On the potential of Hg-Photo-CVD process for the low temperature growth of nano-crystalline silicon (Topical Review)
汞敏化光辅助化学气相沉积（Hg-Photo-CVD）技术为降低薄膜生长温度和在低成本柔性塑料基板上生产适合于未来一代高效薄膜太阳能电池的新型半导体材料开辟了新的可能性。本文综述了该技术的研究进展，重点介绍了其在纳米硅低温制备中的应用前景，以及在薄膜光伏技术发展中的应用前景。保留字：光伏、太阳能电池、薄膜、纳米晶硅、氢化非晶硅、氢稀释、低温生长、光化学气相沉积。
2006-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Free-Standing Two-Dimensional Single-Crystalline InSb Nanosheets
高质量InSb单晶层的生长在材料科学中仍然具有挑战性。这种层状InSb材料对于寻找和操纵固态的Majorana费米子（当今物理学中的基础研究任务）以及开发新型高速纳米电子和红外光电子器件是高度期望的。在这里，我们报告了一种新的途径生长单晶，层状InSb材料。我们证明了独立的，二维InSb纳米片的一维InAs纳米线的分子束外延的成功增长。生长的InSb纳米片是纯的锌掺杂单晶。InSb纳米片的长度和宽度可达几微米，厚度可达10 nm。InSb纳米片表现出明显的双极行为和高的电子迁移率。我们的工作将开辟新的技术路线，发展基于InSb的器件，用于纳米电子学、光电子学和量子电子学的应用，并用于基础物理现象的研究。
2015-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Grain Size and Lattice Parameter's Influence on Band Gap of SnS Thin Nano-crystalline Films
研究了影响硫化锡纳米晶薄膜带隙的参数。已知晶粒尺寸和晶格参数都影响带隙。本研究首先调查每一个单独的贡献。理论计算验证了实验确定的晶格参数的依赖性。我们还建议如何处理的变化带隙作为一个两个变量的问题。结果使我们能够显示有效质量（约化）对晶格单元体积的依赖性。
2014-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Amorphous, ultra-nano- and nano-crystalline tungsten-based coatings grown by Pulsed Laser Deposition: mechanical characterization by Surface Brillouin Spectroscopy
脉冲激光沉积允许获得具有不同纳米结构的W和W-Ta合金涂层，通过X射线衍射监测。这种结构和弹性性能之间的相关性进行了研究，通过调整沉积过程中的气体压力，退火温度和Ta浓度获得的非晶状，超纳米和纳米晶涂层。充分的弹性表征实现表面布里渊光谱，解释各向同性和各向异性的薄膜模型。在几十Pa的He气压下获得了类非晶态涂层。与体W相比，它们具有较低的刚度，约60%，与质量密度密切相关（低约40%）。在纳米晶制度的刚度更相关的平均晶粒尺寸，接近体积值增加微晶尺寸。非晶类涂层的真空退火导致超纳米晶种的成核，其嵌入具有质量密度和刚度的中间值的非晶基质中。这里，刚度是由晶体尺寸和密度之间的相互作用产生的。与Ta合金化导致与纳米晶制度中的杠杆规则一致的性质，并且当干扰晶体生长的较高Ta浓度诱导超纳米晶体结构时偏离该规则。
2017-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Defect-free SnTe topological crystalline insulator nanowires grown by molecular beam epitaxy on graphene
采用分子束外延技术在石墨烯/SiC衬底上生长了SnTe拓扑晶体绝缘体纳米线。纳米线具有立方岩盐结构，它们沿[001]晶向生长，并具有由{100}晶面组成的四个侧壁，已知其具有狄拉克色散的金属表面态。彻底的高分辨率透射电子显微镜研究表明，纳米线生长在石墨烯上的范德瓦尔斯外延模式时，诱导的催化金纳米粒子与锡提供的SnTe熔剂混合，提供液体Au-Sn合金。纳米线是完全免费的结构缺陷，但它们的{001}侧壁是容易氧化，这指出了必要性的沉积保护帽，鉴于利用磁电传输现象涉及载流子占据拓扑保护状态。
2018-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Quantized Failure Criteria and Indirect Observation for Predicting the Nanoscale Strength of Materials: The Example of the Ultra Nano Crystalline Diamond
