在Mott绝缘体中发现电子-空穴晶体的证据

背景介绍 近年来,研究者们对Mott绝缘体中的电子-空穴晶体产生了浓厚的兴趣。这类晶体能够实现量子激发态,具备承载反流超流性和拓扑序的潜力,并且具有长程量子纠缠的特性。然而,对于Mott绝缘体中电子和空穴晶体共存的实验证据尚未充分展现。在通常条件下,强电子-电子相互作用会驱动新晶体序的形成,引发Wigner晶体或者掺杂Mott绝缘体中的电荷有序现象。该类型的电子晶体是一个表现出多度量自由度的强量子涨落的多体系统,这已被用于量子模拟中。 来源介绍 该研究论文由多个研究机构的研究人员共同撰写,包括新加坡国立大学功能智能材料研究所、化学系、高级二维材料中心,北大深圳研究生院高级材料学院,俄罗斯莫斯科物理技术学院光子与二维材料中心等。具体的作者包括Zhizhan Qiu、Yixuan Han、Kei...

实现离子胶体结晶的三维实时分析

实现离子胶体结晶的三维实时分析

实时三维分析离子胶体结晶 背景与动机 在分子晶体研究中,结构通常通过散射技术来识别,因为我们无法直接观察内部结构。微米级别的胶体粒子由于其较大的体积,使得我们能够通过光学显微镜实时观察其结晶过程,然而,实践中这一过程仍然受到缺乏“X射线视野”的限制。为了解决这一问题,研究者们开发了一种折射率匹配的荧光标记胶体粒子系统,在水溶液中演示了离子晶体的稳定形成,并证明了其结构可以通过大小比和盐浓度进行控制。 研究来源 该研究由纽约大学(New York University)化学系的Shihao Zang、Adam W. Hauser、Sanjib Paul、Glen M. Hocky和Stefano Sacanna进行,并于2024年在《Nature Materials》期刊上发表。该论文的DOI...

用于无线监测颅内信号的可注射超声波传感器

用于无线监测颅内信号的可注射超声波传感器

无线可注射超声传感器用于颅内信号监测 背景介绍 颅内生理状态的直接、精确监测对于损伤的划分、预后评估以及疾病的预防具有极其重要的意义。然而,传统的有线临床设备,如经皮导线,虽然在数据采集的准确性方面表现出色,但却存在感染风险、病人活动受限以及在移除过程中可能面临的手术并发症等问题。无线植入设备提供了更大的操作自由度,却在检测范围有限、降解性能差以及在人体内缩小尺寸方面存在诸多挑战。 论文来源 本文由来自华中科技大学、南洋理工大学、新加坡科学技术研究局及武汉同济医学院等多个研究所的研究人员联合撰写,发表在《Nature》期刊2024年6月6日的第630卷上。本文的主要作者包括Hanchuan Tang, Yueying Yang, Zhen Liu, Wenlong Li, Yipeng Zh...

神经细胞聚糖水凝胶促进严重外伤性脑损伤后的功能恢复

神经细胞生长糖胺聚糖水凝胶促进严重创伤性脑损伤后的功能恢复 创伤性脑损伤(TBI)是一种严重的神经系统疾病,其治疗的复杂性多年来困扰着医学界。创伤性脑损伤不仅会导致患者立即的神经功能丧失,还会引起长时间的组织萎缩,导致长期残疾。为了解决这一问题,研究者们一直在探索如何促进脑组织的修复与功能恢复。本次,我们将介绍《neuritogenic glycosaminoglycan hydrogels promote functional recovery after severe traumatic brain injury》这篇发表在Journal XX上的研究论文。 一、研究背景与目的 创伤性脑损伤(TBI)分为轻度、中度和重度,而严重创伤性脑损伤(sTBI)不仅引发神经细胞的快速死亡,还导致脑...

# 移动碘捕获技术助力高稳定性的钙钛矿太阳能电池

移动碘捕获技术助力高稳定性的钙钛矿太阳能电池 背景介绍 钙钛矿太阳能电池 (Perovskite Solar Cells, PSCs) 因其高效率和低成本而被认为是未来光伏发电的热门候选材料。然而,钙钛矿材料自身的稳定性问题,尤其是光分解(Photolysis)和离子迁移(Ion Migration),严重影响了其实际应用。具体来说,碘离子(Iodide)和碘空位(Iodine Vacancies)等缺陷在光照和偏压条件下会引发自加速的化学反应,导致钙钛矿材料快速降解。因此,寻求能够捕获和稳定碘相关缺陷的方法对提高PSCs的稳定性具有重要意义。 论文来源 本文由Xiaoxue Ren、Jifei Wang、Yun Lin、Yingwei Wang、Haipeng Xie、Han Huang、...

