Novel solid-state glycine-nitrate combustion for controllable synthesis of hierarchically porous Ni monolith
我们展示了一种新的固态甘氨酸-硝酸盐路线,不仅用于分级多孔Ni整体的可扩展的燃烧合成,而且还控制杂质、微观结构形貌和尺寸。所合成的多孔Ni整料可立即用作电极集流体、催化剂和催化剂基底或传感器。
2015-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Diversity-Oriented Synthesis of Polymers of Intrinsic Microporosity with Explicit Solid Solvation Cages for Lithium Ions
在这里,我们描述了一个多样性为导向的微孔聚合物膜的合成策略,从中我们确定了那些FVE作为固体溶剂化笼的锂离子。具有这种离子溶剂化笼的铅候选膜表现出更高的离子电导率和更高的阳离子迁移数比控制膜,其中FVE是asspecific,这表明膜渗透性和离子传输的选择性的常规界限可以克服。这种膜显示出作为用于电移动性的高压锂金属电池中的枝晶抑制阳极电解质中间层的前景。
2019-12-26 cond-mat.mtrl-sci
Observing and modeling the sequential pairwise reactions that drive solid-state ceramic synthesis
由粉末前驱体的固态合成是先进多组分陶瓷材料的主要加工路线。设计陶瓷合成路线通常是一个费力的试错过程,因为粉末前体的非均匀混合物通常通过一系列复杂的反应中间体演变。在这里,我们表明,从多个前体的相演化可以建模为一个序列的成对界面反应,热力学驱动力,可以有效地使用从头计算方法计算。使用经典的高温超导体YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6+x}$(YBCO)的合成作为一个代表性的系统,我们合理化如何取代常见的BaCO $_3$前体与BaO $_2$重定向相演变通过一个动力学容易的途径。我们的模型是验证从原位X射线衍射和原位显微镜观察,这表明从BaO $_2$在短短30分钟内快速YBCO的形成。通过结合热力学建模与原位表征,我们引入了一个新的计算框架来解释并最终设计复杂陶瓷材料的合成途径。
2021-01-13 cond-mat.mtrl-sci
One-Dimensional Twisted and Tubular Structures of Zinc Oxide by Semiconductor-Catalyzed Vapor-Liquid-Solid Synthesis
探索用于一维(1-D)材料的气-液-固(VLS)合成的新催化剂有望产生新的形貌和功能。在这里,我们表明,模型ZnO系统,这可能使用半导体(Ge)催化剂。特别是,两个不寻常的形态描述:扭曲的纳米线和扭曲的纳米管,除了通常的直纳米线。扭曲的纳米管显示出大的中空芯和令人惊讶的高扭曲率(高达9 o/μm),这不能容易地通过Eshelby扭曲模型来解释。非原位和原位透射电子显微镜测量的组合表明,在合成过程中的Ge-ZnO界面的生长和蚀刻之间的竞争的结果的空心。扭转率与弹性刚度的软化是一致的。这些结果表明,使用非常规的非金属催化剂提供了合成具有潜在有用性质的不寻常的氧化物结构的机会。
2020-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Synergetic Enhancement on Bulk and Grain Boundary Ionic Conduction of Mg Doped High-Entropy NASICON-Type Solid Electrolyte for Solid-State Na+ Batteries by Spray Flame Synthesis
本研究通过旋流喷雾火焰合成制备镁掺杂NASICON固态电解质纳米颗粒,实现体相和晶界离子传导协同增强,Mg0.25NZSP室温电导率达1.91 mS/cm,降低后处理成本,为全固态钠电池提供高性能电解质。
2025-11-11 cond-mat.mtrl-sci
High-temperature and high-pressure apparatus aiming for synthesis of solid metallic hydrogen
80年前,人们就预测,在低温下将固态分子氢加压到高压,可以得到固态金属氢。此外,从理论上预测了固态金属氢在室温下具有超导电性。此外,令人惊讶的预测是,固体金属氢是一种亚稳金属,势垒为1 eV。该预测意味着固体金属氢即使在从高压释放后仍保持金属固相状态。冲击压缩合成液态金属氢。然而,为了在室温下在常压下获得金属氢,必须合成固体金属氢。理论预测,产生固态金属氢需要约500 GPa的超压。该压力接近金刚石砧座(DAC)可以产生的高压的极限。因此,很难通过使用DAC来合成金属氢。冲击压缩方法可以产生足够高的压力来合成金属氢。但这些方法都伴随着高温的产生,不可能合成固态金属氢。目前还没有确定的方法来合成固体金属氢。本文报道了一种新型的动态高压固体金属氢合成装置。我们表明,通过使用该装置,可以产生1TPa的高压,压力保持时间比传统的动态压缩方法长103至106倍。此外,我们表明,这种装置不伴随着高温的产生,不像传统的动态压缩方法,然后它是可能的,固体金属氢可能会合成这种装置。
2018-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Zr and Sn substituted (NaBi)TiO based solid solutions
研究了在固相合成过程中用锆和锡离子取代钛的钡改性NBT固溶体的相形成。合成是一个多步骤的过程,伴随着许多中间相的形成(取决于固溶体组成和合成温度)。当烧结温度提高到1000-1100 ℃时,已形成单相固溶体.取代离子浓度的增加导致晶胞尺寸的线性增加。因此,相对于铁电相的公差因子的减少和反铁电相的稳定性的增加发生。