本文提出了确定材料纳米级强度的理论和统计/实验标准。特别是，在断裂力学，动态断裂力学和疲劳，以及实验间接观察的纳米级强度的量化标准，提出。动态电阻的增加和分形裂纹表面形成的作用也被合理化。分析表明，材料在纳米级也对缺陷敏感（如碳纳米管所证明的那样），与最近发表的论文的结论相反，并且表面比固体的内部部分弱约10%。此外，建议的统计/实验程序应用于预测纳米级强度的超纳米金刚石（UNCD），一种创新的材料，最近才开发出来。
2004-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Nanomechanical morphology of amorphous, transition, and crystalline domains in phase change memory thin films
在寻找可以与传统随机存取存储器相媲美的相变材料（PCM）时，需要对非晶到结晶相变的完全理解。对于众所周知的Ge2Sb2Te5（GST）和GeTe（GT）硫族化合物，显示成核和生长主导的结晶动力学，分别，这项工作探讨了纳米力学形态的非晶和结晶相在50 nm薄膜。使这些PCM试样经受跨越结晶温度的横向热梯度允许进行详细的形态学调查。表面和深度相关的分析所得到的非晶，过渡和结晶区域实现浅角横截面，独特的实施与光束出口Ar离子抛光。为了解决不同的阶段，超声波力显微镜（UFM）与同步地形实施揭示了14%的自由膜表面和20%的横截面表面的非晶相和结晶相之间的相对刚度对比。成核被观察到优先发生在PCM基板和自由膜界面的GST和GT，而精细的亚表面结构被发现是溅射方向依赖。以这种方式结合表面和横截面纳米力学映射允许具有纳米级横向和深度分辨率的微观结构和缺陷的3D分析，适用于广泛的材料表征研究，其中需要检测弹性模量或刚度的细微变化。
2014-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Fabrication and Investigation of Nitrogen doped Ultra-Nano-Crystalline Diamond Hall-bar Devices
使用微波辅助等离子体化学气相沉积（CVD），将氮掺杂的超纳米晶体金刚石（N-UNCD）层沉积在非导电金刚石层的顶部上，所述非导电金刚石层本身位于硅晶片上。然后，使用光刻和干法蚀刻技术将该结构成形为各种尺寸的霍尔条器件。在不同温度下，使用无冷冻剂稀释制冷机的设备的电性能进行了研究。
2013-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced superconductivity and superconductor to insulator transition in nano-crystalline molybdenum thin films
报道了在纳米晶钼薄膜中，无序驱动的超导体到绝缘体的过渡金属区转变。采用直流磁控溅射法在室温下制备了纳米结构的薄膜。使用沉积压力作为唯一的控制参数来调整晶粒尺寸。研究了沉积压力对颗粒尺寸、室温电阻率和超导转变的影响。纳米晶钼薄膜具有高的载流子浓度，但迁移率和电子平均自由程很低，利用霍尔和电导率测量研究了无序对载流子浓度和迁移率的影响。Ioffe-Regel参数与我们的样品中的连续金属-绝缘体转变相关。
2017-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Strong shape dependence of the Morin transition in alpha-Fe2O3 single-crystalline nanostructures
采用水热法合成了单晶α-Fe 2 O3纳米环（短纳米管）和纳米管。高分辨透射电子显微镜和选区电子衍射证实了纳米环和纳米管的轴向都平行于晶体的c轴。有趣的是，在平均管长约115 nm，平均外径约169 nm的短纳米管中，桑色素转变发生在约210 K，而在平均管长约317 nm，平均外径约148 nm的纳米管中桑色素转变消失。磁化强度数据，X射线衍射光谱和室温穆斯堡尔谱的详细分析表明，这种非常强的形状依赖的桑色素转变是固有的赤铁矿。我们可以用平行于c轴和垂直于c轴的表面平面中表面磁各向异性常数的相反符号（即K_parallel = -0.37 erg/cm ^2和K_perp = 0.42 erg/cm^{2}）来定量解释这种有趣的形状依赖性。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultralow thermal conductivity of single crystalline porous silicon nanowires
