One-Dimensional Metallic Polymeric Nitrogen
Xi’an Modern Chemistry Research Institute（西安现代化学研究所）；State Key Laboratory of Fluorine & Nitrogen Chemicals（氟氮化学品国家重点实验室）；School of Mathematics and Physics, China University of Geosciences (Wuhan)（中国地质大学（武汉）数学与物理学院）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (Guangdong)（粤港澳大湾区量子科学中心（广东））；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；Key Laboratory of Materials Physics, Institute of Solid State Physics, HFIPS, Chinese Academy of Sciences（中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所材料物理重点实验室）
本研究报道了一种在高压下合成的一维金属聚合氮，具有高能量密度和超导性能，为电子和能源领域提供了新的材料可能性。
2026-03-03 cond-mat.mtrl-sci hep-ex
High Energy Density Mixed Polymeric Phase From Carbon Monoxide and Nitrogen
一氧化碳和氮是潜在的令人感兴趣的高能量密度材料。然而，尽管分子的物理相似性，它们在高压下的行为非常不同。使用密度泛函理论和结构预测方法，我们研究这些系统的能力，结合各自的属性，并形成新的混合结晶相的压力下，高达100 GPa。有趣的是，我们发现CO催化N2的分子解离，这意味着在相对较低的压力（低于18 GPa）下有利于混合结构，并且具有Pbam对称性的三维框架在52 GPa以上成为最稳定的相，即，在比纯固体氮温和得多的条件下。该结构在环境压力下是动态稳定的，并且具有约2：2 kJ/g的能量密度，使其成为高能量密度材料的候选材料，并且可以在不太禁止的实验条件下实现。
2013-12-05 cond-mat.mtrl-sci
One Pot Synthesis of Cubic Gauche Polymeric Nitrogen
本文提出以叠氮化钠为前驱体、通过暴露低活化能晶面在常温常压下定量合成立方偏方聚合氮（cg-N）的简单一锅法，并利用拉曼光谱证实N-N单键形成，为聚合氮高能量密度材料的规模化生产和应用提供了新途径。
2024-12-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.chem-ph
N$_2$H: A Novel Polymeric Hydronitrogen as a High Energy Density Material
长期以来，人们一直在寻找通过低级（低于三个）N-N键连接的氮的聚合物相作为高能量密度材料的潜在应用。本文采用基于粒子群优化算法的第一性原理结构搜索方法，在高压氮氢体系中发现了一种未知的聚合物N $_2$ H相。这种高分子氮氢化物由准一维无限长的扶手椅状高分子氮链组成，其中H原子与位于扶手椅边缘一侧的两个相邻的N键合。它在~33 GPa以上的压力下是能量稳定的，并且由于无限氮链内的π电子的离域和压力增强的电荷转移而显示出新颖的金属特征。高能量密度（~4.40 KJ/g）、高氮含量（96.6%）以及相对低的稳定压力使其成为高能量密度应用的可能候选物。它还具有晶格动力学稳定性下降到环境压力，允许相对于外部条件的变化的动力学稳定性的可能性。实验合成这种新的阶段是必要的。
2015-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Transformation pathways in high-pressure solid nitrogen: from molecular N$_2$ to polymeric cg-N
采用\textit{ab initio}分子动力学和亚稳态模拟方法研究了高压固态氮中N-$_2$分子态向聚合态cg-N相的转变途径。在我们的研究中，我们观察到从分子$Immm$阶段开始的转化机制，该阶段开始形成$trans$ - $cis$链。这些链在层内进一步连接并形成链平面状态，我们将其描述为两种晶体结构的混合物- $trans$ - $cis$链相和$planar$相，两者都具有$Pnma$对称性。这种混合状态出现在120 GPa和1500 K下进行的分子动力学和在110 GPa和1500 K下运行的metadaptics中，其中链继续进一步重组并最终形成cg-N。在单独的模拟过程中，我们还发现了两个新的相-分子$P2_1/c$和二-三配位链状$Cm$。朝向cg-N的转化机制可以表征为通过各种连接的$trans$ - $cis$链的几个中间状态的渐进聚合过程。在最后阶段的转换链在分层的形式重新安排集体和发展新的intraplanar以及interplanar债券导致的几何形状的cg-N。具有交替的$trans$和$cis$构象的链被发现是控制在压缩氮气中的模拟分子聚合物转化动力学的关键实体结构模式。
