Highly strained Ge micro-blocks bonded on Si platform for Mid-Infrared photonic applications
向Ge添加足够的拉伸应变可以将材料转变为在中红外波长范围内发射的直接带隙IV族半导体。然而，高应变Ge由于其大的晶格失配而不能直接在Si上生长。在这项工作中，我们已经开发出一种工艺的基础上Ge微桥应变再分布有意降落到Si衬底。然后可以部分蚀刻牵引臂以仅保留局部应变Ge微块。大的可调单轴应力高达4.2%的应变被证明键合在Si上。我们的方法允许设想集成应变锗硅平台的中红外集成光学。
2017-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Accurate strain measurements in highly strained Ge microbridges
高应变下的Ge被预测为直接带隙半导体。使用微桥器件可以引入非常大的变形。然而，在微观尺度上，应变值通常推导出拉曼光谱使用经验线性模型仅建立了高达1.2%的单轴应力。在这项工作中，我们校准拉曼应变关系在较高的应变，使用同步辐射显微衍射。Ge微桥显示出前所未有的高达4.9%的高拉伸应变，对应于意想不到的9.9 cm-1拉曼位移。我们从实验和理论上证明了拉曼应变关系不是线性的，并提供了一个更精确的表达式。
2016-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Suppressed dependence of polarization on epitaxial strain in highly polar ferroelectrics
本文报道了高极性铁电PbZr_（0.2）Ti_（0.8）O_3（PZT）薄膜中极化与外延应变耦合的实验和计算研究。对弛豫（四方性c/a = 1.05）和高应变（c/a = 1.09）外延膜的性质进行比较表明，尽管PZT或PbTiO_3在薄膜或块体形式（P_r = 82 microC/cm ^2）中的极化率是最高的，但它几乎与外延应变无关。我们将这种行为归因于这些Pb基钙钛矿中A位阳离子对外延应变的抑制敏感性，其中铁电位移已经很大，与极性较小的钙钛矿如BaTiO_3的情况相反。在后一种情况下，A位阳离子（Ba）和赤道氧位移可以导致显着的极化增加。
2007-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Structuro-elasto-plasticity (StEP) model for plasticity in disordered solids
用于固体对变形的响应的弹塑性格构模型通常仅通过分配给每个站点的局部屈服应变隐式地包含结构。然而，局部屈服应变可以响应于系统中的附近甚至远处的塑性事件而改变。这种相互作用是理解雪崩等现象的关键，在雪崩中，一个塑性事件可以触发另一个塑性事件，导致一连串事件，但通常在弹塑性模型中被忽略。为了包括相互作用，可以计算给定颗粒系统的局部屈服应变并跟踪其演变，但这是昂贵的，并且需要颗粒相互作用的知识，这通常很难从实验中提取。相反，我们引入了一个结构量“柔软度”，它是使用机器学习获得的，与即将发生的塑料重排相关。我们发现，柔软度也与局部屈服应变。我们将柔软度构建一个“结构弹塑性”模型，再现粒子模拟结果定量几个可观察到的数量，确认我们捕捉到的局部结构，塑性和弹性的相互作用对材料响应的影响。
2022-05-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Temperature and thickness evolution and epitaxial breakdown in highly-strained BiFeO3 thin films
我们提出的温度和厚度依赖的应变诱导的转变在高应变外延BiFeO 3薄膜沉积在LaAlO 3（001）衬底上的结构和形态的演变。使用高分辨率的X射线衍射和温度相关的扫描探针为基础的研究，我们观察到一个复杂的温度和厚度依赖的演变相在这个系统中。从一个单一的单斜扭曲的四边形状相到一个复杂的混合相结构的薄膜厚度为200 nm的厚度依赖性的转变是应变诱导的旋节不稳定性的BiFeO 3/LaAlO 3系统的结果。此外，这种应变稳定的亚稳混合相结构的非外延微晶的母体菱面体结构的BiFeO 3的击穿观察到发生在一个临界厚度为300 nm。我们进一步提出了一种机制，这种突然的故障，提供了洞察竞争的性质，在这个系统中的阶段。
2011-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Characterization and manipulation of mixed phase domains in highly-strained BiFeO3 thin films
在高应变BiFeO 3薄膜中，应变驱动的准同型相界（MPB）是由有序的混合相纳米畴（MPN）组成的。通过扫描探针显微镜和同步辐射X射线衍射，八个结构变体的MPN被确定。详细的极化配置内的MPN解决使用角度依赖的压电力显微镜。由所获得的结果的指导下，确定性操纵的MPN已被证明通过控制本地探头的运动。这些发现对于深入理解竞争相之间的相变所产生的机电响应是重要的，从而能够在这个新的MPB系统中进一步探索电子结构，磁电和其他功能。
2012-02-29 cond-mat.mtrl-sci
Giant Thermal Conductivity Enhancement in Multilayer MoS2 under Highly Compressive Strain
多层MoS2具有沿面内和跨面方向的高度各向异性的热导率，这可能阻碍电子器件中的散热。在金刚石对顶砧单元中，通过静水压力产生约9%的跨平面压缩应变，我们观察到多层MoS2的跨平面热导率增加约12倍。我们的实验和理论研究表明，这种剧烈的变化来自于大大加强的层间相互作用和严重修改的声子色散沿跨平面方向，与电子热导率的贡献可以忽略不计，尽管它的增强4个数量级。多层MoS2在周围环境中的各向异性热导率在高压缩应变下变得几乎各向同性，有效地从2D向3D散热过渡。这种应变调谐方法也使得结构、热和电性能的并行调谐成为可能，并且可以扩展到整个2D范德华固体家族，直到两层系统。