多孔材料提供了大的表面体积比，从而提供了一个旋钮，以前所未有的方式改变基本属性。在热输运中，多孔纳米材料不仅可以通过增强声子从孔的边界散射从而减小声子平均自由程，而且可以通过降低声子群速度来降低热导率。在这里，我们建立了一个结构-性能的关系，通过测量的孔隙率和热导率的个别化学蚀刻单晶硅纳米线，使用一种新的电子束加热技术。这种多孔硅纳米线表现出极低的扩散热导率（对于43%的孔隙率，在300 K下低至0.33Wm-1 K-1），甚至低于非晶硅的扩散热导率。这种超低热导率的起源被理解为声子群速度的降低，通过测量杨氏模量以及晶体硅中有史以来报道的最小结构尺寸（小于5 nm）进行了实验验证。分子动力学模拟支持硅纳米线的热导率作为孔隙率的函数的急剧降低的观察。这种多孔材料提供了一个有趣的平台来调整声子输运，这可以在电子和纳米机电系统的功能材料的设计中是有用的。
2017-07-21 cond-mat.mtrl-sci
An experimental study of charge distribution in crystalline and amorphous Si nanoclusters in thin silica films
用透射电子显微镜（TEM）、电子能量损失谱（EELS）和X射线光电子能谱学（XPS）研究了薄二氧化硅层中的结晶和非晶硅纳米颗粒。我们使用XPS数据的俄歇参数的形式来分离的初始和最终状态的贡献的Si $_{2p}$能量转移。静电充电和电子屏蔽问题以及初始状态的影响也得到了解决。结果表明，纳米晶中的化学位移是由初态效应决定的，而不是由终态效应决定的，分散在SiO $_2$中的纳米晶中的硅芯空穴的电子屏蔽作用不如纯体硅中的电子屏蔽作用.
2012-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning the thermal conductivity of Si membrane using nanopillars: from crystalline to amorphous pillars
本文用分子动力学研究晶态Si、晶态Ge及非晶态Si纳米柱对Si薄膜热导率的调控，揭示共振杂化与界面散射机制。
2024-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Study of ${\rm CdI_2}$ nanocrystals dispersed in amorphous ${\rm Sb_2S_3}$ matrix
碘化镉的结晶纳米颗粒悬浮在三硫化锑的无定形基质中。这两种材料都是层状结构，并具有大的带隙，但碘化镉表现出多型性，即它存在于各种不同的结晶状态。不同的结晶状态通过完全不同的介电常数来标记，这在UV-可见光中引起尖锐的表面等离子体共振（SPR）峰。手稿详细说明了SPR随薄膜热处理的变化。
2006-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Conductivity crossover in nano-crystalline diamond films: Realization of a disordered superlattice-like structure
我们提出了一批不同氮浓度的纳米金刚石薄膜的电输运特性，并解释了半导体异质结构的无序准超晶格模型的导电机制。合成的热灯丝化学气相沉积技术，在薄膜中的结构无序的程度，从拉曼光谱证实，被发现是可控的，导致在过渡的导电机制从本地化和激活的金属导电制度。因此，通过在低温下的高场磁阻测量，我们牢固地建立了从跳跃到3D弱局部化的电导率交叉。长的电子退相时间和其弱的温度依赖性表明金刚石基高速器件应用的可能性。
2012-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Solid-state Janus nanoprecipitation enables amorphous-like heat conduction in crystalline Mg3Sb2-based thermoelectric materials
固态沉淀可用于定制材料性能，从铁磁体和催化剂到机械强化和能量存储。热电性能可以修改沉淀，以提高声子散射，同时保持电荷载流子传输。在这里，我们发现了非常规的双Janus型纳米沉淀物在Mg3Sb1.5Bi0.5形成的并排的Bi和Ge丰富的附件，在单独的纳米沉淀物形成对比。这些Janus纳米沉淀物由烧结期间Bi和Ge的局部共熔融产生，从而实现非晶状晶格热导率。由于合金无序和纳米沉淀物散射之间的平衡，观察到声子散射的沉淀物尺寸效应。热电优值系数ZT在室温附近为0.6，在773K时为1.6。Janus纳米沉淀可以被引入到其他材料中，并可以作为一种通用的性能定制机制。
