The origin of the lattice thermal conductivity enhancement at the ferroelectric phase transition in GeTe
IV-VI族热电材料接近结构相变是其大声子非谐性和固有低晶格热导率$κ$的主要原因之一。而在$700$ K附近的铁电相变处，GeTe的$κ$增加。使用第一性原理计算与温度相关的有效势方法，我们表明，这种上升的$κ$是负热膨胀的菱形相和增加的声子寿命在高对称相的后果。负的热膨胀增加声子群速度，这抵消了增强的声子模式的非谐性，并提高$κ$接近的相变中的菱形相。在立方相的非谐力常数的急剧下降增加的声子寿命和$κ$。在相变附近的强非谐性导致声子功率谱的非洛伦兹形状。为了解释这些影响，我们实现了一种新的方法计算$κ$的基础上的绿色-久保方法，并发现玻尔兹曼输运方程低估$κ$附近的相变。我们的研究结果阐明了结构相变对$κ$的影响，并为设计更好的热电材料提供指导。
2021-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Spin-resolved electronic structure of ferroelectric α-GeTe and multiferroic Ge1-xMnxTe
碲化锗具有特殊的自旋-轨道耦合效应和铁电晶格极化引起的对称性破缺，为电调谐和电开关自旋电子器件的研究开辟了广阔的前景。通过Mn掺杂α-GeTe主晶格，该系统成为具有磁电性质的多铁性半导体，其中电极化的强度、磁化强度和自旋织构相互耦合。采用自旋和角度分辨的光电子能谱在体和表面敏感的能量范围内，并通过改变偶极跃迁矩阵元素，我们解开体，表面和表面的电子结构的共振态，并确定选定的参数的自旋纹理。从我们的研究结果中，我们得到了一个适合实验数据和第一性原理理论预测的α-GeTe表面电子结构的综合模型，并讨论了Rashba型自旋分裂在外加B场和E场操纵下的非常规演化.
2017-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Acoustic-Soft Optical Mode Coupling Leads to Negative Thermal Expansion of GeTe near the Ferroelectric Phase Transition
GeTe是众所周知的铁电和热电材料，其在$\sim 600-700$ K下经历从菱面体到岩盐结构的结构相变。我们提出了第一性原理方法来计算GeTe的热膨胀在菱面体相的居里温度。我们发现的亥姆霍兹自由能相对于每个结构参数的方式类似于传统的Gr{ü}奈森理论的最小值，并占弹性常数的温度依赖性。我们得到了菱面体GeTe的结构参数随温度的变化，与实验结果非常吻合。特别是，我们正确地再现了负体积热膨胀附近的相变的GeTe。我们发现负热膨胀是由声学声子和软横光学声子之间的耦合引起的，这也是GeTe低晶格热导率的原因。
2018-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Thermal conductivity of GeTe/Sb$_{2}$Te$_{3}$ superlattices measured by coherent phonon spectroscopy
利用飞秒相干声子谱研究了GeTe/Sb $_{2}$ Te $_{3}$超晶格的晶格热导率。在非晶和晶态GeTe/$_{2}$ SL薄膜中获得的时间分辨瞬态反射率在太赫兹（THz）频率下具有皮秒退相时间的相干$A_{1}$光学模式。基于德拜理论，我们计算了晶格热导率，包括晶界散射、点缺陷散射、umklapp过程和声子共振散射。结果表明，在非晶SL的热导率是较小的温度依赖性，归因于占主导地位的声子缺陷散射。
2011-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon hydrodynamics in crystalline GeTe at low temperature
采用第一性原理密度泛函方法和线性化Boltzmann输运方程的直接解，系统地分析了GeTe晶体的低温热输运.广泛的热输运模拟，从室温到低温温度，揭示了在低温下GeTe声子流体动力学制度的出现。晶界散射的减少被发现发挥了至关重要的作用，随着umklapp和正常的散射在低温下的发散趋势，在容纳的流体动力学制度。正常，umklapp，和其他电阻过程的平均散射率被区分为一个宽范围（4 - 300 K）的温度和用于识别各种声子输运制度。因此，晶格热导率，声子传播长度，和热扩散率随温度的变化，与这些运输制度（弹道，流体动力学，和动力学），已被彻底调查。晶格热导率的模态分解和热扩散率随不同散射过程的区别揭示了GeTe中低温下主要声子模和声子散射过程的丰富信息。此外，动力学-集体模型被用来阐明声子散射的流体力学行为，通过集体和动力学的贡献的热输运性质的相对研究。在这种情况下，克努森数估计通过特征的非局域长度和晶粒尺寸，这进一步量化的声子热输运的一致的流体动力学行为的GeTe。最后，声子空位散射GeTe的实现，和空位被发现强烈影响的流体动力学窗口，同时将其他电阻散射机制。
