博科园 - 每个原子都在振动,动态无序的固体材料!

上一篇(左方向键) 下一篇(右方向键) 回目录(回车键) 粗体(B键)  正常(N键) 随机浏览(S键)   浏览次数:40    发布时间:2019/2/11 22:02:34   出处:博科园   
每个原子都在振动,动态无序的固体材料! - 后花园网文 - 探索新闻

  林克平大学理论物理学家们已经开发出一种计算方法来计算动态无序固体材料从一种相变到另一种相变的过程,这是一种可用于许多环保应用的材料。固体材料实际上并不像看上去那么坚固。通常情况下,每个原子都在材料的某个位置附近振动。大多数旨在描述固体材料的理论模型都是建立在原子保持其位置并且不远离它们的假设之上。但对于某些材料,如具有很高离子导电性的材料,以及那些不仅是原子而且是分子的材料,情况就不一样了。林克平大学理论物理学博士生约翰克拉布林告诉我们,几种有前途的太阳能电池材料就是这种钙钛矿。

每个原子都在振动,动态无序的固体材料! - 后花园网文 - 探索新闻

  博科园-科学科普:钙钛矿由其晶体结构决定,有不同的形式,成分可以是原子也可以是分子。分子中的原子会振动,但整个分子也会旋转,这意味着原子的移动幅度比计算中通常假设的要大得多。表现出这种非典型行为的材料被称为“动态无序固体材料”。动态无序固体材料在环境敏感领域具有巨大的应用潜力。例如,良好的离子导体材料在电池、燃料电池和热电应用固体电解质的开发中具有广阔的应用前景。然而,材料的性质在理论上很难计算,研究人员经常被迫使用耗时的实验。Jonas Klarbring开发了一种计算方法,可以准确地描述当这些类型的物质被加热并经历相变时会发生什么。

每个原子都在振动,动态无序的固体材料! - 后花园网文 - 探索新闻

  约翰·克拉布林和他的导师谢尔盖·西马克教授在《物理评论快报》上发表了这一研究结果。他们研究了氧化铋,Bi2O3,一种被认为是很好的离子导体的材料。这种氧化物是所有已知固体材料中最好的氧化物离子导体,它的电流由氧化物离子传导。实验表明,它在低温下具有较低的导电性,但当加热时,它会经历一个相变,变成一个动态无序的高离子导电性相。这篇发表在《物理评论快报》上的论文描述了我们如何能够首次从理论上描述氧化铋的相变,并计算出它发生时的温度。

每个原子都在振动,动态无序的固体材料! - 后花园网文 - 探索新闻

  这为燃料电池中电解质的发展提供了重要理论基础,在燃料电池中准确地知道相变发生时间是很重要的。从一个有序的阶段开始,这个阶段用传统方法描述得很好。然后使用一种被称为“热力学积分”的技术,用它来处理无序运动。在国家超级计算机中心进行的一系列量子力学计算帮助下,有序相与无序相耦合,理论计算与实验材料的性能完全一致。研究人员现在计划在其他有趣的材料上测试这种方法,比如钙钛矿,以及具有高锂离子电导率的材料。后者对高性能电池的发展很有兴趣。一旦我们对这些材料有了深入的理论理解,它就提高了为特定应用优化它们的可能性!

每个原子都在振动,动态无序的固体材料! - 后花园网文 - 探索新闻

  博科园-科学科普|研究/来自:林克平大学

  参考期刊文献:《物理评论快报》

  DOI: 10.1103/PhysRevLett.121.225702

  博科园-传递宇宙科学之美

  

博科园』的更多其他内容(随机显示)

01、跨越光谱!找到在新一代材料中稳定光颜色的方法!

2019/2/11 19:59:26

02、为什么地球轨道是斜的?新发现或能揭示奥秘

2019/2/11 17:36:08

03、首次解决“量子困境”!量子计算机上的量子化学!

2019/2/11 15:52:26

04、为什么水在4℃密度最大?为什么冰会漂浮?

2019/2/11 15:42:11

05、“朱诺号”捕捉到木星卫星的火山喷发!

2019/2/11 15:32:29

06、强大吧?建立在超对称原理上的激光系统!

2019/2/10 22:18:46

07、人工智能在现代DNA中发现古代人类的痕迹!

2019/2/10 20:21:38

08、2019年有4次暗物质搜索值得关注!