2015-04-02 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Observation of molecular and polymeric nitrogen stuffed NaCl ionic layers
本研究通过第一性原理计算和同步辐射实验发现，在高压下N2分子插入NaCl形成层状结构，并进一步聚合为N链，为调控氮聚合提供了新途径。
2025-01-23 cond-mat.mtrl-sci
High-Pressure Amorphous Nitrogen
本文用多种光谱技术研究了双原子固态氮在宽的压力-温度范围内的相图和稳定极限。在80- 270 GPa和10- 510 K范围内发现了一种新的窄禁带半导体相$η$。在这些条件下产生的$η$相的振动和光学性质表明，它在很大程度上是无定形的，并反向转变为新的分子相。发现$η$相的带隙随着压力的增加而减小，这表明在280 GPa以上的带重叠可能导致金属化。
2001-05-04 cond-mat.mtrl-sci
A facile route to synthesize cubic gauche polymeric nitrogen
本研究首次通过仅热驱动的化学路线在常压下合成了含N-N单键的cg-N，其特征拉曼峰证实双键转单键，该简便路线为聚合氮基高能量密度材料规模化奠定基础。
2024-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.chem-ph
Evidence for a new extended solid of nitrogen
在161 GPa下，将层状聚合氮（LP-N）进一步加热到2300 K以上，观察到一种新的扩展固体氮，称为后层状聚合氮（PLP-N）。发现新相是非常透明的，并且在172 GPa下具有2.8至4.9 μ m的超大d间距，这表明可能具有宽带隙的大晶胞2D链状或0 D团簇型结构。然而，所观察到的X射线衍射图和拉曼散射数据不能匹配任何预测的结构中发表的文献。这一发现使氮的相图进一步复杂化，也突出了氮中高压离解跃迁的路径依赖性。此外，还确定了cg-N和LP-N的形成边界。
2020-02-08 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Structural evolution in high-pressure amorphous CO$_2$ from \textit{ab initio} molecular dynamics
采用$ab$ $initio$分子动力学模拟，在常压下研究了无定形CO2在0-100 GPa和200-500 K之间的行为，发现了几种新的无定形形式。我们专注于高压聚合物无定形形式的演变，称为α-碳氧化物，在其下降到零压力的过程中，它最终转化为分子非晶态固体。在减压过程中，观察到两种非分子的无定形形式与不同比例的三，四配位碳和两个混合的分子-非分子形式。因此，从α-carbonia到分子状态的转化似乎通过几个中间阶段不连续地进行，这表明固体CO $_2$可能表现出有趣的多晶性。我们还研究了无定形形式与其结晶对应物的关系。根据它们的结构性质，四面体状α-碳氧化物最可能与V相相关，而混合形式的存在可能反映了由线性链组成的亚稳三配位聚合物相的假设存在。我们的分子无定形形式似乎是有关的相位-I根据分子的配位和它们的相对键的取向。
2014-04-02 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
In-Situ Studies of Stress Environment in Amorphous Solids Using Negatively Charged Nitrogen Vacancy Centers in Nanodiamond
非晶态固体在日常使用中很常见，它显示出与晶体不同的特性。玻璃、凝胶和聚合物都是常见的例子，聚合物在建筑和工艺方面的作用尤为重要。以往的研究主要集中在聚合物产品的整体性能，而对局部性能的研究较少。在这里，我们设计了一个独特的协议，使用带负电荷的氮空位中心在纳米金刚石原位研究聚合物产品内部的性能。选择聚二甲基硅氧烷的固化和氰基丙烯酸酯的聚合作为研究对象，我们测量了在化学过程中的材料中的局部压力和应变的时间依赖性。通过测量，我们能够原位探测两种聚合物物质内部的局部剪切应力。通过把大得惊人的剪应力看作是内部张力，我们试图对大块固体的极限抗拉强度提供一个微观解释。我们目前的方法适用于任何类型的透明非晶态固体与应力在MPa量级和原位性质的研究在纳米尺度。随着设备的改进，我们期望极限可以被推到亚MPa级。
2020-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nanocrystallization and Amorphization Induced by Reactive Nitrogen Sputtering in Iron and Permalloy
