薄膜：不同欠电位条件下如何实现超稳定

　　金属离子在欠电位条件下沉积在惰性金属表面形成可用于催化或传感的纳米材料。但在这个过程中所沉积的金属不稳定，常会被周围的液体所溶解。对此，来自美国宾州大学的Stephen Weitzner和Ismaila Dabo发展了一种程序解决量子-机械模拟方法中令人困扰的不稳定性。该方法可用来估计欠电位沉积时，铜离子在金表面沉积的稳定性。研究人员采用量子-连续体方法解释了溶剂效应，采用蒙特卡洛模拟理解带电金-水界面的带电状况对沉积的影响。这些计算结果提示了考虑界面电荷和共吸附离子等因素对精确模拟欠电位沉积的必要性。该文近期发表于npj Computational Materials 3: 1 (2017)。

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论文：Quantum–continuum simulation of underpotential deposition at electrified metal–solution interfaces

　　胶体：聚合物拉住纳米颗粒，就那么一会儿

　　聚合物需要恰当的长度才能把纳米颗粒纳入一个晶体的结构中。来自美国哥伦比亚大学的科学家Sanat Kumar及其同事解释了小颗粒悬浮在溶液中形成胶体后，当加入聚合物时为什么胶体先变得有序接着又变为无序。胶体中的粒子通常可以自由移动，但聚合物的加入使它们形成晶体状结构。添加更多的聚合物使胶体又返回到无序状态。Kumar等采用分子动力学模拟和密度泛函理论计算表明，尽管聚合物在中等密度时通过诱导纳米颗粒相互吸引而稳定晶体，但在高密度时，因聚合物分子链较长，开奖，不适合占据纳米颗粒之间的空隙，导致晶体不稳定而变得无序。论文近日发表于npj Computational Materials3: 3 (2017)。

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论文：Reentrant equilibrium disordering in nanoparticle–polymer mixtures

机器学习技术：增强X射线的视力以更好地窥探材料

　　来自美国国家标准局的A.Gilad Kusne及其同事通过不同措施，量化材料结构的关键数据（如X-射线衍射峰强度和位置，以及样品的组成变化），研究了机器学习技术，以使其能够简化新型合金的合成。利用大量X射线衍射数据集的自动变化计算，可以改善多组分合金的设计。合金中含三个或更多金属时，有可能出现大量不同组合的材料，每种材料都具有不同的性能。科学家们首先制备了成分扩散的铁-钴-镍合金薄膜，然后用不同软件分析X射线的异同，评估处理的速度和准确性。研究鉴定了几种适用于高通量生成彩色编码图样的算法，这些算法能显示合金成分和相位在两个和三个维度之间的关系。该文近期发表于npj Computational Materials3: 4 (2017)。

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论文：Comparison of dissimilarity measures for cluster analysis of X-ray diffraction data from combinatorial libraries

制造纳米自旋电子设备编辑器的二维电子气

　　该研究通过计算揭示了纳米自旋电子晶体管在室温下工作的可能性。来自中国台湾清华大学的T. H. Wang和H. T. Jeng通过第一性原理计算，证实了一种理想的二维电子气（半导体自旋电子实现应用的关键）可在硒化铋超薄膜绝缘体中实现，该超薄膜用半导体MoTe2作衬底、在室温下生长即可制备。超薄器件中形成的二维电子气表现出大的“自旋分裂”（两种状态的电子自旋间的分离），这正是晶体管之类的设备所需要的特性。采用电子自旋的电子器件来处理信息，用的是电子固有的自旋特性，而不象目前常规电子器件那样用的是电子的电荷特性。这会使设备在更小的空间内存储更多的数据，消耗更少的电能，使用更便宜的材料。该文近期发表于npj Computational Materials3: 5 (2017)。

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论文：Wide-range ideal 2D Rashba electron gas with large spin splitting in Bi2Se3/MoTe2heterostructure

　　绝缘体：研究进入新阶段