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InfoMat-前沿信息:吉他、雪花、树枝?科研中的艺术等你探索!

InfoMat团队 Mat+ 2022-10-20

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自己弹奏的“纳米琴弦”,量子材料的“分形”图案,微观解析锂电“树枝状晶须”,本期“InfoMat:前沿信息”带你探寻生活中观察不到的艺术


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Just as a guitar string vibrates when it is plucked, the wire vibrates when it is forced into motion by an oscillating voltage. Credit: Lancaster University

英国牛津大学和兰卡斯特大学的Edward Laird博士团队,制造了一种无需任何外力,可以自发振动的纳米振荡器。他们利用直径为3 nm的碳纳米管作为该器件的“纳米琴弦”,在25 mK低温下施加激发电压使其振动,该振动在电压停止后依然可以自发进行。这是由于单个电子在“纳米琴弦”上逐个跳跃产生的任意推动力造成的,在控制参数合适时,它们发生同步震荡。该器件有望应用于新型显微镜,起到放大微小信号的作用;还可以用来测量量子流体的黏度。

该工作已发表于Nature PhysicsDOI: 10.1038/s41567-019-0683-5

日期:10.14

领域:Nanotech

通讯作者:E.A Laird

通讯作者单位:

Department of Materials, University of Oxford, Oxford, UK

(英国牛津大学材料系)

Department of Physics, Lancaster University, Lancaster, UK

(英国兰开斯特大学物理系)

原文链接:

https://phys.org/news/2019-10-nano-guitar.html

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The repeating patterns in a snowflake are a classic example of beautiful, geometric fractals. Now MIT scientists have discovered fractal-like patterns in the magnetic configurations of a quantum material for the first time. Credit: Chelsea Turner, MIT

美国麻省理工学院Riccardo Comin团队使用特殊的X射线聚焦透镜,首次在量子材料(镍酸钕)磁畴中观察到了分形图案。究人员将软X射线光束聚焦到材料表面,对纳米级X射线逐点扫描,绘制出了磁畴图案;通过观察不同温度下的磁畴,可以确定磁性材料的临界温度,同时发现磁畴图案分布的可记忆性和分形性质。该研究对于了解材料磁畴在纳米尺度上的排列和可记忆性具有重要意义,有望在人造神经元、磁性数据存储等应用领域发挥重要作用。工作已发表于Nature CommunicationDOI: 10.1038/s41467-019-12502-0

日期:10.15

领域:Phyics

通讯作者:Riccardo Comin

通讯作者单位:

Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, 02139, USA

(美国麻省理工学院物理系)

原文链接:

https://phys.org/news/2019-10-scientists-fractal-patterns-quantum-material.html

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PNNL scientists Chongmin Wang, Wu Xu and Yang He with the specially modified environmental transmission electron microscope they used to capture images and video of growing whiskers inside a lithium battery. Credit: Andrea Starr/PNNL

锂电池中针状结构(枝晶和晶须)的生长,容易引起电池短路和加速电池故障,严重阻碍了其广泛应用。美国西北太平洋国家实验室王崇民教授和徐武团队合作,将AFM与ETEM技术集成,观察锂电池中枝晶和晶须的逐步生长过程,佐证了电解液中的碳酸亚乙酯为引起枝晶和晶须的根本原因。该工作为锂电池中晶须的形成和生长机理解释提供了实验依据,有望从根本上消除枝晶,促进锂金属电池在动力汽车、笔记本电脑、移动电话和其他领域的进一步应用。

该工作已发表于Nature NanotechnologyDOI: 10.1038/s41565-019-0558-z

日期:10.14

领域:Nanotech

通讯作者:徐武,王崇民

通讯作者单位:

Environmental Molecular Sciences Laboratory, Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA, USA

(美国西北太平洋国家实验室,美国环境分子科学实验室)

Energy and Environmental Directorate, Pacific Northwest National Laboratory, Richland, WA, USA.

(美国西北太平洋国家实验室,能源与环境实验室)

原文链接:

https://phys.org/news/2019-10-scientists-dendrites-whiskers-lithium-batteries.html

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