2017-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Self-organization and memory in an disordered solid subject to random loading
研究非晶固体在随机剪切应变下的自组织与记忆形成，设计读取协议证明系统可保留并检索应变范围记忆，推广了无序材料记忆形成的条件，并揭示了其在环境感知与生物适应策略中的普适意义。
2025-01-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft q-bio.NC
Synthesis of built-in highly strained monolayer MoS2 using liquid precursor chemical vapor deposition
本研究发现液态前驱体CVD法生长的单层MoS₂内置应变由尺寸主导，20μm为临界尺寸，60μm时应变达1.2%，且大尺寸下传统拉曼层数评估法失效。
2023-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale structure and mechanism for enhanced electromechanical response of highly-strained BiFeO3 thin films
应变诱导结构相变在BiFeO 3的纳米结构演化的检查。使用高分辨率的X射线衍射和扫描探针显微镜为基础的研究，我们已经独特地确定和检查了许多阶段存在于这些相边界，并发现了一个中间单斜相除了以前观察到的菱面体和四方体状相。进一步的分析已经确定，这些膜的所谓的混合相区域不是菱面体和四方体状相的混合物，而是高度扭曲的单斜相的紧密混合物，没有证据表明存在菱面体状母相。最后，我们提出了一种机制，在这些薄膜中，包括这些阶段如何在纳米级相互作用，产生大的表面应变的增强机电响应。
2011-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of various schemes to determine the Young's modulus of disordered carbon nanomembranes compared to crystalline graphene
本文以碳纳米膜为例比较三种确定杨氏模量的方法，指出经仔细调整的应力-应变模拟可给出与实验一致的正确结果，并给出可信模拟步骤。
2024-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
The Highly Disordered Zintl Phase Ca$_{10}$GdCdSb$_9$ -- New Example of a p-type Semiconductor with Remarkable Thermoelectric Properties
Ca $_{10}$ GdCdSb $_9$是一种新的Zintl相，具有大的晶胞体积（~2500 μ m 3）和非常复杂的无序结构，这可以驱动在这种材料中实现超低热导率。在600 K时，单晶Ca $_{10}$ GdCd Sb $_9$的Seebeck系数$α$接近350 $μ$ V/K。实验测定的Ca $_{10}$ GdCdSb $_9$的电阻率非常低，导致在460 K下显著高的功率因数PF为23.2 $μ$ W/cm.K $^2$。在相同的温度范围内，这种材料中的非凡PF值高于目前已知的最先进的材料的PF值，这表明Ca $_{10}$ RECdSb $_9$材料系统（RE =稀土金属）可以用作利用新的高效热电发电机的可行的游乐场。
2022-05-17 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial growth of highly strained antimonene on Ag (111)
锑烯是一种具有基础研究和技术应用前景的V族2D材料，其合成仍然具有高度挑战性。到目前为止，它只通过剥离或生长在少数基板上合成。在这项研究中，我们表明可以通过分子束外延在Ag（111）上生长锑烯薄层。高分辨率扫描隧道显微镜结合理论计算表明，沉积在Ag（111）表面的亚单层Sb在退火后形成一层AgSb 2表面合金。Sb在AgSb 2表面合金上的进一步沉积导致Sb的外延层形成，其被识别为具有屈曲蜂窝结构的锑烯。更有趣的是，外延锑烯的晶格常数（5 Ω）比独立锑烯的晶格常数大得多，表明其拉伸应变超过20%。这种大的应变有望使锑烯成为一种非常有希望的室温量子自旋霍尔材料的候选者。
2018-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Avalanche behavior in creep failure of disordered materials
我们提出了一个介观弹塑性模型的蠕变无序材料，认为温度依赖的随机激活的局部变形事件是相互耦合的内应力，导致集体雪崩动力学。我们推广这种随机塑性模型，通过引入局部强度的损伤，减少，统计平均，增加局部塑性应变。因此，该模型捕获失败的应变局部化在一个灾难性的剪切带伴随着有限时间的奇异性的蠕变速率。雪崩的统计在运行到故障的特征在于由一个下降的雪崩指数$τ$，在故障时，接近典型的临界分支过程的值$τ= 1.5$。平均雪崩率表现出一个反大森定律作为故障时间的函数，而雪崩时间的分布结果是一致的ETAS模型的地震统计。
2018-05-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
A thermodynamical fiber bundle model for the fracture of disordered materials
我们研究了几年前由Selinger，Wang，Gelbart和Ben-Shaul提出的热力学纤维束模型的无序版本。对于简单形式的无序，该模型是易于分析的，并显示出一些新的功能。在恒定应力或恒定应变下，断裂纤维的分数作为温度的函数非单调增加。此外，一些宏观量的相同值，如应力和应变，可能对应于不同的微观构型，这可能是必要的，以确定热激活时间的裂缝。我们认为，不同的微观状态的特点可能是实验上可访问的模拟爱德华-安德森参数。在零温度下，我们恢复了不可逆纤维束模型的行为。
