健康资讯 机器告诉你哪种钙钛矿最稳定！
尽管最近为改善用于能量收集和转化的卤化钙钛矿材料的环境稳定性做出了巨大努力，但传统的试错法勘探仍然面临着在广阔的化学和成分筛选的瓶颈。麻省理工学院Tonio Buonassisi和Shijing Sun等人报道了一个物理受限的顺序学习框架，可以筛选出最稳定的合金化的有机-无机钙钛矿。将来自高通量退化测试和相热力学第一性原理计算的数据融合到使用概率约束的端到端贝叶斯优化算法中。
通过仅采样离散化CsxMAyFA1-x-yPbI3（MA，甲基铵; FA，甲脒）组成空间的1.8％，以Cs0.17MA0.03FA0.80PbI3为中心的钙钛矿在温度，湿度和光照下，比MAPbI3的稳定性提高了17倍。
与最新的多卤化物Cs0.05(MA0.17FA0.83)0.95Pb(I0.83Br0.17)3相比，该组分薄膜的稳定性提高了3倍，从而在不降低太阳能电池效率的情况下提高了器件的稳定性。基于同步加速器的X射线散射验证了使用更少的元素和最多8％的MA抑制化学分解和相变的现象。研究人员期望可以将这种数据融合方法扩展为指导多种多元系统的材料发现。
Shijing Sun et al. A data fusion approach to optimize compositional stability of halide perovskites, Joule, 2021
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Cs3Bi2I6Cl3单晶的玻璃热导率
由于晶体的周期性原子排列通过破坏长程有序而形成无序或玻璃状非晶系统，晶格热导率κL降低，其基本特性发生变化。在晶体材料中实现超低且不寻常的玻璃状κL具有挑战性，但对于热电和热障涂层等许多应用至关重要。
贾瓦哈拉尔尼赫鲁高级科学研究中心(JNCASR)的Kanishka Biswas 等人报道了层状卤化物钙钛矿Cs3Bi2I6Cl3单晶中κL的超低（室温下约为 0.20 W/m·K）和玻璃状温度依赖性（2-400 K）。
具有低截止频率（20 cm-1）的声子是Cs3Bi2I6Cl3中低声速的原因，并使结构弹性柔软。虽然强烈的非谐性源于Cs 原子的低能量和局部类似嘎嘎声的振动，但同步加速器X射线对分布函数证明了卤化铋八面体和Cl空位的局部结构扭曲。
从晶格动力学的角度来看，来自选择性亚晶格的分层化学键和软振动导致低κL很有趣，并且具有潜在的应用。
Acharyya, P., Ghosh, T., Pal, K. et al. Glassy thermal conductivity in Cs3Bi2I6Cl3 single crystal. Nat Commun 13, 5053 (2022).
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Nature：磁星的偏振x射线
【背景及挑战】
相信大家对黑洞都很熟悉，但是“磁星”到底是什么呢？准确来说，磁星是一类具有极强磁场的孤立中子星（NSs），其磁性在活动增强期间能够通过塞曼效应、谱线偏振等途径直接测量。磁星周围的磁场和纯偶极子不同，包含一个不可忽略的环形分量，从而会扭曲磁力线。由于带电粒子使沿着闭合的磁场线流动，因此未来维持磁场所需，被磁场穿过的区域（磁层）在光学上会变厚，因而在回旋加速器共振频率[共振康普顿散射（RCS）]下会发生康普顿（Compton）散射。在这种情况下，磁x射线的持续发射会在两种正交模式下发生线性极化，也即普通型（O）和特殊型（x），来极化矢量平行或垂直于光子传播方向和（局部）磁场形成的平面。由于NSs无法通过观测进行空间分辨，具有不同磁场方向（不同发射极化方向）的区域被整合到了一起，因而这降低了观测到的极化。只有当磁场足够强的时候，才会迫使光子偏振矢量跟随磁场方向，观察到与发射偏振几乎一致的偏振。
【最新突破】
近日，来自宾夕法尼亚大学物理与天文系的Roberto Taverna团队通过使用成像x射线偏振探测仪，首次观察到了磁星4U 0142+61的偏振x射线，并建立了相应的理论模型。
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图1 PD和PA能量依赖性的极坐标图。
【研究要点】
1)在观察到磁星偏振x射线的过程中，研究者们发现在2~8千电子伏特波段范围内，所观察到的平均线性偏振度为13.5±0.8%；
2)此外，研究发现观察到的极化随着能量而变化：在2~4千电子伏特时，极化度（PD）为15.0±1.0%；在低于仪器灵敏度约4~5千电子伏特时，极化度在5.5~8千电子伏伏特范围内上升至35.2±7.1%。而极化角（PA）则在约4~5千电子伏特时发生90°的角度变化；
3)该研究观察到的这些结果与所建立的模型相一致，该模型是一个着重于扭曲磁层中的RCS重新处理的模型，在该模型中，来自磁星表面的热辐射会通过散射磁层中的带电粒子被重新处理。
图2 RCS重处理理论模型的示意图
参考资料：
Taverna R., et al. Polarized x-rays from a magnetar. Science. (2022).
DOI: 10.1126/science.add0080
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