A New Multiferroic State with Large Electric Polarization in Tensile Strained TbMnO3
通过第一性原理计算，系统地研究了外延应变对多铁性TbMnO 3结构和性能的影响。我们发现，虽然未应变的散装TbMnO3显示非共线的反铁磁自旋顺序，TbMnO3可以在压缩应变下的铁磁，与生长在SrTiO3上的TbMnO3的实验结果一致。通过增加拉伸应变高达5%，我们预测，TbMnO3转变成一个新的多铁性状态，具有大的铁电极化，两个数量级大于在未应变的散装，并具有相对较高的尼尔温度E型反铁磁秩序。我们还发现铁电畴和反铁磁畴是互锁的，因此外加电场可以同时实现铁电畴和反铁磁畴的开关。我们的工作表明，应变工程可以用来提高TbMnO 3的多铁性。
2013-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Micromechanics-Based Simulations of Compressive and Tensile Testing on Lime-Based Mortars
本文的目的是提出一个连续细观力学模型的模拟单轴压缩和拉伸试验的石灰基砂浆，以预测其刚度，压缩和拉伸强度，拉伸断裂能。在拉伸时，我们采用了一个增量应变控制形式的Mori-Tanaka格式与一个可损伤的矩阵相，而一个简单的$J_2$屈服准则在压缩。为了正确地再现石灰基砂浆的性能，该方案必须考虑骨料之间的收缩开裂。这种现象被引入到模型中，通过硬币形的裂纹，其密度估计的基础上的颗粒尺寸分布相结合的两个球形夹杂物之间的单个裂纹形成的有限元分析的结果。我们的预测显示出良好的协议与实验数据，并解释了符合粉碎砖碎片，经常遇到的古代砂浆，硬砂颗粒的优势。验证模型提供了一个可靠的工具，优化现代石灰基砂浆的组成与应用在保护和修复建筑遗产。
2015-12-07 cond-mat.mtrl-sci
High Curie Temperature Ferromagnetism and High Hole Mobility in Tensile Strained Mn-doped SiGe Thin Films
基于IV族材料的稀磁半导体（DMS）对于与当前硅技术兼容的自旋电子器件是期望的。本工作首先采用射频磁控溅射法在Ge衬底上制备了Mn掺杂的非晶SiGe薄膜，然后采用快速热退火（RTA）方法进行晶化。经过快速热处理后，样品变为铁磁半导体，居里温度随Mn掺杂浓度的增加而升高，Mn掺杂浓度为5%时，居里温度达到280 K。实验结果表明，SiGe晶体的铁磁性来自于空穴介导过程，并被SiGe晶体中的张应变所增强。同时，为了消除反常霍尔效应（AHE）的影响，在33 T下进行了霍尔效应测量，结果表明，退火样品的空穴迁移率大大提高，最大值为~1000 cm 2/Vs，这是由于拉伸应变引起的能带结构调制。Mn掺杂SiGe薄膜具有高居里温度、高铁磁性和高空穴迁移率，为半导体自旋电子学提供了一个很有前途的平台。
2020-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Strain driven sequential magnetic transitions in strained GdTiO3 on compressive substrates: a first-principles study
用第一性原理方法研究了压应变对应变GdTiO 3磁基态和电子结构的影响。与同类的YTiO 3和LaTiO 3在（001）LaAlO 3衬底上的反铁磁性不同，应变GdTiO 3的基态在LaAlO 3衬底上由原来的铁磁性转变为G型反铁磁性，而不是A型反铁磁性，尽管Gd3+位于Y3+和La3+之间。只有当面内压应变足够大时，例如在（001）YAlO3衬底上，基态才最终变为A型。能带结构的计算表明，这些压缩应变GdTiO 3保持绝缘，虽然在这些应变GdTiO 3的带隙变化不大。
2014-10-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tensile Strained Gray Tin: a New Dirac Semimetal for Observing Negative Magnetoresistance with Shubnikov-de-Haas Oscillation
对材料质量的严格要求阻碍了Dirac半金属奇异手征磁效应的研究和潜在应用。在这里，我们建议灰锡是一个完美的候选人观察手征异常效应和Shubnikov-de-Haas（SdH）振荡在相对较低的磁场。基于有效的$k.p$分析和第一性原理计算，我们发现灰锡在拉伸单轴应变下成为Dirac半金属，而不是以前已知的在压缩单轴应变下的拓扑绝缘体.在这个新发现的狄拉克半金属态中，两个狄拉克点位于$k_z$轴上，费米弧出现在（100）面上，这两个狄拉克点可被拉伸[001]应变调谐。由于灰锡的低载流子浓度和高迁移率，在这一半的应变谱中，预计会有一个大的手征异常引起的负磁电阻和一个强的SdH振荡。与其他狄拉克半金属相比，无毒元素灰锡中的狄拉克半金属状态更容易操纵和精确控制。我们设想，灰锡提供了一个完美的平台，通过扫描应变谱从正到负，反之亦然的手征磁效应的应变工程。
2016-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic insulating state in tensile-strained LaCoO$_3$ thin films
利用局域密度近似+ Hubbard $U$（LDA+ $U$）方法，我们发现在拉伸应变LaCoO $_3$外延薄膜中观察到的铁磁绝缘态很可能是低自旋（LS）和高自旋（HS）Co的混合态，即HS/LS混合态.与其它FM态相比，包括中间自旋（IS）态（LDA+ $U$中的\textit{metallic}）（它只由IS Co组成）和绝缘的IS/LS混合态，HS/LS态是最有利的一种。HS/LS态的FM有序通过相邻LS和HS Co之间的超交换相互作用得以稳定.我们还表明，Co自旋态可以通过核磁共振（NMR）谱测量Co核上的电场梯度（EFG）来识别.