2006-11-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Spatiotemporal analysis of nonaffine displacements in disordered solids sheared across the yielding point
利用分子动力学模拟研究了变形非晶态固体中非仿射位移的时间演化和空间相关性。三维模型玻璃是通过二元混合物，这是缓慢退火远低于玻璃化转变温度，然后在一个恒定的应变速率剪切表示。结果表明，随着应变的增加，具有大的非仿射位移的原子簇的典型尺寸增加，这些簇保持空间均匀分布，直到屈服点时，移动原子成为本地化的系统跨越剪切带内。此外，屈服过渡与非仿射位移的空间相关性的突然变化相关联，该变化从指数衰减到幂律衰减。我们还发现小原子对关联函数中的第一个峰的高度在屈服应变下表现出明显的增加。这些结果进行了讨论，在循环加载下的非晶材料的屈服转变。
2019-10-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Strain effects on Phase-Filling Singularities in Highly Doped n-Type Ge
最近，Chi Xu等人预测了高度掺杂的$n$型Ge的光学介电函数（ODF）中的相填充奇异性（PFS），并在实验中通过先进的\textit{in situ}掺杂技术证实了PFS相关的$E_{1}+Δ_{1}$转变[Phys.Rev.Lett. 118，267402（2017）]，但是$E_{1}$和$E_{1}+Δ_{1}$光学跃迁之间的强重叠使得在高掺杂浓度下发生的PFS相关$E_{1}$跃迁在其测量中不可观察。本文研究了高掺杂n型Ge在[100]、[110]和[111]晶向的单轴和双轴拉伸应变作用下的PFS。与弛豫体相Ge相比，[100]方向的拉伸应变增加了$E_{1}$和$E_{1}+Δ_{1}$跃迁之间的能量分离，使得在光学测量中揭示PFS相关的$E_{1}$跃迁成为可能.此外，沿[110]和[111]施加拉伸应变提供了降低待观察的PFS所需的掺杂浓度的可能性，从而导致在不相等的$L$ -谷处与$E_{1}+Δ_{1}$转变相关的新的附加特征。这些理论预言在单轴和双轴拉伸应变存在下具有更明显的光学跃迁特征，可以更方便地在实验中观察到，为研究重掺杂杂质半导体的激发态提供了新的视角。
2020-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Fast Fourier Transform computations and build-up of plastic deformation in 2D, elastic-perfectly plastic, pixelwise disordered porous media
用快速傅里叶变换方法计算了二维像素级无序系统的应力和应变场。该系统，一个模型的韧性损伤介质，由一个弹性理想矩阵包含空像素。在等双轴或剪切载荷下研究其行为。我们监测加载的塑性变形区的演变，我们表现出成核/生长/聚结的情况下，后者。通过使用在一个像素水平上实现平衡和连续性的离散格林函数，塑料"簇“的识别变得容易。观察到的形态制度对应的宏观应力/应变曲线的一些功能。
2008-02-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Disorder is good for you: The influence of local disorder on strain localization and ductility of strain softening materials
我们制定了一个通用的概念模型的变形局部无序，宏观均匀的材料，经历不可逆的应变软化过程中塑性形变。我们调查的影响程度的微观结构的异质性和混乱的伴随应变局部化过程（形成的宏观剪切带）。结果表明，增加微观结构的不均匀性延迟应变局部化，并导致宏观应力-应变曲线的塑性区的增加。不断变化的应变局部化模式的特点和比较模型的剪切带形成在文献中发表。
2016-04-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Highly Tunable and Strong Bound Exciton in MoSi2N4 via Strain Engineering
受最近合成的层状材料MoSi_2N_4的启发，我们利用G_0W_0和Bethe-Salpeter方程（BSE）计算研究了单层MoSi_2N_4准粒子的激子响应. MoSi 2N 4具有由硅氮（SiN）蜂窝外层覆盖的2 H-MoS 2的中心MoN 2层类似物组成的双夹心结构，具有限制在中心MoN 2层处的前线轨道，在K点处具有与2 H-MoS 2类似的子谷。由于自旋-轨道耦合（SOC）的谷分裂（~130 meV）在光谱中产生了一个双重峰。MoSi 2N 4中的激子显示出高达0.95 eV的强结合能，光学带隙为2.44 eV。电子能隙和光学能隙对拉伸应变都非常敏感，尽管激子结合能发生了微小的变化，但它们都发生了红移。在覆盖的SiN层的保护下，MoSi 2N 4中的量子限制激子而不需要像BN的额外钝化层，将为具有部分屏蔽的环境干扰的稳健发射提供明亮的新平台。
2022-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Lattice strain and tilt mapping in stressed Ge microstructures using X-ray Laue micro-diffraction and rainbow-filtering
采用微劳厄衍射和同步彩虹滤波微衍射技术，对高应变悬浮Ge微器件的全应变张量和亚微米尺度的晶格取向分布进行了精确测量。一个数值方法来获得全应变张量的偏应变测量单独也证明和用于更快的全应变映射。我们进行了测量，在一系列的微器件下，无论是单轴或双轴应力，并发现一个很好的协议与数值模拟。这表明了劳厄微衍射在高应变微器件研究中的优越潜力。