2015-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of rock-salt MeO-ZnO solid solutions (Me = Ni2+, Co2+, Fe2+, Mn2+) at high pressure and high temperature
在7.7GPa和1450-1650 K温度范围内,用淬火法从二元氧化物中合成了一系列具有岩盐(rs)晶体结构的亚稳Me_(1-x)Zn_xO(Me = Ni ~(2+),Co ~(2+),Fe ~(2+),Mn ~(2+))固溶体。样品的相组成,以及合成的固溶体的结构特性和化学计量已通过X射线粉末衍射,常规和同步辐射进行了研究。在NiO-ZnO体系中,存在单个岩盐固溶体的最宽组成范围(0.3 \leq x \leq 0.8)已被确定。块状rs-Co 1-xZnxO、rs-Fe 1-xZnxO和rs-Mn 1-xZnxO固溶体仅在ZnO含量降低两倍(即x \leq分别为0.5、0.5和0.4)的情况下才可淬冷至环境条件;而在CdO-ZnO体系中在整个浓度范围内未观察到岩盐固溶体的形成。
2011-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Two-step solid-state synthesis of ternary nitride materials
三元氮化物材料在许多光学、电子和耐火材料应用中具有前景,但通过固态合成制备它们仍然具有挑战性。通常,高压或反应性气体用于操纵氮气的有效化学势,但这些策略需要专门的设备。在这里,我们报告了一个简单的两步合成使用离子交换反应,产生岩盐衍生的MgZrN $_2$和Mg $_2$ NbN $_3$,以及层状MgMoN $_2$。所有三种化合物都显示出几乎与温度无关的弱顺磁响应,在低温下施加磁场,表明相纯的产品。合成这些三元材料的关键是初始低温步骤(300-450 $^{\circ}$ C)以促进Mg-M-N键的形成。然后将产物退火(800-900 $^{\circ}$ C)以增加三元产物的结晶域。量热实验表明,初始反应温度由反应前体的相变决定,而直接加热到高温导致分解。这两步反应为其它块体三元氮化物的材料发现提供了合理的指导。
2021-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Assessing Thermodynamic Selectivity of Solid-State Reactions for the Predictive Synthesis of Inorganic Materials
该研究提出初级和次级竞争两种选择性指标,用于评估固态反应中目标相形成的有利程度,并通过分析3,520个反应及钛酸钡合成实验验证,发现非常规前驱体可更高效、更纯净地合成目标材料,为预测性无机合成奠定基础。
2023-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Laser-driven solid-state synthesis of high-entropy oxides
本文提出激光驱动固态合成技术,实现多种晶体结构高熵氧化物的高通量可控制备,并首次合成含20种阳离子的高熵稀土二硅酸盐,赋予其4.3 GHz微波吸收新功能。
2025-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis, processing and transport properties of cubic and trigonal solid solutions in the Mg-Si-Sn system
Mg-Si-Sn固溶体具有有趣且有用的半导体性质,特别是对于热电应用。虽然已经通过各种方法制备了立方固溶体,但是还没有报道具有三方晶体结构的固溶体。我们采用高能球磨和电流活化压力辅助致密化(CAPAD)的组合,诱导和完成从立方相到三角相的相变,形成致密的三角复合材料。这是首次在Mg-Si-Sn合金中成功制备出三方相。此外,我们报告的立方和三角形复合材料的输运性质在160至400 K范围内测量。的三角形复合材料的导电性是几倍高相比,立方对应物,而热导率较低,但在以前报道的Mg-Si-Sn材料的范围内。三角形复合材料的塞贝克系数低于立方样品,导致低ZT值。然而,立方样品的ZT高于先前报道的未掺杂的Mg-Si-Sn固溶体,这对于热电应用是有希望的。
2017-11-09 cond-mat.mtrl-sci
The Precursor Genome: A Pairwise Reaction Dataset for Solid-State Synthesis
Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);University of California Berkeley(加州大学伯克利分校)
针对固态反应缺乏相关数据集阻碍合成科学发展的问题,通过A-Lab自动驾驶实验室生成前驱体基因组数据集,涵盖多种反应、元素及元数据,经自动精修和人工验证,为固态反应性预测模型提供可重复使用的基准。
2026-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis, Structural and magnetic properties of the solid solution (CuCl1-xBrx)LaNb2O7 (0<x<1)
二维量子自旋系统(CuCl)LaNb 2 O 7具有带隙为2.3 meV的自旋单重态基态,而等结构材料(CuBr)LaNb 2 O 7在TN = 32 K时显示出共线反铁磁有序.本文报道了(CuCl_(1-x)Br_x)LaNb_2 O_7(0 < x < 1)固溶体的合成,并通过磁化率、强场磁化强度和中子衍射研究了其结构和磁性。单元参数的x-依赖性遵循Vegards定律,验证了Cl和Br原子在卤化物位点的均匀分布,尽管从内部和层间单元距离(相对于x)之间的相反相关性推断出更复杂的结构演变。发现5%-Br取代在TN = 7 K时诱导反铁磁有序,与最近的mSR研究一致,并且磁结构是共线的,具有显著降低的磁矩。进一步的Br取代导致TN线性增加至x = 1。这些结果表明(CuCl)LaNb 2 O 7位于量子相界附近。