2012-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Cryogenic Magnetization Dynamics in Chemically Stabilized, Tensile-Strained Ultrathin Yttrium Iron Garnets with Tunable Magnetic Anisotropy
Chung-Ang University (CAU)（中央大学）；Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微结构物理研究所）；Nagoya University（名古屋大学）
研究通过化学稳定性驱动降低低温损耗，揭示超薄YIG薄膜在低温下具有超低损耗和可调磁各向异性，强调化学和动力学因素对 cryogenic 磁性应用的重要性。
2026-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent direct gap emission in tensile-strained Ge films on Si substrates
本文研究了光激发张应变锗硅异质结中锗直接带隙发射的圆偏振特性与掺杂和温度的关系。由于自旋相关的光学选择规则，涉及应变分裂光（cG-LH）和重空穴（cG-HH）带的辐射复合明确解决。的基本cG-LH过渡被发现具有约85%的低温圆偏振度，尽管超过300毫电子伏的非共振激发。通过光致发光（PL）的测量和紧束缚计算，我们表明，这个异常高的值是由于光诱导的电子自旋人口的特殊的能量依赖性。最后，我们的直接间隙双峰的观察澄清，轻空穴的贡献，以前被认为是可以忽略不计的，可以占主导地位的室温PL，即使在约0.2%的低拉伸应变值。
2015-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Embedded trilayer graphene flakes under efficient tensile and compressive loading
嵌入ABA三层石墨烯片加载在聚合物梁上的拉伸和压缩的机械响应通过G或2D峰的应变灵敏度通过同时拉曼测量来监测。所研究的薄片的一个特性是它包含三层和双层部分。Bernal堆叠双层用作应变传感器，旨在评估通过剪切从聚合物基质到各个石墨烯层的负载转移的效率。对于处于拉伸状态的三层石墨烯，两个峰都发生了红移，并且首次报道了G峰的分裂。在压缩，所研究的样品是一个几乎孤立的三层，其中两个峰蓝移到一个临界压缩应变。发现该临界应变是在单层石墨烯的情况下发现的值的四分之一，尽管三层比薄得多的单层表现出更高的弯曲刚度。
2016-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Semimetallic State in Compressive-strained SrIrO3 Films Revealed by Transport Behaviors
正交晶系SrIrO 3是一种典型的自旋-轨道耦合关联金属，在外界刺激下表现出多样化的物理性质。在SrTiO_3衬底上外延生长的SrIrO_3薄膜中观察到非线性霍尔效应和弱的温度依赖性电阻。推测SrIrO_3为斜方晶系的半金属氧化物。然而，在（La，Sr）（Al，Ta）O3（LSAT）衬底上生长的SrIrO 3薄膜中观察到线性霍尔效应和不敏感的温度依赖性电阻，这表明由于SrIrO 3薄膜在不同的压缩应变下的能带结构变化而导致的可调谐半金属态。通过倒易空间映射和电子衍射的应变状态分析、载流子密度和迁移率计算以及压应变下电子能带结构的演化（紧束缚近似预测），详细探讨了这种演化的机制。这可能表明，应变引起的能带位移导致的半金属调谐SrIrO 3薄膜上生长的SrTiO 3到LSAT衬底。我们的研究结果说明了SrIrO 3性能的可调谐性，并铺平了道路，以诱导新的物理状态SrIrO 3，如拟议的拓扑绝缘体状态的异质结构。
2014-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced polarization in strained BaTiO$_3$ from first principles
采用局域密度近似下的密度泛函理论计算了压外延应力下四元BaTiO体材料$_3$的结构、极化和带心声子.使用Berry相位形式主义计算的极化随着四方性的增加而增加，并且发现对于所考虑的最大压缩失配应变（-2.28%），极化增强了近70%。结果预计是有用的分析相干外延BaTiO $_3$薄膜和异质结构生长在钙钛矿衬底具有较小的晶格常数，如SrTiO $_3$。
2002-04-23 cond-mat.mtrl-sci
First-principles Study of Rashba Spin Splitting at Strained SrTiO3(001) Surfaces
利用第一性原理计算研究了压应变SrTiO $_3$（001）超薄膜中的Rashba自旋分裂.由于压缩应变的极化的效果导致具有大的Rashba自旋分裂的2DEG，其中片状载流子密度与异质结构LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$（$\sim10^{14}$ cm $^{-2}$）的数量级相同。一些定域表面态（SS）显示出大于100 meV $\cdot$的巨Rashba系数$α_R$。
2018-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of the Band Alignment of Strained and Strain-Compensated Gainnas QWS on Gaas and Inp Substrates
我们提出了一个比较的Ga 1-xInxNyAs 1-y的GaAs和InP衬底上的有源层在常规应变和应变补偿量子阱的情况下的能带排列。计算结果表明，InP衬底上的拉伸应变Ga_（1-x）InxNyAs_（1-y）量子阱的能带取向优于GaAs衬底上的压缩应变Ga_（1-x）InxNyAs_（1-y）量子阱，并且两种衬底都提供了更深的导电阱。因此，当需要TM偏振时，从能带对准的观点来看，InP衬底上的In浓度x<=0.53的拉伸应变Ga 1-xInxNyAs 1-y量子阱可以安全地使用。我们的计算结果也证实了应变补偿可以用来平衡阱材料中的应变，特别是改善了GaAs衬底上的稀氮化物Ga_（1-x）In_xNyAs_（1-y）有源层的能带取向。我们的计算启发了N基激光器的内在优势，并提供了传统的应变和应变补偿的GaAs和InP衬底上的Ga 1-xInxNyAs 1-y激光器系统作为高温操作的理想候选者。