2019/2/10 15:23:48

09、睫状电流如何保持嗅觉可靠?

2019/2/10 14:56:55

10、发现新“超材料”具有固有的强大声音传输特性!

2019/2/10 14:43:00

11、首次直接拍摄“边缘传导”图像!用二维材料对导电边缘进行成像!

2019/2/9 23:55:01

12、发现“单磁体”!物理学家在铀化合物中发现一种新磁铁!

2019/2/9 22:56:56

13、更精确的量子计算机!生活在量子世界的边缘

2019/2/9 22:02:32

14、量子计算迈出了关键一步!首次测录石墨烯量子位的“寿命”!

2019/2/9 21:28:04

15、极大减少图像失真!这种新方法提高了红外成像性能!

2019/2/9 21:09:06

16、研究表明:35亿年前地球上的生命非常繁荣!

2019/2/9 8:05:01

17、超精密的新测量显示:宇宙现在的膨胀速度比早期快!

2019/2/8 23:50:20

18、首次测量揭示二维锗烯的有趣特性!

2019/2/8 22:51:30

19、用过胶水吗?新研究详细阐述纳米尺度上的粘性情况!

2019/2/8 20:48:37

20、能否利用黑洞发现新粒子?

2019/2/8 20:18:24

21、首个!制造出可以根据环境自动升降温或隔热的衣服!

2019/2/8 19:09:57

22、最新发现一种更便宜的方法来点亮OLED屏幕!

2019/2/8 18:33:43

23、宇宙是个膨胀额外维度的气泡?新暗能量模型出炉!

2019/2/8 16:34:54

24、光环让土星在冬天变得更阴暗、更蓝、更少朦胧!

2019/2/8 15:51:53

25、混合量子位解决量子计算的关键障碍!

2019/2/8 15:43:16

26、最新,纳米级激光器获得重大突破!

2019/2/8 8:05:01

27、6亿年和10亿年周期!地球曾经吞噬过超级海洋!

2019/2/7 23:44:04

28、终于解决谜题:原子核裂变的过程!

2019/2/7 8:05:01

29、开普勒-107系统,遭正面且高速的星际碰撞造成巨大冲击!

2019/2/6 22:55:31

30、5500光年之外!最新从红色方形星云中发现高度准直双极射喷流!

2019/2/6 18:31:46

31、同样是夸克,顶夸克却比上夸克重100万亿倍!

2019/2/5 23:33:52

32、银河系是扭曲的?超乎常识,银河系也是“S”形身材!

2019/2/5 22:02:40

33、终于揭示了表面电磁波的拓扑起源!

2019/2/5 8:05:01

34、宇宙由物质和反物质之间的巨大不平衡组成!

2019/2/4 23:50:17

35、从宇宙大爆炸开始,宇宙的“物质”一直在变化!

2019/2/3 13:31:20

36、研究表明:闪电的电磁场可能有保护作用!

2019/2/2 23:15:54

37、卫星在太空是如何在自然灾害中拯救生命的?

2019/2/2 23:11:52

38、更加强大了!虚拟透镜改进了x射线显微镜

2019/2/2 14:41:48

39、别小看!软体动物磁性牙齿在纳米材料和纳米级能源很有希望!

2019/2/2 11:41:25

40、芯片级激光器诞生!能够发射基本线宽小于1赫兹的光!

2019/2/2 9:34:37

41、开放式量子计算机也能被劫持!从而破解量子秘密!

2019/2/2 8:05:03

42、最新研究发现:可通过量子质子传输转移产生电流!

2019/2/1 23:24:41

43、新研究发现:磁性石墨烯能在绝缘体和导体之间切换!

2019/2/1 22:41:18

44、最新银河系地图显示了8亿颗恒星、星系和近地小行星!

2019/2/1 22:06:06

45、研究发现地球历史上有数十亿年的超级海洋周期!

2019/1/31 23:38:26

46、20年预测终于证实!来自激光的美妙三维分形光!

2019/1/31 21:08:56

47、混合电力系统可降价5%,并提高服务质量!

2019/1/31 19:24:22

48、超级绝缘体问世!将成为科学家们的夸克游乐场

2019/1/31 18:22:31

49、量子参照系?量子粒子是如何看待世界的?这是一个神奇的事情!

2019/1/30 23:52:07

50、地球磁场在5.65亿年前几乎消失!

2019/1/30 22:13:14