2009-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Autonomous decision making for solid-state synthesis of inorganic materials
本文提出 ARROWS3 算法,通过热化学数据与失败反应路径分析迭代选择前驱体,在 200 余个合成实验中以更少迭代次数找到最优前驱体组合,验证了领域知识对材料合成自主优化的重要性。
2023-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Microwave-driven synthesis and modification of nanocarbons and hybrids in liquid and solid phases
本综述系统梳理了近十年微波辅助制备与改性各类纳米碳及杂化物的研究进展,分析了相关反应机理、性能提升原因及微波加热原理,为纳米碳材料的高效合成与应用提供参考。
2025-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Similarity of Precursors in Solid-state Synthesis as Text-Mined from Scientific Literature
收集和分析固态化学文献中的大量信息可以加速我们对材料合成的理解。然而,一个主要问题是难以确定综述段落中的哪些材料是前体或目标材料。在这项研究中,我们开发了一个两步的化学命名实体识别(CNER)模型,以确定前体和目标,根据周围的材料实体的上下文信息。使用提取的数据,我们进行了荟萃分析,以研究在固态合成的背景下前体之间的相似性和差异。为了量化前体相似性,我们建立了一个替代模型来计算用一种前体替代另一种前体同时保留靶标的可行性。从一个层次聚类的前兆,我们证明了“化学相似性”的前兆可以从文本数据中提取。量化前体的相似性有助于为预测合成模型中的候选反应物提供基础。
2020-09-07 cond-mat.mtrl-sci physics.data-an
Extending the n=2 Ruddlesden-Popper Solid Solution La2-2xSr1+2xMn2O7 Beyond x=0.5: Synthesis of Mn4+-rich Compounds
报道了一种新的亚稳锰氧化物La_(2 - 2)Sr_(1 + 2)Mn_(2 O_(7 + δ))的合成和室温晶体结构(0.5 < x < 0.9)通过高温(T=1650 ℃)淬火,然后低温(T=400 ℃)退火以填充氧空位;这种方法使得能够获得在这个重要的CMR系统中以前未探索的成分的电子、磁性和结构性质。
1999-04-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Synthesis, structural and photo physical properties of perovskite oxide (KNbO3)1-X+(La2NiMnO6)X for photovoltaic application
钙钛矿氧化物(KNbO_3)_(1-x)+(La_2NiMnO_6)_x(x=0,0.1,0.2,0.3)的固溶体具有不同的带隙(1.33- 3.6eV),是一种很有前途的光伏吸收体。利用X射线衍射(随后进行Rietveld精修)和拉曼实验对所制备的样品进行结构表征。随着固溶体中单斜相La 2NiMnO 6掺杂量的增加,基质KNbO 3的晶体结构由正交向立方对称转变。与纯KNbO 3相比,在固溶体中也观察到颗粒尺寸的大的减小。发现合成的固溶体x=0.1的带隙(~ 1.33eV)非常接近Shockley-Queisser带隙值1.34eV,这表明在这种材料中有希望的光伏可能性。光致发光(PL)发射光谱显示了较强的PL猝灭的固溶体相比,KNbO 3。整体结构和光学研究表明,在KNbO 3/La 2NiMnO 6固溶体的光伏的可能性。
2018-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Molecular ink-based synthesis of Bi(SzSe1-z)(IxBr1-x) solid solutions as tuneable materials for sustainable energy applications
本研究提出一种基于分子墨水沉积的低温合成路线,无需二元前驱体即可直接结晶出可调谐的 Bi(SzSe1-z)(IxBr1-x) 固溶体,实现了对薄膜形貌和成分的精确控制,为硫族卤化物在下一代能源技术中的缺陷工程与规模化集成提供了基础框架。
2025-10-31 cond-mat.mtrl-sci
High pressure bulk synthesis of InN by solid state reaction of binary oxide in a multi-anvil apparatus
我们提出了一种新的方法来合成块体氮化铟通过一个简单的固态化学反应进行的流体静力高压/高温条件下,在多砧装置,不涉及气体或溶剂在该过程中。反应发生在二元氧化物$In_2O_3$和作为氮源的粉末形式的高反应性$Li_3N$之间。通过粉末X射线衍射成功地证实了在350 °C和P $\geq$ 3 GPa下形成InN的六方相,其中存在$Li_2O$作为独特的副产物。在弱酸性溶液中进行简单的洗涤过程,然后离心,可以获得作为沉淀物的纯InN多晶粉末。利用类似的过程,可以在T $\geq$ 600 ℃和P $\geq$ 2.5 GPa下由$Ga_2O_3$和$Li_3N$获得纯的块状GAN。这些结果指出,特别是对于InN,一种清洁和创新的方式来生产大量的电子和能源技术领域最有前途的氮化物之一。
