光谱强度和(3)评估FERMI能量从粘合En-Ergy中的电量移位来评估Fermi Ensightic Engy的Fermi Ensive变化。推荐的策略将促进氧气空位的精确XPS分析,从而促进未来的理解和操纵氧空位以进行先进材料开发的研究。
摘要:在单光子水平上修改光场是即将到来的量子技术面临的一个关键挑战,可以通过集成量子光子学以可扩展的方式实现。激光写入的金刚石光子学提供了与光纤技术相匹配的 3D 制造能力和大模场直径,尽管限制了单发射器级别的协同性。为了实现大的耦合效率,我们将通过高数值孔径光学器件激发单个浅植入硅空位中心与激光写入 II 型波导辅助检测相结合。我们展示了单发射器消光测量,协同率为 0.0050,相对 beta 因子为 13%。共振光子的传输揭示了从准相干场中减去单光子,从而产生超泊松光统计。尽管内在的协同性很低,但我们的架构使光场工程能够在单量子水平上进行集成设计。激光写入结构可以三维制造,并与光纤阵列具有自然连接性。关键词:激光写入、光子工程、集成量子光学、金刚石色心、量子发射器■ 简介
摘要:激光三维打印已成为基于熔体生长制备高性能Al 2 O 3 基共晶陶瓷的重要技术,但氧空位是该过程中不可避免的晶体缺陷,其形成机理和在沉积态陶瓷中的作用尚不清楚。本文采用激光3D打印制备Al 2 O 3 /GdAlO 3 /ZrO 2 三元共晶陶瓷,通过精心设计的退火实验揭示了氧空位的形成机理,并研究了氧空位对凝固态共晶陶瓷结构和力学性能的影响。揭示了氧空位的形成是由于氧原子通过空位迁移机制从氧化物陶瓷中转移到缺氧气氛中,此外,氧空位的存在对增材制造共晶陶瓷的晶体结构和微观结构没有明显影响。然而这些晶体缺陷的形成会在一定程度上改变陶瓷材料的化学键性质,从而影响沉积态共晶陶瓷的力学性能。研究发现,去除氧空位后,陶瓷材料的硬度降低了3.9%,断裂韧性提高了13.3%。该结果可为调控氧化物陶瓷材料的力学性能提供一种潜在的策略。关键词:氧化物共晶陶瓷;激光3D打印;氧空位;微观结构;力学性能