Refinements for Bragg coherent X-ray diffraction imaging: Electron backscatter diffraction alignment and strain field computation
布拉格相干X射线衍射成像（BCDI）允许沿着特定微晶的散射矢量对晶格应变进行三维（3D）测量。如果测量至少三个线性独立的反射，则可以恢复微晶内的全晶格应变张量的3D变化。然而，这需要晶体取向的知识，这通常通过基于晶体几何形状或同步加速器微束劳厄衍射测量的估计来获得。在这里，我们提出了一种替代的方法来确定晶体取向的BCDI测量，通过使用电子背散射衍射（EBSD）在三个不同的基板上对齐Fe-Ni和Co-Fe合金微晶。从EBSD欧拉角计算取向矩阵，并与使用微束劳厄衍射确定的取向进行比较。取向矩阵之间的平均角度失配小于~6度，这对于布拉格反射的搜索是合理的。我们证明了使用来自EBSD取向矩阵对准和测量五个反射为一个单一的Fe-Ni微晶使用多反射BCDI。利用该数据集，开发了基于相位复指数梯度的精细应变场计算。这种方法被证明可以提高精度，特别是在存在位错的情况下。我们的研究结果表明，使用EBSD预对准BCDI样品和更有效的方法来确定晶格应变张量具有更高的精度的应用程序的可行性。
2022-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy of electronic stopping power in graphite
在绝热极限和布拉格峰之间的速度范围内，从离子射弹到固体靶的电子的能量转移率很难通过实验确定。第一性原理模拟最近提供了相关的新见解和定量信息的原型均匀材料。本文采用含时密度泛函理论模拟了石墨中的氢粒子，研究了结构各向异性对电子阻止本领的影响。射弹以一定范围的角度和碰撞参量行进，速度在0.1和1.4 a.u.之间，并且计算每个模拟的电子阻止本领。在用平均实验数据进行验证后，发现各向异性晶体结构对阻止本领有很大影响，平行于石墨平面和垂直于石墨平面的模拟之间的差异高达25%，比基于先前工作的预期更具各向异性。在低速度下的速度依赖性显示出清晰的线性行为，一般情况下，除了垂直于石墨层，其中获得的阈值状行为的弹丸。对于沿石墨平面行进的射弹，当射弹速度达到电子的费米速度时，观察到具有斜率变化的金属行为。
2019-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast carrier phonon dynamics in NaOH-reacted graphite oxide film
采用NaOH溶液将氧化石墨中的环氧基团分解为羟基和-ONa基团，制备了NaOH氧化石墨膜。利用时间分辨瞬态微分反射（\DeltaR /R）研究了样品的超快载流子动力学。数据显示两个指数松弛过程。慢弛豫过程（\sim 2 ps）归因于低能声学声子介导的散射。电子-声子耦合和第一性原理计算结果表明，样品中的- OH和-ONa基团是强耦合的。因此，我们将快速弛豫过程（\sim 0.17 ps）归因于样品中羟基和-ONa基团的偶联。
2012-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Bragg's reflection for walking droplets in 1D crystals
行走液滴由于其特殊的波/粒子相互作用而具有迷人的特性。这种液滴的自推进运动是由每次撞击时液滴周围触发的法拉第不稳定性驱动的。在这篇文章中，我们研究了这样的液滴在环形腔中的行为，在环形腔中，周期性图案被放置在液体-空气界面下方，改变法拉第不稳定性。我们发现，虽然环形确保了液滴的圆周运动，周期性图案影响全局液滴运动。与光子晶体中的电磁波类似，当图案的特征长度接近法拉第波长的一半时，平均液滴速度几乎为零。这种效应为设计这种宏观粒子的导向器、反射器、晶格和超材料开辟了道路。
2019-04-10 cond-mat.mtrl-sci physics.flu-dyn
Combining Laue diffraction with Bragg coherent diffraction imaging at 34-ID-C
布拉格相干衍射成像（BCDI）中的测量模式依赖于从单个纳米级晶体对象中找到信号，该纳米级晶体对象在大量任意取向的纳米晶体中满足布拉格条件。然而，即使当发现来自具有（hkl）米勒指数的单个布拉格反射的信号时，在所检索的晶体的三维（3D）图像上的晶轴仍然是未知的，并且因此，在倒易空间中定位其他布拉格反射实际上变得不可能或者需要晶体取向的良好知识。我们报告了在先进光子源的34-ID-C终端站调试可移动双反射Si（111）单色器，其目的是在单光束线仪器中提供多反射BCDI作为标准工具。新仪器通过从单色到宽带（粉红色）光束的快速切换，允许使用劳厄衍射来确定晶体取向。通过为晶格确定适当的取向矩阵，可以测量多个布拉格峰附近的相干衍射，从而提供足够的信息来在3D中成像全应变张量。我们讨论的设计，操作的概念，开发的程序索引劳厄图案，和自动测量的布拉格相干衍射数据从多次反射的同一个光栅。
2020-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Bragg Coherent Imaging of nanoprecipitates: role of superstructure reflections