2023-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Real time optical observation and control of atomically thin transition metal dichalcogenide synthesis
理解化学气相沉积(CVD)合成原子级薄的过渡金属二硫属化物(TMDC)的机制需要精确控制许多生长参数。所有提出的机制和它们的关系的生长条件推断出从表征中间形成通过停止盲目的增长。为了充分了解导致单层形成的反应路线,需要实时观察和控制生长。在这里,我们演示了如何定制的CVD室,允许实时光学监测可以用来研究的反应路线,是至关重要的生产所需的层状薄晶体在盐辅助TMDC合成。我们的实时观察揭示了盐和金属前体之间的反应,形成中间化合物,导致层状晶体的形成。我们发现气-固-固和气-液-固两种生长途径是相互作用的。此外,我们证明了H $_{2}$在盐辅助的WSe $_{2}$合成中的作用。最后,我们通过引导液体中间体化合物通过预先图案化的通道来引导晶体形成。本文中介绍的方法可以扩展到其他可以通过CVD合成的材料。
2018-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic assessment of machine learning models for solid-state synthesis prediction
University of Minnesota(明尼苏达大学)
评估了机器学习模型预测固态材料合成可行性的热力学一致性,发现模型普遍高估合成可能性,但部分分数与热力学启发式趋势一致。
2026-06-12 cond-mat.mtrl-sci cs.LG
The investigation of YAlO3-NdAlO3 system, synthesis and characterization
用差热分析(DTA)和X射线粉末衍射(XRD)方法测定了YAlO 3(YAP)-NdAlO 3(NAP)体系的二元相图。采用改进的溶胶-凝胶法(Pechini)和微下拉法分别制备了高纯度的Y_{1-x} Nd_{x} AlO_3(0 \leq x \leq 1)纳米晶粉末和小单晶。两个末端成员在固相中显示出>25%的高互溶性,对于中间组合物具有可溶解性间隙。x \approx 0.2的固溶体熔融共沸约100 ℃。比纯YAP低20度。这样的晶体可以从熔体中生长而没有偏析。用“循环”差热分析测量技术可以测量在共熔点附近的窄的固/液区域。
2011-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and modification of thin NaSICON solid electrolytes using ion beams
Nuclear Physics Institute of CAS(捷克科学院核物理研究所);CNR-ITAE(意大利国家研究委员会应用技术和工程研究所)
本研究通过固相法合成NASICON颗粒并溅射制备纳米薄膜,利用Ni离子注入改性,结合EIS分析,探究辐照对离子电导率的影响。
2026-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Ion correlations explain kinetic selectivity in diffusion-limited solid state synthesis reactions
针对现有固态合成路径设计缺乏动力学信息的问题,本研究整合机器学习输运特性与热力学元胞反应模型,在Ba-Ti-O体系实现相形成的准确预测,揭示了扩散-热力学相互作用对相组成的调控机制。
2025-01-16 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Combination effect of growth enhancers and carbon sources on synthesis of single-walled carbon nanotubes from solid carbon growth seeds
在高度结晶的单壁碳纳米管(SWCNT)的合成中,高生长温度是优选的,而杂质无定形碳(a-C)的形成导致SWCNT生长的终止并降低其性质。为了去除这种副产物,H2O和CO2由于其氧化能力而被用于金属催化的SWCNT生长系统中。近年来,非金属纳米颗粒由于其高熔点和较少的金属杂质而成为生长种子候选者之一。在这项研究中,通过使用纳米金刚石衍生的碳纳米颗粒作为固体生长种子,我们研究了CO2和H2O对高温单壁碳纳米管生长的影响与两种类型的碳源供应:C2 H2和C2 H4。在该生长体系中,H_2O对两种碳源的a-C都表现出氧化能力。CO2在C2 H4供应的生长中表现出类似的a-C形成阻止作用,并且在C2 H4浓度高于H2O的情况下实现了更高纯度的SWCNTs。然而,与其他组合相比,在C2 H2供应的生长中的CO2注入显著增强了a-C的形成而不是其去除,同时单壁碳纳米管的产率也增加,这表明CO2和C2 H2之间发生了脱水反应。目前的研究结果将导致高品质的单壁碳纳米管从非金属生长种子与生长促进剂的使用的有效增长。
2023-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Controlled Synthesis of Organic/Inorganic van der Waals Solid for Tunable Light-matter Interactions
范德华固体作为一种新型的人工材料,它由弱相互作用的交替层组成,揭示了迷人的光电子器件概念。因此,各种各样的vdW器件已经通过二维材料的逐层堆叠来设计,尽管被制造的困难所掩盖。或者,vdW固体的直接生长已被证明是一种可扩展且快速的方式,通过从受控气相沉积成功合成石墨烯/h-BN和过渡金属二硫属化物(TMD)垂直异质结构而突出显示。在这里,我们实现了高质量的有机和无机vdW固体,使用甲基铵卤化铅(CH 3 NH3 PbI 3)作为有机部分(有机钙钛矿)和2D无机单层作为对应物。通过堆叠在各种2D单层上,vdW固体在光发射方面表现出显着不同。我们的研究表明,h-BN单层是有机钙钛矿的一个很大的补充,以保持其原有的光学性能。结果,有机/h-BN vdW固体阵列被图案化用于红光发射。这项工作铺平了道路,设计前所未有的vdW固体具有巨大的潜力,广泛的应用在光电子学。
