Ultrafast demagnetization in NiCo2O4 thin films probed by time-resolved microscopy
利用时间分辨磁光克尔效应（TR-MOKE）显微镜观察了具有垂直磁各向异性的反尖晶石型亚铁磁体NCO的反尖晶石型NiCo 2 O 4（NCO）外延薄膜的超快退磁。该显微镜使用泵浦-探测方法，其中样品在1030 nm处泵浦，并且磁畴图像通过MOKE显微镜在515 nm（二次谐波）处获得。我们成功地观察到的磁畴的NCO薄膜通过激光照射的动力学，并获得了退磁时间常数约为0.4 ps。这个时间常数明显小于其他半金属氧化物报道的大时间常数。这些结果，结合我们的X-射线光电子能谱研究的结果，表明该NCO薄膜是铁磁金属，其电子结构偏离理论预测的半金属之一。
2021-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical softening and enhanced elasticity of lunar olivine probed via nanoindentation and high-pressure X-ray diffraction measurements
本文通过纳米压痕和高压X射线衍射测量发现月球陨石NWA 12008中橄榄石比地球橄榄石更软且更具弹性，并结合两种测量结果建立模型，揭示了宏观效应与化学键效应对弹性模量软化的共同贡献。
2025-02-10 astro-ph.EP cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Domain Structure of La0.7Sr0.3MnO3 thin-films probed at variable temperature with Scanning Electron Microscopy with Polarization Analysis
50 nm厚的La0.7SrMnO3薄膜的域配置已直接使用扫描电子显微镜与极化分析（SEMPA）的研究，与磁衬度，而无需事先的表面制备的要求。大规模的域结构主要反映了四重各向异性，与一个小的单轴分量，磁光克尔效应测量一致。我们还确定了域过渡的配置文件，并发现它是在与以前的估计在这种材料中的域壁宽度。的图像对比度的温度依赖性的研究和超导量子干涉装置的磁强计数据相比。一个更快的SEMPA对比度的下降被揭示，这可以被解释的技术的极端表面灵敏度，使我们能够选择性地探测表面自旋极化，由于双交换机制表现出明显不同的温度依赖性比体磁化。
2013-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Elastomer-based whispering gallery mode microlasers with low Young's modulus for biosensing applications
University of Cologne（科隆大学）
本文提出了一种基于弹性体的 whispering gallery 模式微激光器，用于生物传感，展示了其在检测微小生物力方面的应用潜力。
2026-04-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Comparison of dynamic mechanical properties of non-superheated and superheated A357 alloys
研究了时效处理对A357合金显微组织和动态力学性能的影响。用光学显微镜对显微结构进行了研究。动态力学性能（储能模量，损耗模量，和阻尼能力）的动态力学分析仪（DMA）进行了测量。非过热态A357合金的显微组织为粗大的角状共晶Si颗粒和粗大的α-Al枝晶。与此相反，在过热A357合金中，观察到更细、更圆的共晶Si颗粒以及更小且优选取向的α-Al枝晶。动态力学性能表明，在高温下，过热和未过热A357合金的损耗模量和阻尼能力均呈上升趋势，储能模量呈下降趋势。过热A357的高阻尼能力归因于高温下的晶界阻尼。
2017-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Tensile deformations of the magnetic chiral soliton lattice probed by Lorentz transmission electron microscopy
我们考虑的情况下，一个手征孤子晶格受到单轴弹性应变施加垂直于手征轴，并通过解析建模推导出在外部磁场的存在下支持的磁态的相图。应变引起的各向异性产生三个不同的非平凡的自旋纹理，这取决于应变的性质，我们展示了如何这些国家可能会被确定其签名在洛伦兹透射电子显微镜（TEM）。本文报道了用透射电子显微镜对典型的单轴螺旋形CrNb $_3$ S $_6$的应变样品进行菲涅耳对比度的实验测量，并与模型对比度进行了比较。我们的研究结果表明，额外的自由度，可用于定制的helimagnets的基础研究和应用领域的自旋电子学和应变操纵自旋电子学的新兴领域的磁性能。
2020-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Fracture strength and Young's modulus of ZnO nanowires
