电场诱导转变发生在具有多种现象的无数系统中,由于其在许多应用中的重要性,引起了广泛的科学兴趣。本综述重点介绍钛酸铋钠 (BNT) 基材料中发生的电场诱导转变,BNT 基材料被认为是一类重要的无铅钙钛矿,是多种应用领域中铅基化合物的可能替代品。BNT 基系统通常被归类为弛豫铁电体,其特征是复杂结构会经历各种电场驱动现象。本综述讨论了晶体结构对称性、畴结构和宏观特性的变化与成分、温度和电负载特性(包括幅度、频率和直流偏置)的关系。八面体倾斜与极化和应变之间的耦合机制以及其他微观结构特征被认为是介导局部和整体电场诱导响应的重要因素。通过强调遍历性对双极和单极循环中域演变和抗疲劳性的影响,讨论了场诱导转变对电疲劳的作用。全面讨论了场诱导转变在关键应用(包括储能电容器、致动器、电热系统和光致发光设备)中的相关性,以确定材料设计标准。最后对未来的研究进行了展望。
通过人类和其他哺乳动物的脑电图记录监测的时空大脑活动已识别出 beta/gamma 振荡(20-80 Hz),这些振荡自组织成以 theta/alpha 速率(4-12 Hz)重复出现的时空结构。这些结构与受试者感知到的感觉刺激和强化事件具有统计学上的显著相关性。以 theta/alpha 速率反复坍塌的自组织结构会产生横向传播的相位梯度(相位锥),这些相位梯度在皮质片的某个特定位置被点燃。根据大脑动力学的电影理论,相位锥被解释为瞬时感知体验的神经特征。本质上各向同性的相位锥的快速扩张与全局工作空间理论 (GWT) 假设的感知广播的传播一致。以反复坍塌的动力学运作的大脑的进化优势是什么?这个问题使用热力学概念来回答。根据神经渗透理论,清醒的大脑被描述为在临界边缘运行的非平衡热力学系统,经历反复的相变。这项工作分析了长距离轴突连接和代谢过程在调节关键大脑动力学中的作用。从历史上看,接近 10 Hz 的域与有意识的感觉整合、与有意识的视觉感知相关的皮质“点火”以及有意识的体验有关。因此,我们可以结合大量的实验证据和理论,包括图论、神经渗透和 GWT。这种皮质操作方式可以优化快速适应新事物与稳定和广泛的自组织之间的权衡,从而产生显著的达尔文式好处。
封闭的量子系统表现出不同的动力学状态,例如多体定位或热化,这些动力学确定了信息的传播和处理的机制。在这里,我们解决了这些动态阶段在量子储存计算中的影响,量子储存计算是一种非常规计算范式,该范式最近扩展到了量子状态,该量子范围扩展到利用动态系统来求解非线性和时间任务。我们确定热相自然适应了量子储层计算的要求,并报告了在热化过渡时的性能提高。揭示旋转网络最佳信息处理能力背后的基本物理机制对于将来的实验实现至关重要,并为动态阶段提供了新的观点。
大量核素和电子的自组织导致物质出现不同相。相代表一种可以在空间上无限复制的组织方式,其特性会随着外场的变化而不断变化,与其他相不同。因此,当材料经历相变时,某些系统特性会发生变化。相变的一般特征是,它要么涉及根据相变的朗道范式 1 – 3 的序参量的不连续性,要么涉及拓扑不变量的变化 4、5。发现、表征和控制物质的不同相是凝聚态物理学和材料科学的核心任务。特别是,对二维系统中相变的研究在促进我们对相变的理解方面发挥了至关重要的作用(图 1)。 2D 材料 6 – 10 是可以在两个方向上无限复制,但在第三个方向上具有原子级厚度的物质。例如,单层 MoS 2 的厚度为 6.7 Å,在通过机械剥离 6 制备的实验室样品中,平面内厚度通常为微米,因此,其长宽比为 ~10 3 或更大。为了进行比较,一张典型的 A4 大小的纸(~100 μm × 29.7 cm × 21 cm)的长宽比也相似,为 ~10 3 。虽然 2D ↔ 3D/1D 相变无疑是有趣的讨论主题,但在这里,我们重点关注 2D → 2D 转变。最早对 2D 相变的研究大多是理论上的;例如二维 Ising 自旋模型的精确解 11 、 Hohenberg–Mermin–Wagner 定理的提出 12 , 13 以及 Kosterlitz–Thouless 转变的发现 14 , 15 (图 1 )。20 世纪 80 年代初,半导体技术的进步使得人们能够实验研究半导体界面和强磁场下的二维电子系统,从而带来了突破性的