2020-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Raman anomaly and characterization of magnetic phases in van der Waals ferromagnet Fe$_5$GeTe$_2$
Department of Physics, Birla Institute of Technology \& Science Pilani - K K Birla Goa Campus, Goa - 403 726, India
本研究通过温度依赖性拉曼光谱揭示Fe$_5$GeTe$_2$中150 K处的拉曼异常现象，并探讨其与110 K附近异常晶格膨胀的关系，为自旋电子器件应用提供关键依据。
2025-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and Thermal Properties of $\text{GeTe/Sb}_{2}\text{Te}_{3}$ Superlattices by ab-initio Approach: Impact of Van der Waals Gaps on Vertical Lattice Thermal Conductivity
在过去的十年中，一些工作已经集中在探索$\text{GeTe/Sb}_{2}\text{Te}_{3}$超晶格（SL）的材料和电学性质，特别是因为一些第一器件实现展示了有趣的性能，如快速开关速度，低能耗，和非易失性。然而，这种基于SL的设备中的切换机制仍在争论中。在这项工作中，我们研究的原型$\text{GeTe/Sb}_{2}\text{Te}_{3}$ SL，从根本上分析其电子和热性质的从头计算方法。我们发现，电阻对比度是小的$\text{GeTe/Sb}_{2}\text{Te}_{3}$，因为一个小的电子间隙（约0.1 eV）和随之而来的半金属般的行为的不同阶段之间。同时，面外晶格热导率相当小，而在不同相之间变化高达四倍，从0.11到0.45 W/m $^{-1}$ K $^{-1}$，与单元块中的范德华（VdW）间隙的数量密切相关。这些发现证实了在$\text{GeTe/Sb}_{2}\text{Te}_{3}$超晶格器件中可实现的热改进的重要性，突出了材料堆叠的影响和VdW间隙对相变存储器单元的热工程的作用。
2021-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigation of Softer Lattice Dynamics in Defect Engineered GeTe Crystals
本文结合 Raman、MLMD/TDEP、比热与电阻率分析两种非化学计量比 GeTe，证明更高 Ge 空位浓度会增强晶格软化与非谐三声子散射。
2025-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic Signature for Local-moment Magnetism in van der Waals Ferromagnet Fe$_3$GeTe$_2$
范德华铁磁体Fe $_3$ GeTe $_2$由于其复杂的磁性、电子学和拓扑学性质，近年来引起了人们的广泛关注。在这里，使用高分辨率角分辨光电子能谱，我们系统地研究了体材料Fe $_3$ GeTe $_2$的电子结构的温度演化。我们观察到很大程度上分散的能带，缩小了1.6的因素相比，从头计算。当加热到225 K附近的铁磁转变时，我们观察到在大的能量范围内准粒子相干性的大量减少，这归因于系统中增强的磁涨落。值得注意的是，电子带几乎没有随着温度的升高而移动，这偏离了巡回斯通纳模型中的交换分裂图。我们认为，本地磁矩发挥了至关重要的作用，铁磁性的Fe $_3$ GeTe $_2$，尽管它的强烈巡回性质。我们的研究结果提供了重要的洞察力的电子和磁性的Fe $_3$ GeTe $_2$和阐明的一般理解巡游磁性相关材料。
2020-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of GeTe and Ag- or Sb-substituted GeTe studied by low temperature 125Te NMR
我们用$^{125}$ Te核磁共振（NMR）在1.5 - 300 K的宽温区从微观角度研究了Ge $_{50}$ Te $_{50}$，Ag $_{2}$ Ge $_{48}$ Te $_{50}$和Sb $_{2}$ Ge $_{48}$ Te $_{50}$的电子性质.从NMR位移（$K$）和核自旋晶格弛豫速率（1/ $T_1$）的温度依赖性，我们发现两个谱带对材料的物理性质有贡献。一个带重叠的费米能级提供的金属态，没有强的电子相关性被揭示的Korringa分析。另一个带通过$E_{\rm g}/k_{\rm B}$ $\sim$ 67 K的能隙与费米能级分离，这产生了类似于超导体的性质。第一性原理计算表明，金属带起源于Ge空位，而类超导带可能与费米能级附近的态密度精细结构有关。低温$^{125}$ Te NMR数据的材料在这里研究清楚地表明，Ag取代增加空穴浓度，而Sb取代降低它。
