摘要我们使用图形卷积神经网络(GCNN)来快速准确地预测固体溶液二元合金的总能量。gcnns允许我们抽象固体物质的晶格结构作为图,从而将原子建模为节点和金属键作为边缘。此表示自然结合了有关材料结构的信息,从而消除了对标准神经网络(NN)方法所需的计算昂贵数据预处理的需求。我们在Ab-Initio密度功能理论(DFT)上训练GCNN,用于铜金(CuAU)和铁铂(FEPT)数据,这些数据是通过运行LSMS-3代码而生成的,该数据实现了OLCF SuperCutisters titan and Immit的LSMS-3代码,该代码实现了本地自称的多重散射方法。gcnn在计算时间方面,按数量级胜过Ab-Initio dft模拟,以产生给定的原子结构的总能量的估计。我们通过使用根平方的误差来量化深度学习(DL)模型的预测质量,将GCNN模型与标准NN的预测性能进行比较。我们发现,GCNN的可达到的准确性至少比MLP的数量级好。
成分复杂的材料在极端环境下表现出了非凡的结构稳定性。其中,最常想到的是高熵合金,其化学复杂性赋予了硬度、延展性和热弹性的不寻常组合。与这些金属-金属键合系统相比,离子键和共价键的加入导致了高熵陶瓷的发现。这些材料还具有出色的结构、热和化学稳定性,但功能特性种类繁多,能够实现连续可控的磁、电子和光学现象。从这个角度来看,我们概述了高熵陶瓷在极端环境下功能应用的潜力,其中内在稳定性可能为固有硬化设备设计提供一条新途径。在辐射、高温和耐腐蚀领域,回顾了当前关于高熵碳化物、含锕系元素陶瓷和高熵氧化物的研究,其中局部无序的作用被证明可以创造自修复和结构坚固的途径。在此背景下,概述了创造未来在恶劣环境下运行的电子、磁性和光学设备的新策略。
摘要:本文研究了硅基Al 2 O 3 在γ射线下的辐照响应,对原子层沉积的Al 2 O 3 基金属氧化物半导体结构进行γ射线辐照,总剂量为1.2 Mrad(Si)/2.5 Mrad(Si)/4 Mrad(Si),采用电子、物理和化学方法研究了辐射感生电荷的产生、传输和捕获特性。首先,Al 2 O 3 中辐射感生捕获电荷密度高达10 12 cm − 2 ,辐照下有效捕获效率为7–20%;其次,随着辐射总剂量的增加,通过Al 2 O 3 的漏电流变化不大。第三,Al 2 O 3 中的氧空位、Al 2 O 3 /Si界面处的O悬空键和Al-Si金属键是Al 2 O 3 /Si体系中主要的辐照诱导缺陷,辐照后Al 2 O 3 与Si之间的价带偏移减小。从漏电流和结晶特性可以看出Al 2 O 3 具有抗辐照性能,但Al 2 O 3 /Si结构中辐照诱导的电荷捕获和新缺陷不容忽视。本文为Al 2 O 3 基MOS器件的空间应用提供了参考。
第一单元 金属结构:固体中的键 – 金属键 – 金属结晶、缺陷、晶粒和晶界、晶界对金属/合金性质的影响 – 晶粒大小的确定。合金的组成:合金化的必要性、固溶体的类型、休谟-罗瑟里规则、中间合金相和电子化合物。第二单元 平衡图 平衡图的实验构建方法、同质合金系统、合金的平衡冷却和加热、杠杆规则、共晶系统、一致熔化中间相、包晶反应。固态转变、同素异形体、共析体、包析反应、相规则、平衡图与合金性质之间的关系。Fe-Fe3C 二元相图的研究。第三单元 铸铁和钢:白口铸铁、可锻铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、合金铸铁的结构和性能。钢的分类、普通碳钢、低合金钢、高锰钢、工具钢和模具钢的结构和性能。有色金属和合金:铜及其合金、铝及其合金、钛及其合金的结构和性能。第四单元合金的热处理:合金元素对铁-铁碳系统的影响、退火、正火、硬化、TTT 图、回火、硬化能力、表面硬化方法、时效硬化陶瓷材料:结晶陶瓷、玻璃、金属陶瓷。
第一单元 金属结构:固体中的键 – 金属键 – 金属结晶、缺陷、晶粒和晶界、晶界对金属/合金性质的影响 – 晶粒大小的确定。合金的组成:合金化的必要性、固溶体的类型、休谟-罗瑟里规则、中间合金相和电子化合物。第二单元 平衡图 平衡图的构建实验方法、同质合金系统、合金的平衡冷却和加热、杠杆规则、共晶系统、一致熔化中间相、包晶反应。固态转变、同素异形体、共析体、包析反应、相规则、平衡图与合金性质之间的关系。Fe-Fe3C 二元相图的研究。第三单元 铸铁和钢:白口铸铁、可锻铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、合金铸铁的结构和性能。钢的分类、普通碳钢、低合金钢、高锰钢、工具钢和模具钢的结构和性能。有色金属和合金:铜及其合金、铝及其合金、钛及其合金的结构和性能。第四单元合金的热处理:合金元素对铁的影响-铁碳系统、退火、正火、硬化、TTT 图、回火、硬化能力、表面硬化方法、时效硬化陶瓷材料:结晶陶瓷、玻璃、金属陶瓷。