采用磁控溅射技术在室温下用Ar+N2混合气体制备了铁和坡莫合金Ni 80 Fe 20的薄膜。在溅射过程中，氮气分压在0至100%的范围内变化，保持总气体流量恒定。在较低的氮分压RN 2 <33%时，Fe和NiFe首先形成纳米晶结构，氮分压的增加导致非晶结构的形成。在中等氮分压下，获得了Fe和NiFe的氮化物，而在更高的氮分压下，氮化物本身变成纳米晶或非晶。沉积膜的表面，结构和磁性进行了研究，使用X射线反射和衍射，透射电子显微镜，极化中子反射率和使用直流提取磁强计。发现非晶薄膜的生长行为与多晶或纳米晶薄膜不同。FeN的软磁性能在纳米晶化后得到改善，而NiFeN的软磁性能则有所下降。本文讨论了反应氮溅射在Fe和NiFe中诱导纳米晶化和非晶化的机理。
2004-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Realizing stable zig-zag polymeric nitrogen chains in P-N compounds
通过第一性原理计算发现P-N化合物中C2/m-PNx系列稳定锯齿状氮链，其中C2/m-PN14含最长稳定链，且R-PN6首次共价稳定N6环，具有高能量密度和硬度。
2025-02-27 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Investigation of n-type dilute magnetic semiconductor property observed in amorphous AlNO alloy thin film incorporated with dilute nitrogen at 300K
采用射频反应磁控溅射高纯（99.999%）铝靶，以高纯（Ar + N2）混合气体为溅射气体，在石英衬底上制备了薄膜。气体混合物中Ar和N2的百分比比率分别为95%和5%。X射线光电子能谱学（XPS）和X射线能谱（EDX）分析表明，在稀氮存在下，Al优先与残余氧反应生成Al 2 O3，而氮则掺入其中，体膜的化学计量比为Al2N0.38O3.1。磁性和电学性能测试表明，该薄膜在300 K时具有n型稀磁半导体（DMS）特性。薄膜的电阻率为6.3 Ω·cm，载流子迁移率为5.7 × 106 cm ~ 2 V ~（-1）s ~（-1）。一个密度泛函理论（DFT）计算进行调查的起源观察到的磁性在薄膜中。基于密度泛函理论的第一性原理计算发现，对于热力学稳定性，Al_2O_3中的稀氮优先占据间隙位置，这是导致磁性的原因。本研究提供了一个新的见解，在室温下制备罕见的n型DMS通过将氮杂质在Al_2O_3中，这是理想的潜在应用领域的自旋电子学。
2020-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Exploring the Electronic and Mechanical Properties of the Recently Synthesized Nitrogen-Doped Monolayer Amorphous Carbon
本研究通过基于密度泛函的紧束缚模拟和分子动力学模拟，发现氮掺杂单层非晶碳（MAC@N）在35%掺杂下保持稳定，具有可调力学和光电特性，但在柔性电子和光电子学中具有应用潜力。
2024-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarization Symmetry Breaking in Nitrogen under High Pressure
提出了一个极化对称性破缺的序参量，用于描述氮分子的压力诱导解离跃迁。实验离解过渡压力依赖的计算序参量是很好地描述了幂律的形式P= kq 2。我们的研究结果揭示了高压下氮中对称性破缺的重要作用，并进一步证明了通过打破局部极化反转对称性从致密分子流体到完全聚合相的路径。
2019-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Nitrogen-Triggered Amorphization Enables High-Performance Solid-State Electrolytes
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Peking University, Shenzhen Graduate School（北京大学深圳研究生院）；Guangdong University of Technology（广东工业大学）；Anhui University（安徽大学）；Tsinghua University, Shenzhen International Graduate School（清华大学深圳国际研究生院）
本研究提出一种氮驱动的通用策略，将金属氯化物转化为非晶固态电解质，通过破坏结晶有序性和动态键重组实现快速Li+迁移，显著提升了全固态电池的离子电导率和循环稳定性。
2025-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Nitrogen backbone oligomers
与形成长聚合物链的碳相反，全氮链非常不稳定。在这里，我们发现，氮和氢直接反应，在室温和压力约35 GPa形成氮骨架低聚物的混合物-与氢原子终止的其余键的单键氮原子的链-如通过红外吸收，拉曼，X-射线衍射实验和理论计算确定。合成所需的压力随着温度的升高而急剧下降，在550 K时约为20 GPa。在低于约10 GPa的释放压力下，产物转化为肼。我们的研究结果可能为这些极高能量材料的实际合成开辟了一条道路，因为根据计算，氮-氢化合物的形成在压力高于2 GPa时已经是有利的。