2015-06-18 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Synthesis of Nanocrystals of Long Persisting Phosphor by Modified Combustion Technique
采用改进的燃烧法合成了纳米SrAl_2 O_4:Eu ~(2+),Dy ~(3+)长余辉发光材料。在该合成过程中,将相应的金属硝酸盐、助熔剂和可燃剂(尿素/樟脑)的混合物在400- 600 ° C下热处理约5分钟,进行轻微改性。它导致了低密度的体积质量相比,由传统的固态方法的固体块。本工作报告的变化,在燃烧过程中实现掺杂剂的均匀掺入和大规模生产的纳米荧光粉在很短的时间间隔。样品的纳米相,结构和发光性能进行了表征。PACS代码:33.50。- j,33.50.Dq,78.55.-米,68.37.HK
2004-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Bulk synthesis of Zn$_3$WN$_4$ via solid-state metathesis
本研究提出通过Li$_6$WN$_4$与Zn$X_2$的固态复分解反应宏量合成具有阳离子有序结构的Zn$_3$WN$_4$,验证了反应规律与材料的宽带隙半导体特性,为新型三元氮化物发现提供了普适性合成策略。
2024-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial melting as a thermodynamic indicator of solid-state synthesizability
National University of Singapore(新加坡国立大学)
提出界面熔体稳定性是固态合成可行性的热力学条件,通过Fe-B体系验证,发现富硼界面熔体在常压下失稳,高压可恢复稳定性。
2026-09-25 cond-mat.mtrl-sci
B-site substitutions and phase transitions in solid solutions on the base of (Na0.5Bi0.5)TiO3
在钡改性的NBT固溶体中,锆和锡离子以及铟-铌和铁-铌络合物对钛的取代影响了固态合成过程中相的形成以及反铁电相和铁电相的相对稳定性。我们表明,固溶体的合成是一个多步骤的过程中,形成了一些中间相(取决于固溶体的组成和退火温度)。1000 - 1100 ℃的烧结温度允许获得单相固溶体。取代离子含量的增加导致晶格晶胞尺寸的线性变化。同时,它会导致反铁电相和铁电相的相对稳定性根据容差因子的变化而变化。取代离子的半径大于初始离子的半径导致铁电-反铁电相变温度的降低,而较小的离子取代产生相反的效果。
2015-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast solid-state chemical synthesis of BaTiO3 initiated by gyrotron microwave radiation
本文利用24 GHz回旋管微波在多模腔反应器中实现BaTiO3超快固态合成,1.5-7分钟内产率可达90%,并通过数值模型揭示局部比吸收功率高达670 W/cm³。
2025-08-28 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.plasm-ph
Navigating phase diagram complexity to guide robotic inorganic materials synthesis
本文提出基于热力学的前驱体选择策略,在高维相图中避开竞争副产物并提升反应动力学,并通过机器人实验室对35种四元氧化物进行224次反应验证,证明该方法可提高产物相纯度。
2023-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Toward Low-Temperature Solid-Source Synthesis of Monolayer MoS2
二维(2D)半导体已经被提出用于与现有硅技术的异质集成;然而,它们的化学气相沉积(CVD)生长温度通常太高。在这里,我们展示了直接CVD固体源前体合成的连续单层(1 L)的MoS $_2$膜在560 C在50分钟内,在450-600 C,2小时的热预算窗口后端的线与现代硅技术的兼容性。晶体管的测量结果表明,在1 V的漏极-源极电压为100 nm的沟道长度,通态电流高达~140 $\mathrm{μA/μm}$,最高的报告日期为1 L的MOS $_2$低于600 C使用固体源前体生长。从转移长度法测试结构的有效迁移率是在$\mathrm{6.1 \times 10^{12}\ cm^{-2}}$电子密度下的$\mathrm{29 \pm 5\ cm^2V^{-1}s^{-1}}$,这与从在更高温度下生长的膜报道的迁移率相当。这项工作的结果为实现高质量,热预算兼容的2D半导体与硅制造的异构集成提供了一条途径。
2021-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
ULSA: Unified Language of Synthesis Actions for Representation of Synthesis Protocols
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);Nanyang Technological University(南洋理工大学)