2016-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Strain-modulated helimagnetism and emergent magnetic phase diagrams in highly crystalline MnP nanorod films
我们探讨了应变调制的螺旋磁现象在高结晶性的锰磷纳米棒薄膜生长在Si（100）衬底上使用分子束外延。应变MnP薄膜在TC ~ 279 K发生顺磁-铁磁（PM-FM）相变，在TN ~ 110 K发生FM-螺旋相变.对于MnP单晶，TN的值大于TN ~ 47 K，表明MnP纳米棒膜中的强应变调制螺旋磁态。在螺旋相的存在下，显着的热滞后表明竞争的磁相互作用的共存，导致一阶变磁转变。类似于其单晶对应物，观察到的MnP膜，这是独立证实的磁滞回线和射频横向磁化率（TS）测量的各向异性磁效应。从磁化强度与磁场/温度测量值精确跟踪螺旋（SCR）到锥形和FAN阶段的演变。从TS谱中提取的各向异性场的温度依赖性，进一步深入了解磁相的竞争性质。通过温度和磁场相关的磁熵变分析了T < 120 K（~TN）时不同螺旋相的展开。基于这些发现，全面的磁性相图的锰氮磷纳米棒膜的构建为第一次的面内和面外的磁场方向，揭示新兴的应变/尺寸驱动的螺旋磁功能，是不存在的锰氮磷单晶的磁性相图。
2021-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Experimental observation of spin glass state in highly disordered quaternary Heusler alloy FeRuMnGa
本研究在高无序四元Heusler合金FeRuMnGa中观测到介于正则自旋玻璃与团簇玻璃之间的自旋玻璃态，通过多种表征揭示其磁动力学、结构无序特征及对半金属行为、反常霍尔效应的影响。
2023-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Simulations of Nanocrystalline Iron Formation under High Shear Strain
通过分子动力学模拟铁在高剪切应变下的晶粒细化过程，揭示温度、散热率、应变率和碳杂质对纳米晶形成的影响，为高剪切条件下纳米晶粒形成机制提供深入理解。
2024-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Theory of harmonic dissipation in disordered solids
力学光谱，即在不同的频率下的循环变形，在理论上和数值上用于测量模型玻璃中的耗散。从正常模式分析，我们表明，在高频太赫兹制度的耗散是谐波，品质因数（或损耗角）可以解析地表示。通过非平衡态分子动力学模拟应用于无定形二氧化硅（SiO $_2$）的模型验证了该表达式。耗散所示的非仿射松弛所施加的应变通过激发的振动本征模式，作为阻尼谐振子触发。我们讨论了一个不对称的矢量场，它编码的信息的结构起源的机械光谱测量耗散。在二氧化硅的特殊情况下，我们发现，氧原子的运动，引起的Si-O-Si键的变形是谐波能量耗散的主要贡献者。
2016-11-18 cond-mat.mtrl-sci
From Brittle to Ductile Fracture in Disordered Materials
我们引入一个格子模型能够描述损伤和屈服的非均匀材料，从脆性到韧性的。韧性断裂面，当系统破裂时，一旦应变完全本地化，所得到的，示出对应于最小能量表面。所得到的断裂路径的脆性断裂或最小能量表面的极限的相似性进行量化。该模型表现出从脆性到延性的平滑过渡。屈服的动力学表现出幂律分布的雪崩。
2010-10-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Role of ferroelectric polarization during growth of highly strained ferroelectrics revealed by in-situ x-ray diffraction
钙钛矿氧化物薄膜的应变工程已被证明是增强和诱导铁电行为的非常强大的方法。在铁电薄膜和超晶格中，极化与晶体结构有着错综复杂的联系，但我们在这里表明，它也可以在生长过程中发挥重要作用，影响生长速率，弛豫机制，电性能和畴结构。我们已经详细研究了这种效果，通过专注于非常薄的PbTiO $_{3}$层上生长的BaTiO $_{3}$薄膜的性能，使用组合的X射线衍射，压力显微镜，电特性和快速原位X射线衍射倒易空间图在生长过程中使用同步辐射。使用一个简单的模型，我们表明，在增长的变化是由顶部材料的能量成本驱动，以维持由下层施加在它上面的极化，这些影响可能会发生在其他多层系统中，极化是在生长过程中存在。我们的研究激发了生长过程中极化工程的概念，作为应变工程的一种新的补充方法。
2019-09-26 cond-mat.mtrl-sci
An algorithm for Bragg coherent X-ray diffractive imaging of highly strained nanocrystals
通过使用相位恢复，布拉格相干衍射成像（BCDI）允许跟踪单个纳米晶体内部的三维位移场。然而，在存在显著（1%和更高）应变的情况下，例如在结构相变过程中，由于布拉格峰失真而失效。在这里，我们提出了一种先进的BCDI算法，使成像三维应变场在高度应变晶体。我们测试的粒子模拟进行结构相变的算法。虽然传统的算法无法明确重建的相位形态，我们的算法正确地检索形态的共存相位的应变差为1%。关键的新颖性是通过相变在快照处同时重建相同纳米颗粒的多个扫描。该算法能够在工作条件下（operando）可视化锂离子、钠离子纳米颗粒和其他纳米颗粒材料的纳米颗粒中的相变。
2019-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Formation and Stability of Ordered and Disordered Ba-substituted Calcite Phases