2014-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Nitrogen oxides under pressure stability, ionization, polymerization, and superconductivity
氮氧化物是一种典型的分子化合物，具有广泛的工业应用。氮和氧也是宇宙中最丰富的元素之一。通过从头算演化模拟，我们探索了在0 K和高达500 GPa的N-O系统。结果表明，在7 GPa和64 GPa压力下，NO2分子发生两次相变，在91 GPa压力下，NO2分子发生分解。所有的NO+NO3-结构被发现是亚稳态在T=0 K，所以实验报告的离子NO+NO3-是亚稳态或稳定的温度。随着压力的增加，N2 O 5在51 GPa下从P-1结构转变为C2/c结构。NO在198 GPa时达到热力学稳定。该聚合物相是超导的（Tc = 2.0K），并且含有-N-N-骨架。
2015-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio investigation of the melting line of nitrogen at high pressure
了解分子系统在压力下的行为是凝聚态物理的一个基本问题。在氮的情况下，相图的确定，特别是熔点线的确定，在很大程度上是开放的问题。两个独立的实验已经报道了氮熔化曲线中存在最大值，低于90 GPa，但是这种最大值的位置和起源的解释不同。利用基于密度泛函理论的从头算分子动力学模拟和热力学积分技术，我们确定了氮在20 ~ 100 GPa范围内的相图。我们发现在熔点线上有一个最大值，这与在液体中从分子N_2到聚合氮的转变有关，并伴随着绝缘体到金属的转变。
2010-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
High-energy-density and superhard nitrogen-rich B-N compounds
压力诱导双原子氮转化为非分子聚合物相可能产生潜在有用的高能量密度材料。我们将第一性原理计算与结构搜索相结合，预测了一类新的富氮氮化硼，其化学计量比为B3 N5，在环境压力下相对于固体N2和h-BN是稳定或亚稳定的。在环境压力下最稳定的相具有层状结构（h-B3 N5），其包含夹有插入的自由旋转的N2分子的六方B3 N3层。在15 GPa时，具有单N-N键的三维C2221结构最稳定。该压力远低于纯固体氮中三键到单键转化所需的压力（110 GPa）。更重要的是，C2221-B3 N5是亚稳态的，并且可以在环境条件下回收。其能量密度为3.44 kJ/g，是一种潜在的高能量密度材料。此外，应力-应变计算估计维氏硬度为44 GPa。结构搜索揭示了一种新的笼形方钠石状BN结构，在环境条件下是亚稳态的。
2015-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Two New Molecular Nitrogen Phases near Megabar Pressures
Carnegie Institution for Science（卡内基科学机构）；Goethe University Frankfurt（法兰克福歌德大学）；U.S. Army DEVCOM Army Research Laboratory（美国陆军DEVCOM陆军研究实验室）；Howard University（霍华德大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
研究在高压下发现两种新分子氮相，通过激光加热和单晶X射线衍射等方法确定其结构，揭示了氮分子在高压下的结构多样性。
2026-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Ternary inorganic compounds containing carbon, nitrogen, and oxygen at high pressures
三元C_{x} N_{y} O_{z}化合物作为新型高能量密度和超硬材料被积极研究。虽然在环境条件下进行了一些合成工作，但对C_{x} N_{y} O_{z}化合物的高压化学知之甚少。在这项工作中，第一原理可变组成的进化结构预测计算进行的目标是发现新的混合C_{x} N_{y} O_{z}材料在环境和高压条件下。通过对三元变组分晶体材料的系统研究，构建了0 ~ 100 GPa压力范围内的全三元相图。搜索发现了C_{2} N_{2} O晶体，其包含C、N和O原子的扩展共价网络，具有空间群对称性Cmc 2_{1}，并且在10 GPa以上稳定。在研究过程中发现的其他几种新的亚稳态（CO）_{x}-（N）_{y}晶体化合物，包括两种多晶型的C_{2} NO_{2}和两种多晶型的C_{3} N_{2} O_{3}晶体，与聚合的一氧化碳（CO）和氮气相比，在能量上是有利的。预测的新化合物的特征在于它们的拉曼光谱和状态方程。
