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中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所林楊挺研究員團(tuán)隊(duì)和合作者發(fā)表了一篇題為《Water abundance in the lunar farside mantle》的研究論文。這項(xiàng)研究利用中國(guó)嫦娥六號(hào)（月球南極-艾特肯盆地）的返回樣品，揭示了月球背面地幔中的水含量及其氫同位素組成，為理解月球的形成和熱化學(xué)演化提供了重要的新線索。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)嫦娥六號(hào)返回的玄武巖樣品中的磷灰石和熔體包裹體進(jìn)行分析，估算出母巖漿的水豐度為15至168微克每克，并得出其地幔源區(qū)的水含量約為1至1.5微克每克。這一結(jié)果表明，月球背面地?？赡鼙绕湔娴蒯８痈稍铮瑥亩凳驹虑騼?nèi)部水的分布可能存在類似于眾多表面特征的半球二分性。

圖：嫦娥6號(hào)月海玄武巖碎片中發(fā)現(xiàn)的橄欖石熔融包裹體的巖石學(xué)特征

復(fù)旦大學(xué)集成芯片與系統(tǒng)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、芯片與系統(tǒng)前沿技術(shù)研究院周鵬-劉春森團(tuán)隊(duì)發(fā)表了一篇題為《Subnanosecond flash memory enabled by 2D-enhanced hot-carrier injection》的研究論文。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)構(gòu)建準(zhǔn)二維泊松模型在理論上預(yù)測(cè)了超注入現(xiàn)象, 打破了現(xiàn)有存儲(chǔ)速度的理論極限?！捌茣裕≒oX）"皮秒閃存器件其擦寫速度可提升至亞1納秒（400皮秒）相當(dāng)于每秒可執(zhí)行25億次操作，是迄今為止最快的半導(dǎo)體電荷存儲(chǔ)技術(shù)。

這一研究旨在解決非易失性存儲(chǔ)器在速度上的瓶頸問(wèn)題。傳統(tǒng)的閃存因電場(chǎng)輔助編程效率低下，難以達(dá)到亞納秒級(jí)的速度。而該團(tuán)隊(duì)通過(guò)引入二維狄拉克石墨烯通道，利用二維增強(qiáng)的熱載流子注入機(jī)制，成功設(shè)計(jì)了一種新型閃存。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種閃存器件不僅具備400皮秒的編程速度，還具有非易失性存儲(chǔ)和超過(guò)550萬(wàn)次循環(huán)的耐久性。

他們的研究顯示，二維材料的薄層通道可以優(yōu)化橫向電場(chǎng)的分布，顯著提高注入電流和編程效率。此外，二維半導(dǎo)體材料二硒化鎢也被發(fā)現(xiàn)具備增強(qiáng)的熱空穴注入能力，但其注入行為有所不同。這一創(chuàng)新為閃存技術(shù)的速度提升提供了新的方向，有望在未來(lái)應(yīng)用于高效能計(jì)算和人工智能等領(lǐng)域。

圖：（a）GSG探針與閃存設(shè)備配置的示意圖。（b）亞納秒閃存設(shè)備的TEM圖和EDS元素面分布圖

上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院錢小石教授課題組與澳大利亞伍倫貢大學(xué)張樹君教授合作發(fā)表了一篇題為《Giant electrocaloric effect in high-polar-entropy perovskite oxides》的研究論文。研究人員設(shè)計(jì)并合成了一種具有極化高熵狀態(tài)的無(wú)鉛鈣鈦礦氧化物，發(fā)現(xiàn)了其中蘊(yùn)藏的巨電卡效應(yīng)，并揭示了其內(nèi)在構(gòu)效關(guān)系。