应用人工智能预测新材料的合成需要高质量的大规模数据集。从科学出版物中提取合成信息仍然具有挑战性,特别是对于提取合成操作,因为缺乏使用可靠,稳健和完善的本体来描述合成程序的综合标记数据集。在这项工作中,我们提出了第一个统一语言的合成行动(ULSA)描述陶瓷合成过程。我们创建了一个由领域专家根据建议的ULSA方案注释的3,040个合成程序的数据集。为了证明ULSA的能力,我们建立了一个基于神经网络的模型,将任意陶瓷合成段落映射到ULSA中,并使用它来构建合成流程图。对流程图的分析表明:(a)ULSA涵盖了研究人员在描述合成程序时使用的基本词汇,(b)它可以捕捉合成方案的重要特征。这项工作是一个重要的一步,创造一个合成本体和自主机器人合成的坚实基础。
2022-01-23 cond-mat.mtrl-sci cs.LG
Helium ordered trapping in arsenolite under compression: Synthesis of He2As4O6
本文从实验和理论两个方面研究了砷石(立方As_2O_3)的压缩过程。实验X射线衍射和拉曼散射测量的这种分子固体在高压下与不同的压力传输介质已被解释与从头计算的帮助。我们的研究结果证实砷石作为最软的矿物之一,在没有氢键和提供的证据氦捕获以上3 GPa之间的金刚烷型As4O6笼,从而导致一个新的化合物与化学计量He2As4O6。氦的捕获改变了毒砂的所有性质。特别是,压力引起的非晶化,这发生在纯砷石高于15 GPa,阻碍当他被困之间的As4O6笼,从而导致在超过30 GPa的He2As4O6的机械稳定性。我们的工作为通过压缩改变其他分子固体的性质铺平了道路,这取决于它们捕获相对较小的原子或分子物种并形成新化合物的能力。此外,我们的工作表明,与其他压力传递介质相比,用惰性气体如氦气压缩分子固体可能会导致意想不到的结果。
2015-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Machine Learning Boosted Entropy-Engineered Synthesis of CuCo Nanometric Solid Solution Alloys for Near-100% Nitrate-to-Ammonia Selectivity
本研究利用机器学习结合熵工程方法,成功合成CuCo纳米固溶体合金,实现近100%硝酸盐转化为氨的选择性,并在120小时测试中保持高稳定性,为高效催化剂设计提供新思路。
2024-10-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Unconventional and Powerful Ion Sources for Solid-State Ion Exchange, Cu2SO4 and Cu3PO4: Exemplified by Synthesis of Metastable β-CuGaO2 from Stable β-LiGaO2
本研究提出利用第一性原理计算筛选出 Cu2SO4 和 Cu3PO4 作为非传统且强大的固态离子交换离子源,成功实现了从 β-LiGaO2 到亚稳态 β-CuGaO2 的合成,扩展了亚稳材料的合成潜力。
2025-01-28 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Ionic conductivity enhacements and low temperature synthesis of Li7La3Zr2O12 garnets by Bi aliovalent substitutions
报道了一种基于Bi掺杂Li 7 La 3 Zr 2 O 12(LLZO)的石榴石型固体电解质的合成方法。采用Pechini法合成了Li_(7-x)La_3 Zr_(2-x)Bi_xO_(12)化合物。在未完全致密化的结构中实现高达2.0 x 10-4 S/cm的离子电导率。立方相Li 6La 3 ZrBiO 12粉末在650 °C至900 °C的温度范围内在空气中生成。相比之下,在不存在Bi的情况下并且在相同的合成条件下,Li 7 La 3 Zr 2 O 12的立方石榴石相在低于700 °C下不形成,而对于未掺杂的化合物,在900 °C下观察到向四方相的转变。Bi在降低石榴石立方相的形成温度和离子电导率的改善中的关键作用在这项工作中,通过微观结构的研究和交流阻抗测量。我们归因于Bi掺杂在实现这些显着的改进,在较低的温度下,在固态反应的动力学导致爆炸性晶粒生长和致密化的石榴石显着增强的效果。此外,XAS被用来确定具体的原子位置,其中Bi被纳入LLZO石榴石晶体结构。
2019-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Large Thermoelectric Power Factor in Whisker Crystals of Solid Solutions of the One-Dimensional Tellurides Ta4SiTe4 and Nb4SiTe4
一维碲化物Ta_4SiTe_4和Nb_4SiTe_4在室温以下表现出很高的热电性能。本文报道了Ta_4SiTe_4-Nb_4SiTe_4固溶体晶须晶体和Mo、Ti掺杂的(Ta_(0.5)Nb_(0.5))SiTe_4晶须晶体的合成及其热电性能。的固溶体的热电功率系统地增加与Ta含量的增加,而它们的电阻率是出乎意料的小。Mo和Ti掺杂的(Ta0.5Nb0.5)4SiTe 4表现出n-和p-型热电性能与大功率因数超过40 microW cm-1 K-2,分别。事实上,不仅Ta_4SiTe_4和Nb_4SiTe_4,而且它们的固溶体显示出高性能,这表明该系统是一个有希望的候选者,在低温下的热电应用。
2020-11-20 cond-mat.mtrl-sci
Selectivity in yttrium manganese oxide synthesis via local chemical potentials in hyperdimensional phase space