2017-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Additive solid immersion lenses for enhanced collection efficiency of shallow NV centers by pulsed laser deposition and structurization of high-k amorphous oxides
Leipzig University（莱比锡大学）；Felix Bloch Institute, Leipzig University（莱比锡大学费利克斯·布洛赫研究所）；SaxonQ GmbH（萨克森量子有限公司）；Department of Prosthetic Dentistry and Dental Material Science, Leipzig University（莱比锡大学假肢牙科与牙科材料科学系）
本文提出基于高介电常数YSZ的加法式固体浸没透镜，通过脉冲激光沉积和光刻工艺，使浅层NV色心饱和强度平均提升63%，所需激光强度降低33%。
2026-10-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Computing the thermal transport coefficient of neutral amorphous polymers using exact vibrational density of states: Comparison with experiments
本文针对经典模拟高估聚合物热导率的问题，提出两种基于精确振动态密度的半解析方法，使计算值与实验值定量一致。
2024-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Modelling of Si-B-N ceramics
我们目前的非晶Si 3B 3 N7陶瓷的计算机模拟结果。计算得到的对关联函数与实验结果一致。关于B-N、Si-N和N-Si/B配位球的结构性质，我们的结果与实验数据完全一致。我们证实，硅是四面体协调的氮，硼是三角平面协调的氮。此外，我们发现氮的配位阳离子也是三角平面。此外，我们的研究结果表明，这些材料的一个显着的结构特性是在约0.5nm的长度尺度上的异质性。对这种新物质的弛豫和退火过程的模拟表明，存在相当稳定的BN 3结构单元，而SiN 4结构单元具有相对的延展性。
2000-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Two-dimensional spatial coherence of excitons in semicrystalline polymeric semiconductors: The effect of molecular weight
大分子半导体薄膜的电子性质在很大程度上取决于它们的固态微结构，而固态微结构又受到所选加工条件以及聚合物化学性质和分子量的控制。具体而言，低分子量材料形成共面$π$堆叠分子的结晶域，而较高分子量聚合物的通常缠结性质导致由通过无定形区域互连的分子有序微晶组成的微结构。在这里，我们研究扩展激子状态之间的相互作用，沿着聚合物主链和跨聚合物链内的$π$堆栈离域，取决于分子量的结构发展。我们结合光学光谱，热探针，和理论建模，专注于纯聚（3-己基噻吩）（P3 HT），最广泛研究的聚合物半导体之一，重均分子量为3- 450\，kg/mol。链内的空间相干性显著降低（降低近30%）。这些观察结果提供了有价值的结构信息，他们建议，在高分子量P3 HT的聚集区域的大分子采用更平面的构象相比，低分子量的材料。这导致所观察到的链内激子相干性的增加。相比之下，较短的链似乎导致扭转更无序的架构。一个严格的，基本的描述初级光激发在$π$共轭聚合物，因此开发：二维激子定义的链长依赖的分子排列和互连的共轭大分子，导致分子内和分子间的空间相干性之间的相互作用。
2013-06-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.chem-ph
High-pressure synthesis of Dirac materials: layered van der Waals bonded BeN$_4$ polymorph
众所周知，高压化学激发了具有特殊性质的意想不到的新化合物的产生。在这里，我们报告的合成在~90 GPa的新型多氮化铍，单斜和三斜BeN 4。三斜相在减压至环境条件时转变成具有原子厚度的BeN 4层的化合物，所述BeN 4层通过弱范德华键互连，所述范德华键由具有共轭π系统的聚乙炔状氮链和正方形平面配位的Be原子组成。对单个BeN 4层的理论计算表明，它的电子晶格由稍微扭曲的蜂窝结构描述，这让人想起石墨烯晶格和费米能级处电子能带结构中的狄拉克点的存在。BeN 4层，即beryllonitrene，代表了一类新的2D材料，可以由金属原子和聚合氮链构建，并拥有各向异性的狄拉克费米子。
2021-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Interactive Analysis of Static, Dynamic, and Crystalline SDTrimSP Simulations: Application to Nitrogen Ion Implantation into Vanadium
