$\text{Ge}_{1-y}\text{Sn}_y$ alloys with compositions in the 0.15 < $y$ < 0.30 range have been grown directly on Si substrates using a chemical vapor deposition approach that allows for growth temperatures as high as 290 $^{\circ}$C. The films show structural properties that are consistent with results from earlier materials with much lower Sn concentrations. These include the lattice parameter and the Ge-Ge Raman frequency, which are found to depend linearly on composition. The simplicity of the structures, directly grown on Si, makes it possible to carry out detailed optical studies. Sharp absorption edges are found, reaching 8 $μ$m near $y$ =0.3. The compositional dependence of edge energies shows a cubic deviation from the standard quadratic alloy expression. The cubic term may dramatically impact the ability of the alloys to cover the long-wavelength (8-12 $μ$m) mid-IR atmospheric window.
Optimization of High Entropy Alloy Catalyst for Ammonia Decomposition and Ammonia Synthesis
高熵合金（HEA）纳米颗粒的成功合成是材料科学长期追求的目标，它开辟了材料科学的新前沿，在催化、电子、结构合金和含能材料方面具有应用。最近，由地球上丰富的元素制成的Co25 Mo 45 Fe 10 Ni 10 Cu 10 HEA显示出对氨分解具有高催化活性，其可与现有技术的钌催化剂相媲美，但昂贵得令人望而却步。使用基于第一性原理计算的计算方法，结合数据分析和机器学习，我们建立了一个模型来快速计算H，N和NHX（x= 1，3）物种在不同合金成分和原子排列的CoMoFeNiCu合金表面上的吸附能。我们表明，25/45钴/钼的比例确定实验上作为最活跃的氨分解组合物增加的可能性，表面吸附氮相当于钌，而在同一时间相互作用的中间体适度强烈。我们的研究强调了计算建模和机器学习在其近乎无限的材料设计空间中识别和优化HEA合金的重要性。
Infrared dielectric function, phonon modes and free-charge carrier properties of high-Al-content Al$_x$Ga$_{1-x}$N alloys determined by mid-infrared spectroscopic ellipsometry and optical Hall effect
用中红外椭圆偏振光谱法测量了4H-SiC衬底上一组高质量Si掺杂的Al $_x$ Ga $_{1-x}$ N外延层的声子模参数和各向异性中红外介电函数张量分量。发现$E_1$（TO）模的双模行为和$A_1$（LO）模的单模行为与先前的拉曼散射光谱报告一致。建立了红外活性声子频率参数的组成依赖关系，并讨论了可能被无序激活的无声$B_1$模式。利用最佳匹配模型导出的声子模频率和高频介电常数参数，应用Lydanne-Sachs-Teller关系，确定了静态介电常数与$x$的关系。用中红外光学霍尔效应测量方法确定了高Al含量的Al-$_x$-Ga-$_{1-x}$-N合金的有效质量参数及其与成分的关系。此外，还研究了具有相似Si掺杂水平的Al-$_x$-Ga $_{1-x}$ N薄膜的自由电子浓度$N$和迁移率参数$μ$随Al含量$x$的变化关系，并进行了讨论。
Low temperature synthesis of heterostructures of transition metal dichalcogenide alloys (WxMo1-xS2) and graphene with superior catalytic performance for hydrogen evolution
通过湿化学路线，然后在低温（300 $^\circ$ C）下热处理，获得通过交替石墨烯和过渡金属二硫属化物（TMD）合金形成的垂直异质结构的大面积（$\sim$ cm $^2$）膜。特别地，我们合成了堆叠的石墨烯和用作析氢催化剂的W $_x$ Mo $_{1-x}$ S $_2$合金相。当异质结构合金在300 $^o$ ℃退火时，我们观察到38.7 mV dec $^{-1}$和96 mV起始电位（在10 mA cm $^{-2}$的电流密度下）的塔菲尔斜率。这些结果表明，由石墨烯和W $_{0.4}$ Mo $_{0.6}$ S $_2$合金形成的异质结构比WS $_2$和MoS $_2$有效至少两倍，并且优于任何其他报道的TMD系统。这种策略提供了一种廉价且低温的合成替代方案，能够在析氢反应（HER）中取代Pt。此外，合金的催化活性随时间稳定，即催化活性即使在1000次循环后也不经历显著变化。使用密度泛函理论计算，我们发现，这种增强的析氢在W $_x$ Mo $_{1-x}$ S $_2$合金中主要是由于较低的能量势垒产生的d-轨道的过渡金属和H $_2$的s-轨道的有利的重叠，与最低的能量势垒发生W $_{0.4}$ Mo $_{0.6}$ S $_2$合金。因此，除了先前报道的产生点缺陷、空位和边缘的策略之外，现在还可以通过金属合金化进一步改善“惰性”TMD基面的性能。在相…
Diffusion-controlled Alloying of Single-phase Multi-principal Covalent Transition Metal Carbides with Enhanced Damage tolerance and Exceptional Thermal Properties
Theory and design of In$_{x}$Ga$_{1-x}$As$_{1-y}$Bi$_{y}$ mid-infrared semiconductor lasers: type-I quantum wells for emission beyond 3 $μ$m on InP substrates