本研究揭示Ba取代方解石随Ba含量增加发生有序-无序转变，提出理论模型解释Ba的影响，并通过慢速合成与热行为研究证明完全无序R-3m Ba-calcite为稳定相，而部分无序过渡相为亚稳相。
2019-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Origin of the non-linear elastic behavior of silicate glasses
对于小张力，固体对外加应力的响应由胡克定律给出。在这个线性区域之外，应力和应变之间的关系不再是普遍的，并且目前对于如何将无序材料的应力-应变关系与系统的微观性质联系起来还没有令人满意的见解。在这里，我们使用原子的计算机模拟来建立这种连接的情况下，硅酸盐玻璃含有改性剂。通过探索如何在高度非线性制度的应力-应变曲线取决于组合物，我们能够确定的微观机制，负责复杂的依赖性的应力应变，特别是存在一个意想不到的准高原的切线模量。我们追溯到这种依赖的流动性的修改器，而不离开他们的笼子或修改网络的拓扑结构，能够减轻局部应力。由于所确定的机制是普遍的，在这项研究中所获得的结果也将有助于理解其他无序材料的力学响应。
2021-11-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Determining Cosserat constants of 2D cellular solids from beam models
我们提出了一个两尺度模型的无序蜂窝材料的结果，我们描述的微观结构在一个理想化的方式使用梁网络模型，然后过渡到Cosserat型连续模型描述相同的材料在宏观尺度上。在这样的规模过渡，通常是自下而上的均匀化方法或自上而下的反向建模策略，以匹配宏观尺度Cosserat连续的微观尺度的梁网络。在这里，我们使用一种不同的方法，它是基于一个能量一致的连续化方案，使用从梁网络模型的数据，以确定连续的应力和应变变量在一组控制体积上定义的规模的个别微结构元素（细胞），以这样的方式，他们形成一个连续的镶嵌的材料域。应力和应变独立地确定在所有的控制体积，和本构参数获得的控制体积数据的合奏使用最小二乘误差标准。我们表明，这种方法产生的材料参数是经常蜂窝结构的分析结果密切一致。对于强烈无序的细胞结构，因此参数化Cosserat连续产生的结果，再现微观尺度梁模型的行为，无论是在所观察到的应变模式，并鉴于宏观响应，包括其大小的依赖性。
2017-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Phase Retrieval of Highly Strained Bragg Coherent Diffraction Patterns using Supervised Convolutional Neural Network
针对高应变晶体BCDI相位恢复难题，提出用监督CNN预测倒空间相位，结合逆傅里叶变换与迭代细化，在模拟和实验数据上优于标准算法。
2025-07-09 cond-mat.mtrl-sci physics.data-an
Growth and prediction of plastic strain in metallic glasses
本文提出基于弹性阶段塑性应变累积的物理信息贝叶斯框架，识别Cu-Zr-(Al)金属玻璃中幂律与指数两种塑性增长机制，实现从约5%应变数据早期预测屈服与失效。
2025-07-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Single photon detection performance of highly disordered NbTiN thin films
实验研究了高度无序NbxTi 1-xN基超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的探测性能。NbxTi_（1-x）N薄膜的转变温度Tc随Nb含量的变化呈现圆顶状，在xNb~0.65处出现最大值，Nb0.65Ti_（0.35）N薄膜的方块电阻和剩余电阻率也相对较大。此外，宽60 nm、厚7 nm的Nb0.65Ti0.35N纳米线的开关电流高达14.5 μ A，在2.4 K时，本征探测效率达到饱和，其平台大于2 μ A。最后，在另一种SiO2/Ta 2 O 5介质镜上的相应SNSPD显示出对1550 nm光子的约92%的系统探测效率，并且定时抖动约为26 ps。我们的研究结果表明，高度无序的NbxTi 1-xN薄膜是有前途的近和中红外单光子SNSPD的高探测效率和低定时抖动的制造。
2022-10-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Robust ferromagnetism in highly strained SrCoO3 thin films
外延应变是控制过渡金属氧化物磁性和电子态的重要途径。然而，大的应变通常伴随着氧空位形成能的强烈降低，这阻碍了对其本征性质的直接操纵。在这里，使用后沉积臭氧退火方法，我们得到了一系列的氧化学计量比的SrCoO 3薄膜的拉伸应变高达3.0%。我们观察到一个强大的铁磁基态在所有应变薄膜，而有趣的是，随着拉伸应变的增加，拉伸应变触发了一个明显的金属到绝缘体的转变。因此，持续的铁磁态跨越电过渡表明，磁性状态是直接相关的本地化的电子，而不是巡回的，然后要求进一步调查的内在机制，这种磁性化合物超越双交换机制。
2020-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tensorial Constitutive Models for Disordered Foams, Dense Emulsions, and other Soft Nonergodic Materials
近年来，“软玻璃态物质”的范式被用来描述表现出强烈的局部无序和缓慢的介观重排的各种非遍历材料。然而，到目前为止制定的“软玻璃流变学”（SGR）模型处理隔离的剪切应力，有效地“标量化”的应力和应变率张量。在这里，我们提供的SGR模型，结合其非平凡的老化和屈服性能与张量结构，可以特别适应，例如，流体膜组件或无序泡沫的描述概括。