2006-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Uncovering the origin of interface stress enhancement and compressive-to-tensile stress transition in immiscible nanomultilayers
本研究通过化学精度神经网络势的原子模拟，揭示了不混溶Cu/W纳米多层膜中界面混合与亚稳相形成对界面应力的作用，解释了压拉应力转变及极高界面应力的实验现象。
2024-06-21 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Si(111) strained layers on Ge(111): evidence for c(2x4) domains
采用扫描隧道显微镜、低能电子衍射和第一性原理计算相结合的方法研究了生长在Ge（111）衬底上的张应变Si（111）层。它示出的层表现出c（2 × 4）域，这是由畴壁沿方向分开<-110>。提出了一种c（2x 4）畴的模型结构，该结构具有较低的形成能，与实验数据吻合较好。计算结果表明，Ge原子很可能取代Si原子，使其表面形成悬挂键（剩余原子和吸附原子），从而显著降低表面能，诱导畴壁的形成。实验和计算表明，当表面应变由压应变转变为拉应变时，（111）重构由二聚体-吸附原子-堆垛层错结构转变为吸附原子-堆垛层错结构。
2017-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Orbital-ordered ferromagnetic insulating state in tensile-strained SrCoO$_{3}$ thin films
在环境压力下，体SrCoO $_{3}$是立方钙钛矿结构的铁磁（FM）金属。相比之下，磁性能的外延SrCoO $_{3}$薄膜，特别是在高拉伸应变（$\varepsilon \gtrsim 3$ \%），仍然不清楚：以前的计算预测反铁磁（AFM）状态更积极有利，在这个制度，但最近的实验表明FM绝缘状态。在这项工作中，使用第一性原理计算，我们进行了广泛的搜索SrCoO $_{3}$薄膜的结构，自旋，磁性和轨道状态。计算结果表明，在$0 < \varepsilon \lesssim 2.5$ \%时，SrCoO $_{3}$倾向于FM半金属态，中间自旋（类$t_{2g}^{5}e_{g}^{1}$）Co表现出$d^{6}\underline L$特征.在$\varepsilon \gtrsim 2.5$ \%处，具有高自旋（类$t_{2g}^{4}e_{g}^{2}$）Co的FM绝缘状态占主导地位。这种FM绝缘状态是通过复杂的轨道排序，合作Jahn-Teller扭曲，和八面体倾斜所有三个晶体轴。
2022-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First-principles study of the thermoelectric properties of strained graphene nanoribbons
我们通过应变工程研究了扶手椅型石墨烯纳米带AGNR-N（N=4-12，宽度范围为3.7 - 13.6 μ m）的输运性质，特别是热电优值ZT，其中N是跨越AGNR宽度的碳二聚体线的数量。我们发现，拉伸应变施加到AGNR- $N$改变输运性质通过修改电子结构和声子色散关系。拉伸应变增加了N= 3 p和N= 3 p +2的AGNR- $N$族的ZT值，其中$p$是整数。我们的分析基于精确的密度泛函理论计算提出了一种可能的途径，以提高ZT值的AGNR- $N$的潜在热电应用。
2013-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Chain level insights into tensile-compressive asymmetry in glassy and semicrystalline polymers
使用分子动力学模拟，我们提供了链级的见解的不同之处，在重排聚合物的单轴拉伸和压缩变形下，在玻璃和半结晶样品的不同链长。聚合物在拉伸和压缩下的组织结构是明显不同的。链沿着拉伸轴对齐，导致它们的键和端到端矢量的净全局有序化，而在压缩下，聚合物将它们自身排列在垂直于压缩轴的平面中，导致键和链端到端矢量的反有序化的出现。此外，聚合物在张力下展开的程度更大，并且与压缩下的链相比，它们变形更少。这两个响应之间的差异强烈依赖于链长，并且在中间链长处最大。
2019-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Local tetragonal distortion in La_{0.7}Sr_{0.3}MnO_3 strained thin films probed by x-ray absorption spectroscopy
我们报告的角度分辨X射线吸收光谱研究的$La_{0.7}Sr_{0.3}MnO_{3}$薄膜外延生长的脉冲激光沉积在轻微失配的衬底，诱导拉伸或压缩应变。XANES光谱给出了$MnO_{6}$八面体内的四面体畸变的证据，拉伸和压缩应变具有相反的方向。定量分析，建立了反映应变的四边形畸变模型。拉伸基底的EXAFS数据证实了$Mn-O$平均键距的变化和$Mn-Mn$长度的增加与晶胞参数的增大相匹配。根据这些结果，我们得出结论，$Mn-O-Mn$角没有显著变化。我们的观察冲突的情况下，这个角度是主要的驱动参数的锰氧化物薄膜性能的敏感性，外部应变，并建议内的八面体的变形中起着关键作用的运输和磁性的修改。
2004-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Computational study of (111) epitaxially strained ferroelectric perovskites BaTiO3 and PbTiO3
用密度泛函理论计算了PbTiO 3和BaTiO 3在（111）外延应变下的相变行为。从+0.015的拉伸应变到-0.015的压缩应变，PbTiO 3经历了从C2到两个Cm再到R3 m的相变。总极化被认为是几乎独立的应变。对于相同的应变范围，BaTiO 3经历从单一Cm相，通过R3 m，然后到R-3 m的相变。在这种情况下，压缩应变的施加抑制并且然后完全抑制向非极性R-3 m相转变时的极化。