与分子合成形成鲜明对比的是,材料合成通常被认为缺乏选择性。在固态反应中设计选择性的少数已知方法具有有限的范围,例如拓扑异构反应或应变稳定。这一贡献描述了一个通用的方法来搜索大的化学空间,以确定选择性反应。这种新方法解释了名义上“无害的”Na $_2$ CO $_3$前体能够进行单相Y $_2$ Mn $_2$ O $_7$的复分解合成的能力-这是以前仅在极压下实现的结果,并且不能用Li $_2$ CO $_3$和K $_2$ CO $_3$的密切相关的前体实现。通过计算所需的变化,在所有可能的反应产物的界面在一个扩展的化学空间,包括Y,Mn,O,碱金属和卤素,使用热力学参数从密度泛函理论计算,我们确定的反应,最大限度地减少热力学竞争的中间体。以这种方式,只有Na基中间体使超维化学势空间中到Y $_2$ Mn $_2$ O $_7$的距离最小化,从而提供了对先前被认为是亚稳的相的选择性接近。验证这种机制的路径依赖的选择性的实验证据提供了从原位同步加速器为基础的晶体学分析确定的中间体。这种计算多维组成空间中的化学势距离的方法提供了一种用于设计选择性固态合成的通用方法,该方法对于获得亚稳相和识别可以降低合成温度和成本的反应途径是有用的。
2021-08-15 cond-mat.mtrl-sci
ReactCA: A Cellular Automaton for Predicting Phase Evolution in Solid-State Reactions
本文提出了一种名为 ReactCA 的元胞自动机模拟框架,通过结合密度泛函理论数据与机器学习估计器预测固相反应中物相随时间的演化,实现了实验前对反应配方的可能结果进行预测,推动了计算机内合成配方设计。
2024-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Structural and Magnetic Properties of Pyrochlore Solid Solutions (Y,Lu)2Ti2-x(Nb,Ta)xO7+/-y
本文报道了烧绿石固溶体Y_2Ti_(2-x)Nb_xO_(7-y)、Lu_2Ti_(2-x)Nb_xO_(7-y)、Y_2Ti_(2-x)Tax_(7-y)和Lu_2TiTaO_(7-y)(-0.4在1600 ℃和10-5托下的合成在所有系统中都产生氧缺乏。所有的化合物被发现是顺磁性和半导体的,与本地的时刻的大小是较小的,在某些情况下,大大小于预期值的名义上不成对的电子存在的数量。热重分析(TGA)表明,所有的化合物可以完全氧化,同时保留烧绿石结构,产生富氧烧绿石白色粉末。对Y_2TiNbO_7基样品进行了粉末中子衍射。氧不足Y2TiNbO6.76的数据的细化表明存在的分布在8b和48 f网站的氧。细化富氧Y2TiNbO7.5的数据显示,这些网站被完全填充,与额外的半填充的8A网站。磁性和TGA数据强烈表明,在该烧绿石族中,与Ti 4 +/(Nb,Ta)4+相比,优选Ti 3 +/(Nb,Ta)5+组合。此外,证据清楚地指出,Ti 3+作为本地化的时刻的来源,没有本地化的Nb 4+时刻的证据。
2008-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Colloidal Synthesis of Nanoparticles: from Bimetallic to High Entropy Alloys
在纳米尺度下,通过化学合成来合成无规合金(即,没有相分离,无论组成如何)仍然是一项不容易的任务,即使对于简单的二元型系统也是如此。在这种情况下,提出了一种独特的方法的基础上的胶体路线,使面心立方和单分散的纳米颗粒,三金属,四金属和pentametallic直径约5 nm的固溶体的合成。Fe-Co-Ni-Pt-Ru合金及其子集被认为是一个具有挑战性的任务,因为每个元素具有相当不同的物理化学性质。在表面活性剂存在下,通过温度辅助共还原金属乙酰丙酮化物前体制备纳米颗粒。它突出了前体的降解温度和金属阳离子的还原电位值之间的相关性是如何实现纳米颗粒内的所有元素的均匀分布的驱动力。
2022-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Inorganic Synthesis Reaction Condition Prediction with Generative Machine Learning
数据驱动的机器学习合成规划是设计和发现具有理想性能的新型无机化合物的关键步骤。无机材料的合成通常由化学家的先验知识和经验指导,建立在实验试错的基础上,既耗时又耗力。自然语言处理(NLP)的最新发展使科学文献的大规模文本挖掘成为可能,提供了合成化合物,材料前体和反应条件(温度,时间)的合成信息的开源数据库。在这项工作中,我们采用了条件变分自动编码器(CVAE)预测合适的无机反应条件的关键无机合成步骤的煅烧和烧结。我们发现,CVAE模型是能够学习的目标材料组成,前体化合物的身份,和选择的合成路线(固态,溶胶-凝胶)是存在于无机合成空间的细微差异。此外,CVAE可以很好地推广到看不见的化学实体,并显示出预测以前未合成的感兴趣的化合物的反应条件的希望。
2021-12-17 cond-mat.mtrl-sci
A Map of the Inorganic Ternary Metal Nitrides
在新的化学空间中进行探索性合成是固态化学的本质。然而,未知的化学空间可能很难导航,特别是当材料合成具有挑战性时。氮化物代表了这样一个空间,其中严格的合成限制限制了这类重要的功能材料的探索。在这里,我们采用一套计算材料发现和信息学工具来构建无机三元金属氮化物的大稳定性图。我们的地图聚类的三元氮化物到化学家族具有不同的稳定性和亚稳性,并突出了数百个有前途的新的三元氮化物空间的实验研究-从我们实验实现7个新的锌和镁基三元氮化物。通过从DFT计算的电子密度中提取固态键合的混合金属性、离子性和共价性,我们揭示了化学、组成和电子结构之间在控制三元氮化物材料大规模稳定性趋势方面的复杂相互作用。
2018-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Ternary Bismuthide SrPtBi2: Computation and Experiment in Synergism to Explore Solid-State Materials