研究團(tuán)隊(duì)致力于開發(fā)一種新型的無(wú)鉛鈣鈦礦鐵電材料，旨在通過(guò)多元素替代引入強(qiáng)極性無(wú)序，從而顯著提高材料的電熱效應(yīng)（ECE）。具體而言，通過(guò)在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的A和B位進(jìn)行多元素替代，研究團(tuán)隊(duì)成功地引入了一種高極性熵狀態(tài)。這種狀態(tài)能夠有效克服傳統(tǒng)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中高度有序的極性相關(guān)性帶來(lái)的限制，從而大幅提升ECE。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種新型材料在室溫下表現(xiàn)出顯著的電熱效應(yīng)，其熵變約為15 J kg-1 K-1，適用于多層陶瓷電容器的制造，并具有超過(guò)100萬(wàn)次循環(huán)的長(zhǎng)壽命。這一發(fā)現(xiàn)為開發(fā)高效、環(huán)保的固態(tài)制冷技術(shù)提供了新的可能性，特別適用于局部、可穿戴和現(xiàn)場(chǎng)制冷應(yīng)用。

這一研究成果不僅展示了高極性熵策略在提升電熱效應(yīng)方面的巨大潛力，還為未來(lái)鈣鈦礦氧化物材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供了新的思路。

圖：BT、BZT和HPE陶瓷的結(jié)構(gòu)表征和相場(chǎng)模擬。（a-c）TEM圖像 (d-f) STEM圖像 （g） STEM圖像和多種極性狀態(tài)示意圖 (h-i) X射線衍射圖譜 (j-l)相場(chǎng)模擬圖（m-o）極性熵分布圖

由密歇根大學(xué)Mi Zetian教授團(tuán)隊(duì)和合作者發(fā)表了題為《Electric-field-induced domain walls in wurtzite ferroelectrics》的研究論文。這篇文章揭示了電場(chǎng)誘導(dǎo)的纖鋅礦鐵電體ScGaN中的域壁的原子結(jié)構(gòu)和電子特性。

此次研究中，通過(guò)STEM成像和密度泛函理論（DFT）計(jì)算相結(jié)合，揭示了一個(gè)帶有彎曲二維六邊形相的充電域壁。這種域壁結(jié)構(gòu)在禁帶內(nèi)產(chǎn)生了中間態(tài)。研究還發(fā)現(xiàn)，在180°域壁處的極化不連續(xù)性由未鍵合的價(jià)電子進(jìn)行補(bǔ)償，從而穩(wěn)定了反極化域壁。

研究團(tuán)隊(duì)還展示了這些域壁的可重構(gòu)導(dǎo)電性，證實(shí)了其在超小型器件應(yīng)用中的潛力。這項(xiàng)研究標(biāo)志著在理解纖鋅礦鐵電體的開關(guān)機(jī)制和域壁能量學(xué)方面的重大進(jìn)展，為設(shè)計(jì)下一代氮化物域壁基礎(chǔ)的納米器件開辟了新的途徑。

纖鋅礦氮化物半導(dǎo)體中的鐵電性發(fā)現(xiàn)，會(huì)引起電子學(xué)、壓電電子學(xué)和光電子學(xué)領(lǐng)域的興趣。這種新型鐵電材料包括ScAlN、BAlN、ScGaN、YAlN及其合金，具有低介電常數(shù)、可擴(kuò)展至納米級(jí)尺寸、可調(diào)節(jié)的矯頑場(chǎng)、高剩余極化和熱穩(wěn)定性等誘人特性。這些特點(diǎn)使它們?cè)诂F(xiàn)代微電子學(xué)中具有巨大潛力，從高頻諧振器到先進(jìn)的存儲(chǔ)和計(jì)算架構(gòu)。

圖：原子尺度下觀察的ScGaN極性轉(zhuǎn)變。(a) 金屬/鐵電/半導(dǎo)體電容器中極性轉(zhuǎn)變的示意圖。(b,c) 金屬/ScGaN/GaN電容器的截面STEM圖像和示意圖（d）在ScGaN/GaN界面附近捕獲的高分辨率HAADF（左）和iDPC（右）圖像。原子排列由球體表示（紅色代表金屬，藍(lán)色代表氮）。(e–g)，來(lái)自b中不同區(qū)域的放大圖像。