2008-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Effect of the lattice misfit on the equilibrium shape of strained islands in Volmer-Weber growth
我们已经研究了在不完全润湿的情况下（Volmer-Weber生长模式）生长在异质衬底上的三维金字塔岛屿的平衡形状上的失配的影响。我们已经发现，拉伸岛具有较小的纵横比相比，压缩岛由于其更好的粘附到衬底。连续层的平均应变随厚度的减小，压缩岛比拉伸岛快。应变随厚度迅速减小，结果是，在一定高度以上，金字塔的上层实际上变得不受应变，并且不会有助于上基部的进一步减小。因此，截顶棱锥预计不会转换为完整棱锥。我们的结果与不同系统的实验观测结果符合得很好。
2010-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric transport in strained Si and Si/Ge heterostructures
通过详细的第一性原理计算研究了体硅在[111]方向应变下的各向异性热电输运性质，重点关注功率因数的可能提高。电子以及空穴掺杂进行了研究，在一个广泛的掺杂和温度范围。在低温和低掺杂的增强的功率因数，得到的压缩和拉伸应变的电子掺杂的情况下，在空穴掺杂的情况下的压缩应变。对于热电更重要的高温和高掺杂制度的功率因数的轻微增强，仅发现在小的压缩应变下的功率因数整体上对施加的应变是鲁棒的。为了进一步研究[111]取向Si/Ge超晶格的各向异性热电输运。在空穴掺杂下，由于量子阱效应，交叉面功率因数被显著抑制，而在电子掺杂下，交叉面功率因数被显著提高，据此，我们给出了电子掺杂[111]取向Si/Ge超晶格在$T=\unit[300]{K}$和$T=\unit[900]{K}$下的ZTPDMATHABMM和ZTPDMATHABMN的优值.所有结果进行了讨论的能带结构的功能。
2012-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Hydroxylation-driven surface reconstruction at the origin of compressive-to-tensile stress transition in metal oxide nanoparticles
研究利用MgO的神经网络原子间势证明水吸附引发的表面羟基化导致晶面转变，使表面应力由正转负，其预测的晶格应变与实验相符，为多领域应用提供指导。
2025-03-06 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Compressive Splitting in Brittle Solids: The Inverse of Wrinkling in Sheets
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；University of Colorado（科罗拉多大学）；Army Research Laboratory（陆军研究实验室）
本研究揭示脆性固体压缩劈裂源于夹紧压板抑制泊松膨胀产生的内部拉应力，提出预测强度定律，并经多种材料验证，表明其为几何控制的弹性过程。
2026-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Strong enhancement of direct magnetoelectric effect in strained ferroelectric-ferromagnetic thin-film heterostructures
本文用非线性热力学理论描述了铁电薄膜在铁磁衬底上加磁场时，由于极化变化而产生的直接磁电效应。它示出的ME响应强烈地依赖于膜的初始应变状态。的ME极化系数的异质结构，包括Terfenol-D基板和压缩应变锆钛酸铅（PZT）薄膜，稳定在平面外的极化状态，被发现是可比的散装PZT/Terfenol-D层压复合材料。同时，ME电压系数达到50 V/（cm Oe）的巨大值，这大大超过了所观察到的块状复合材料的最大静态ME系数。这一显着的特点是解释了一个有利的组合相当大的应变敏感性的极化和低的电容率在压缩应变PZT薄膜。该理论还预测，在不同的铁电相之间的应变诱导的转变的ME系数进一步急剧增加。
2009-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Coupled magnetic-ferroelectric metal-insulator transitions in epitaxially-strained SrCoO$_{3}$ from first principles
采用第一性原理计算了钙钛矿结构SrCoO $_{3}$的外延应变相图。通过结合大的自旋-声子耦合与极化-应变耦合和带隙耦合到极性畸变，拉伸和压缩外延应变被认为是驱动体铁磁-金属（FM-M）相反铁磁-绝缘-铁电（AFM-I-FE）相，后者具有异常低的弹性能。在这些耦合的磁性-铁电金属-绝缘体相边界处，预期对所施加的电场和磁场以及应力的交叉响应。特别地，施加到AFM相的磁场或压缩单轴应力可以诱导绝缘体-金属转变，并且施加到FM-M相的电场可以诱导金属-绝缘体转变。
2011-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Large tensile strain induced monoclinic MB phase in BiFeO3 epitaxial thin films on PrScO3 substrate
研究了在正交晶系（110）oPrScO 3衬底上生长的张应变BiFeO 3薄膜的晶体结构和畴结构。所有薄膜都具有MB型单斜结构，109 o条纹畴沿[<$10]o方向取向。对于薄膜厚度小于~40 nm，存在良好的有序域证明了卫星峰在同步辐射X-射线衍射研究的检测。对于较厚的膜，仅检测到来自倾斜畴的布拉格反射。使用平面电极，测得MB相的面内极化率为85 μ C/cm ~ 2，远大于压应变BiFeO_3薄膜的面内极化率。我们的研究结果进一步揭示了衬底的单斜畸变在菱形铁电外延薄膜的条纹畴形成中起着重要的作用，这也为理解其他功能氧化物薄膜中弹性畴结构的演化提供了线索.
