高熵合金中元素分析什麼意思

⑴ 高熵合金的簡介

有人認為非晶或玻璃的原子混亂度高或熵高，而高熵必然導致高的玻璃化形成能力，所以有人提出一個混亂理論。但是，後來有學者發現高熵和高的玻璃化形成能力並不一致，倒是發現有些高混合熵合金可以形成單相固溶體。對此，葉均蔚等認為這種固溶體是高混合熵穩定的固溶體，因此命名為高熵合金。至於為什麼高混合熵合金玻璃化形成能力並不高，張勇等統計了大量的高混合熵合金，從原子尺寸差，混合焓和混合熵角度作了系統分析，並用Adam-Gibbs方程作出了解釋。
已有的研究報道發現，高熵合金具有一些傳統合金所無法比擬的優異性能，如高強度、高硬度、高耐磨耐腐蝕性、高熱阻、高電阻等，從而成為在材料科學和凝聚態物理領域中繼大塊非晶之後一個新的研究熱點。目前，高熵合金的研究多是集中在鑄態下的性能測試，我們知道鑄態下的產品有著天然的性能缺陷(如由於熱脹冷縮造成的空洞、疏鬆等)，而對其熱處理、熱加工後的性能研究缺少有報道。有人曾預言，未來幾十年內，最有發展潛力的三大研究熱點是大塊非晶、復合材料和高熵合金。

⑵ 楊培東團隊打破高熵材料高溫合成要求，基於鹵素鈣鈦礦設計方案，室溫下合成高熵半導體材料

美國加州大學伯克利分校楊培東院士與團隊成功合成了一種獨特的高熵鹵化物鈣鈦礦單晶——"空穴有序雙鈣鈦礦"（基於其化學方程，以下簡稱"216 結構"），這一發現對於半導體材料領域有著重要影響。在研究該材料的光電性質時，研究團隊觀察到金色發光現象，這一性質使得該材料在發光二極體等發光器件中有廣泛應用潛力。此外，該材料還具有用於熱電器件的潛力，這一應用與材料的導電性和導熱性息息相關。高熵半導體材料由於其晶體結構中包含多種元素，使得它們在影響材料的導熱性方面具有獨特優勢。

課題組將研究焦點轉向高熵半導體材料，這一領域相對較少研究。相較於高熵合金和高熵陶瓷材料，高熵半導體材料具有不同的特性，主要體現在"高熵"上，"熵"是熱力學概念，描述系統的無序性。合成高熵材料時，需加入5種以上不同元素以增加系統的無序性。高熵材料中每種元素比例在5%-35%之間，理想狀態是各元素等比例分布。由於參與的元素較多，每個元素聚集在一起的概率更大，從而形成多種不同的材料區間，即所謂的"分相"現象。

在傳統合成高熵材料的方法中，需要極高溫，這往往與多種有機高分子材料的穩定性不兼容，限制了其在電子設備架構中的應用。為了解決這一問題，課題組設計了一種新型合成溫度要求較低的高熵半導體材料。他們利用納米形態的鹵素鈣鈦礦材料作為基礎，這類材料由離子鍵構成，具有低內聚能的特點，能在相對溫和的溫度條件下合成晶體，為探索高熵鈣鈦礦的實驗方法提供了基礎。

研究團隊通過實驗方法，成功在80攝氏度甚至室溫下合成出高熵鈣鈦礦單晶。他們首先從三種元素的晶體開始，通過調整溫度條件和溶劑濃度，最終獲得了無分相的均勻晶體。接著，他們將更多符合條件的元素加入晶體之中，滿足至少五種元素的高熵材料標准，成功合成出包含八種元素的晶體。最後，他們對晶體結構、元素定量分析、吸收以及發射性質進行了全面研究，並完成了相關數據的收集。

研究過程中，團隊發現由216結構形成的高熵鈣鈦礦半導體材料不僅在概念性驗證上取得了成功，還突破了傳統高熵材料的高溫合成要求，為類似具備低內聚能的高熵半導體材料的實際應用提供了可靠思路。姜雨欣團隊通過使用地質系的偏光光學顯微鏡，為合成的晶體拍攝了高清照片，並首次收集並提交了關於這一晶體的結構數據。這一成果發表在Nature雜志上，共同一作是瑪麗亞·福爾格拉斯（Maria C. Folgueras），通訊作者為楊培東。

姜雨欣表示，這一研究成果為更全面地發展高熵鈣鈦礦半導體材料的概念並帶來實際應用提供了可能性。她還感謝了Peidong教授提供的科研平台以及伯克利和勞倫斯伯克利國家實驗室的科研資源，這些資源使團隊能夠使用大量先進前沿的表徵技術，深入了解高熵鈣鈦礦半導體晶體。

姜雨欣本科畢業於美國馬薩諸塞州的蔓荷蓮女子學院，主修化學並輔修數學和材料科學。她在化學系擔任過課程助教，為後來承擔博士項目的教學任務積累了經驗。她的研究背景讓她在文理類學院的本科通識教育中受益，使得她的視野更加立體。在忙碌的科研工作中，她強調保持嚴謹的態度並及時進行自我反思。她感激Peidong的指導和培養，期待能夠早日成為具備完全獨立科研能力的學者。