我们提出了一个理论分析和优化的中红外半导体激光器的属性和性能的基础上稀释bismide合金在$_{x}$ Ga $_{1-x}$作为$_{1-y}$ Bi $_{y}$，生长在传统的（001）InP衬底。在这种四元合金中独立地改变外延应变和发射波长的能力为带结构工程提供了显著的范围。我们的计算表明，基于压缩应变的In $_{x}$ Ga $_{1-x}$ As $_{1-y}$ Bi $_{y}$量子阱（QW）的结构可以容易地实现在3 - 5 $μ$ m范围内的发射波长，并且这些QW具有大的I型带偏移。因此，这些结构具有克服通常与这种应用丰富但技术上具有挑战性的波长范围相关联的许多限制的潜力。通过考虑具有（i）固定QW厚度和可变应变，以及（ii）固定应变和可变QW厚度的结构，我们将特性和性能的关键趋势量化为合金成分，结构特性和发射波长的函数，并在此基础上确定实现实际应用的优化器件的路线。我们的分析表明，简单的激光器结构-将在$_{x}$镓$_{1-x}$作为$_{1-y}$铋$_{y}$量子阱和无应变三元在$_{0.53}$镓$_{0.47}$作为障碍-这是与既定的外延生长兼容，提供了一条路线，以实现基于InP的中红外二极管激光器。
First principles molecular dynamics study of amorphous Si\sub{1-x}Ge\sub{x}:H alloys
利用第一性原理局域基分子动力学模拟研究了非晶Si \sub{1-x} Ge \sub{x}：H合金的结构、动力学和电子学性质。分析了非晶网络的拓扑结构和缺陷。结构变化和缺陷数量的增加已被发现作为Ge原子百分比从x=0.1增加到x=0.5。随着Ge浓度的增加，电子态密度呈现出带隙减小、带隙中缺陷态和带尾缺陷态增加的趋势。态密度带尾的研究显示出指数（Urbach）行为。的迁移率间隙估计作为Ge浓度的函数。
Characterization of band offsets in Al$_x$In$_{1-x}$As$_y$Sb$_{1-y}$ alloys with varying Al composition
Al $_x$ In $_{1-x}$ As $_y$ Sb $_{1-y}$与GaSb晶格匹配的前所未有的宽带隙可调谐性（~1 eV）使得能够在从近红外到中红外的宽范围内制造光电探测器。本文用紧束缚计算和X射线光电子能谱学（XPS）测量方法分析了不同Al组分的AlxIn 1-xAsySb 1-y的价带偏移。观察到的价带偏移的弱变化与与导带相比，在价带中缺乏任何小间隙一致。
Alloying behavior of wide band gap alkaline-earth chalcogenides
合金化是调整材料的一种强大工具，有助于针对各种应用设计所需的性能。在这项工作中，我们提供了一个全面的调查合成的可及性和电子性质的碱土硫属阴离子合金（CaS $_{1-x}$ O $_x$、CaS $_{1-x}$ Se $_x$、CaS $_{1-x}$ Te $_x$、SrS $_{1-x}$ O $_x$、SrS $_{1-x}$ Se $_x$、SrS $_{1-x}$ Te $_x$、MgS $_{1- x}$ O $_x$、MgS $_{1-x}$ Se $_x$和MgS $_{1-x}$ Te $_x$）。我们发现，在岩盐结构内的同构合金化是有利于所有系统，除了MgS $_{1-x}$ Te $_x$，这是预测的岩盐和纤锌矿结构之间的异质合金。S和Se的合金被证明是容易获得的所有阳离子与低的可溶解性临界温度，使连续调谐的电子性能在整个组合物空间。S和Te的合金具有更高的临界温度，但可以通过非平衡合成策略获得，并且在此预测具有用于光电子学的期望的电子性质，其具有比S和Se的合金更宽的带隙和更低的有效质量。MgS $_{1-x}$ Te $_x$中的阴离子合金化使纤锌矿结构在组成空间的显著部分上稳定，这可以使其作为透明导电材料特别感兴趣，因为其比岩盐结构更低的有效质量和更高的带隙。零点校正的无规相近似（RPA）的能量进行计算，以解决小的多晶型物的Mg化合物的能量差，并被证明…
Effect of 3d Transition Metal Doping (Mn, Fe, Co, Ni) on the Electronic and Magnetic Properties of Pd Alloys at Low Impurity Concentrations: An Ab initio Study
Accelerated Design of Mechanically Hard Magnetically Soft High-entropy Alloys via Multi-objective Bayesian Optimization
Institute of Materials Science, Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学材料科学研究所）；Department of Materials Science and Engineering, KTH - Royal Institute of Technology（皇家理工学院材料科学与工程系）；Max Planck Institute for Sustainable Materials（马克斯·普朗克可持续材料研究所）；College of Carbon Neutrality Future Technology, China University of Petroleum（中国石油大学碳中和未来技术学院）
Asymmetric Electronic Band Alignment and Potentially Enhanced Thermoelectric Properties in Phase-Separated Mg2X (X=Si,Ge,Sn) Alloys
Korea Electrotechnology Research Institute (KERI)（韩国电子技术研究 institute）；University of Warwick（华威大学）；Korea Institute of Materials Science (KIMS)（韩国材料科学研究所）；German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心）；University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学）；Justus Liebig University（吉森大学）；University of Science and Technology（科学技术大学）