2013-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Density functional theory analysis of flexural modes, elastic constants, and corrugations in strained graphene
采用从头算密度泛函理论分析了单层和双层石墨烯的弯曲模式、弹性常数和原子波纹。弯曲模式的频率对压缩应力敏感;其在应力下的变化可通过基于经典弹性理论的简单模型与异常热膨胀相关[Phys. Rev. B 86，144103]。在压缩条件下，弯曲模式是负责长波长的波纹与一个大的振幅和显着的非谐行为。这是比较产生的热波动和轻杂质（氢）的吸附波纹。后者的典型值在亚埃区域，而与弯曲模式相关的最大波纹在压缩应力下快速增加到几埃，这是由于弯曲模式的固有不稳定性
2013-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Robust ferromagnetism in highly strained SrCoO3 thin films
外延应变是控制过渡金属氧化物磁性和电子态的重要途径。然而，大的应变通常伴随着氧空位形成能的强烈降低，这阻碍了对其本征性质的直接操纵。在这里，使用后沉积臭氧退火方法，我们得到了一系列的氧化学计量比的SrCoO 3薄膜的拉伸应变高达3.0%。我们观察到一个强大的铁磁基态在所有应变薄膜，而有趣的是，随着拉伸应变的增加，拉伸应变触发了一个明显的金属到绝缘体的转变。因此，持续的铁磁态跨越电过渡表明，磁性状态是直接相关的本地化的电子，而不是巡回的，然后要求进一步调查的内在机制，这种磁性化合物超越双交换机制。
2020-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain effect on power factor in monolayer $\mathrm{MoS_2}$
采用局域密度近似（LDA）和自旋轨道耦合（SOC）方法研究了单层$\mathrm{MoS_2}$的电子结构和热电性质（包括压应变和张应变）与双轴应变的关系. LDA和LDA+SOC结果均表明$\mathrm{MoS_2}$是一种晶格常数优化的直接带隙半导体。研究发现，SOC对功率因数有重要影响，在n型掺杂时，SOC可以提高功率因数，但对p型掺杂有明显的不利影响。压应变和拉应变都能引起直接-间接能隙转变，对功率因数有显著影响。计算结果表明，在直接-间接带隙转变的临界应变下，压应变能显著提高n型掺杂的功率因数，而拉应变能显著提高p型掺杂的功率因数。这些可以解释为应变引起的偶然简并，这导致改进的塞贝克系数。计算结果表明，n型掺杂比p型掺杂能提供更好的功率因数。这些结果使我们相信，n型掺杂可以通过压应变改善单层$\mathrm{MoS_2}$的热电性能。
2016-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Antiferroelectricity and ferroelectricity in epitaxially strained PbZrO3 from first principles
密度泛函计算进行研究的PbZrO 3的外延应变的效果。我们发现在实验可获得的外延应变的整个范围内，外延应变极性R3 c和非极性Pbam结构之间的能量差非常小，为-3% < η<4%。虽然铁电性有利于所有的压缩应变，拉伸应变之间的非极性基态和替代极性相产生一个强大的反铁电基态的小能量差。在薄膜中观察到的铁电性和反铁电性的共存归因于应变和退极化场效应的组合。
2014-05-14 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Investigations of the Atomic, Electronic, and Thermoelectric Properties of Equilibrium and Strained Bi2Se3 & Bi2Te3, with van der Waals Interactions
Bi 2 Se 3和Bi 2 Te 3是具有技术重要性的层状化合物，是优异的热电材料以及拓扑绝缘体。我们报告密度泛函理论计算的原子，电子和热电性质的应变块体和薄膜Bi 2 Se 3和Bi 2 Te 3，集中在一个适当的描述范德华相互作用。计算结果表明，考虑Cooper交换的van der Waals密度泛函能很好地再现未应变Bi_2Se_3和Bi_2Te_3的实验层间距.有趣的是，我们预测的原子结构是在更好的协议与实验确定的结构从Nakajima比从Wyckoff获得的，特别是对于Bi 2 Se 3的原子结构的差异定性地改变电子能带结构。使用Nakajima结构获得的能带结构和理论优化的结构，与使用Wyckoff结构获得的结构相比，与以前的光电发射测量报告更好地一致。通过对不同面内应变和单轴应变下Bi_2Se_3和Bi_2Te_3块体和薄膜的原子结构的优化计算，预测了块体和薄膜的电子带隙随面内拉伸应变而减小，随面内压缩应变而增大.我们还预测，使用半经典玻尔兹曼方法，Bi_2Te_3的n型塞贝克系数的大小可以通过压缩面内应变增加，而Bi_2Se_3的n型塞贝克系数可以通过拉伸面内应变增加。此外，面内功率因数的n掺杂的Bi2Se3可以增加与压缩单轴应变，而n掺杂的Bi2Te3可以增加的压缩面内应变。...