2003-07-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Highly sensitive strain sensor from topological-structure modulated dielectric elastic nanocomposites
柔性应变传感器对于几种潜在的智能应用至关重要，例如人机界面、软机器人、人体运动检测和组件安全监控。可拉伸功能材料是应变传感器的重要组成部分，也是高性能应变传感器面临的主要挑战。在此，我们展示了一种新的策略，设计和优化的柔性应变传感器，通过开发拓扑结构调制的高介电常数的弹性纳米复合材料。三相双电纳米网络的拓扑结构产生了空间电荷增强和局域电场调制的协同效应，介电常数达到100（1 kHz时为113.4，比市售弹性聚氨酯基体提高1500%以上）和优异的综合机电性能，最佳综合机电性能达到542.91MPa-1，是商品化聚氨酯弹性膜的9倍以上。利用这种拓扑结构的弹性介质纳米复合材料设计了一种叉指电容式应变传感器。该传感器具有高的初始电容密度和正的电容应变响应，具有高的信噪比、高的电容响应灵敏度和宽的线性范围，突破了传统叉指式应变传感器的负灵敏度和窄的线性范围的缺点。所制备的集成应变传感器阵列能够实时测量复杂曲面的局部应变和监测柔性驱动器的运动，为智能控制系统和形态智能的研究创造了条件。
2021-10-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Strain effect in highly-doped n-type 3C-SiC-on-glass substrate for mechanical sensors and mobility enhancement
本工作报告的应变效应的电性能的高掺杂n型单晶立方碳化硅（3C-SiC）转移到6英寸的玻璃基板采用阳极键合技术。实验数据显示沿[100]取向的纵向和横向的高规范因子分别为-8.6和10.5。高掺杂3C-SiC薄膜的压阻效应在几次弯曲循环后也表现出良好的线性和一致的再现性。实验结果与基于n型3C-SiC导带多谷间电子转移现象的理论分析相吻合。我们的发现，在n型3C-SiC的大规范因子加上消除电流泄漏到绝缘衬底可以铺平道路的发展单晶SiC玻璃基MEMS应用。
2018-02-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Non-Ohmic behavior of carrier transport in highly disordered graphene
我们报告了高电场和高磁场探测的无序石墨烯的测量。通过施加高的源漏电压Vsd，我们能够研究我们的器件的电流-电压关系I-Vsd。随着Vsd的增加，从线性I-Vsd制度的非线性，并最终激活跳跃运输发生交叉。在无激活跳跃制度，带电载流子之间的库仑相互作用的重要性进行了论证。此外，我们表明，强烈的本地化在低T和小VSD的载流子的离域发生与高电场和垂直磁场的存在。
2013-10-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electroluminescence from Strained Ge membranes and Implications for an Efficient Si-Compatible Laser
我们展示了高应变锗（Ge）薄膜上的发光二极管（LED）的室温电致发光（EL）。采用外部应力源技术在垂直PN结的有源区中引入0.76%的双轴拉伸应变。电测量显示，与散装相比，在膜LED中的开关比增加一个数量级。由于应变引起的直接带隙减小，来自0.76%应变Ge LED的EL光谱显示中心波长的100nm红移。最后，使用紧束缚和FDTD模拟，我们讨论了高效率的锗激光器的影响。
2012-02-16 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
High resolution nuclear magnetic resonance spectroscopy of highly-strained quantum dot nanostructures
许多用于单光子源、探测器、光子学和量子计算的新的固态技术依赖于应变半导体纳米结构的制造。这些器件的成功开发在很大程度上取决于允许在纳米尺度上进行结构分析的技术。然而，常用的显微镜方法是破坏性的，导致所获得的结构信息与器件的电子和光学性质之间的重要联系丢失。替代的非侵入性技术，如光学检测的核磁共振（ODMMR），迄今证明是困难的半导体纳米结构，由于显着的应变引起的四极加宽的NMR光谱。在这里，我们开发了新的高灵敏度技术，移动ODMMR到一个新的制度，允许高分辨率光谱少至100000四极核自旋。通过将这些技术应用于单个应变自组装量子点，我们测量了应变分布和化学成分的体积被约束的电子。此外，应变引起的光谱展宽导致抑制核自旋磁化波动，从而延长自旋相干时间。新的ODNMR方法有可能被应用于非侵入性调查的范围广泛的材料超越单一的纳米结构，以及解决任务的理解和控制的核自旋在纳米尺度上，在量子信息处理的核心问题之一。
2011-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fracture of disordered solids in compression as a critical phenomenon: III. Analysis of the localization transition
研究了在第二篇论文中发展的哈密顿量的性质，表明在特定的应变水平下，发生了“局部化”相变，其特征在于相干取向裂纹的共轭带的出现。然后，使用仅采用围绕最可能状态的函数邻域中的状态的子集的近似来分析地执行产生配分函数的函数积分。这种整合建立了系统的自由能，并在采取衍生物的自由能，本地化过渡被证明是连续的，并从峰值应力是不同的。当颗粒材料的体积模量是大的，本地化总是发生在软化政权之后的峰值应力，而足够小的体积模量和足够低的围压，本地化发生在硬化政权之前的峰值应力。在局部化方法中，整个岩石的应力-应变关系保持解析，正如在实验数据和简单模型中所观察到的那样。同时还得到了裂纹场的关联函数。它具有表征裂纹群的纵横比的相关长度，该相关长度在局部化处发散为（\sim（\ep_{c} - \ep）^{-2}）。
