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物理学报 2025年

作者：李泊玉胡柯钧林仁菊韩昆黄振葛炳辉宋东升信息材料与智能感知安徽省实验室安徽大学杂化材料结构与功能调控教育部重点实验室安徽大学物质科学与信息技术研究院

无限层镍氧化物Nd0.8Sr0.2NiO2薄膜中超导电性的发现，建立了另一类非常规超导体，其结构和电子配对方式和铜氧化物超导体类似。不同于铜氧化物超导体的是，无限层镍氧化物仅在薄膜样品中观察到了超导性，其中界面结构、元素掺杂和无限... 详细信息

无限层镍氧化物Nd0.8Sr0.2NiO2薄膜中超导电性的发现，建立了另一类非常规超导体，其结构和电子配对方式和铜氧化物超导体类似。不同于铜氧化物超导体的是，无限层镍氧化物仅在薄膜样品中观察到了超导性，其中界面结构、元素掺杂和无限层结构等因素是理解薄膜超导机制的关键。因此，薄膜与衬底之间的界面效应对超导机制的影响值得我们探究，然而目前对超导和非超导的镍氧化物Nd0.8Sr0.2NiOx薄膜界面结构的对比研究还没有报道过。本文基于扫描透射电镜技术，以Nd0.8Sr0.2NiO3/SrTiO3和Nd0.8Sr0.2NiO2/SrTiO3为主要研究对象，探究了镍氧化物Nd0.8Sr0.2NiOx薄膜在还原前后相分布和界面结构产生的变化，观测到界面处元素混合、原子台阶以及晶格常数变化等现象，同时发现了镍氧化物Nd0.8Sr0.2NiO2薄膜在靠近界面处1-2层单胞内未被完全还原成超导无限层结构。本研究强调了镍氧化物Nd0.8Sr0.2NiOx薄膜与衬底之间界面的原子重构及调制作用，为无限层镍基薄膜超导结构的研究提供了帮助。

关键词：电子显微学镍氧化物超导体无限层结构

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金属诱导晶化(MIC)模式非晶晶化的原位透射电子显微学研究

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电子显微学报 2024年第1期43卷 45-51页

作者：向斐斐李傲范浩涵林杨剑程峰葛炳辉安徽大学信息材料与智能感知安徽省实验室杂化材料结构与功能调控教育部重点实验室物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601

非晶晶化作为一种制备晶体材料的有效方法已得到广泛应用,近年来,采用金属诱导晶化(metal induced crystallization,MIC)法显著降低材料的晶化温度引起了研究者们的兴趣。为探究MIC模式下温度对金属催化剂扩散行为及晶化过程中材料结构... 详细信息

非晶晶化作为一种制备晶体材料的有效方法已得到广泛应用,近年来,采用金属诱导晶化(metal induced crystallization,MIC)法显著降低材料的晶化温度引起了研究者们的兴趣。为探究MIC模式下温度对金属催化剂扩散行为及晶化过程中材料结构变化的本征影响,本研究以金属Pt诱导非晶硅晶化为例,采用透射电镜结合原位热学研究方法,在原子尺度上直接观察MIC模式下非晶硅的晶化过程。结果显示在550℃下Pt/Si界面处产生了硅化物Pt_(2)Si等化合物,使得材料界面处出现明显的结构变化。而当温度升高至650℃时,Pt会以颗粒移动的形式发生扩散,且扩散过程中会发生明显的几何结构变化。Pt与非晶硅不同的扩散速度会导致界面处出现柯肯达尔孔洞而阻碍界面处两种材料的进一步扩散。当温度升高至700℃时,非晶硅发生晶化,且在此过程中Pt对非晶硅的晶化起了促进作用。

关键词：透射电镜原位 MIC 非晶硅

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晶体冰微观结构研究的最新进展

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电子显微学报 2024年第4期43卷 500-524页

作者：王洪政南鹏飞王立芬葛炳辉信息材料与智能感知安徽省实验室安徽大学杂化材料结构与功能调控教育部重点实验室安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601 中国科学院物理研究所表面物理国家重点实验室北京100190

水是生命之源,对人类和整个生态系统都至关重要。作为水的固态形式,冰的结构研究对环境科学、大气科学和天体物理学等领域相关自然现象的理解有重要指导意义。然而,由于氢键的影响冰的晶体结构非常复杂(仅目前发现就有二十种晶体相和三... 详细信息

