飞秒激光冲击铜的温度测量:基于X射线热漫散射强度的研究

学术背景 在极端条件下(如高压、高温)研究材料的行为是凝聚态物理和材料科学中的重要课题。激光冲击技术能够在纳秒时间尺度上对材料施加极高的压力,而X射线衍射技术则可以在飞秒时间尺度上捕捉材料的结构变化。然而,在这些动态压缩实验中,温度的测量一直是一个难题。传统的测温技术(如热辐射测量)在如此短的时间尺度和小尺度目标上难以实现。因此,开发一种能够在单次实验中精确测量动态压缩材料温度的方法具有重要意义。 本文的研究团队利用X射线自由电子激光(X-ray Free-Electron Laser, XFEL)和激光冲击技术,提出了一种基于X射线热漫散射(Thermal Diffuse Scattering, TDS)强度的温度测量方法。该方法通过测量铜箔在激光冲击下的X射线热漫散射强度,推导出材料的温...

通过动力学转变途径在锗中形成独特的纳米结构亚稳态多晶型

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 ...

包含Ag135铜60纳米团簇的结构和光学性质研究

金属纳米团簇(metal nanoclusters)是介于分子和金属之间的纳米尺度材料,具有独特的物理化学性质,尤其是在原子结构与物理性质之间的关系研究中扮演着重要角色。近年来,研究者们对有机配体保护的金属纳米团簇产生了浓厚兴趣,因其精确的原子结构、迷人的几何特征以及潜在的应用前景。特别是具有富勒烯拓扑结构的多壳层金属纳米团簇,因其高度对称性和稳定性,成为研究的热点。然而,非碳元素构成的富勒烯结构往往因稳定性问题难以合成,这使得相关研究进展缓慢。 本文的研究旨在解决这一难题,通过合成一种新型的银铜纳米团簇 Ag135Cu60,探索其结构与光学特性,并揭示其在纳米科学与材料科学中的潜在应用价值。该团簇具有类似巴克明斯特富勒烯(Buckminsterfullerene)的拓扑结构,为研究金属纳米...

通过电纺辅助非均匀分散的超高填充率油菜籽形液态金属纤维垫用于压力传感器

背景介绍 柔性电容式压力传感器因其高灵敏度、快速响应和良好的机械柔韧性,在智能机器人、医疗监测和人机交互等领域具有广泛的应用前景。然而,传统的介电弹性体(dielectric elastomers)通常具有较低的介电常数,限制了其电容信号的变化范围。为了提高电容传感器的性能,研究人员通常通过在弹性体中添加高介电常数的无机陶瓷或导电材料来增强其介电性能。然而,这些填料通常是刚性的,容易导致弹性体硬化,降低其柔韧性,并且在高压下容易发生渗流现象(percolation),导致材料从介电性转变为导电性,从而失去电容传感的功能。 液态金属(Liquid Metal, LM)由于其固有的流动性和高介电常数,被认为是解决这一问题的理想材料。然而,如何在保持高液态金属填充率的同时避免渗流现象,仍然是当前研...

纳米纤维阴极在铝离子电池中的研究进展

纳米纤维阴极在铝离子电池中的研究进展 学术背景 随着全球对可持续能源解决方案的需求日益增长,储能系统的发展成为了研究的焦点。锂离子电池(LIBs)因其高能量密度和循环稳定性在市场上占据主导地位,但其高成本、资源有限性、安全问题和环境影响等问题促使研究者探索替代的金属离子电池(MIBs)技术。铝离子电池(AIBs)因其更高的理论体积容量、低成本和环境友好性而被视为一种有前景的替代方案。然而,AIBs的性能尚未达到商业化标准,主要原因包括电极材料的体积变化、电解质与电极的副反应以及循环稳定性差等问题。为了解决这些挑战,研究人员开始探索一维(1D)纳米结构,特别是纳米纤维(NFs)作为阴极材料的潜力。纳米纤维具有高比表面积、灵活性和量子效应等优势,能够有效改善电池的性能。 论文来源 本综述论文由B...