近年来,卤化物钙钛矿材料已用于制造高性能太阳能电池和发光装置。然而,材料缺陷仍然限制了器件的性能和稳定性。在这里,基于同步加速器的布拉格相干衍射成像用于可视化卤化物钙钛矿微晶体中的纳米级应变场,例如缺陷局部的应变场。尽管 MAPbBr 3 (MA = CH 3 NH 3 + ) 晶体具有很高的光电质量,但其内部存在明显的应变异质性,并且通过分析其局部应变场可以识别出〈100〉和〈110〉刃位错。通过在连续照明下对这些缺陷和应变场进行原位成像,发现了数百纳米范围内剧烈的光诱导位错迁移。此外,通过选择性研究被 X 射线束损坏的晶体,较大的位错密度和增加的纳米级应变与材料降解和使用光致发光显微镜测量评估的显著改变的光电特性相关。这些结果证明了卤化物钙钛矿中扩展缺陷和应变的动态性质,这将对设备性能和操作稳定性产生重要影响。
高熵碳化物 (HEC) 备受关注,因为它们是超高温和高硬度应用的有希望的材料。为了发现具有增强屈服强度和硬度的碳化物,需要基于机制的设计方法。在本研究中,提出了位错核原子随机性作为提高硬度的机制,其中位错核处不同元素之间的随机相互作用使位错更难滑移。基于密度泛函理论计算了 a ∕ 2 ⟨ 1 ̄ 10 ⟩ {110} 刃位错的 Peierls 应力,其中通过增加位错核处的元素数量来增加原子的随机性。结果表明,Peierls 应力在统计上随着元素数量的增加而增加,表明加入更多元素可能会产生更高的硬度。基于这一指导原则,我们制备了三种八阳离子 HEC(Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、X、Y)C(X、Y = Mo、W、Cr、Mo 或 Cr、W),其成分由从头计算的形成焓和熵形成能力决定。单相致密陶瓷均表现出约 40 GPa 的高纳米压痕硬度。位错核心处不同元素之间的随机相互作用为提高结构陶瓷的硬度提供了一种机制。