在拉伸和弯曲实验中测量了蓝宝石衬底上垂直生长的ZnO纳米线的断裂强度。纳米线的直径在60和310 nm之间，典型的长度为2 μ m，用安装在扫描电子显微镜内的纳米操纵器上的原子力显微镜尖端进行操作。在弯曲试验中测得的（7.7 ± 0.8）%的断裂应变接近于10%的理论极限，并显示出约两倍于拉伸试验的强度。从拉伸实验的杨氏模量可以被测量为在30%以内的散装ZnO，相反，在文献中发现的较低的值。
2006-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Oblique Angle Deposition of HfO2 Thin Films: Investigation of Elastic and Micro Structural Properties
氧化物的倾斜角沉积以制备折射率沿厚度以函数形式变化的非均匀薄膜而闻名。非均匀层在光物理应用的皱波干涉器件的发展中起着关键作用。这种倾斜沉积的薄膜显示出高孔隙率，这是与其机械和环境稳定性相关的关键问题。因此，除了光学性质之外，研究这种膜的弹性性质是重要的。用原子力声学显微镜测量了在Si（100）衬底上与衬底平面成80、68、57、40和0度角沉积的HfO_2薄膜的压痕模量。测得这种膜对于极端倾斜沉积的膜具有42GPa的压痕模量，并且压痕模量随着角度的减小而增加，对于正常沉积的膜变得最高，具有221GPa的值。我们还报道了用场发射扫描电子显微镜和掠射角X射线反射仪分别测量的薄膜的微结构特性和密度。压痕模量和密度均随沉积角度呈抛物线下降。密度的变化再次确认FESEM横截面形态的这种膜。
2014-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Nanoindentation stress-strain for Fracture Analysis and computational modeling for hardness and modulus
基于纳米压痕载荷-深度曲线的应力-应变图反映了开裂现象。随着压头穿透深度或载荷的增加，观察到从韧性断裂向脆性断裂的转变。提出了一种基于径向裂纹分支和微裂纹的形状因子断裂研究新方法。硬度和模量曲线用多项式拟合。改变系数以获得不同的硬度和模量响应。
2017-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Helium-Implantation-Induced Lattice Strains and Defects in Tungsten probed by X-ray Micro-diffraction
钨是未来聚变反应堆中面向等离子体的装甲部件的主要候选材料。高能聚变中子的轰击导致碰撞级联损伤和缺陷形成。由嬗变产生并从等离子体注入的氦与缺陷的相互作用，改变了缺陷的保留和行为。本文研究了不同剂量氦离子注入钨及钨合金后的残余晶格应变。能量和深度分辨的同步辐射X射线微衍射独特地允许以亚微米3D空间分辨率和~10-4应变灵敏度测量晶格应变。氦剂量从300 appm增加到3000 appm，体积应变仅增加~2.4倍，表明在低氦剂量下，每个注入的氦原子的缺陷保留率高~3倍。这表明，缺陷保留不是注入氦剂量的简单函数，而是强烈依赖于材料成分和杂质的存在。相反，W-1wt%Re合金样品和不同的晶体取向的分析表明，无论是存在的缺陷和晶体取向，有相对较小的影响，对缺陷保留。这些见解是未来反应堆中装甲部件设计的关键，在预测部件寿命和性能时，必须考虑辐照引起的尺寸变化。
2018-12-27 cond-mat.mtrl-sci
Computational insight on the structural, mechanical and thermal properties of Cu$_2$CdSnSe$_4$ and Cu$_2$HgSnSe$_4$ adamantine materials
采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算方法和赝势平面波（PP-PW）方法，研究了Cu $_2$ CdSnSe $_4$和Cu $_2$ HgSnSe $_4$金刚石材料的结构、力学和热学性质.计算的晶格参数与实验和理论报道的数据符合得很好。使用静态有限应变方案计算两种化合物的弹性常数。静水压力对弹性常数的作用预测，这两种材料的机械稳定性高达10 GPa。多晶机械参数，即，从计算的单晶弹性常数估算了各向异性因子（$A$）、体积模量（$B$）、剪切模量（$G$）、杨氏模量（$E$）、拉梅系数（$λ$）和泊松比（$ν$）。$B/G$比值的分析表明，所研究的两种化合物表现为韧性。根据计算的力学参数，对德拜温度和导热系数进行了探讨。在准简谐近似下，研究了这两种晶体的晶格热容随温度的变化关系。
2016-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Liquid-metal/NdFeB/Sillicone Composite Elastomer with Reprogrammable Magnetization and Modulus
磁编程软机器在微创医学、可穿戴设备、软机器人等领域具有广阔的发展前景。然而，不可重复的磁化和低模量限制了它们的应用。到目前为止，很少有技术可以使磁性软机器人具有可调节的功能，机械和电气性能。本文提出了一种基于液态金属-钕铁硼-有机硅复合材料的磁性功能弹性体。该磁性弹性体利用液态金属的相变特性和微铁磁颗粒的磁导向旋转，实现磁化强度和模量的可编程。给出了该弹性体的制备方法，并测试了其基本可编程性能。还制造了一些机器人原型，以展示如何通过编程磁化和模量来响应不同的任务要求。本研究为磁性软机器人的设计和大规模制造提供了一条新的途径。