非热声子动力学与激发子凝聚态的表面敏感电子衍射探测

非热声子动力学与激发子凝聚态的表面敏感电子衍射探测 背景介绍 激子和声子之间的相互作用决定了光激发材料中的能量流动,并控制了相关相的出现。随着材料科学的发展,探测三维结构动力学的电子或X射线脉冲技术可以揭示电子-声子相互作用的强度、强耦合模式的衰减通道及三维有序的演变。然而,二维材料和功能异质结构的固有各向异性及其对远平面声子极化的访问需求,激发了对新技术的需求。 研究来源 本文由Felix Kurtz、Tim N. Dauwe、Sergey V. Yalunin、Gero Storeck、Jan Gerrit Horstmann、Hannes Böckmann和Claus Ropers等人撰写,来自Max Planck Institute for Multidisciplinary Sci...

修整螺旋体:一种具高精度,大工作空间和顺应性相互作用的软结构

修整螺旋体:一种具高精度,大工作空间和顺应性相互作用的软结构

修整螺旋体:一种具高精度,大工作空间和顺应性相互作用的软结构 背景介绍 近年来,受生物启发,许多研究人员逐渐偏离了传统刚性机器人范式,转向包含顺应性材料和结构的设计。象鼻是这种软体机器人愿景的一个典型代表,它具备无与伦比的可控性和工作空间,同时由于其顺应性为大象提供了多功能的工具。然而,即便是迄今为止最杰出的软体机器人也未能完全匹敌这些自然界的表现,尤其是在接近或超过1米规模的系统中。 面对这一局限性,本研究通过利用建筑材料(architectured structures)提出解决方案。这些结构通过几何形状而非材料属性来调整其物理特性,不同于通过内部微结构或复合材料定制特性的超材料(meta-materials),建筑材料利用均匀材料的空间异质性,可以实现简单、低复杂度的单一材料制造,同时...

半导体-压电异质结构中巨大的电子介导声子非线性

半导体-压电异质结构中巨大的电子介导声子非线性

半导体-压电异质结构中巨大的电子介导声子非线性 现代科学技术中,信息处理的效率和确定性是决定其应用潜力的关键。光学频率上的非线性光子相互作用已经在经典和量子信息处理上展示了巨大的突破。而在射频范围内,非线性声子相互作用也同样有潜力带来革命性变化。本文通过异质集成高迁移率半导体材料,展示了一种能够有效增强确定性非线性声子相互作用的方法。 研究背景 作者开展这项研究的原因在于目前非线性声子相互作用的材料非常有限,不能通过材料本质上的声子非线性实现高效率的频率转换。尽管一些材料(例如铌酸锂)已经展示了一些电-声效应和非线性压电效应,实现了三波和四波混频过程,但仍未达到高效的频率转换。因此,该研究旨在通过半导体材料的引入,增强声子-电子混合效应,提升非线性声子相互作用的强度和效率。 研究来源和作者背...

使用生成细胞自动机研究金的手性形态发生

使用生成细胞自动机研究金的手性形态发生 背景与研究目的 手性(chirality)在自然界中无处不在,并且可以通过特定的分子相互作用和多尺度耦合在系统间传递和放大。然而,手性形成的机制以及生长过程中的关键步骤尚未完全理解。在本研究中,我们通过训练基于实验结果的生成细胞自动机(cellular automata, CA)人工神经网络,识别从非手性到手性形态的金纳米粒子的两种可区分的途径。手性最初由沿对映异构高指数平面边界的不对称生长的性质所决定。基于深度学习的手性形态生成解释不仅提供了理论理解,还允许我们预测前所未有的交叉路径及其结果形态。 作者与机构 本文由Sang Won Im、Dongsu Zhang、Jeong Hyun Han、Ryeong Myeong Kim、Changwoon ...

层叠氧化物阴极中的旋转堆叠缺陷导致的电化学机械失效

层叠氧化物阴极中的旋转堆叠缺陷导致的电化学机械失效 背景介绍 电化学机械退化是高能量密度阴极材料容量下降的主要原因之一,特别是基于嵌入的层叠氧化物。本文揭示了层叠锂过渡金属氧化物中存在旋转堆叠缺陷(Rotational Stacking Faults, RSFs)的现象,这些缺陷由于在不同角度的特定堆叠序列而产生,显著影响了材料的结构和电化学稳定性。研究表明,RSFs促进了氧二聚化和过渡金属迁移,进而导致微裂纹的形成和传播,从而在循环过程中产生累积的电化学机械退化。本文还探索了热缺陷消除作为潜在解决方案,显示其可以抑制RSFs,减少微裂纹并增强锂富集层叠阴极的循环寿命。RSFs的普遍存在但以前被忽视,提出了一种关于高能量密度层叠氧化物阴极的新合成指南。 论文来源 该论文的研究由Donggun...