2022-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Deformation in amorphous-crystalline nanolaminates -- an effective-temperature theory and interaction between defects
实验和原子尺度的模拟表明，在变形的非晶-结晶纳米层压材料的塑性载体的传输介导的非晶和结晶层之间的双相界面。在本文中，我们提出了一个微观力学模型，这些双相纳米叠层，通过非晶-结晶界面（ACI）描述缺陷的相互作用。该模型是基于一个有效的温度框架，以实现一个统一的描述的缓慢，组态原子重排时，在这两个阶段被赶出平衡。我们展示了热力学第二定律如何约束缺陷的密度和构型重排的速率，并将此框架应用于结晶固体中的位错和非晶材料中的剪切转变区（STZ）。的有效温度配方使我们能够解释所观察到的运动的位错ACI和生产STZ在界面上的配置无序的材料作为一个“扩散”。我们证明了与（Kim等人，高级功能材料：2011），并证明ACI如何作为位错的汇和STZ的来源。
2016-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Formation of metallic nano-crystals from gel-like precursor films for CVD nanotube growth: An in-situ TEM characterization
在透射电子显微镜（TEM）中通过原位退火观察连续Fe（NO3）3催化剂膜的演变。这种催化剂通常用于碳纳米管的催化生长。实验表明，在300 ℃左右，凝胶状膜已经形成结晶颗粒。在通常的700 ℃的碳纳米管生长温度下，颗粒是具有对数正态尺寸分布的单晶。观察结果还表明，尽管颗粒具有晶体结构，但仍具有高迁移率。实验允许获得有关催化剂膜的化学性质和结晶度的详细信息，这为解释通过化学气相沉积的碳纳米管生长提供了有价值的信息。
2005-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Zero Field Cooled Exchange Bias Effect in Nano-Crystalline Mg-Ferrite Thin Film
我的报告，零场冷却（ZFC）交换偏置（EB）在单相纳米晶镁铁氧体薄膜，沉积在非晶石英基板上使用脉冲激光烧蚀技术的效果。该薄膜在5 K下显示出高的ZFC电子束位移（HE~ 190 Oe）。ZFC电子束位移随温度的升高而减小，在较高温度（T > 70 K）时消失.该镁铁氧体薄膜也显示出常规交换偏置（CEB）效应，但与许多CEB系统不同，该膜在场冷却（FC）测量下显示出矫顽力（HC）的降低。在ZFC测量中，该膜也显示出训练效果，其遵循冻结的自旋弛豫行为。所观察到的交换偏置可以归因于在大亚铁磁性颗粒的界面处的冻结玻璃态的表面自旋的钉扎效应。
2019-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic irreversibility and Verwey transition in nano-crystalline bacterial magnetite
将由四种不同趋磁细菌生物矿化的生物产生的磁铁矿纳米晶体的磁性与合成磁铁矿纳米晶体和大的高质量单晶的磁性进行比较。在Verwey温度下的磁性特征，$T_{V}$，在所有纳米晶体中清晰可见，尽管其锐度取决于单个纳米颗粒的形状以及颗粒是否排列在磁小体链中。在单个超顺磁性纳米颗粒中，转变范围更宽，其中$T_{B}<T_{V}$，其中$T_{B}$是超顺磁性阻断温度。对于以链状结构组织的纳米晶体，有效阻断温度$T_{B}>T_{V}$和Verwey转变被严格定义。粒子大小和$T_{V}$之间没有相关性被发现。此外，$M(H,T,time)$的测量表明，磁小体链表现为长的磁偶极子，其中局部磁场沿链定向，这一结果证实，时间对数磁弛豫是由于集体（偶极）性质的磁矩重定向的障碍。
2007-05-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exchange coupling and enhancement of Curie temperature of the intergranular amorphous region in nano-crystalline duplex-phase alloys system
我们探讨了一个共同的两相纳米磁性系统的磁性行为的Monte Carlo计算机模拟的修改海森堡模型上的三维复杂晶格单自旋和集群自旋。研究了两组元磁性相之间的交换耦合对一种常见的非晶合金系晶间非晶区居里温度（ECT）的提高的影响，该合金系中有大量纳米微晶嵌入非晶基体中。系统地研究了ECT对纳米微晶尺寸、体积分数和晶粒间距的影响。结果表明，大的晶化体积分数、小的晶粒尺寸和薄的晶间相厚度导致晶间非晶区的ECT明显，而纳米晶的居里温度略有下降。本文提出了一个与微观结构参数有关的经验公式，该公式与实验值在一个数量级内吻合。此外，我们还模拟了一种软硬纳米复合体系的退磁过程。我们估计了两个组分相之间的交换耦合对两相磁化的协同性和磁化的相干反转以及磁化率和能量积的影响。
