学术背景 随着信息时代的到来，集成电路（Integrated Circuits, ICs）成为了推动技术进步的核心力量。然而，传统的集成光子学平台（如硅、氮化硅等）在材料特性上存在诸多限制，例如硅的间接带隙限制了其在激光应用中的使用，而硅在近红外波段的强双光子吸收也限制了其在非线性光学应用中的表现。为了克服这些限制，研究人员开始探索将具有优异光学特性的二维材料（2D Materials）集成到光子芯片上。二维材料，如石墨烯（Graphene）、过渡金属二硫化物（Transition Metal Dichalcogenides, TMDCs）、黑磷（Black Phosphorus, BP）等，展现出超高的载流子迁移率、宽带光学响应、层依赖的可调带隙等特性，为下一代光子集成电路（Photoni...

学术背景 锗（Germanium, Ge）作为第四族元素之一，在基础科学和技术应用中具有重要意义。其亚稳态多晶型体（metastable polymorphs）因其独特的纳米结构和优异的电子、光学特性而备受关注。然而，锗在高压条件下的相变机制及其亚稳态多晶型体的形成过程仍不明确，尤其是通过动力学路径控制其纳米结构的合成方法尚未得到深入研究。本研究旨在通过快速减压实验，揭示高压β-Sn相锗在减压过程中形成不同纳米结构亚稳态多晶型体的机制，并探讨其相变动力学路径。 论文来源 本论文由Mei Li、Xuqiang Liu、Sheng Jiang等学者共同完成，作者来自中国北京高压科学与技术先进研究中心（Center for High Pressure Science and Technology ...

背景介绍 二维材料（2D materials）因其独特的物理化学性质，在纳米电子学、光电子学等领域展现出巨大的应用潜力。然而，这些材料在纳米尺度上的结构扰动（structural perturbations）对其性能有着重要影响。传统的表征方法如拉曼光谱（Raman spectroscopy）虽然能够提供材料的结构信息，但其空间分辨率通常受到衍射极限的限制，难以在纳米尺度上精确探测结构变化。为了解决这一问题，研究者们开始探索将机器学习（machine learning, ML）与光谱技术结合，以提高空间分辨率并揭示纳米尺度的结构扰动。 本研究由来自Hanyang University、Sungkyunkwan University、Korea Advanced Institute of Sc...

学术背景 全球变暖问题日益严峻，二氧化碳（CO₂）作为最主要的温室气体之一，其捕获和存储技术的研究成为科学界的热点。金属有机框架（Metal Organic Frameworks, MOFs）因其极高的孔隙率和表面积，被认为是捕获和存储CO₂的理想材料。然而，CO₂的吸附过程是放热的，可能导致材料温度升高，进而影响其吸附效率。因此，理解CO₂负载对MOFs热导率的影响，对于优化其在实际应用中的性能至关重要。此前的研究主要集中在无气体负载的MOFs热导率，而对气体负载后MOFs的热传导机制缺乏系统研究。本文通过分子动力学模拟和晶格动力学计算，深入探讨了CO₂负载对MOF-5热导率的影响，揭示了温度与气体扩散性在热传导中的关键作用。 论文来源 本文由Sandip Thakur和Ashutosh ...

学术背景 在极端条件下研究材料的物理性质是凝聚态物理的重要方向之一。超强磁场（超过100特斯拉）能够显著改变材料中电子的行为，例如通过塞曼效应（Zeeman effect）和回旋运动（cyclotron motion）影响材料的电子结构和晶体结构。然而，超强磁场的产生和测量技术面临巨大的技术挑战，尤其是介电常数的测量。介电常数（dielectric constant, ε）是材料对外加电场的响应能力的重要参数，能够揭示材料内部的电荷分布和极化特性。在铁电材料中，介电常数的变化通常与晶体结构的不稳定性相关，尤其是在铁电相变（ferroelectric phase transition）附近。 然而，在超强磁场下测量介电常数的技术尚未成熟。由于超强磁场的持续时间极短（通常为几微秒），传统的测量方...