2016-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Forcibly driven coherent soft phonons in GeTe with intense THz-rate pump fields
提出了一种利用太赫兹抽运脉冲产生大振幅相干声子的实验方法，并研究了GeTe铁电体的相变动力学。当单个泵浦脉冲以不同的泵浦功率密度照射样品时，软声子的频率亚线性地降低，并且在较高的泵浦功率下饱和。相比之下，当太赫兹率泵浦脉冲序列以匹配的时间间隔照射样品以强制驱动振荡时，观察到声子频率的大红移而没有饱和效应。在用四个泵浦脉冲序列激发后，相干软声子变得强阻尼，导致近临界阻尼条件。该条件表明晶格被驱动到相变的前体状态。
2011-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Effect of characteristic size on the collective phonon transport in crystalline GeTe
采用第一性原理密度泛函方法结合动力学集体模型方法研究了GeTe晶体中特征尺寸变化对声子热输运的影响.声子热输运的特征尺寸依赖性揭示了一个有趣的集体声子输运制度，位于弹道和扩散输运制度之间。因此，已经进行了系统的研究，以描述声子流体力学的签名通过晶粒尺寸和温度之间的竞争效应。一个特征的非局域长度与声子流体力学和热波传播长度已被提取。声子流体力学和这些长度尺度之间的联系进行了讨论的克努森数。此外，在中间尺寸范围内，热导率作为特征尺寸的函数的标度关系作为流体动力学行为的强度的关键指标而出现。关于正常和电阻性散射率的比率已被用来理解这些不同的标度关系，这似乎控制的强度和显着的可见性的集体声子输运GeTe。该系统的研究强调了温度和特征尺寸对GeTe中声子流体力学的竞争效应的重要性，这可以更好地理解低热导率材料中声子流体力学及其控制参数的一般行为和后果。
2021-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Field-induced ultrafast modulation of Rashba coupling at room temperature in ferroelectric $α$-GeTe(111)
Rashba材料已经成为自旋电子学原型设备中自旋-电荷转换的理想场所。其中，$α$ -GeTe（111）是一种非中心对称的铁电（FE）半导体，其强自旋-轨道相互作用引起巨Rashba耦合。它的室温铁电性最近被证明是一种基于可切换极化的新型高能效非易失性存储器件。目前基于电场的应用，写入和读取过程可以通过使用飞秒（fs）光脉冲来胜过，这需要探索在该时间尺度上对铁电性的可能控制。本文利用时间和角度分辨光电子能谱（tr-ARPES）研究了$α$ -GeTe（111）的电子能带结构的室温瞬态动力学。我们的实验揭示了由表面光电压（SPV）介导的fs时间尺度上的Rashba耦合的超快调制，即对应于晶格畸变增强13%的增加。这为控制$α$ -GeTe（111）和量子异质结构中的FE半导体材料中的FE极化开辟了途径。
2022-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Thermal conductivity of amorphous and crystalline GeTe thin film at high temperature: Experimental and theoretical study
热输运性质在影响相变存储器（PCM）器件的性能方面具有关键作用，其中PCM操作涉及非晶相和晶相之间的快速且可逆的相变。在本文中，我们提出了一个系统的实验和理论研究的热传导性的GeTe在高温下，涉及快速变化，从非晶相的结晶相加热。采用调制光热辐射法（MPTR）对GeTe非晶相和晶相的高温热导率进行了实验测定。热边界电阻准确地考虑到实验的考虑。为了具体了解基本的物理机制，进行了严格而深入的理论练习。为此，第一性原理密度泛函方法和线性化玻尔兹曼输运方程（LBTE）采用直接和弛豫时间为基础的方法（RTA），并与现象学松弛模型。非晶相的实验数据已被描述使用的最小热导率模型具有足够的精度。理论估计涉及直接解决方案和RTA方法被发现，以及恢复的结晶GeTe在高温下的实验热导率的趋势，尽管略有高估和低估，分别与实验数据相比。空缺的贡献的粗略估计已被发现，以这样一种方式修改的直接解决方案，它与实验非常一致。Umklapp散射已被确定为显着的声子-声子散射过程。确定了GeTe在整个温度范围内的Umklapp散射参数，该参数可以唯一地确定和比较不同材料的Umklapp散射过程
2020-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Insight into the Role of Oxygen in Phase-Change Material GeTe