2004-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Revisiting Effects of Nitrogen Incorporation and Graphitization on Conductivity of Ultra-nano-crystalline Diamond Films
系统研究了在H $_\text{2}$ /CH $_\text{4}$ /N $_\text{2}$等离子体中生长的超纳米金刚石（UNCD）薄膜的结构和电学性质随沉积温度（$T_d$）和氮含量（$\%$ N $_2$）的变化，以全面评估它们对电导率的影响。从1000至1300 K扫描$T_d$，以获得固定在0、5、10和20 $\%$的N $_2$。发现即使在不含氮气的合成气混合物中生长的膜也可以制成与1 $-$ 10 $^{-2}$ $Ω$ cm一样导电，其中通过改变生长参数，所有膜的总电阻率被调谐超过4个数量级。在一组27个样品上，拉曼光谱和扫描电子显微镜显示出随着沉积温度的升高，从超纳米晶金刚石到纳米晶石墨的渐进的和高度可重复的膜材料相变。这种转化的速率在很大程度上取决于N $_2$含量。氮的添加大大增加了膜中$sp^2$键合碳的量，从而增强了具有高电子态密度的GB网络中的物理连接性。然而，氮气的加入大大减缓了GB中$sp^2$相的结晶。因此，在（N）UNCD导电性工程中，GB连接性和结晶度之间的适当平衡是关键。
2019-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Combining rare events techniques: phase change in Si nanoparticles
我们引入了一个联合约束MD/并行回火方法来研究自由能的差异作为一组集体变量的函数在两个国家之间存在未知的慢自由度。我们应用这种方法来研究作为温度的函数的尺寸范围在0.8和1.8 nm之间的非晶与结晶纳米颗粒的相对稳定性。我们发现，在不同的散装系统，在低T的小纳米粒子是无定形的，并在较高的T进行无定形到结晶相变。相反，大的纳米颗粒恢复了块状行为：在低$T$下为结晶，在高温下为无定形。
2011-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Grain boundary and defects assisted thermal conductivity of nano-crystalline Gd2Ti2O7 Pyrochlore
研究烧绿石结构陶瓷的热导率对烧绿石结构陶瓷作为惰性基质燃料、氧化物燃料电池电解质和热障涂层的应用具有重要意义。采用放电等离子烧结结合高能球磨的方法制备了纳米晶Gd 2 Ti 2 O 7，研究了孔隙率、结构缺陷和晶界散射对材料热性能的影响。热导率已被测量的温度范围从室温到900 ℃，使用激光闪光装置（LFA），并讨论了结果，包括几个现象，有助于在nc-烧绿石的热传输的散射机制的支持。随着晶粒尺寸的减小，热导率的系统性降低可以通过声子-孔隙散射现象来理解。此外，还观察到随着温度的升高，边界散射对热传输的主导作用。实验确定的热导率值与热障涂层（TBC）应用的隔热要求相一致
2022-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Lithiation-delithiation cycles of amorphous Si nanowires investigated by molecular dynamics simulations
采用分子动力学模拟研究了非晶硅纳米线（$a$ -SiNW）在不同循环条件下锂化和脱锂的原子机制.首先，来自Cui等人[J. Power Sources. 2012，（207）150]已经在静态（Li $_x$ Si合金相和点缺陷能量）和动态性质（Li扩散）上进一步优化，以再现在{ \it ab initio}水平上计算的小结晶Si纳米线的锂化。$a$ -SiNW的锂化揭示了与结晶Si锂化相比具有更大扩散界面的锂化的两相过程。在非晶Si $_x$ Li合金外壳中观察到压缩轴向应力。由于金属玻璃的软玻璃化行为，它们很容易被释放。相反，在结晶SiNW中，窄结晶锂化界面中的较大应力几乎不被释放，并且需要相变为非晶以进行操作，这延迟了锂化。的充放电循环的历史，以及温度出现作为驱动力的相变从非晶Li $_x$ Si合金的更稳定的结晶相对应物。我们的工作表明，完全脱锂可以修复硅纳米线，以提高使用硅阳极的锂离子电池的寿命周期。
2019-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Sponge like nanoporous single crystals of gold