有序相的共格沉淀是在各种成分复杂合金（CCA）中提供优异高温机械性能的原因。有序相对于增强合金化纳米颗粒的磁性或催化性能也是必不可少的。本工作的目的是证明布拉格相干衍射成像（BCDI）的相关性，研究散装和薄膜样品或孤立的纳米粒子含有相干nanoprecipitates /有序相。几十纳米的晶体建模与现实的原子间势和放松后，引入相干有序的纳米沉淀物。从基本和上层建筑反射的衍射图案计算的运动学近似，并作为输入使用算法反演检索的应变场。我们首先处理的情况下，单nanoprecipitates和显示，从有序相的应变场分布检索非常准确。然后，我们调查的序参量S的影响，从超结构的反射和证据，一个非常准确的应变分布可以检索部分有序相大和不均匀的应变场。在随后的一节中，我们评估的相关性BCDI的研究系统包含许多沉淀物，并证明该技术是相关的，这样的系统。最后，根据第四代同步辐射光源提供的新的可能性，我们讨论了利用BCDI成像有序相的实验可行性。
2021-02-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Landau Level optical Hall effect spectroscopy on two- and three-dimensional layered materials with graphene and graphite as examples
我们提出了一个全面的研究的能带结构的二维和三维六方层状材料，使用朗道能级光学霍尔效应光谱调查，采用石墨烯和石墨作为模型系统。我们研究了高取向热解石墨和C面6 \textit{H} -SiC上的多层石墨烯叠层的朗道能级间跃迁，使用来自反射型光学霍尔效应测量的数据，在样品温度为$T=1.5$ ~K和磁场高达$B=8$ ~T的中红外光谱范围内。我们描述了一个全面的介电极化率模型间朗道能级跃迁，它允许分析的光学霍尔效应数据。根据它们的磁场依赖性，我们确定了石墨中的H点和K点朗道能级间跃迁的集合，以及多层石墨烯堆叠的去耦石墨烯单层和耦合石墨烯双层、三层和四层的朗道能级间跃迁的集合。对于去耦石墨烯单层中的朗道能级间跃迁和石墨中的H点跃迁，我们观察到偏振模式保持行为，需要对相应的介电张量的对称磁光贡献。耦合石墨烯层中的朗道能级间跃迁以及石墨中的K点跃迁表现出偏振模式混合行为，需要对相应介电张量的反对称磁光贡献。从圆极化平均的朗道能级间跃迁能量和左右手圆极化朗道能级间跃迁的能量分裂，我们确定了二维和三维六方层状材料的Slonczewski-Weiss-McClure能带结构近似的模型参数，以石墨烯和石墨为例。
2017-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Hierarchical Bayesian approach for adaptive integration of Bragg peaks in time-of-flight neutron scattering data
本文提出一种分层贝叶斯方法，结合事件级似然拟合与多分辨率直方图先验，用于在TOF中子衍射数据中自适应识别布拉格峰，并在SNS的TOPAZ衍射仪真实数据上验证了其有效性。
2024-04-01 cond-mat.mtrl-sci physics.data-an
Band gap formation theory: An alternative to the Bragg diffraction model
本文提出一种不依赖布拉格反射的带隙形成理论，将晶格视为离散采样点，利用奈奎斯特频率类比证明带隙源于波数变化与离散采样效应，并可推广到高维系统。
2025-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Dynamics Simulation of Collisions between Hydrogen and Graphite
采用经典的分子动力学模拟方法，采用改进的Brenner REBO势，研究了石墨对氢的吸附。这种相互作用在化学溅射实验中是典型的，并且氢和石墨烯在碰撞条件下的基本行为的知识对于模拟溅射机制是必不可少的。氢的吸附速率被发现是依赖于入射的氢的能量，而不是石墨烯的温度。而不是破坏石墨烯，在小于100 eV的能量下的氢入射可以被分类为通过一个或多个石墨烯层的吸附、反射和渗透的三种状态。在最低能量的入射被示出扭曲的石墨烯结构。
2006-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
High field x-ray diffraction study on a magnetic-field-induced valence transition in YbInCu4
我们首次报道了用同步辐射X射线和超过30 T的脉冲磁场进行的高场X射线衍射实验。本文研究了磁场诱导的YbInCu_4的价态转变引起的晶格变形。已经发现，由于结构转变，在32 K下的布拉格反射轮廓在27 T附近显著改变。在跃迁场附近，同时观察到低场和高场相的两个不同的布拉格反射峰，这直接证明了场诱导价态跃迁是一级相变。低场相位布拉格峰强度的场依赖性被发现与磁化成比例。
2005-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Resonant photonic crystals and quasicrystals based on highly doped quantum-well structures
基于掺杂量子阱结构，发展了光在一维光子晶体和确定性非周期结构（包括准晶）中的传播理论。谐振布拉格条件，导致超辐射制度和形成的最宽的光学反射光谱，已制定。得到了布拉格结构中光波带隙边的表达式。计算了这类体系的反射和吸收光谱。比较了掺杂和未掺杂多量子阱结构的光学性质。
