Frontiers of atom probe tomography physics, data processing, and analysis
本文基于 2024 年 8 月在美国亚历山大市举行的研讨会,综述了原子探针断层扫描(APT)在场蒸发物理机制、数据处理与分析方面的最新进展,并强调了建立从数据采集到报告全流程标准化工作以解决可重复性挑战的迫切需求。
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本文基于 2024 年 8 月在美国亚历山大市举行的研讨会,综述了原子探针断层扫描(APT)在场蒸发物理机制、数据处理与分析方面的最新进展,并强调了建立从数据采集到报告全流程标准化工作以解决可重复性挑战的迫切需求。
该论文提出了一种混合 MPI-GPU-OpenMP 框架,成功将 EPW 代码中的电子 - 声子 Wannier 插值算法高效移植至多种 GPU 架构,在多个超算平台上实现了高达 29 倍的加速比及近乎理想的千节点扩展性,从而使得在 Exascale 平台上进行大规模电子 - 声子物理计算成为可能。
该研究通过中子衍射和共振软 X 射线散射技术,在具有显著原子无序的高熵范德华材料 (Mn1/4Fe1/4Co1/4Ni1/4)PS3 中发现了由多种磁性元素协同稳定、各元素自旋取向各异但整体呈现长程锯齿形反铁磁序的新型磁态。
该研究揭示了铁电畴壁在极化电流驱动下的动力学机制,指出虽然线性极化波不会产生净力,但本征非线性效应会引发将畴壁拉向源头的负辐射压力,从而为利用光激发和温度梯度高效操控铁电存储器与逻辑器件提供了新途径。
这篇综述文章概述了二维材料家族及其预测进展,指出了理论预测与实验合成之间的差距,并重点介绍了预测非范德华二维材料合成的最新发展。
该研究利用聚焦离子束层析成像技术对 Nb3Sn 薄膜的亚表面微观结构进行三维重构,发现尽管锡缺陷区域比预期更普遍,但它们位于表面之下且受超电流屏蔽影响,因此不太可能是限制超导射频腔性能的主要因素。
该研究利用群表示理论系统分析了二维正方晶格 ZnPc-MOF 的电子结构与光学性质,揭示了其层间堆叠导致的能带简并特性、偏振依赖的光学响应,以及相较于石墨烯具有更强低能贡献的 45° 扭转准晶态。
该研究发现半赫斯勒拓扑材料 DyPtBi 通过非完美的电子 - 空穴补偿及零带隙半导体中的双极效应,打破了传统权衡,实现了纵向与横向磁热电动势的同时显著增强,为通过能带工程优化稀土基半赫斯勒材料的热电性能提供了新途径。
该研究提出了一种基于原子平均内势(AMIP)这一基本量子力学性质的全新电负性标度,该标度不仅与现有标度高度吻合并能准确分类化学键类型,还在预测路易斯酸强度及γ射线湮灭谱宽等化学性质方面展现出超越以往方法的卓越预测能力。
该研究通过高能电子辐照调控半赫斯勒拓扑半金属 GdPtBi 的费米能级,发现其负纵向磁阻(手征反常的标志)在费米能级偏离 Weyl 节点 100 meV 后依然显著存在,揭示了 Weyl 节点对磁输运性质的鲁棒影响。
本文提出了一种结合原子级特征与机器学习键长预测模型的高通量筛选工作流,用于快速预测电池材料离子嵌入引起的体积变化,从而在约 117.5 万种过渡金属氧化物和氟化物中高效筛选出具有低体积变化潜力的候选材料,并通过密度泛函理论(DFT)验证了最优选材。
该研究通过多尺度模拟阐明了低损耗相变材料 Sb2Se3 的光学特性,并设计了一种仅利用其折射率对比度的可编程模式转换器,实现了单器件 5 比特精度及可扩展至 128×128 规模的片上光计算核心,有效克服了传统 GST 材料高光学损耗的瓶颈。
该研究利用光谱成像椭圆偏振技术和穆勒矩阵分析,测定了顺磁性 CrSBr 薄膜的完整介电张量,揭示了其由沿晶体主轴偏振的 A 和 B 激子主导的显著光学各向异性特征。
该论文通过引入考虑晶体电场单轴各向异性的有效模型,对基于稀土元素的二十面体准晶体 1/1 周期近似晶体的基态磁性进行了数值精确计算,揭示了八种非共线非共面磁结构的稳定性及其磁空间群,阐明了其基态简并度与拓扑性质,并成功解释了相关实验观测结果。
该研究利用软 X 射线角分辨光电子能谱技术,结合密度泛函理论计算,成功解析了 (111) 取向 LaSrMnO 薄膜的电子能带结构,并观测到 Mn L 边共振光电子发射中显著的动量分辨磁圆二色性,为研究非常规磁性提供了一种结合动量与自旋选择性的新途径。
该论文展示了利用原子力纳米光刻技术在坡莫合金薄膜中刻蚀纳米沟槽阵列,通过调控沟槽周期和深度来精确诱导并连续调节面内单轴磁各向异性,从而实现对磁畴构型、磁畴壁轨迹的定向控制,并为磁子学元件及磁阻传感器设计提供了通用平台。
该研究结合扫描隧道显微镜、临界标度分析和磁热测量,揭示了 MnBiTe与 MnBiTe中结构层状排列对磁性临界涨落及磁热效应的关键调控作用,前者表现为三维伊辛类临界行为及独特的双型磁热响应,而后者则因层间交换减弱呈现以交叉为主导的临界性及常规磁热行为。
该研究提出了一种针对轻离子在钨中能量耗散的局部电子阻止模型,通过第一性原理数据和大规模模拟验证了其相较于张量统一双温模型在描述轨迹依赖性时的效率与物理透明度,为原子尺度模拟提供了统一框架。
该研究利用商用液氦冷却样品杆,结合快速扫描与多阶段配准及像差耦合校正技术,成功实现了 20 K 低温下的原子级扫描透射电子显微镜成像与电子叠层成像,为量子材料基态结构的直接观测提供了可靠途径。
该研究利用相变材料 In3SbTe2 的光学编程能力,在沉积后的α-MoO3 薄片上快速、灵活地重构面内双曲声子极化激元的发射与限制结构,实现了无需传统纳米加工即可按需调控极化激元传播方向与局域特性的新方案。