自然界中的单晶通常表现出迷人的复杂多孔形态，而不是经典的多面表面。我们试图生长这样的晶体，从生物多孔单晶中汲取灵感。在这里，我们表明，纳米多孔单晶金可以生长，不需要任何精心制作的步骤。发现这些晶体在共晶组合物熔体固化后生长，所述共晶组合物熔体由于纳米薄膜的去湿而形成。我们还提出了一个动力学模型，显示如何可以获得这种纳米多孔单晶结构，并允许预测的多孔单晶的潜在大小。保持它们的单晶性质是由于完全结晶过程比两个后续成核事件之间的平均周期快的事实。我们的研究结果清楚地表明，它是可能的，以可控的方式形成单晶纳米多孔金属晶体。介绍
2016-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Morphological evolution of an Au crystalline domain in a nano-particle investigated by Bragg coherent diffraction imaging
Gwangju Institute of Science and Technology（光州科学技术院）；Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室先进光子源）；Chosun University（朝鲜大学）；European XFEL（欧洲自由电子激光设施）
本研究利用Bragg相干衍射成像结合自相关分析，原位观察了Au纳米颗粒中晶畴从各向异性多畴向平衡截角八面体单晶的形貌演化，揭示了畴合并与粗化机制。
2026-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Solute effects on interfacial dislocation emission in nanomaterials: nucleation site competition and neutralization
界面形核是纳米晶材料塑性形变过程中位错产生的主要过程。旨在稳定纳米晶体金属以防止晶粒生长的溶质添加剂可能会偏析到晶界和三重结，在那里它们会影响位错发射的过程。在这封信中，我们证明了在含有竞争溶质偏析位点和位错源的纳米晶体材料中添加溶质的效果可以是非常复杂的，由于在不同界面处的偏析速率不同。此外，在大浓度下，当溶质在晶界或三重结附近形成团簇时，这些团簇与基体之间的界面可以引入新的位错发射源，其可以在较低的施加应力下被激活。因此，强度最大值可以在一定的溶质浓度下发生：添加超过该最佳溶质浓度的溶质可以降低材料的强度。
2017-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Role of structural H$_2$O in intercalation electrodes: the case of Mg in nano-crystalline Xerogel-V$_2$O$_5$
共插层是影响阳离子插入储能器件电极的电压和迁移率的潜在途径。结合一个强大的热力学模型与第一性原理计算，我们提出了一个详细的调查揭示的重要作用，H $_2$ O在离子嵌入纳米材料。我们研究了Mg $^{2+}$和H $_2$ O共插层在纳米晶干凝胶-V $_2$ O $_5$中的情况，所述干凝胶-V是实现比锂离子电池更大的能量密度的潜在阴极材料。水在阴极材料中的共嵌入可以通过影响其电压或在阳极处引起钝化而广泛地影响电化学系统。对Mg-干凝胶V $_2$ O $_5$的稳定相和不同电解条件下的电压的分析揭示了干凝胶中的Mg和电解质中的H $_2$ O的浓度范围，其中在电化学循环期间没有H $_2$ O与Mg穿梭的热力学驱动力。此外，我们证明，H $_2$ O穿梭与镁$^{2+}$离子在湿电解质中产生更高的电压比在干电解质。在这项工作中用于研究水和Mg $^{2+}$共插层的热力学框架打开了大门，用于研究在其他复杂的溶剂电极对中使用的锂和钠离子化学空间中观察到的溶剂共插层的一般现象。
2016-03-17 cond-mat.mtrl-sci
An atomically flat single-crystalline gold film thermometer on mica to study energy (heat) exchange at the nano-scale
在科学界对具有纳克范围内的质量的样品进行量热法有很大的兴趣。在快速增长的微纳米系统家族中，对能量（热）交换的详细了解可以提供有关纳米尺度化学和物理学的有价值的信息。具有原子平面热探针的可能性代表了附加值，因为它提供了与量热法一起执行扫描探针显微镜（SPM）的独特机会。在这里，我们报告的制造，表征和校准的原子平面，单晶金膜温度计的云母基板。用低能电子衍射（LEED）和扫描隧道显微镜（STM）对温度计表面进行了研究。温度计校准表明热交换系数为2.1 x 10^（-7）W/K，性能比以前基于Si衬底的传感器好10倍。实验装置允许在同一样品上同时研究热交换和表面物理。