本文讨论了增材制造合金 718 在增材制造 (AM) 工艺和随后常用的后热处理过程中的相变方面。为此,我们采用了基本理论原理、热力学和动力学建模以及现有文献数据。我们考虑了两种不同的 AM 工艺,即激光定向能量沉积和电子束粉末床熔合。首先研究了合金 718 在凝固和固态过程中相形成的一般方面,然后详细讨论了这两个工艺和随后的标准后热处理过程中的相变。我们考虑了冷却速率、热梯度和热循环对 AM 工艺过程中合金 718 相变的影响。特别注意说明凝固过程中的偏析成分如何影响合金 718 中的相变。本研究提供的信息将有助于更好地理解合金 718 718 AM 中的整体工艺-结构-性能关系。
Si 是最重要的电子材料,对其压力诱导相变 (PT) 已得到广泛研究,而应变诱导的 PT 从未进行过原位研究。本文,我们原位揭示了各种重要的塑性应变诱导 PT 现象。理论上预测了应变诱导 PT 中粒径与屈服强度和压力之间的正霍尔-Petch 效应和逆霍尔-Petch 效应之间的相关性,并通过实验证实了 Si-I → Si-II PT 的相关性。对于 100 nm 粒子,应变诱导的 PT Si-I → Si-II 在压缩和剪切下均在 0.3 GPa 开始,而在静水条件下则在 16.2 GPa 开始。Si-I → Si-III PT 始于 0.6 GPa,但不会在静水压力下发生。微米和 100 nm 粒子的小 Si-II 和 Si-III 区域内的压力比 Si-I 高 ∼ 5 – 7 GPa。对于 100 nm Si,观察到 Si-I → I + II → I + II + III PT 序列,并且在扭转下发现 Si-I、II、III 和 XI 四相共存。在环境压力下保留 Si-II 和单相 Si-III 并获得反向 Si-II → Si-I PT 证明了操纵不同合成路径的可能性。所获得的结果证实了精心设计的基于位错堆积的机制,并且在开发纳米结构材料的经济缺陷诱导合成、表面处理(抛光、车削等)和摩擦方面具有广泛的应用。
摘要:材料科学领域非常关注二维(2D)材料的研究,尤其着重于石墨烯(GR)及其各种同种异体(例如Graphynes(Gys))。在这项工作中,我们通过有限温度下的分子动力学模拟探索了单轴负载对GY结构的影响,这导致了在特定温度下产生的新阶段。我们在α-和[14、14、18] -Gys中确定了三个新阶段,我们将其命名为C 16 -GY,C 14 -GY和C 12 -GR。这些阶段具有在广泛温度(t≤4和300k≤t≤600K)中保持稳定的显着特性。此外,我们已经对这些新发现的阶段的机械性能进行了广泛的研究。通过有限温度下的分子动力学模拟,使用经验潜力,我们获得了对这些材料在不同温度条件下的行为方式的宝贵见解。我们的结果表明,与α-和[14、14、18] -Gys(46.63和43.98 N/m)相比,在室温(300 K),C 16-,C 16- gys在X-方向(58.85和65.88 n/m)中表现出很高的年轻模量。此外,这些新阶段表现出超过磷,德国烯,硅和Stanene的机械性能。重要的是,它们的机械稳定性和动态稳定性都得到了积极的确认。因此,这些材料是各种机械应用的有希望的候选者。■简介
