TS 模式也可以不采用蛇形线来表示对应于整数自旋共振 γG = k 的离散能量值。这里 γ 是相对论因子,G 是旋磁比的异常部分。对于质子,这样的能量值数量为 25,能量步长为 0.523 GeV。对于氘核,只有一个点,总能量为 13.1 GeV。在理想的对撞机晶格中,自旋运动会退化:任何轨道位置的任何自旋方向都会在每次粒子转动时重复。这意味着 TS 模式下的自旋调谐为零,粒子处于 TS 共振状态。在这种情况下,自旋运动对磁场的微小扰动高度敏感,这些扰动与晶格缺陷以及回旋加速器和同步加速器粒子的振荡有关。在实际情况下,自旋简并被消除,因为极化沿着由对撞机晶格缺陷决定的未知方向变得稳定。极化控制由自旋导航器提供,自旋导航器是基于弱螺线管的设备,可在 SPD 相互作用点设置所需的极化方向。导航器对自旋的影响应大大超过小扰动场的影响 [4]。TS 模式下的极化控制方案如图 3 所示。两个对称放置在 SPD 周围的自旋导航器用于稳定 SPD 垂直平面上所需的极化方向(Ψ 是极化和粒子速度矢量之间的角度)[3]。
2019 年 7 月和 8 月,《材料学报》(第 60 卷,第 7 和第 8 期)编辑了一期特刊,标题为“具有高级功能纳米材料的剧烈塑性变形”。25)本期特刊共包含 41 篇文章,主要包括评论和概述文章,以及一些额外的常规文章。它涵盖了基于工艺开发的SPD相关研究,26 28) 结构特性评估26,29 35) 和功能特性评估36 45) 建模和仿真,46,47) 材料合成,32,48,49) 晶格缺陷的作用,35,50 53) 晶粒细化和微观结构演变,36,54 57) 压力和/或应变诱导的相变,47 49,58,59) 应用于聚合物60) 以及金属和非金属玻璃,61)
半导体 CNT 制成的场效应晶体管 (FET) 的特性。使用等离子体辐射故意向 CNT 中添加缺陷,并通过拉曼光谱确认缺陷(主要是空位)的存在。添加缺陷的 CNT-FET 对 NO 2 的化学电阻响应比具有基线缺陷水平的 CNT-FET 大得多,再次表明缺陷会改善化学电阻响应。大量 CNT 研究调查了晶格缺陷,这里指的是结构缺陷和与 sp 2 键合碳原子完美网络的取代偏差。在 CNT 生长过程中,当一个或多个碳原子被其他元素的原子取代时,可能会发生取代“掺杂”。氮 21,22 和硼 23,24 是最常研究的取代掺杂剂。由于掺杂这两种元素的CNT在电池中表现出良好的储能性能,因此已经开发出可控工艺来按需应用此类掺杂剂。掺杂元素会在CNT结构中产生局部变化25,从而增强纳米管26的表面反应性,因此也可能改善气体传感性能。在已发表的实验中,硼和氮掺杂的双壁和多壁CNT对NH 3 和NO 2 检测表现出了改进的化学电阻灵敏度。26–28结构晶格缺陷(例如空位、双空位和Stone-Wales缺陷)也可能出现在CNT生产过程中29–31,并且已知会改变纳米管的电子特性32,33它们对化学电阻气体传感的灵敏度和选择性影响已被研究19,34,并被发现可以提高CNT在NH 3 、NO 2 和H 2 检测中的性能。
众所周知,几乎所有半导体器件的制造工艺路线都伴随着各种低温和高温处理循环,这不可避免地会导致各种缺陷的形成,并对硅缺陷结构的发展和为改变半导体材料性能而引入的杂质形成的深中心(DC)的形成产生重大影响(Abdurakhmanov等人,2019年;Utamuradova等人,2006年;Utamuradova等人,2023年)。在生产各种结构和器件的半导体晶片的技术加工过程中,缺陷之间会发生各种相互作用,这些相互作用主要由晶格中具有最大迁移率的点缺陷决定(Normuradov等人,2022年;Turgunov等人,2020年)。晶体中的点缺陷是各种掺杂不受控制的技术杂质,它们既存在于间隙位置,也存在于替代位置,以及结构晶格缺陷 - 弗伦克尔对、空位和间隙原子。结构
已证明,基于石墨烯的碳材料中的晶格缺陷在改善支持金属催化剂的氢进化反应(她)行为方面起着至关重要的作用。然而,准确地操纵最佳碳结构缺陷的强度和分布仍然是一个重要的挑战。在此,石墨烯纳米球的微观结构(GNS)以缺陷分布和石墨化度的形式通过退火准确地调节。最佳电催化剂(RU@GNS300)是通过在300 C下退火来实现的,在10 mA CM 2的电流密度下,超电势为40 mV,并在1 M KOH的性能测试中效果较高。尤其是Ru@GNS催化剂已在透射电子显微镜的原位退火,以监测其结构演化。结果表明,Ru纳米颗粒的聚集尚未观察到900 C,而碳支持的石墨化度随温度升高而增加。值得注意的是,RU@GNS300的优化电催化活性源自退火诱导的GNS的缺陷。因此,缺陷工程对碳支持的结构优化提供了一种有效的方法来改善她的催化性能。©2020 Elsevier Ltd.保留所有权利。