2019-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Controlling the Functional Properties of Oligothiophene Crystalline Nano/Micro-Fibers via Tailoring of the Self-Assembling Molecular Precursors
低聚噻吩是一种π共轭的半导体和荧光分子，其自组装特性在有机电子学、光电子学、生物光子学和传感器中有着广泛的应用。本文报道了一种制备结晶性低聚噻吩纳米/微米纤维的方法，该方法基于使用过富硫的四噻吩结构单元-T4 S4-，其共价网络中包含促进Ar-T4 S4-Ar低聚物定向、π-π堆积驱动的自组装成具有从纳米到微米尺度的分级超分子排列的纤维所需的所有信息。我们表明，当Ar从未取代的噻吩取代吸电子基团的噻吩，广泛的分子电子电荷的重新分配发生，而不会产生实质性影响的低聚物的聚集模式。以这种方式，获得结构上可比较的一系列纤维，其具有逐渐变化的光学性质、氧化还原电位、光电导性和主要载流子的类型（从p型到n型）。用扫描电镜、圆二色谱、循环伏安、X射线衍射、紫外-可见光谱、光致发光谱、光电导和KPFM等测试手段对纤维进行了表征。借助密度泛函理论计算，结合X射线衍射数据，提出了一个从分子尺度到纳米尺度和微米尺度的纤维生长模型。我们相信，在这项研究中概述的简单的策略允许建立一个简单的相关性之间的分子结构的组件和相应的自组装纳米/微米纤维的功能属性。
2019-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Probing ultrafast carrier dynamics and nonlinear absorption and refraction in core-shell silicon nanowires
我们研究的弛豫动力学的光生载流子在硅纳米线组成的结晶芯和周围的非晶壳，使用飞秒时间分辨差分反射率和透射光谱在光子能量为3.15 eV和1.57 eV。差分透射率和反射率瞬变的复杂行为是来自纳米线表面和衬底上的晶体芯和非晶硅的混合贡献，其中状态填充和光致吸收的竞争效应支配载流子动力学。在增加光生载流子密度时观察到更快的弛豫速率。独立的实验结果上的结晶蓝宝石上的硅帮助我们在分离的贡献，在纳米线样品中的结晶芯和非晶区域的载流子动力学。此外，在1.57 eV的单束z扫描非线性传输实验中，在开放和封闭的孔径配置产生双光子吸收系数β $ (~3 cm/GW) and nonlinear refraction coefficient \$gamma$（-2.5 × 10 ^-4 cm 2/GW）。
2012-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ballistic transport in nanodevices based on single-crystalline Cu thin film
Pohang University of Science and Technology（浦项科技大学）；Crystal Bank Research Institute, Pusan National University（釜山大学晶体银行研究所）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Copper Innovative Technology (CIT) Co.（铜创新技术（CIT）有限公司）；Ulsan National Institute of Science and Technology（蔚山科学技术院）；Mississippi State University（密西西比州立大学）；Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）；Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School（麻省总医院和哈佛医学院）；Pusan National University（釜山大学）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）
本研究通过单晶铜薄膜实现了纳米器件中的弹道输运，为探索铜的量子特性及高可靠性互连提供了新途径。
2026-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Laser-induced disassembly of a graphene single crystal into a nano-crystalline network