2002-09-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Relaxation of creep strain in paper
在无序、粘弹性或粘塑性材料中，在去除恒定载荷或蠕变后，样品响应表现出恢复现象。本文对具有内禀结构无序的准二维系统--纸中的回复进行了实验研究。变形测量采用数字图像相关（DIC）方法。通过DIC，我们获得了精确的位移数据和变形和恢复应变的空间场。首先将平均结果与特定粘弹性聚合物材料的几种启发式模型进行比较。最重要的实验量是永久蠕变应变，并通过拟合粘弹性经验模型分析其是否为非零。然后，我们更详细地介绍了DIC的空间恢复行为的结果，并表明，他们表示幂律型松弛。我们概述了样品到样品的变化和集体，空间波动的恢复行为的结果。解释提供的玻璃，相互作用的系统与障碍的一般背景下的放松。
2010-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Anisotropic glass-like properties in tetragonal disordered crystals
非晶态、玻璃态材料的低温声学和热学性质非常相似。所有这些性质的理论描述与合理的定量精度，假设非晶态固体包含动力学缺陷，可以在低温下描述为一个合奏的两个能级系统（TLS），但这些TLS的深层性质还没有澄清。此外，在无序晶体、准晶体、甚至在晶胞中具有大量原子的完美晶体中也发现了玻璃态性质。在晶体中，玻璃态性质不像非晶材料那样是普遍的，并且也表现出各向异性。最近，提出了一个模型的相互作用的两个级别的系统与任意应变场（物理评论B 75，64202，2007），这是用来计算在低温下的纳米膜的热性能。该模型也适用于各向异性晶体的描述。我们在这里描述的结果的计算各向异性的玻璃样性质的晶体的各种晶格对称性，强调的tetravel对称性。
2008-09-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Near-Room Temperature Ferromagnetic Insulating State in Highly Distorted LaCoO2.5 with CoO5 Square Pyramids
氧空位的专门控制是复杂氧化物薄膜功能化的重要途径。众所周知，拉伸应变显著降低氧空位形成能，而压缩应变起次要作用。因此，通过从压缩应变膜提取氧来进行原子重构是具有挑战性的。在这里，我们报告了一个意想不到的LaCoO2.5相，通过在真空中退火的压缩应变LaCoO 3与一个类似于玻璃的氧空位有序。的协同倾斜和变形的CoO 5四方锥与大的La和Co的位移量化使用扫描透射电子显微镜。CoO 5方锥体的面内大膨胀削弱了晶场分裂，促进了Co2+的有序高自旋态，其产生居里温度为~284 K和饱和磁化强度为~0.25 μB/Co的绝缘铁磁态。这些结果表明，从压缩-应变氧化物提供了产生意想不到的晶体结构和新颖功能的机会。
2021-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Replenish and relax: explaining logarithmic annealing in disordered materials
材料的疲劳和老化在很大程度上取决于原子尺度结构响应于应变和扰动的演变。微观结构和长时间尺度之间的耦合仍然是材料研究中的主要挑战之一。专注于一个模型系统，离子损伤的晶体硅，我们结合纳米量热实验与非晶格动力学蒙特卡罗模拟，以确定原子的机制，负责在长时间尺度上的结构弛豫。我们与对数松弛，在一些系统中观察到的，与热释放测量。与对数弛豫相关的微观机制可以描述为两步补充和弛豫过程。当系统松弛时，它会达到更深的能量状态，其中需要解锁的屏障不断增加，以补充导致较低能量配置的热释放事件。
2013-04-10 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Field induced spin freezing and low temperature heat capacity of disordered pyrochlore oxide Ho$_{2}$Zr$_{2}$O$_{7}$
自旋冰材料是由于冻结的无序状态而具有\textit{T} $\rightarrow$ 0 K的零点熵的模型系统。在这里，我们化学改变众所周知的自旋冰Ho $_{2}$ Ti $_{2}$ O $_{7}$取代钛网站与等价的，但更大的Zr离子。与作为烧绿石材料的Ho $_{2}$ Ti $_{2}$ O $_{7}$不同，Ho $_{2}$ Zr $_{2}$ O $_{7}$以无序烧绿石结构结晶。我们对Ho $_{2}$ Zr $_{2}$ O $_{7}$进行了详细的结构、交流磁化率和热容研究，以探讨结构无序和受抑相互作用的相互作用。零场基态表现出大的磁化率，并保持动态下降到30 mK，而不显示鲍林的剩余熵。在磁场为$\sim$ 10 kOe时，动态被连续抑制，并发生冻结转变（$\sim$ 10 K）.这些结果表明，Ho $_{2}$ Ti $_{2}$ O $_{7}$中化学有序和局域应变的改变阻止了自旋冰态的发展，为基于结构的几何阻挫研究提供了新的材料。
2021-10-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
History effects in the creep of a disordered brittle material
利用声发射和超声波传感技术跟踪内部损伤，研究了无序脆性材料（混凝土）在连续加载阶段下的蠕变行为。观察到的主要蠕变速率遵循（大森型）幂律衰减的应变速率，声发射事件的数量以及超声波束的振幅，支持脆性蠕变机制。然而，主要的结果是发现了意想不到的历史效应，使材料不太容易蠕变时，它已经在较低的施加应力下的初级蠕变变形和损坏。与实施热激活的渐进损伤模型的帮助下，我们解释这是一个老化的应力下的现象：在相对较低的施加应力的初始蠕变步骤期间，容易损坏的网站被耗尽的第一，耗尽在低应力间隙值的激发谱。因此，在较大的施加应力下重新加载时，尽管先前已损坏，但材料的蠕变（和损坏）小于其在相同应力下但没有预蠕变的情况。除了对无序脆性材料蠕变的基本物理学有了新的认识外，这在解释某些实验过程（如应力步进实验）方面具有重要的实际意义。