关于广泛接受的BCS超导理论的挑战可能是由于对自由移动电子和金属键的海洋的误解。根据这些概念,电阻大概是由电子振动和碰撞引起的。隐含地假设该模型,BCS理论表明,库珀对耦合电子可以最大程度地减少振动和电阻。但是,这提出了一个问题:如果离域电子负责将金属分子固定在一起,那么当电子在电流中移动时,金属结构如何保持稳定?放弃了这些传统模型,一种替代理论介绍了导体内等电气隧道的概念。在离间分子紧密的分子之间形成,这些隧道使电子能够以相同的能级跨分子移动,从而导致电流。代替导体中的自由电子,通常局限于各自分子内的轨道,低于访问这些导电隧道所需的能级。将电子抬高到隧道中需要能量,这表现为电阻。可以通过压缩分子间距来降低导体的电阻,从而最大程度地减少隧道和价轨道之间的间隙。随着额外的压力,该间隙可以进一步降低至零,从而导致隧道与价轨道相交。因此,电子可以自然进入隧道而无需额外的能量,从而导致零电阻(耐心)。该理论提供了超导现象的全面解释,包括Messner效应,临界电流密度,临界磁场,电阻率与压力之间的反比关系,以及为什么在高压下实现许多高温超导体。使用该理论,合成室温超导体的关键在于压缩分子距离。最佳方法可能涉及工程分子结构以利用特定分子之间的吸引力,从而最大程度地减少间隙。
化学教学大纲 1.化学计量学 化学式和摩尔概念。阿伏伽德罗常数。化学反应和方程式。反应中的质量关系。计算。 2.原子理论 原子的核模型。同位素。电子排列:壳层、亚壳层、轨道。电子排布符号。 3.元素周期表 电子排布和元素周期表。原子的价态排布。区块(s、p、d、f)和群体。周期趋势:物理性质、化学性质。 4.键合 离子键合。共价键合。分子轨道和杂化。分子和离子的形状。分子间力。氢键。金属键合。 5.物质状态 状态变化和动力学理论。气体。气体低。 6.能量学 放热和吸热反应。标准反应焓变。焓变计算。Hess定律。熵和自由能。反应的自发性。 7. 动力学 反应机理:碰撞理论。活化能。反应速率、速率表达。影响反应速率的因素。反应顺序和半衰期。 8. 平衡定律 平衡定律。平衡定律的应用。涉及平衡常数的计算。 9. 溶液 溶解度和溶度积常数。溶液浓度。解离。解离(电离)常数和解离度。奥斯特瓦尔德稀释定律。 10. 酸和碱 酸和碱的定义:阿伦尼乌斯、布朗斯台德-洛瑞、路易斯。酸和碱的性质。强酸和弱酸和碱。pH 值,pH 值计算。指标。
在这项研究中,使用商业Flip-Chip Bonder在Pyrex和Silicon底物之间进行了Au-Sn Eutectic超薄金属堆栈(〜1μM)键的详细表征。通过在320至380 o C之间改变键合温度在2至10 MPa之间,在三个不同的键尺寸的9、49和100 mm 2上进行了彻底的配方表征和开发。结果表明,在较高的温度下观察到更好的键质量,但不受键压力幅度的影响。还发现,接触的平坦度是确定键均匀性并因此质量的最重要参数之一,这对于超薄金属键尤其重要。此外,这项研究特别强调通过透明的Pyrex顶部底物观察键均匀性和金属溢出。随着温度的升高,平均溢流宽度增加,在380 O C时达到300μm,但没有受到施加的键压力的显着影响。同时,超薄的键层使我们有可能观察到键区内形成的几种不同类型的微观结构,这提供了有关样品冷却速率,晶粒尺寸和金属间合金中的重要信息。在特定情况下,由于在共晶反应期间,Au和SN的迁移速率不同,因此在光学显微镜下在光学显微镜下观察到Kirkendall空隙。我们认为,这是使用非破坏性光学成像技术对键合合金中的空隙的首次成功观察。在成功表征金属回流后,从债券位点出发,一种简单的控制这种溢出的方法已通过精确控制的
二维过渡金属(TM)碳化物和碳氮化物(称为MXenes)自2011年首次亮相以来,由于其二维层状结构和优异的物理化学性质,在各个应用领域引起了极大关注。[1] MXenes 可以从相应的层状 MAX 相中衍生出来,其结构公式为 M n + 1 AX n(n = 1–3)。[2] MAX 相化合物由过渡金属(M)层与 C 或 N 层(X)交错组成,强的 M X 键进一步通过 III A 或 IV A 族元素(A)的单原子层插入,呈现原子层和六方晶体结构。[3,4] 通常,可以通过优先溶解和提取 MAX 相结构中弱键合的 A 层来获得 MXenes。 [5,6] 在水相中蚀刻和剥离过程中,高反应性的TM表面立即与F、OH和=O等物质连接,得到MXene通式:M n + 1 X n T x (T x 代表表面物质)。[7–9] 基于丰富的表面终端、独特的混合共价键和金属键的层状结构,MXenes表现出有趣的功能性能,如优异的电化学和光学性能、优异的热导率、高电导率和突出的机械特性。[10–13] MXenes的这些性质可以通过改变微观结构、元素组成和表面终端来进一步调节,[14–19] 例如,通过改变M或X元素、合金化M或X层,[20–24] 以及通过使用多元素(M)面外或面内顺序在MXene结构中构造特殊空位。 [23,25–29] 因此,多功能且具有潜在可扩展性的合成技术使 MXene 材料在性能可调的二维材料领域中占据了独特的地位。[30]