采用理论计算和实验合成相结合的方法,在Sr-Pt-Bi系中探索新的三元化合物。由于Pt-Bi被认为是一种新的超导临界电荷转移对,这启发了我们对Sr-Pt-Bi系统的研究。通过对Sr-Pt-Bi系中所有已知的稳定/亚稳化合物的计算和晶体结构预测,确定了假设化学计量比SrPtBi 2的热力学稳定性。通过高温合成和晶体学分析,制备了第一个Sr-Pt-Bi三元铋化物SrPtBi_2,并通过实验确定了其化学计量比。SrPtBi 2晶体属于空间群Pnma(S.G. 62,Pearson Symbol oP 48),其与使用自适应遗传算法(AGA)的理论预测很好地匹配。利用第一性原理计算,我们证明了正交相结构的形成能比其它112种结构类型,如四元BaMnBi 2(CuSmP 2)和LaAuBi 2(CuHfSi 2)结构类型低。成键分析表明Pt-Bi相互作用在结构稳定性中起关键作用。物理性质的测量表明,在低温下具有低的电子-声子相互作用的金属性质,这与电子结构评估一致。
2017-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Universal effect of ammonia pressure on synthesis of colloidal metal nitrides in molten salts
Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago(芝加哥大学普里茨克分子工程学院);Interdisciplinary Materials Science Program, Vanderbilt University(范德堡大学交叉材料科学项目);Department of Chemistry and James Franck Institute, University of Chicago(芝加哥大学化学系和詹姆斯·弗兰克研究所);Department of Chemistry, Northwestern University(西北大学化学系);Center for Nanoscale Materials, Argonne National Laboratory(阿贡国家实验室纳米材料中心);Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Vanderbilt University(范德堡大学化学与生物分子工程系)
本研究提出在高压力下用熔融无机盐溶解金属卤化物和氨合成胶体金属氮化物纳米晶,克服了传统方法中溶剂和表面活性剂分解的问题,成功制备多种金属氮化物纳米晶。
2026-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Effect of synthesis conditions on properties of barium titanate piezoelectric ceramics
采用固相法合成的钛酸钡(BaTiO 3)粉体的特征在于平均粒径约为500 nm的球形晶粒。为了得到单相材料,必须对原料进行双重机械活化和煅烧。为了改善成型性,将得到的钛酸钡粉末在喷雾干燥器中造粒。采用单轴压制和等静压两种方法制备了钛酸钡陶瓷的颗粒和梁。确定了钛酸钡材料在其制造的各个阶段(粉末、烧结体、烧结体)的性能对其在叠层盘多层致动器中的应用的影响。特别是,四个参数的钛酸钡烧结影响的可用性性能的致动器,没有发现在文献中,估计。
2015-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis, Crystal Structure and Physical Properties of Sr2FeOsO6
在新的锇基双钙钛矿的探索中,Sr_2FeOsO_6是现有系列中的新插入物。多晶化合物已经由相应的二元氧化物通过固态合成制备。PXRD分析表明,在室温下结构是假立方的,而低温同步加速器数据细化揭示了结构是四方晶系,空间群I4/m。热容量和磁性测量表明,Sr 2FeOsO 6在T1 = 140 K和T2 = 67 K处存在两个磁相变。能带结构计算表明该化合物为窄能隙半导体,这支持了从电阻率测量获得的实验结果。本研究证明了在Sr 2CrOsO 6中Fe ~(3+)取代Cr ~(3+)离子的显著结构和电子效应。
2013-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of Ultra-thin Potassium Tungsten Bronze Single Crystals with Optically Contrasting Domains and Resistive Switching
本研究开发了一种固-液-固生长策略,成功合成超薄钾钨青铜单晶纳米带,实现了可重现的双极性电阻开关及神经形态可塑性,为电场驱动离子迁移和离子电子存储应用提供了理想模型材料。
2025-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Short time-to-solution Quantum Monte Carlo for catalysed hydrogen synthesis. Tools give CO hydrolysis activation barriers to 1kJ/mol on Pt(111)
Pamukkale University(帕穆克卡莱大学);Institut Pascal, UMR 6602 CNRS(帕斯卡尔研究所,法国国家科学研究中心联合研究单位6602)
研究利用量子蒙特卡罗方法计算CO水解反应的活化能,通过单决定态工作与高阶配置相互作用波函数对比,揭示Pt(111)表面氢合成的反应机理与能垒变化。
2026-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Spray flame synthesis of Y2O3-MgO nanoparticles for mid-infrared transparent nanocomposite ceramics
本研究针对Y₂O₃-MgO纳米粉体火焰合成机制认识不足的问题,探究前驱体与火焰温度对固溶度的影响,优化烧结参数,制备出3-5 μm波段平均透过率82.3%的无裂纹中红外透明陶瓷。
2025-07-30 cond-mat.mtrl-sci