我们报告的时间依赖性的结构修改的单晶石墨烯由于激光照射，即使在中等功率水平的1mW的衍射极限点的调查。结构修饰的特征在于原位扫描共聚焦拉曼光谱，原子力高度显微镜和运输研究。拉曼光谱的时间演变揭示了两种不同的效果：在短时间尺度上，最初存在于薄片上的掺杂剂被去除。较长的时间尺度行为指向激光诱导的单晶石墨烯逐渐局部分解成互连纳米微晶的网络，由于键断裂，纳米微晶的特征长度尺度约为10 nm。断裂的债券提供额外的对接网站的吸附物运输和AFM高度的研究证实。这些受控的结构修饰可以例如对于增强局部反应性和修整基于石墨烯的气体传感器是有价值的。
2008-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Characterization of amorphous and crystalline silicon nanoclusters in ultra thin silica layers
利用透射电子显微镜（TEM）、能量过滤透射电子显微镜（EFTEM）和二次离子质谱（SIMS）研究了不同制备条件和硅浓度（28 - 70面积%）下硅纳米晶的成核和结构。在通过硅的快速热氧化（RTO）制备的3 nm SiO $_2$层上溅射10 nm厚的富硅氧化物的高温热处理之后形成纳米晶体。当过量硅浓度超过50面积%时，纳米晶体沉淀。在TEM中对样品进行的原位热处理表明，结晶需要高于800 $^o$ C的温度。纳米晶体在4 nm波段沉淀，距离Si衬底5 nm，距离SiO $_2$样品表面4 nm。硅在过量Si浓度最高的地方成核。由于在退火期间与来自环境的氧反应，顶表面具有较少的过量Si。由于Si从SiO $_2$ -Si层扩散到RTO中，SiO $_2$ -RTO层更富含Si。在直径为4-10 nm的纳米晶体中发现了孪晶和层错。这些类型的缺陷可能对材料在电子器件中的可用性具有很大的影响。通过高分辨透射电子显微镜（HRTEM）观察发现，纳米晶中存在单孪晶和双孪晶晶界。为了获得更多关于缺陷和纳米晶体的信息，进行了图像模拟。层错是外在的，位于孪晶界。
2012-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectrally-resolved dielectric function of amorphous and crystalline GeTe nanoparticle thin films
相变材料（PCM）在光学和随机存取存储器中得到了很好的应用，越来越多地被研究用于新兴主题，如脑启发计算和有源光子学。这些应用利用了PCM从非晶态到晶态的结构转变所伴随的显著的反射率和电阻率变化。然而，PCM通常通过溅射制造为薄膜，这是昂贵的，需要先进的设备，并限制了样品和器件设计。在这里，我们研究了一种更简单，更灵活的方法在可调光子学的应用：使用亚10 nm的胶体PCM纳米粒子（NP）。我们报道了非晶和晶态碲化锗（GeTe）NP薄膜从红外到紫外光谱范围的光学性质。使用椭圆偏振光谱与支持横截面扫描电子显微镜，原子力显微镜和吸收光谱，我们提取的折射率n，消光系数k，和带隙Eg和比较已知的溅射碲化锗薄膜的值。我们发现减少的n和k和增加的Eg的NP为基础的GeTe薄膜，产生的见解尺寸依赖的性能变化的纳米相变材料。此外，我们的研究结果揭示了GeTe纳米颗粒在近红外和可见光谱范围内的可调谐光子学的适用性。最后，我们研究了我们的NP膜的样品再现性和老化。我们发现，胶体制备的PCM薄膜在氮气下储存至少两个月是稳定的，进一步支持了这些材料在应用中的巨大前景。
2020-02-04 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Direct laser planting of hybrid Au-Ag/C nanostructures - nanoparticles, flakes and flowers
我们展示了一种新的方法，用于形成混合金属/碳纳米结构的控制直接激光种植过程。在无定形或结晶碳质基质中的Au-Ag纳米团簇以不同的形态形成：纳米颗粒、纳米片和纳米花。与其他生成技术相比，我们的方法很简单，只涉及一个单一的激光诱导过程，将溶解在溶剂中的超分子复合物（如丙酮，苯乙酮或二氯乙烷）转化为混合纳米结构，在激光影响的基板区域。混合纳米结构的形态可以通过控制沉积参数、液相的组成和基底的类型（非晶或结晶）来操纵。混合纳米结构的碳相由氢化的无定形碳的情况下的纳米颗粒和结晶正交石墨的纳米级厚度的薄片和花的情况下。据我们所知，这是第一次证明正交石墨与金属纳米夹杂物的制造。微米级纳米级厚度单晶薄片的显著质量和规则性允许切割高分辨率纳米级结构，其与金属纳米夹杂物组合为创建用于纳米光子应用的新型器件提供了很大的设计自由度。具有不同组成、尺寸和形状的纳米材料的令人鼓舞的性质刺激了旨在微调功能的有效合成策略的发展。
2015-09-09 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