水是生命之源,对人类和整个生态系统都至关重要。作为水的固态形式,冰的结构研究对环境科学、大气科学和天体物理学等领域相关自然现象的理解有重要指导意义。然而,由于氢键的影响冰的晶体结构非常复杂(仅目前发现就有二十种晶体相和三种无定形相),且通常存在于低温和高压等极端环境,因此其结构研究一直都充满挑战。早期冰的结构研究主要通过谱学手段,如X射线衍射、拉曼光谱和中子衍射等,揭示了平均结构信息。随着显微成像技术的发展,如透射电子显微镜、扫描隧道显微镜、原子力显微镜等,人们对冰的结构研究已经进入到分子尺度。本文将简要归纳过去近20年晶体冰微观结构的研究进展,并探讨未来晶体冰结构研究的挑战与机遇。

关键词：冰晶体微观结构

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双金属合金纳米颗粒的原位透射电镜研究

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电子显微学报 2022年第4期41卷 459-471页

作者：郭思齐张佳琳程宁燕葛炳辉信息材料与智能感知安徽省实验室安徽大学杂化材料结构与功能调控教育部重点实验室安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601

实时监测双金属合金纳米颗粒在合成过程及工作条件下,形貌、组成、结构等的动态演变,有助于理解其合成及催化机理,从而实现高性能双金属合金的合理设计、调控与合成。虽然相较于原位谱学技术,原位透射电镜的能量分辨率和精确度不高,但... 详细信息

实时监测双金属合金纳米颗粒在合成过程及工作条件下,形貌、组成、结构等的动态演变,有助于理解其合成及催化机理,从而实现高性能双金属合金的合理设计、调控与合成。虽然相较于原位谱学技术,原位透射电镜的能量分辨率和精确度不高,但其可以在热、电等外场作用下实时观测和分析气相或液相环境中样品的微观结构、组成及形貌的动态变化,且空间分辨率可以达到纳米甚至原子量级,是重要的结构分析技术。本文简要归纳原位透射电镜在双金属合金纳米颗粒方面的应用研究,并探讨未来研究的挑战与机遇。

关键词：原位电镜纳米颗粒合金

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Sn_(1.03-x)Mn_(x)(Cu_(2)Te)_(0.05)中缺陷结构的电子显微学研究

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电子显微学报 2022年第5期41卷 556-563页

作者：杨晓玉南鹏飞梁智尧程礼迅刘杨瑞郭思齐葛炳辉信息材料与智能感知安徽省实验室安徽大学杂化材料结构与功能调控教育部重点实验室安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601

材料的宏观性能与微观结构密切相关。典型地,热电领域里通过缺陷工程降低热电材料的晶格热导率是提升其热电性能的有效手段。本文主要利用电子显微学方法从原子尺度上探究引入Cu和Mn元素降低热电材料SnTe晶格热导率的微观结构本质。研... 详细信息

材料的宏观性能与微观结构密切相关。典型地,热电领域里通过缺陷工程降低热电材料的晶格热导率是提升其热电性能的有效手段。本文主要利用电子显微学方法从原子尺度上探究引入Cu和Mn元素降低热电材料SnTe晶格热导率的微观结构本质。研究发现Cu和Mn掺杂后会在材料中引入位错、MnO、CuTe析出相以及局域富Mn区等缺陷从而引入微观应变。正是由于各种缺陷带来的应变能够在多尺度散射声子,最终降低了SnTe材料的晶格热导率。该研究成果能够为进一步提高材料的热电转换性能提供重要指导。

关键词： Sn_(1.03-x)Mn_(x)(Cu_(2)Te)_(0.05) 位错应变析出相

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发现极端量子极限下的分立磁通态

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中国科学：物理学、力学、天文学 2021年第11期51卷 130-132页

作者：侯兴元单磊安徽大学物质科学与信息技术研究院信息材料与智能感知安徽省实验室合肥230601 安徽大学杂化材料结构与功能调控教育部重点实验室合肥230601

第Ⅱ类超导体中的磁通态一直是超导研究领域的热点之一,利用扫描隧道谱的方法,人们通常可以观测到具有半整数倍分立能级的磁通束缚态.最近,研究人员发现在极端量子极限下,磁通附近的准粒子态密度出现Friedel振荡调制,并导致磁通束缚态... 详细信息

第Ⅱ类超导体中的磁通态一直是超导研究领域的热点之一,利用扫描隧道谱的方法,人们通常可以观测到具有半整数倍分立能级的磁通束缚态.最近,研究人员发现在极端量子极限下,磁通附近的准粒子态密度出现Friedel振荡调制,并导致磁通束缚态的分立能级偏离于通常情况下的预期.该结果对更精确地认知第Ⅱ类超导体中的磁通态提供了重要的实验和理论支持.