2013-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Minimum energy paths for dislocation nucleation in strained epitaxial layers
本文在二维原子模型中数值研究了具有晶格失配的应变外延层中位错成核的最小能量路径和能垒。采用基于排斥势最小化和轻推弹性带方法相结合的鞍点搜索方法，确定了不同过渡路径下从相干态到非相干态的应力松弛过程。最小的能量势垒导致一个单一的失配位错成核的最终状态的确定。观察到强的拉伸-压缩不对称性。这种不对称性可以理解为拉伸应变和压缩应变的性质不同的过渡路径。
2002-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Highly strained Ge micro-blocks bonded on Si platform for Mid-Infrared photonic applications
向Ge添加足够的拉伸应变可以将材料转变为在中红外波长范围内发射的直接带隙IV族半导体。然而，高应变Ge由于其大的晶格失配而不能直接在Si上生长。在这项工作中，我们已经开发出一种工艺的基础上Ge微桥应变再分布有意降落到Si衬底。然后可以部分蚀刻牵引臂以仅保留局部应变Ge微块。大的可调单轴应力高达4.2%的应变被证明键合在Si上。我们的方法允许设想集成应变锗硅平台的中红外集成光学。
2017-05-18 cond-mat.mtrl-sci
First principles investigation of ferroelectricity in epitaxially strained Pb$_2$TiO$_4$
本文用密度泛函理论研究了假设的Ruddlesden-Popper化合物Pb $_2$ TiO $_4$的结构和极化。计算了空间群为$I4/mmm$的高对称性K-$_2$-NiF-$_4$-型参考结构的带内声子.在理论基态晶格常数下，存在一个不稳定的红外激活声子。该声子冻结以产生$I2mm$铁电态。作为外延应变的函数，两个额外的铁电相被发现，与空间群$I4mm$和$F2mm$在压缩和拉伸应变，分别。
2005-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Ultra-low threshold cw and pulsed lasing in tensile strained GeSn alloys
GeSn合金是完全基于IV族元素的光发射器的最有前途的半导体。含大于8原子%的合金Sn具有基本的直接带隙，类似于常规的III-V族半导体，因此可以用于发光器件。在这里，我们报告的GeSn微盘激光器封装与氮化硅应力层产生拉伸应变。具有5.4at.%的300 nm GeSn层Sn是以约0.32%的压缩应变生长的间接带隙半导体，通过拉伸应变工程转化为真正的直接带隙半导体。在该方法中，低Sn浓度使得能够改进缺陷工程，并且拉伸应变在作为轻空穴带的价带边缘处提供低的态密度。在很低的光泵浦功率下，观察到了连续波和脉冲激光。发射波长为2.5 μ m的激光在ns脉冲激发下的阈值低至0.8kWcm^-2，在cw激发下的阈值低至1.1kWcm^-2。这些阈值是两个以上的数量级低于那些先前报道的散装GeSn激光器，接近这些值获得的III-V族激光器在Si上。研究结果表明了在硅光子学平台上实现硅基激光源单片集成的可行性和指导意义。
2020-01-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Electronic reconstruction and interface engineering of emergent spin fluctuations in compressively strained La$_3$Ni$_2$O$_7$ on SrLaAlO$_4$(001)
University of Florida（佛罗里达大学）
研究压缩应变对La$_3$Ni$_2$O$_7$电子结构和自旋相关函数的影响，揭示界面重构对超导体成核的关键作用。
2025-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Structural phases of strained LaAlO3 driven by octahedral tilt instabilities
采用第一性原理密度泛函方法研究了外延应变对[001]取向LaAlO 3的影响。我们发现了一系列的结构相变特征在于由不同的模式的AlO 6八面体的倾斜状态之间。通过调整双轴应变从压缩到拉伸，我们诱导的晶体结构中的倾斜轴的变化，从面外到面内，对应于空间群I4/mcm和Imma的演变。我们还研究了通常的双轴外延约束的单轴弛豫的效果，并探讨这作为一种机制，选择性地稳定不同的八面体倾斜模式。
2010-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric transport of strained CsK$_2$Sb: The role of electron velocities and scattering within extended Fermi surfaces
本研究利用第一性原理计算揭示压缩应变通过调控 CsK$_2$Sb 的能带、费米速度与散射，显著提升 n 型并小幅提升 p 型热电性能。
2025-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Compressive strain-induced metal-insulator transition in orthorhombic SrIrO3 thin films
我们研究了外延正交SrIrO 3薄膜在压应变下的电子性质。亚稳态，正交SrIrO 3薄膜的合成在各种基板上使用epi稳定技术。我们已经观察到，随着面内晶格压缩的增加，薄膜的直流电阻率（\r{ho}）增加了几个数量级，并且d \r{ho} /dT从正值变为负值。然而，光学吸收光谱显示德鲁德样，金属响应没有光学间隙开放的所有压缩应变薄膜。在磁场下的输运测量表明，压缩应变薄膜在低温下具有负磁阻效应。我们的研究结果表明，弱局域化是负责应变诱导的金属-绝缘体转变的正交SrIrO 3薄膜。
2014-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Intrinsic Origin and Enhancement of Topological Responses in Ferrimagnetic Antiperovskite Mn4N