可观察的材料特性由各个长度尺度上的物理现象确定。在量子标尺上,核与电子之间的相互作用决定了化学键,这又导致材料的特定晶体结构,可压缩性或颜色。在微观范围内,材料特性取决于晶格缺陷的集体行为,例如空位,位错或晶界。数学方程式描述这些现象已有很长时间了。这些可以是微观尺度上的第一原理表达式(量子尺度),现象学或热力学表达式。由于有效的算法和更快的计算机,这些方程式可以有效地解决越来越多的情况。以这种方式,在进行实验之前,可以通过模拟来解释和/或预测材料的可观察性能。通过动手练习,您将在本课程中学习如何在一个或多个长度尺度上计算固体的不同特性。案例研究将概述用于材料科学家的计算工具,并凝结物理学家在原子层及以上可以理解材料,甚至可以设计它们。
钛基储氢合金具有较高的吸氢能力、较低的放氢温度以及丰富的资源,是最常见的固态储氢材料之一。本文主要介绍了钛基储氢合金的几种不同制备方法对储氢性能的影响,包括传统制备方法(冶炼、快淬和机械合金化)和新方法(冷轧、等通道转角压制和高压扭转)。对上述制备工艺对应的钛基合金的组织分析和储氢性能进行了较为深入的总结。研究发现,通过强塑性变形(SPD)引入少量的位错、晶界、亚晶界和裂纹等晶格缺陷,有利于改善合金的吸/放氢动力学特性,但SPD可能引起合金成分不均匀和残余应力增加,不利于储氢能力的提高。未来有望将掺杂、改性等新方法、新技术应用于钛基储氢合金,以期在实际应用方面取得突破。
在本研究中,我们提出了一种大幅提高 LPS 合成的 Bi 2 Te 3 基材料的热电性能的策略。通过对添加 SiC 纳米粒子(20 纳米)的 LPS 合成的 Bi 2 Te 3 样品进行低温热处理,在 340 K 时实现了 1.05 的高峰值 ZT。该值几乎是之前报道的 LPS 合成的 Bi 2 Te 3 在 450 K 时的 ZT 0.56 的两倍。性能的大幅提高可部分归因于随后的热处理,这是一种控制晶格缺陷和载流子迁移率的有效方法。36,37 除了热处理之外,添加 SiC 纳米粒子进一步降低了晶格热导率,同时保留了电子特性,从而进一步提高了 ZT。 38 – 43 此外,从这项工作中还可以看出,小的 SiC 纳米颗粒分散在 (Bi,Sb) 2 Te 3 材料中比大纳米颗粒更能有效地提高其热电性能。总的来说,从这项工作中得出的两个关键见解可以广泛应用于其他材料系统。首先,这项工作中报道的 LPS 代表了热电合成中高温工艺的一种能量上和商业上有吸引力的替代方案。其次,与化学掺杂不同,使用小纳米颗粒 (即 SiC) 掺杂的纳米复合材料可以引入到其他材料系统中,而不会严重影响它们现有的化学结构,从而影响它们的能带结构和传输特性。
断裂和损伤力学这个术语让很多人感到有些不安。这是因为,直到最近,力学的主要重点还是材料的强度和阻力。对于某些人来说,谈论断裂就像谈论一种致命的疾病一样令人不舒服。但是,就像预防致命疾病一样,必须了解其性质、症状和行为;要确保结构的强度,必须了解其潜在故障的原因和性质。断裂问题在材料强度科学中至关重要。但是,作为可变形固体力学的一个独立分支,断裂力学不仅起源于最近,而且其边界尚未明确界定。因此,将来自许多不同科学和工程分支的代表的努力结合起来,对断裂概念进行全面研究至关重要。同样重要的是,术语的差异(这在不同科学中很常见)和普遍认为所有问题的答案都存在于一般问题的特定部分这一信念不会导致概念争议被词语争论所取代的情况。目前,常规断裂力学是研究裂纹或裂纹系统扩展的条件。但是,裂纹的性质不同,并且在不同的尺度水平上进行考虑。一种极端情况是晶粒断裂,当两个原子层之间的距离足以忽略原子之间的相互作用力时,晶粒断裂会以亚微观裂纹开始。另一个极端的例子是核反应堆焊接涡轮转子中出现的裂纹,裂纹的长度和宽度可能达到厘米;这被称为宏观断裂。在第一种情况下,裂纹扩展的条件由裂纹尖端的原子结构定义。这里考虑的是由原子而不是连续介质形成的离散晶格;因此,“裂纹尖端”的概念本身变得不确定。这种亚微观裂纹及其与其他晶格缺陷相互作用的行为的研究本质上属于固体物理学而不是力学的领域;然而,经典弹性理论的方法完全是