2021-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical investigation on the transition metal borides with Ta3B4-type structure: a class of hard and refractory materials
基于密度泛函理论，我们首次系统地研究了过渡金属硼化物M_3B_4（M=Ti，V，Cr，Zr，Nb，Mo，Hf，Ta，W）的结构稳定性、力学性能和化学键。所有目前研究的M3B4已被证明是化学和机械稳定的。导出了理想多晶M_3B_4聚集体的体积模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比、显微硬度、德拜温度和各向异性。此外，还讨论了这些等结构M_3B_4的德拜温度与显微硬度的关系。此外，柯西压力，体积模量与剪切模量的比值，泊松比的结果表明，过渡金属的价电子在M3B4的延展性中起着重要的作用。计算的M3B4的总态密度表明，所有这些硼化物显示金属导电性。通过对电子局域化函数的分析，我们发现M_3B_4的塑性提高可能是由于角键特征的降低。
2015-03-06 cond-mat.mtrl-sci
The role of substrate bias and nitrogen doping on the structural evolution and local elastic modulus of diamond-like carbon films
采用等离子体增强化学气相沉积法在硅衬底上制备了类金刚石薄膜。系统地研究了衬底偏压和氮掺杂对类金刚石薄膜结构演化和局部弹性模量的影响。拉曼光谱研究表明，石墨C=C sp2键合的量随衬底偏压和氮掺杂而增加。发现膜中的密度和氢浓度分别从0.7至2.2 g/cm 3和16至38原子%变化，这取决于DLC膜中的衬底偏压和氮浓度。原子力声学显微镜（AFAM）分析表明，拉曼光谱，卢瑟福背散射和弹性反冲检测分析估计的局部弹性模量和结构特性之间的直接相关性。AFAM分析进一步证实了未掺杂DLC膜在高衬底偏压（> -150V）下软第二相的演化。此外，N掺杂导致即使在-100 V的较低衬底偏压下在DLC膜中形成这种软第二相。AFAM研究为“亚注入生长模型”提供了直接的微观证据，该模型预测了在高衬底偏压下在DLC基体中形成石墨第二相。
2017-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Strain softening and stiffening responses of spider silk fibers probed using Micro-Extension Rheometer
蜘蛛丝具有独特的机械性能，如大的延伸性，高拉伸强度，超收缩性等，了解这些机械响应需要表征的流变性能的丝绸超出了简单的力-延伸关系，这是广泛报道。在这里，我们研究的线性和非线性粘弹性的拖丝从社会蜘蛛Stegodyphus sarasinorum使用微拉伸流变仪，我们已经开发。与连续延伸数据不同，我们的技术允许通过对连续增加的稳态应变值施加小扰动来探测粘弹性响应。此外，我们扩展我们的分析，以获得特征应力松弛时间和频率响应的粘性和弹性模量。使用这些方法，我们发现，在一个小的应变制度（0-4%）的社会蜘蛛拖丝显示应变软化响应，然后在更高的应变（> 4%）的应变硬化响应。另一方面，应力松弛时间在整个范围内随着应变的增加而单调增加。我们还表明，丝绸变硬，而老化的典型寿命内的网络。我们的研究结果要求列入动力学域展开和折叠在现有的模型，以解释弛豫时间的行为。
2019-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Erbium location into AlN films as probed by spatial resolution experimental techniques
本文对射频磁控溅射法制备掺铒氮化铝薄膜进行了深入的实验研究。磁控溅射，耦合扫描透射电子显微镜X射线成像，传统的透射电子显微镜和X射线衍射。研究表明，AlN：Erx在x = 6at. %时仍为固溶体，当x = 6at.%时，AlN：Erx仍为固溶体，当x = 6at.%时，AlN：Erx仍为固溶体。并且不会导致富铒相的沉淀。通过模拟完成的X射线衍射测量表明，整个范围内，铒在AlN wtzite中的主要位置是金属替代位。他们还表明，八面体和四面体网站的w{ü}rtzite欢迎Er离子超过[1.6--6%]的范围。的XRD扣除允许一些解释的理论机制的光致发光机制，更具体地说，他们的浓度猝灭。
2019-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Quasiparticle Chirality in Epitaxial Graphene Probed at the Nanometer Scale
石墨烯由于其准粒子的对称性而表现出非常规的二维电子性质，这导致了赝自旋和电子手征的概念。在这里，我们报告说，扫描隧道显微镜可以用来探测这些独特的对称性在纳米尺度。它们被反映在由杂质弹性散射产生的量子干涉图样中，并且它们可以直接从其快速傅里叶变换中读取。我们的数据，辅以理论计算，表明在SiC（0001）上外延石墨烯的赝自旋和电子手性对应于理想石墨烯的预测。
2008-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Micromechanical characterisation of osteoarthritic subchondral bone by micropillar compression