关键词：铁基超导体磁通态扫描隧道谱量子极限

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4D⁃STEM磁性测量Python程序包:功能介绍与应用

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电子显微学报 2025年第2期44卷 228-241页

作者：程涛贾英泽汪陆洋刘杨瑞裴旭东刘畅杜海峰葛炳辉宋东升信息材料与智能感知安徽省实验室安徽大学杂化材料结构与功能调控教育部重点实验室安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601

了解磁结构对于深入探究磁性材料中的磁行为及其相关现象具有至关重要的意义。四维扫描透射电子显微镜(four⁃dimensional scanning transmission electron microscopy,4D⁃STEM)技术的出现,为定量分析磁场提供了一种全新的技术手段,特别... 详细信息

了解磁结构对于深入探究磁性材料中的磁行为及其相关现象具有至关重要的意义。四维扫描透射电子显微镜(four⁃dimensional scanning transmission electron microscopy,4D⁃STEM)技术的出现,为定量分析磁场提供了一种全新的技术手段,特别是通过精确定位衍射盘的位置,来解析磁场在纳米尺度上的分布情况。本文介绍了一款集成了多种衍射盘定位算法的Python程序包,并通过对实验数据的分析,探讨了该程序包中核心算法的性能及其适用场景。

关键词： 4D⁃STEM 衍射盘定位算法分析

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点接触技术在拓扑材料研究中的应用

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中国科学：物理学、力学、天文学 2021年第4期51卷 109-135页

作者：侯兴元陈根富郝宁单磊安徽大学物质科学与信息技术研究院信息材料与智能感知安徽省实验室合肥230601 中国科学院物理研究所超导国家重点实验室北京100190 中国科学院强磁场科学中心极端条件凝聚态物理安徽省重点实验室合肥230031 安徽大学杂化材料结构与功能调控教育部重点实验室合肥230601

点接触实验方法最早被用于研究固体材料中的元激发,后来发展到研究超导/普通金属界面上的Andreev反射现象,并利用这种现象探测超导序参量.随着拓扑材料以及拓扑超导领域研究的兴起,点接触实验方法在该领域也发挥了重要的作用.最近几年,... 详细信息

点接触实验方法最早被用于研究固体材料中的元激发,后来发展到研究超导/普通金属界面上的Andreev反射现象,并利用这种现象探测超导序参量.随着拓扑材料以及拓扑超导领域研究的兴起,点接触实验方法在该领域也发挥了重要的作用.最近几年,点接触实验方法被用于在多种拓扑半金属材料表面诱导并探测超导信号,使其应用范围得到了进一步拓展.本文简要介绍了点接触的基本原理、利用点接触探测样品超导性质的方法以及点接触技术本身的发展,简单回顾了点接触在拓扑超导候选材料中的研究,最后介绍了点接触针尖诱导超导现象的发现以及进展.

关键词：点接触 Andreev反射拓扑半金属针尖诱导超导

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准一维电荷有序半导体（NbSe4）3I低温物性研究

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低温物理学报 2021年第1期43卷 18-25页

作者：刘步安超周颖张敏杨昭荣安徽大学物质科学与信息技术研究院信息材料与智能感知安徽省实验室安徽大学杂化材料结构与功能调控教育部重点实验室中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心极端条件凝聚态物理安徽省重点实验室

近期,准一维电荷密度波（CDW）材料（TaSe4）2I的低温相被报道为轴子绝缘体[Nature 575,315（2019）],引起了广泛的关注.电荷有序半导体（NbSe4）3I与（TaSe4）2I属于同一个体系,晶体结构也表现为准一维的链状结构,低温下的物态值得进... 详细信息

近期,准一维电荷密度波（CDW）材料（TaSe4）2I的低温相被报道为轴子绝缘体[Nature 575,315（2019）],引起了广泛的关注.电荷有序半导体（NbSe4）3I与（TaSe4）2I属于同一个体系,晶体结构也表现为准一维的链状结构,低温下的物态值得进一步研究.本工作利用拉曼光谱和电输运测量实验方法对化学气相输运法（CVT）制备的高质量type-II（NbSe4）3I单晶样品进行了低温下的电输运和振动性质研究.通过实验研究发现,（NbSe4）3I在低温下并不存在轴子绝缘态.此外,电输运实验表明（NbSe4）3I在TC1=270.4K处发生了第一次结构相变,即P4/mnc (D64h)→P421c (D42d).随温度进一步降低,拉曼光谱测试发现在TC2=180K和TC3=110K附近有新峰的出现,分别归因于反铁电（AFE）长程有序相的形成而导致的第二次结构相变以及对称性进一步降低导致的第三次结构相变.值得一提的是,与其他拉曼峰的演化不同,57.4cm-1右侧出现的新峰在TC3以下迅速向高波数移动,发生明显的蓝移,且伴随强度的急剧增强,有可能在低温温度传感器领域有着潜在的应用前景.

关键词： (NbSe4)3I 准一维材料拉曼散射 I-V曲线

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