Faculty of Mechanical Engineering, Czech Technical University in Prague（布拉格捷克理工大学机械工程学院）；Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering, Czech Technical University in Prague（布拉格捷克理工大学核科学与物理工程学院）
提出一个基于Web的交互式界面，用于SDTrimSP模拟的深度分布可视化、多模拟比较、单位转换及动态模拟参数计算，并自动转换晶体文件格式，以氮离子注入钒为例展示了其功能。
2026-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Metastable phases and "metastable" phase diagrams
这项工作讨论了物质的亚稳态的相变的细节。凝聚介质物理学的研究对象主要是物质的平衡态，而亚稳相被视为例外，而化学中研究的绝大多数有机物质都是亚稳的。事实证明，在常压下，许多基于轻元素的简单分子化合物（包括：大多数碳氢化合物;氮氧化物，水合物和碳化物;一氧化碳（CO）;醇类，甘油等）也是亚稳态物质，即它们不符合给定化学成分的吉布斯自由能最小值。在中等温度和压力下，给定亚稳相的相变在整个实验可获得的时间范围内是可逆的，并遵守平衡热力学定律。在足够高的压力（1-10 GPa）下，大多数分子相不可逆地转化为更节能的聚合相，包括稳定和亚稳定的聚合相。这些相变与相变前后的吉布斯自由能相等不一致，即它们不是“经典”意义上的相变。在常压下得到的聚合物相可以在高于初始亚稳分子相的熔融温度下存在。这种聚合物的突出例子是聚乙烯和CO的聚合改性。许多能量中间聚合物相显然可以在常压下通过“经典”化学技术合成。
2006-04-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Computer Simulation of Carbonization and Graphitization of Coal
本研究通过计算机模拟，引入STEAM技术，探究煤碳化及石墨化过程，分析杂质元素影响，发现氮取代进入sp$^2$网络影响电子传导。
2023-08-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
RadonPy: Automated Physical Property Calculation using All-atom Classical Molecular Dynamics Simulations for Polymer Informatics
数据驱动的材料研究的快速增长使得有必要开发系统设计的开放式材料特性数据库。然而，与其他材料系统（如无机晶体）相比，聚合物材料的开放数据库很少。为此，我们开发了RadonPy，这是世界上第一个用于全自动全原子经典分子动力学（MD）模拟的开源Python库。对于给定的聚合物重复单元，分子建模、平衡和非平衡MD计算以及性质计算的整个过程可以完全自动地进行。在这项研究中，15个不同的属性，包括导热系数，密度，比热容，热膨胀系数，和折射率，计算了超过1,000个独特的无定形聚合物。计算的性能进行了比较，并验证系统与实验值从PoLyInfo。在高通量数据生产过程中，确定了8种具有极高热导率（超过0.4 W/mK）的无定形聚合物，其中包括6种热导率未报告的聚合物。发现这些聚合物具有高密度的氢键单元或刚性主链。在RadonPy中实施的热传导分解分析揭示了产生无定形聚合物高热导率的潜在机制：通过聚合物链与其氢键单元之间的氢键和偶极-偶极相互作用或通过聚合物链之间的偶极-偶极相互作用进行传热。高刚性聚合物骨架的共价键。使用RadonPy创建大量计算性质数据将促进聚合物信息学的发展，类似于无机晶体的第一性原理计算数据库的出现如何显着推动新材料信息学的发展。
2022-03-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Effect of Te doping in GeSe parent thick film by experimental in situ temperature-dependent structural investigation
本研究通过原位变温X射线表征，发现GeSe厚膜中25 at.% Te掺杂显著降低结晶起始温度并改变结晶相，同时增加局部结构无序度。
2025-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Dynamical screening effects on formation of swift heavy ions damage in GaN
P.N. Lebedev Institute of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院列别捷夫物理研究所）；Flerov Laboratory of Nuclear Research, Joint Institute for Nuclear Research（俄罗斯联合核研究所弗廖罗夫核研究实验室）；The Institute of Nuclear Physics（核物理研究所）