本研究利用第一性原理计算揭示了反钙钛矿Mn4N中AHE和ANE的内禀起源，发现应变可显著增强AHE，其非单调特征源于Berry曲率演化及新Weyl点的形成与移动。
2023-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Structural and electronic properties of epitaxially-strained LaVO_3 from density functional theory and dynamical mean-field theory
采用密度泛函理论和动力学平均场论研究了外延应变对LaVO 3晶体结构和电子性质的影响。两种不同的生长取向的晶体被认为是，一个保持体Pbnm空间群对称性和另一个引起的对称性降低到P2_1/m。在CFDFT结构中，对于这里考虑的所有拉伸应变，以及对于小于-3%的压缩应变，两种生长取向同样有利。对于较强的压缩应变，P2_1/m取向是有利的，并显示出完全抑制八面体倾斜沿面外方向。磁有序结构没有显示出完全的倾斜抑制，但趋势表明在压缩应变下平面外V-O-V键角类似地减小。我们的DMFT计算表明，在符合室温实验，体顺磁性莫特绝缘状态的LaVO_3是强大的对外延应变可达到的薄膜，因为轨道波动的抑制抵消了带宽增加的效果与压缩应变。在较强的压缩应变下，P2_1/m几何构型中的V-O-V键的拉直干扰了轨道波动的抑制，因此更强烈地扰动Mott相，尽管不足以实现金属相。
2015-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Density Functional Theory study on the electronic structure and thermoelectric properties of strained Mn4Si7
采用密度泛函理论（DFT），通过求解Boltzman输运方程（BTE），研究了应变对高锰硅化物（HMS）Mn 4 Si 7电子结构和热电性能的影响.我们发现拉伸应变会使禁带宽度减小，而压缩应变对禁带宽度的影响不大。发现Seebeck系数随着温度的升高而增大，这与实验结果非常一致。电导率和功率因数表现出高度的各向异性，其中面内方向更占主导地位。解释了由于价带最大值（VBM）处能带色散的变化导致的面内和面外方向电导率的不同行为。
2016-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Characterization of electronic structure of periodically strained graphene
我们通过将多晶石墨烯包裹在具有周期性为600 nm的重复柱状结构的衬底上来诱导多晶石墨烯中的周期性双轴拉伸应变。使用拉曼光谱，我们确定在石墨烯中引入了0.4%至0.7%范围内的双轴应变。其能带结构的特征在于使用光电发射从价带，在次级电子发射的位移，和X射线吸收从碳1s水平的未占用的石墨烯导带。据观察，相对于未应变的石墨烯，应变石墨烯在价带和导带中具有更高的功函数和更高的态密度。我们测量了应变和非应变石墨烯的电导率响应于栅极电压，并将其行为的变化与电子结构的变化相关联。从这些数据集，我们提出了一个简单的能带图表示周期性双轴应变的石墨烯。
2015-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced increase of dielectric constant in EuO thin film
近年来，高应变一氧化铕作为一种强铁电-铁磁材料，应用于下一代存储器件，其晶格动力学研究引起了固态电子学的极大关注。研究了10 ~ 200 K温度范围内拉伸应变对脉冲激光沉积EuO薄膜介电性能的影响。当薄膜厚度减小到8 nm时，观察到近3%的面外晶格压缩，这可能是由于薄膜和LaAlO 3衬底之间的晶格失配引起的.薄膜的电容和损耗因子的温度和频率依赖性揭示了在100 K以下电子和离子极化的主导作用。在应变膜上制作的叉指电容器显示出几乎50%的电容增加相比，放松的，这对应于一个相当大的增加的介电常数引起的面内拉伸应变。根据Lyddane-Sachs-Teller关系，由于拉伸应变，EuO晶格的面内极化横声子模的软化可能对这种行为有主要贡献。
2019-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Impact of Minority Carrier Lifetime on the Performance of Strained Ge Light Sources
我们从理论上研究了缺陷限制载流子寿命对锗（Ge）光源（特别是LED和激光器）性能的影响。对于锗LED，我们表明，提高材料质量可以提供更大的增强比技术，如拉伸应变，提高锗光发射的领先方法。即使对于如此严重应变以致于其变成直接带隙半导体的Ge，典型外延Ge的~1 ns缺陷限制的载流子寿命也将LED内部量子效率限制为小于10%。相反，如果外延Ge载流子寿命可以增加到其体值，内部量子效率超过90%成为可能。对于锗激光器，我们表明，缺陷限制寿命变得越来越重要的拉伸应变的介绍，这种缺陷限制寿命必须得到改善，如果应变的全部好处是要实现的。相反，我们表明，提高材料质量取代了大部分的实用程序的n型掺杂锗激光器。
2015-06-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Systematic {\em ab initio} study of the phase diagram of epitaxially strained SrTiO$_3$
我们采用密度泛函理论和局域密度近似方法研究了在失配应变下SrTiO $_3$的结构和铁电性质。反铁电畸变（AFD）和铁电（FE）的不稳定性被认为是。氧八面体的旋转和原子的运动在固定的面内晶格常数的约束下完全弛豫。我们发现了一个丰富的失配应变诱导相变序列，并得到只有当AFD失真被考虑在内。我们还发现，压缩失配应变诱导铁电性的四方相的低温相，而拉伸应变诱导铁电性的正交相。计算出的FE极化的四方相和正交相的应变的大小单调增加。AFD旋转角的氧八面体在四面体相的急剧增加的失配应变从拉伸到压缩应变区域，而它略有下降，在正交（FO 4）相。这揭示了为什么在外延应变的SrTiO $_3$的极化会更大时，施加拉伸应变，因为AFD变形被发现，以减少FE的不稳定性，甚至完全抑制它在小应变区。最后，我们的平均极性失真和电荷密度分布的分析表明，钛-O和Sr-O层的FE极化显着贡献。
2006-07-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tensile strain induced changes in the optical spectra of SrTiO3 epitaxial thin films