2010-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectral engineering with multiple quantum well structures
结果表明，通过引入不同激子能量的阱，可以显著改变布拉格多量子阱结构的光谱。所得结构的反射光谱的特征在于高对比度和调谐可能性。
2003-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Fast computing of scattering maps of nanostructures using graphical processing units
布拉格反射周围的应变或无序纳米结构的散射图可以使用近似和（快速）傅立叶变换或使用单个原子位置快速计算。在这篇文章中，我们证明了使用单个图形卡可以计算高达4.10^10 $反射.atoms/s，并且我们评估了这个速度如何取决于倒易空间中的原子和点的数量。描述了一个开源软件库（PyNX），它允许在Python语言中轻松进行散射计算（包括掠入射条件），并给出了非理想纳米结构散射的例子。
2011-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Monte Carlo simulations of measured electron energy-loss spectra of diamond and graphite: role of dielectric-response models
在这项工作中，我们比较的电子输运性质的Monte Carlo（MC）模拟与反射电子能量损失测量金刚石和石墨薄膜。我们评估了不同近似的介电响应对碳基材料表征的可观测值的影响。我们计算这些材料的频率依赖性介电响应和能量损失函数的两种方式：一个完整的从头算方法，在其中我们进行依赖于时间的密度泛函模拟的线性响应不同的动量转移，和一个半经典模型，基于德鲁德-洛伦兹扩展到有限动量的光学介电函数。从头计算的介电函数导致更好的协议与电子能量损失测量光谱方面广泛使用的德鲁德-洛伦兹模型。这种差异在绝缘体和半导体的光学极限（$\mathbf{q} \neq 0$）之外尤其明显，在这种情况下，单粒子激发变得相关。此外，我们表明，在不同的精度水平的能量损失函数的行为有显着的影响，对其他物理观测，如非弹性平均自由程和阻止功率在低能量区（$< 100$ eV），从而对MC模拟的准确性。
2016-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
GARFIELD, a toolkit for interpreting ultrafast electron diffraction data of imperfect quasi-single crystals
GARFIELD是一款带图形界面的工具包，通过交互式优化衍射几何与样品参数，解决小分子低对称性单晶超快电子衍射数据中Bragg反射索引困难的问题，辅助解析结构动力学。
2024-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Reflection Quasilattices and the Maximal Quasilattice
我们引入了{ \it反射准格}的概念，它是具有不可约反射对称性的Bravais格的准周期推广.在它们的应用中，反射准晶格是准晶和准晶镶嵌（如彭罗斯镶嵌）的倒易（即布拉格衍射）晶格，具有不可约的反射对称性和离散尺度不变性。在后续的论文中，我们将表明，反射准格可以用来产生平铺在现实空间中的性质类似于彭罗斯平铺，但不同的对称性和在不同的维度。本文解释了反射拟格只存在于二维、三维和四维空间中，并证明了在四维空间中存在唯一的反射拟格：“极大反射拟格”.与晶体学的布拉维晶格不同，所有的反射准晶格在某些离散尺度因子的重新标度下是不变的。我们列出了在$d>2$维中的所有反射准晶格的标度因子的完整集合，以及在$d=2$维中具有二次无理标度因子的所有反射准晶格的标度因子的完整集合。
2016-08-31 cond-mat.mtrl-sci hep-th math-ph
Layered Dynamical Conductivity for a Transfer Matrix Method -- Application to an N-layer Graphene
我们计算了一个$N$层石墨烯的光学性质，制定了每一层的动态电导率。这是当电磁场局限于特定层时的电导率，并且与假设所有层中的均匀场计算的标准电导率不同。通过将这些电导率与传输矩阵方法相结合，我们考虑了由内反射引起的电磁场的空间变化。从两个电导率获得的结果表明，在任何$N$下，源自层间电子相互作用的类似峰结构出现在$N$层石墨烯的反射率中。该峰是AB堆积所固有的，对于AA堆积看不到，并且对应于足够大的$N$的峰被认为是对于天然石墨观察到的峰。对现有的高取向热解石墨和天然石墨高压实验结果进行了物理解释。虽然一个分层的导电性低估了石墨在低于峰值的光子能量的反射率，我们将表明，这种分歧是由于层间相互作用引起的非局部导电性。分层导电性的计算是有用的，在知道当地的光响应，并可以进一步验证通过层间电子相互作用的校正，我们最近发现的通用层数的观察。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