麻省理工學(xué)院、威斯康星大學(xué)麥迪遜分校和首爾大學(xué)等機(jī)構(gòu)研究團(tuán)隊(duì)共同發(fā)表了《Atomic lift-off of epitaxial membranes for cooling-free infrared detection》。這項(xiàng)研究展示了一種無(wú)需使用人工釋放層的原子級(jí)剝離技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了高通量制備超薄、懸浮的單晶鈣鈦礦膜。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)深入的理論分析和嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)鉛在削弱界面結(jié)合方面的關(guān)鍵作用，提出了一種普適的剝離策略。這一策略能夠生產(chǎn)厚度小于10納米的超薄鈣鈦礦膜，大幅提高了產(chǎn)率、晶體質(zhì)量和厚度均勻性，克服了傳統(tǒng)化學(xué)剝離技術(shù)的局限性。研究表明，這些超薄鈣鈦礦膜展示了創(chuàng)紀(jì)錄的1.76×10^-2 C m^-2 K^-1的熱釋電系數(shù)，得益于其極低的厚度和懸浮狀態(tài)。

這一突破性的技術(shù)為制造覆蓋整個(gè)遠(yuǎn)紅外光譜范圍的無(wú)冷卻探測(cè)器提供了新方法，標(biāo)志著探測(cè)器技術(shù)的一次重大進(jìn)步。通過(guò)懸浮的單晶復(fù)雜氧化物膜，這些膜在物理參數(shù)上表現(xiàn)出極大的改善，并且可以集成到任意平臺(tái)上，從而實(shí)現(xiàn)未曾實(shí)現(xiàn)的設(shè)備性能。例如，超薄懸浮的鍶鈦氧化物（STO）膜作為過(guò)渡金屬二硫化物（TMDs）的柵氧化物，實(shí)現(xiàn)了亞納米級(jí)等效氧化物厚度。此外，夾在TMDs之間的超薄懸浮鋇鈦氧化物（BTO）膜在高效能量存儲(chǔ)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的能量密度和效率。

圖：（a）GSG探針與閃存設(shè)備配置的示意圖。（b）亞納秒閃存設(shè)備的TEM圖和EDS元素面分布圖

西安交通大學(xué)金屬材料強(qiáng)度全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉剛教授和孫軍院士團(tuán)隊(duì)面向重大應(yīng)用需求創(chuàng)制出新型抗氫脆鋁合金。研究結(jié)果以“Structurally complex phase engineering enables hydrogen-tolerant Al alloys"為題發(fā)表。

該研究揭示了一種通過(guò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜相工程顯著提高鋁鎂合金抗氫脆性能的新方法。這一發(fā)現(xiàn)為未來(lái)鋁合金的設(shè)計(jì)和大規(guī)模應(yīng)用開辟了新方向。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，鋁鎂合金中的金屬間化合物顆粒（ICPs）能夠捕獲氫原子，從而減緩氫脆現(xiàn)象。然而，傳統(tǒng)方法中這些顆粒在合金固化過(guò)程中會(huì)長(zhǎng)大和粗化，導(dǎo)致其數(shù)量密度和體積分?jǐn)?shù)較低，無(wú)法顯著提升合金的抗氫脆能力。為了克服這一難題，研究團(tuán)隊(duì)在鋁鎂合金中添加了鈧元素（Sc），并通過(guò)兩步熱處理工藝，成功實(shí)現(xiàn)了高密度雙納米析出物的分布。這些雙納米析出物包括細(xì)小的Al3Sc納米析出物和具有高氫捕捉能力的Al3(Mg,Sc)2/Al3Sc核殼結(jié)構(gòu)納米相。

研究表明，這種雙納米析出物分布不僅提高了合金的強(qiáng)度約40%，還使合金的抗氫脆性能提高了近五倍。在氫濃度為7 ppmw的條件下，合金的均勻拉伸延伸率創(chuàng)下了鋁合金的新紀(jì)錄。研究團(tuán)隊(duì)還將這一策略成功應(yīng)用于其他鋁鎂基合金，如Al-Mg-Ti-Zr、Al-Mg-Cu-Sc和Al-Mg-Zn-Sc等，展示了這種方法在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中的潛在應(yīng)用。

圖：（a-c）高密度Al3Sc納米顆粒的低倍和高分辨TEM圖片以及尺寸統(tǒng)計(jì)分布圖。（d，f）核殼結(jié)構(gòu)Al3（Mg,Sc）2/Al3Sc復(fù)合納米相低倍和高分辨TEM圖片。（f-i）三維原子探針表征 （j）HAADF-STEM圖和元素面分布圖 （k）同步輻射譜圖