例如本文研究的量子相变,我们的格模型必须包含大量的位点 L ≫ 1,因此该张量积的因子数量也是 L 。量子计算机为解决这些大型 Fock 空间提供了一种令人鼓舞的方法,因为它们本质上是以量子力学的方式运行的。事实上,目前人们正在大力努力在量子硬件上模拟相对论量子场论。一类特别重要的问题是规范场论的模拟,因为它们在描述基本粒子物理学中起着至关重要的作用。这些理论包含玻色子自由度,因此必须解决相应的无限局部希尔伯特空间。在[1-5]中可以找到一些针对此类问题的理论算法建议,在[6-9]中进行了实际的硬件实现。不幸的是,我们目前可用的设备不仅受到量子比特数量的限制,更重要的是受到量子计算机固有的高噪声水平的限制。虽然利用量子纠错 (QEC) [ 10 – 12 ] 的容错量子计算机将来可能会被证明是可靠的,但目前还无法在近期的量子设备(称为噪声中尺度量子 (NISQ) 硬件)上实现 QEC。根据我们当前的现实,有必要找出能够让我们从现有技术中提取有用信息的技术。例如,可以应用不同形式的“错误缓解”技术来对抗噪声。这些技术目前正在研究中,已经设计出几种方法来解决量子计算机中一些最常见的重大错误源,包括读出(RO)误差[13-16],也称为测量误差,以及由两量子比特门(如受控非(CNOT)门)引起的退相干[17-19]。更直接的解决方案是实现混合量子-经典算法,从而将量子方面降低到适当平衡其优缺点的水平。另一方面,我们将看到存在这样一种情况,其中哈密顿量的基态是可分解的,用于计算量子相变的经典和量子算法都受益于由此产生的简化。经典地,希尔伯特空间的张量积不再是问题,因为这个问题可以在本地解决。在量子方面,纠缠门的数量以及相关耦合的范围都大大减少。这使得量子电路实际上可以在当今的硬件上实现,即使对于较大的晶格尺寸 L 也是如此。在玻色子场论的情况下,还必须考虑无限局部希尔伯特。虽然我们在调用基于量子比特的架构时总是可以截断这个希尔伯特空间,该架构根据离散变量 (DV) 量子计算运行,用玻色子本身来模拟这些玻色子模式可能更自然。这是在连续变量 (CV) 量子计算中实现的。除了能够访问整个希尔伯特空间外,CV 量子计算机还可以利用更耐退相干的光学元件和状态,并可以使用现有技术有效操纵 [20]。与目前的量子比特设备(如超导芯片或离子阱量子计算机)不同,这种设备未来也可以在室温下通过实验实现 [21]。然而,通用量子计算所需的非高斯门的实现目前尚无定论。
图 2 (a) A7 菱面体晶胞中 A 1g(纵向,橙色箭头)和 E g(横向,蓝色箭头)模式的示意图。坐标为六边形索引,即 z 轴为六边形 (001),对应于菱面体索引中的 (111) 平面。在平衡状态下,晶胞内的 Bi 原子(绿色原子)位于对角轴上的 (0.48:0.52) 位置。虚线圆标记了沿对角轴的中心位置。(b) Bi 薄膜的拉曼光谱,范围从 4 nm 到 80 nm。80 nm 和 50 nm 薄膜中的特征 E g 和 A 1g 模式以橙色垂直线标记作为参考。
尽管基于 PCM 的光子器件和电开关取得了重大进展,但将 PCM 集成到标准光子代工工艺中代表了 PCM 的一个重要技术里程碑。代工工艺集成不仅是实现 PCM 器件可扩展制造的切实途径,而且还使整个光子学界能够轻松获得 PCM 组件。值得注意的是,PCM 具有非外延性质和低加工温度,因此很容易实现 CMOS 后端集成,这从它们与 3D XPoint 内存架构的无缝集成中可以看出。我们预计,实现这一里程碑将大大加快 PCM 与大型交换矩阵的集成,并开辟新兴应用,例如任意波前合成、节能光交换和路由、量子光网络以及可扩展神经形态计算。