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中国科学院地质与地球物理研究所林杨挺研究员团队和合作者发表了一篇题为《Water abundance in the lunar farside mantle》的研究论文。这项研究利用中国嫦娥六号（月球南极-艾特肯盆地）的返回样品，揭示了月球背面地幔中的水含量及其氢同位素组成，为理解月球的形成和热化学演化提供了重要的新线索。

研究团队通过对嫦娥六号返回的玄武岩样品中的磷灰石和熔体包裹体进行分析，估算出母岩浆的水丰度为15至168微克每克，并得出其地幔源区的水含量约为1至1.5微克每克。这一结果表明，月球背面地幔可能比其正面地幔更加干燥，从而暗示月球内部水的分布可能存在类似于众多表面特征的半球二分性。

在这项研究中

场发射扫描电子显微镜Apreo配备的MapsMin自动矿物分析系统帮助研究人员高效系统地筛选并分析月壤样品的矿物成分, 既能获得高分辨的形貌图像和成分衬度图像，也能获得元素面分布图和物相分布图。

图：嫦娥6号月海玄武岩碎片中发现的橄榄石熔融包裹体的岩石学特征

亚纳秒级闪存技术

复旦大学集成芯片与系统全国实验室、芯片与系统前沿技术研究院周鹏-刘春森团队发表了一篇题为《Subnanosecond flash memory enabled by 2D-enhanced hot-carrier injection》的研究论文。该团队通过构建准二维泊松模型在理论上预测了超注入现象, 打破了现有存储速度的理论极限。“破晓（PoX）”皮秒闪存器件其擦写速度可提升至亚1纳秒（400皮秒）相当于每秒可执行25亿次操作，是迄今为止世界上最快的半导体电荷存储技术。

这一研究旨在解决非易失性存储器在速度上的瓶颈问题。传统的闪存因电场辅助编程效率低下，难以达到亚纳秒级的速度。而该团队通过引入二维狄拉克石墨烯通道，利用二维增强的热载流子注入机制，成功设计了一种新型闪存。实验结果表明，这种闪存器件不仅具备400皮秒的编程速度，还具有非易失性存储和超过550万次循环的耐久性。

他们的研究显示，二维材料的薄层通道可以优化横向电场的分布，显著提高注入电流和编程效率。此外，二维半导体材料二硒化钨也被发现具备增强的热空注入能力，但其注入行为有所不同。这一创新为闪存技术的速度提升提供了新的方向，有望在未来应用于高效能计算和人工智能等领域。

在这项研究中

双束电镜Helios G4 HX和UC在原位环境下制备了超薄的透射电镜样品。Tecnai F20配备的先进的Super X能谱系统在STEM模式下提供了原子尺度下闪存的横截面(hBN/HfO2/Al2O3)元素面分布图。

图：（a）GSG探针与闪存设备配置的示意图。（b）亚纳秒闪存设备的TEM图和EDS元素面分布图

新型钙钛矿氧化物中的巨大电热效应

上海交通大学机械与动力工程学院钱小石教授课题组与澳大利亚伍伦贡大学张树君教授合作发表了一篇题为《Giant electrocaloric effect in high-polar-entropy perovskite oxides》的研究论文。研究人员设计并合成了一种具有极化高熵状态的无铅钙钛矿氧化物，发现了其中蕴藏的巨电卡效应，并揭示了其内在构效关系。

研究团队致力于开发一种新型的无铅钙钛矿铁电材料，旨在通过多元素替代引入强极性无序，从而显著提高材料的电热效应（ECE）。具体而言，通过在钙钛矿结构的A和B位进行多元素替代，研究团队成功地引入了一种高极性熵状态。这种状态能够有效克服传统钙钛矿结构中高度有序的极性相关性带来的限制，从而大幅提升ECE。

实验结果表明，这种新型材料在室温下表现出显著的电热效应，其熵变约为15 J kg-1 K-1，适用于多层陶瓷电容器的制造，并具有超过100万次循环的长寿命。这一发现为开发高效、环保的固态制冷技术提供了新的可能性，特别适用于局部、可穿戴和现场制冷应用。

这一研究成果不仅展示了高极性熵策略在提升电热效应方面的巨大潜力，还为未来钙钛矿氧化物材料的设计和应用提供了新的思路。

在这项研究中

场发射扫描电镜Sirion  200在低电压下提供了陶瓷表面的形貌信息，装配球差校正器的Titan Cubed Themis G2在STEM模式下提供了原子尺度下钛酸钡（BT），锆钛酸钡（BZT），极化高熵的陶瓷样品（BSHSZT）的超细分散、多相共存的晶格结构。

图：BT、BZT和HPE陶瓷的结构表征和相场模拟。（a-c）TEM图像 (d-f) STEM图像 （g） STEM图像和多种极性状态示意图 (h-i) X射线衍射图谱 (j-l)相场模拟图（m-o）极性熵分布图

电场诱导的纤锌矿铁电体

由密歇根大学Mi Zetian教授团队和合作者发表了题为《Electric-field-induced domain walls in wurtzite ferroelectrics》的研究论文。这篇文章揭示了电场诱导的纤锌矿铁电体ScGaN中的域壁的原子结构和电子特性。

此次研究中，通过STEM成像和密度泛函理论（DFT）计算相结合，揭示了一个带有弯曲二维六边形相的充电域壁。这种域壁结构在禁带内产生了前所未有的中间态。研究还发现，在180°域壁处的极化不连续性由未键合的价电子进行补偿，从而稳定了反极化域壁。

研究团队还展示了这些域壁的可重构导电性，证实了其在超小型器件应用中的潜力。这项研究标志着在理解纤锌矿铁电体的开关机制和域壁能量学方面的重大进展，为设计下一代氮化物域壁基础的纳米器件开辟了新的途径。