本研究通过多尺度模型结合动态屏蔽与Tersoff-Brenner势能，揭示了快速重离子在GaN中形成非晶核心及晶体损伤的机制。
2026-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Structural and emission properties of Tb3+-doped nitrogen-rich silicon oxynitride films
铽掺杂的氮氧化硅基质适用于各种应用，例如与CMOS技术兼容的光发射器或用于光电池的频率转换器系统。采用磁控共溅射法制备了掺Tb 3+的非晶富氮氧化硅（NRSON）薄膜，研究了不同N2流量和退火条件下薄膜的结构和发光特性。卢瑟福背散射（RBS）的测量和折射率值证实了氮氧化硅的薄膜的性质。还进行了高达1200 { \textdegree }C的不同退火温度（TA）的电子显微镜分析。透射电子显微镜（TEM）图像显示两个不同的亚层。顶层显示出来自脱气的氧气在沉积和退火过程中的孔隙，而在该区域接近基板，SiO2和Si 3 N4相的多层状结构出现，涉及一个调幅分解。在1200 { \textdegree }C退火处理后，检测到显著密度的Tb团簇，表明与氧化硅基质相比，稀土（RE）团簇化的热阈值更高。在沉积过程中，随着N2流量的相反变化，引入由RBS测量估计的氮过量参数（Nex）来研究傅里叶变换红外（FTIR）光谱行为和发射特性。不同的振动模式的Si-N和Si-O键已仔细确定从FTIR光谱表征这样的主机矩阵，特别是“异相”的Si-O键的伸缩振动模式。通过优化掺氮和退火条件，获得了最高的Tb 3+光致发光（PL）强度。此外，根据这些条件，积分PL强度变化证实了基于氮化硅的主体基质比其氧化硅对应物具有更高的稀土团簇化热阈值。时间分辨的PL强度与TA的分析表明，衰减时间上的Tb集群的影响，与TEM观察…
2017-03-03 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
XPS analysis of molecular contamination and sp2 amorphous carbon on oxidized (100) diamond
针对（100）单晶金刚石氧终端覆盖与表面污染问题，本文用XPS系统比较六种氧化方法，揭示分子污染物、sp2碳与氧覆盖的关联，并确认ALD水蒸气氧化最洁净。
2024-05-08 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Fortran 90 implementation of the Hartree-Fock approach within the CNDO/2 and INDO models
尽管原子和分子电子结构的从头算理论取得了巨大的进展，但它的应用仍然不可能用于非常大的系统。因此，基于零微分重叠（ZDO）方法的半经验模型哈密顿算子，如Pariser-Parr-Pople，CNDO，INDO等，为大型系统的从头计算提供了有吸引力的，计算上易于处理的替代方案。本文介绍了用CNDO/2和INDO方法求解分子体系的Hartree-Fock（HF）方程的Fortran 90程序。INDO方法可用于含有第一行原子的分子，而CNDO/2方法适用于同时含有第一行和第二行原子的分子。我们在开发代码时特别注意计算效率，因此，它使我们能够在几秒钟内在小型计算机上对C_60等大分子进行计算。除了能够计算分子轨道和总能量外，我们的代码还能够计算系统的电偶极矩，Mulliken布居分析和线性光学吸收光谱等特性。我们还演示了如何可以使用该程序来计算聚合物的每单位细胞的总能量。本文介绍的应用包括有机和无机小分子、富勒烯C_60和模型聚合物体系，即，含有交替的硼和氮原子（BN链）和碳原子（C链）的链。
2008-12-19 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus physics.comp-ph
Structural order promotes efficient separation of delocalized charges at molecular heterojunctions
在高性能有机太阳能电池中，在电子给予和接受分子材料之间的界面处的能量景观有利于分子间电荷转移态（CTS）向自由载流子的有效转化。在这里，我们阐明界面能量，电荷产生和辐射复合的结构有序的影响。我们通过实验确定了一系列模型的CTS结合能，小分子供体-受体共混物，其中所使用的受体（B2 PYMPM，B3 PYMPM和B4 PYMPM）仅在其侧吡啶环的氮位置上不同。我们发现，在B4 PYMPM中形成有序的，正面的分子堆积有利于有效的，场无关的电荷分离，导致光伏器件中的填充因子超过70%。这是合理的，通过一个全面的计算协议，显示，相比更无定形和各向同性取向的B2 PYMPM，更高阶的B4 PYMPM分子提供更多的离域CTS。此外，我们发现辐射自由载流子复合的量子效率与CTS的束缚或非束缚性质之间没有相关性。这项工作突出了在施主-受主界面的结构有序的重要性，有效的自由载流子的产生，并表明，更多的排序和约束CT状态不排除有效的辐射复合。
2022-11-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