2022-06-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Highly Tunable Magnetic and Magnetotransport Properties of Exchange Coupled Ferromagnet/Antiferromagnet-based Heterostructures
具有零净磁化强度的反铁磁体（AFM）被认为是未来自旋电子器件中的有源元件。取决于AFM薄膜的临界厚度和测量温度，基于Mn的合金和基于过渡金属氧化物的AFM可以承载各种共存的有序、无序和受抑AFM相。这种共存相的交换耦合铁磁（FM）/AFM基异质结构可以导致不寻常的磁性和磁输运现象。在这里，我们整合化学无序AFM IrMn 3薄膜共存AFM相复杂的交换耦合MgO（001）/Ni 3Fe/IrMn 3/Ni 3Fe/CoO异质结构和研究的结构，磁性，磁输运性质在不同的磁场冷却状态。特别是，我们揭示了旋转的无序和可逆的AFM矩相对于不可逆的AFM矩的磁性和磁阻特性的交换耦合异质结构的相对取向的影响。我们进一步发现，具有热无序和可逆AFM顺序的AFM颗粒的持久性对于实现高度可调的磁性和多能级磁阻状态至关重要。我们预计，所介绍的方法和异质结构的架构可以利用在未来的自旋电子器件操纵的热无序和可逆的原子力显微镜在纳米级的秩序。
2021-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Delocalised kinetic Monte Carlo for simulating delocalisation-enhanced charge and exciton transport in disordered materials
电荷输运在高度有序的材料（带传导）或高度无序的材料（跳跃传导）中都是很好理解的。在中度无序的材料中-包括许多有机半导体-在任何极端情况下都有效的近似值都会崩溃，因此很难准确地模拟传导。特别是，描述波函数离域需要量子处理，这在缺乏周期性的无序材料中是困难的。在这里，我们提出了第一个三维模型的部分离域电荷和激子输运材料中的中间无序制度。我们的方法是基于极化子变换的Redfield理论，但克服了几个计算的障碍，通过将量子力学技术映射到动力学蒙特卡罗。我们的理论，离域动力学蒙特卡罗（dKMC），表明在中度无序材料的基本物理传输是部分离域电子状态之间的电荷跳跃。我们的研究结果揭示了为什么标准的动力学蒙特卡罗可以大大低估迁移率，即使在无序的有机半导体，即使是一个小的离域可以大大提高迁移率，以及显示三维计算捕捉重要的离域效应忽略在低维近似。
2020-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Rational Strain Engineering in Delafossite Oxides for Highly Efficient Hydrogen Evolution Catalysis in Acidic Media
合理设计与铂竞争的析氢反应电催化剂是电力制气技术经济可行的突出挑战。在这里，我们介绍了铜铁矿PdCrO $_2$，PdCoO $_2$和PtCoO $_2$作为一个新的家庭的电催化剂在酸性介质中的HER。我们表明，在PdCoO $_2$的固有应变Pd金属亚晶格作为一个假晶模板的应变（+2.3%）的Pd丰富的盖帽层的生长在还原条件下。表面改性通过同时将交换电流密度j $_0$从2 mA/cm $^2_{geo}$增加到5 mA/cm和通过将塔菲尔斜率降低到38 mV/decade来连续改进电催化活性，导致对于10 mA/cm $^2_{geo}$，$η_{10}$ < 15 mV的过电位，优于本体铂。大大提高的活性归因于$β$ -氢化钯相的原位稳定化，相对于纯的或纳米结构的钯具有显著增强的表面催化性能。这些研究结果说明如何操作诱导的电溶解可以作为一个自上而下的设计理念，合理的表面和性能工程，通过应变稳定的催化活性相的形成。
2019-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
The strain-stiffening critical exponents in polymer networks and their universality
本研究通过大规模计算机模拟验证了非热应变硬化相变标度理论的临界指数预测，发现数值结果与解析预测定量一致，且该相变相对于驱动应变对称性和网络拓扑具有普适性。
2025-04-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Grain fragmentation in sheared granular flow: weakening effects, energy dissipation, and strain localization
我们描述的剪切流动的无序颗粒状材料中存在的晶粒断裂使用的剪切转换区（STZ）理论的非晶塑性适应系统与硬核颗粒间的相互作用。为此，我们开发的运动方程为这个系统在一个类似于分子玻璃的分析中使用的热力学框架。对于硬核系统，内部的构型无序的量由致密性$X = \partial V / \partial S_C$表征，其中$V$和$S_C$分别是体积和构型熵。基于断裂力学，用特征晶粒尺寸$a$随时间演变的本构方程描述晶粒破碎。我们表明，晶粒破碎是一种弱化机制，显着降低在大应变率的流动应力，如果材料是率强化的字符。此外，我们还表明，如果颗粒状材料是足够的年龄，空间不均匀性的配置混乱的结果在应变局部化。我们还表明，晶粒分裂在小的剪切应变下的粉碎显着，而晶粒磨损成为主导在大的剪切位移。
2014-02-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