以KTaO 3（100）单晶衬底上13 nm厚的SrTiO 3薄膜为例，研究了双轴拉伸应变对超薄外延薄膜光学功能和带边跃迁的影响。光学功能由椭圆偏振光谱技术测定。结果发现，拉伸应变的结果在低能量的带隙光学跃迁到更高的能量和降低在可见光区的折射率的移动。应变SrTiO 3薄膜和同质外延无应变SrTiO 3：Cr（0.01% at.）沉积在SrTiO 3（100）单晶衬底上的薄膜表明，这种变化与工艺缺陷或厚度减小无关。所观察到的效果是连接在最低的导电和顶部的价带，这是由于在拉伸应变诱导的超薄外延SrTiO 3膜的面内晶格常数和/或极性相的发病增加的变化。
2009-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Octahedral rotation patterns in strained EuFeO3 and other Pbnm perovskite films: Implications for hybrid improper ferroelectricity
我们报道了在Pbnm型钙钛矿薄膜中外延应变与同相旋转轴的晶体学取向和A位位移之间的关系。在立方或菱面体衬底上的EuFeO 3薄膜在2%压缩到0.9%拉伸的应变状态下的同步辐射衍射测量表现出a-a+c-和a+a-c-旋转模式的组合。我们比较EuFeO 3的行为与以前报道的实验和理论工作的应变Pbnm型薄膜上的非正交衬底，以及额外的测量从LaGaO 3，LaFeO 3，和Eu0.7Sr0.3MnO3薄膜SrTiO 3。从不同的材料系统编译的结果揭示了一个一般的应变依赖性，其中压缩应变强烈有利于a-a+c-和a+a-c-旋转模式和拉伸应变弱有利于a-a-c+结构。相比之下，EuFeO 3膜生长在Pbnm型GdScO 3下2.3%的拉伸应变采取从基板上压印的均匀的a-a+c-旋转图案，尽管应变能的考虑，有利于a-a-c+图案。这些结果表明，使用基板压印作为一个更强大的路线比应变调整晶体取向的八面体旋转和A-网站的位移需要实现旋转诱导的混合不适当的铁电性氧化物异质结构。
2016-06-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Evolution of Non-Equilibrium Profile in Adsorbate Layer under Compressive Strain
我们调查的时间演变的初始步骤配置文件分离的裸衬底区域从其余的压缩应变吸附质层附近的相称到不相称的过渡。通过布朗分子动力学模拟确定了作为失配、覆盖率和衬底势强度的函数的轮廓演化速率。我们发现这些结果与Pb/Si（111）系统的结果定性相似。通过在边界处的畴壁产生及其随后扩散到吸附物层内部，可以理解非平衡轮廓的极快的时间演化和尖锐性。
2012-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Orbital control in strained ultra-thin LaNiO$_3$/LaAlO$_3$ superlattices
在追求轨道极化的合理控制，我们提出了相关的金属LaNiO $_3$和带绝缘体LaAlO $_3$的单晶胞超晶格的实验和理论研究相结合。极化的X射线吸收光谱显示在应变下的轨道响应中的明显的不对称性。一个分裂的轨道能量符合八面体扭曲的情况下，压缩应变。与此形成鲜明对比的是，对于拉伸应变，没有分裂被发现，虽然存在一个强的轨道极化。包括Hubbard U项的密度泛函理论计算表明，这种不对称性是应变和限制的相互作用的结果，诱导八面体旋转和扭曲以及改变界面Ni-O-Al顶端氧的键合中的共价性，导致拉伸应变在Ni位点处的电荷分散。
2012-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferroelectricity in [111]-oriented epitaxially strained SrTiO$_3$ from first principles
利用第一性原理密度泛函理论计算研究了双轴应变对[111]取向SrTiO $_3$低温结构和铁电性能的影响。我们发现，[111]双轴应变，可实现沿[111]方向的相干外延生长，诱导结构的扭曲SrTiO $_3$，不存在于无论是散装或[001]取向的SrTiO $_3$。在[111]双轴应变下，SrTiO $_3$在拉伸应变下表现出铁电性，在压缩应变下表现出顺电性。我们计算了SrTiO $_3$的声子谱和宏观极化随[111]双轴应变的变化，并将我们的结果与Pertsev，Tagantsev和Setter [Phys.Rev.B61，825（2000）; Phys.Rev.B65，219901（2002）]的自由能唯象模型的预测相关联。
2019-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Near-Room Temperature Ferromagnetic Insulating State in Highly Distorted LaCoO2.5 with CoO5 Square Pyramids
氧空位的专门控制是复杂氧化物薄膜功能化的重要途径。众所周知，拉伸应变显著降低氧空位形成能，而压缩应变起次要作用。因此，通过从压缩应变膜提取氧来进行原子重构是具有挑战性的。在这里，我们报告了一个意想不到的LaCoO2.5相，通过在真空中退火的压缩应变LaCoO 3与一个类似于玻璃的氧空位有序。的协同倾斜和变形的CoO 5四方锥与大的La和Co的位移量化使用扫描透射电子显微镜。CoO 5方锥体的面内大膨胀削弱了晶场分裂，促进了Co2+的有序高自旋态，其产生居里温度为~284 K和饱和磁化强度为~0.25 μB/Co的绝缘铁磁态。这些结果表明，从压缩-应变氧化物提供了产生意想不到的晶体结构和新颖功能的机会。
2021-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Atomistic Mechanisms of Stress-Dependent Molten Salt Corrosion in NiCr Alloys
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Idaho National Laboratory（爱达荷国家实验室）
研究揭示了应力状态对熔融盐中晶界腐蚀的影响，通过分子动力学模拟发现拉伸应力加速晶间腐蚀，而压缩应力抑制腐蚀，通过表面层形成限制盐渗透。
2026-04-17 cond-mat.mtrl-sci