纤锌矿氮化物半导体中的铁电性发现，会引起电子学、压电电子学和光电子学领域的兴趣。这种新型铁电材料包括ScAlN、BAlN、ScGaN、YAlN及其合金，具有低介电常数、可扩展至纳米级尺寸、可调节的矫顽场、高剩余极化和热稳定性等诱人特性。这些特点使它们在现代微电子学中具有巨大潜力，从高频谐振器到先进的存储和计算架构。

在这项研究中

等离子体双束电镜Helios 650 Xe 制备了用于透射电镜观察的横截面样品，配备了球差校正器和Dual-X能谱系统的Spectra 300透射电镜在STEM模式下提供了原子尺度下的金属/ScGaN/GaN横截面的高分辨HAADF图像, iDPC图像和元素面分布图， 由此观测金属原子和氮原子的位置并计算出晶格朝向。

图：原子尺度下观察的ScGaN极性转变。(a) 金属/铁电/半导体电容器中极性转变的示意图。(b,c) 金属/ScGaN/GaN电容器的截面STEM图像和示意图（d）在ScGaN/GaN界面附近捕获的高分辨率HAADF（左）和iDPC（右）图像。原子排列由球体表示（红色代表金属，蓝色代表氮）。(e–g)，来自b中不同区域的放大图像。

超薄钙钛矿膜开启红外检测新时代

麻省理工学院、威斯康星大学麦迪逊分校和首尔大学等机构研究团队共同发表了《Atomic lift-off of epitaxial membranes for cooling-free infrared detection》。这项研究展示了一种无需使用人工释放层的原子级剥离技术，成功实现了高通量制备超薄、悬浮的单晶钙钛矿膜。

研究团队通过深入的理论分析和严密的实验验证，发现铅在削弱界面结合方面的关键作用，提出了一种普适的剥离策略。这一策略能够生产厚度小于10纳米的超薄钙钛矿膜，大幅提高了产率、晶体质量和厚度均匀性，克服了传统化学剥离技术的局限性。研究表明，这些超薄钙钛矿膜展示了创纪录的1.76×10^-2 C m^-2 K^-1的热释电系数，得益于其极低的厚度和悬浮状态。

这一突破性的技术为制造覆盖整个远红外光谱范围的无冷却探测器提供了新方法，标志着探测器技术的一次重大进步。通过悬浮的单晶复杂氧化物膜，这些膜在物理参数上表现出极大的改善，并且可以集成到任意平台上，从而实现前所未有的设备性能。例如，超薄悬浮的锶钛氧化物（STO）膜作为过渡金属二硫化物（TMDs）的栅氧化物，实现了亚纳米级等效氧化物厚度。此外，夹在TMDs之间的超薄悬浮钡钛氧化物（BTO）膜在高效能量存储系统中实现了创纪录的能量密度和效率。

在这项研究中

双束电镜Helios 5 UC 制备了用于透射电镜观察的横截面样品，配备了球差校正器的Titan Themis透射电镜在STEM模式下提供了原子尺度下的PMN-PT横截面的高分辨晶格图像。

图：（a）GSG探针与闪存设备配置的示意图。（b）亚纳秒闪存设备的TEM图和EDS元素面分布图

新型抗氢脆铝合金

西安交通大学金属材料强度全国实验室刘刚教授和孙军院士团队面向重大应用需求创制出新型抗氢脆铝合金。研究结果以“Structurally complex phase engineering enables hydrogen-tolerant Al alloys”为题发表。

该研究揭示了一种通过结构复杂相工程显著提高铝镁合金抗氢脆性能的新方法。这一发现为未来铝合金的设计和大规模应用开辟了新方向。

研究团队发现，铝镁合金中的金属间化合物颗粒（ICPs）能够捕获氢原子，从而减缓氢脆现象。然而，传统方法中这些颗粒在合金固化过程中会长大和粗化，导致其数量密度和体积分数较低，无法显著提升合金的抗氢脆能力。为了克服这一难题，研究团队在铝镁合金中添加了钪元素（Sc），并通过两步热处理工艺，成功实现了高密度双纳米析出物的分布。这些双纳米析出物包括细小的Al3Sc纳米析出物和具有高氢捕捉能力的Al3(Mg,Sc)2/Al3Sc核壳结构纳米相。

研究表明，这种双纳米析出物分布不仅提高了合金的强度约40%，还使合金的抗氢脆性能提高了近五倍。在氢浓度为7 ppmw的条件下，合金的均匀拉伸延伸率创下了铝合金的新纪录。研究团队还将这一策略成功应用于其他铝镁基合金，如Al-Mg-Ti-Zr、Al-Mg-Cu-Sc和Al-Mg-Zn-Sc等，展示了这种方法在大规模工业生产中的潜在应用。

在这项研究中

等离子体双束电镜Helios PFIB 在液氮冷冻条件下用Xe离子源制备了用于三维原子探针表征的针尖样品，避免了Ga离子源的污染。配备了单色器的扫描电镜Verios 460提供了EBSD表征用于分析晶粒结构。配备了球差校正器的Titan Themis透射电镜在STEM模式下提供了原子尺度下的核壳结构Al3（Mg,Sc）2/Al3Sc复合纳米相的高分辨晶格图像。

图：（a-c）高密度Al3Sc纳米颗粒的低倍和高分辨TEM图片以及尺寸统计分布图。（d，f）核壳结构Al3（Mg,Sc）2/Al3Sc复合纳米相低倍和高分辨TEM图片。（f-i）三维原子探针表征 （j）HAADF-STEM图和元素面分布图 （k）同步辐射谱图

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