Heriot-Watt University（赫瑞-瓦特大学）；University of Leeds（利兹大学）；University of Sheffield（谢菲尔德大学）；TU Clausthal（克莱斯塔工工业大学）
本研究结合微柱压缩、纳米压痕、拉曼光谱和背散射电子成像，发现骨关节炎使软骨下骨小梁强度升高，而矿化决定其微尺度弹性模量与强度。
2025-09-30 cond-mat.mtrl-sci physics.med-ph
A simple method to characterize the electrical and mechanical properties of micro-fibers
一个程序来表征微纤维的电气和机械性能。由于所需的设备可以在许多教学实验室中找到，因此可以由物理和机械/电气工程专业的学生进行。用此方法测定了碳微纤维的电阻率、质量密度和杨氏模量，得到的值与参考值非常吻合。通过测量碳纤维基悬臂梁的共振频率，得到了其杨氏模量。通过这种方式，可以避免基于拉伸或弯曲测试的常见方法，这些方法难以对微米级材料实施。尽管这里提出的实验很简单，但它们可以用来引发学生对微尺度材料的电学和机械性能的兴趣。
2013-10-23 cond-mat.mtrl-sci physics.ed-ph physics.ins-det
Mechanical properties of PMMA sepiolite nanocellular materials with a bimodal cellular structure
通过固态发泡生产具有微米和纳米尺寸（300至500 nm）泡孔的双峰泡孔聚（甲基丙烯酸甲酯），其具有至多5重量%的海泡石纳米颗粒和50重量%至75重量%的孔隙率。进行单轴压缩试验以测量海泡石浓度对固体和蜂窝状纳米复合材料的弹性模量和屈服强度的影响。进行单边缺口弯曲试验，以将固体和蜂窝状纳米复合材料的断裂韧性与海泡石浓度相关联。当考虑完整的孔隙度范围时，相对模量与海泡石含量无关。相比之下，通过添加海泡石颗粒观察到相对模量的温和增强，用于具有接近50%的孔隙率的发泡纳米复合材料。蜂窝状纳米复合材料的相对压缩强度作为海泡石浓度的函数温和地降低。观察到通过添加海泡石的相对断裂韧性的强烈增强。相对断裂韧性和相对模量（在50%孔隙率下）的增强可归因于由于发泡和在发泡期间微米尺寸的聚集体从固相向微孔孔的迁移而改善的颗粒分散。
2019-07-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Young's Modulus and Corresponding Orientation in β-Ga2O3 Thin Films Resolved by Nanomechanical Resonators
我们报告的非破坏性测量薄膜单晶β-氧化镓（β-Ga 2 O3）的杨氏模量的纳米级的机械结构，通过测量其基模共振频率。从测量中，我们提取了低压化学气相沉积（LPCVD）合成的β-Ga 2 O 3纳米片在（100）平面上的杨氏模量EY，（100）= 261.4+/-20.6 GPa，以及在[010]方向上的杨氏模量EY，[010] = 245.8+/-9.2 GPa，用于从通过边缘限定膜馈送生长（EFG）方法生长的体β-Ga 2 O 3晶体机械切割的β-Ga 2 O 3纳米带。直接在纳米机械共振装置平台上提取的杨氏模量与来自第一原理计算的理论值和从大块晶体中实验提取的值相当。这项研究产生了重要的定量纳米力学性能的β-Ga 2 O3晶体，并有助于铺平道路β-Ga 2 O3微/纳机电系统（M/NEMS）和传感器的进一步工程。
2021-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mechanical properties of freely suspended semiconducting graphene-like layers based on MoS2
我们制作自由悬浮的二硫化钼纳米片，其特征在于通过定量光学显微镜和高分辨率摩擦力显微镜。我们使用原子力显微镜研究了自由悬浮的二硫化钼纳米片的弹性形变。纳米片的杨氏模量和初始预张力通过进行弯曲测试实验的纳米级版本来确定。MoS2片材显示出高弹性和极高的杨氏模量（0.30 TPa，比钢大50%）。这些结果使它们在需要柔性半导体材料的应用中成为石墨烯的潜在替代品。
2012-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reversible hydrogenation and band gap opening of graphene and graphite surfaces probed by scanning tunneling spectroscopy
通过扫描隧道显微镜和光谱研究了氢化对石墨烯和石墨表面形貌和电子性质的影响。使用Ar/H2等离子体对表面进行化学改性。分析数千个扫描隧道光谱测量，我们确定石墨/石墨烯表面上的氢化学吸附在费米能级附近平均打开0.4 eV的能带隙。我们发现，虽然等离子体处理以不可逆的方式改变了表面形貌，但电子性质的变化可以通过适度的热退火来逆转，并且样品可以再次氢化，从而在第二次氢化后产生类似的，但略有降低的半导体行为。
2012-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