相变随机存储器（PCRAM）被认为是最有前途的下一代非易失性存储器，氧被广泛用于硫系相变材料的性能调节。然而，氧在写入-擦除过程中的微观作用，即，相变材料的晶态和非晶态之间的可逆相变还不清楚。以氧掺杂的GeTe为例，通过从头算总能量计算和从头算分子动力学模拟，在原子尺度上揭示了氧的作用.我们的主要发现是，在非晶化和随后的再结晶过程中，通过从头算分子动力学模拟，氧将一个Ge原子从其晶格位置中拖出来，两个原子留在原来被氧占据的Te空位附近的间隙区域中，形成“哑铃状”缺陷（O-VTe-Ge），这与在0 K下从头算总能量计算的结果形成了鲜明的对比，表明在GeTe晶体中，氧优先取代Te.这种特定的缺陷配置被认为是负责较慢的结晶速度，因此，在最近的实验工作中报道的氧掺杂的碲化锗的数据保留改善。此外，我们发现氧会增加载流子的有效质量，从而增加GeTe的电阻率。我们的研究结果揭示了相变材料GeTe的氧掺杂优化的微观机理，该机理可应用于其他三元硫系相变材料。
2016-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Conduction Band Structure and Ultrafast Dynamics of Ferroelectric $α$-GeTe(111)
本研究利用高重复频率极紫外飞秒激光的时间分辨ARPES，首次测定了铁电α-GeTe(111)全布里渊区的导带结构与0.85 eV间接带隙，探究了其非平衡载流子动力学及主导散射机制，为相关理论计算提供了实验参考。
2025-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of anisotropic effects in two-dimensional Fe$_3$GeTe$_2$ using $\bf{k}$-dependent Green's functions
本研究开发k依赖格林函数工具解决原子间格林函数方法的空间求和复杂问题，推导磁转矩矢量和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用表达式，在Fe₃GeTe₂单层验证稳定性并重现集体自旋激发特征长度。
2025-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Mie Scattering of Phonons by Point Defects in IV-VI Semiconductors PbTe and GeTe
固体中的点缺陷，如空位和掺杂剂，常常引起大的热阻。由于点缺陷占据的晶格位置的尺寸比声子波长小得多，固体中点缺陷对热声声子的散射被广泛认为是瑞利散射类型。在这种传统的看法相反，使用从头算格林函数的方法，我们表明，在PbTe和GeTe的点缺陷的散射表现出米氏散射的散射率和高度不对称的散射相函数的频率依赖性较弱。这些不寻常的行为发生，因为点缺陷引起的应变场可以延伸到远大于晶格间距的长距离。由于散射相函数的不对称性，在300 K时，当空位分数为1%时，广泛使用的弛豫时间近似在预测晶格热导率时出现了约20%的误差。结果表明，Ⅳ-Ⅵ族半导体中点缺陷的声子散射不能用简单的动力学理论和瑞利散射相结合的方法来描述。
2020-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Anisotropic electron-phonon coupling and chiral phonons in van der Waals room temperature ferromagnet Fe$_{5}$GeTe$_{2}$
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院核物理研究所）；Jawaharlal Nehru University（贾瓦哈拉尔·尼赫鲁大学）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）
本研究通过温度、波长和偏振依赖的拉曼测量及第一性原理计算，揭示了铁五锗碲中各向异性电子-声子耦合和手性声子的存在，以及其在范德瓦尔磁性材料中的应用潜力。
2026-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast dephasing of coherent optical phonons in atomically controlled GeTe/Sb$_{2}$Te$_{3}$ superlattices
利用反射型泵浦探测技术研究了GeTe/Sb $_{2}$ Te $_{3}$超晶格中相干光学声子的飞秒动力学.时间分辨瞬态反射率（TR）结果表明，生长态SL在5.10 THz和3.78 THz处具有相干的A $_{1}$模，而退火态SL在3.68 THz处只具有A $_{1}$单模.退火SL中的A $_{1}$模的衰减速率与温度有很强的相关性，而生长SL中的衰减速率与温度无关。这一结果表明，非晶超晶格中的相干A $_{1}$声子的阻尼是由声子-缺陷（空位）散射而不是非谐声子-声子耦合决定的。
2015-03-20 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Flat bands and magnetism in $\mathrm{\mathbf{Fe_4 Ge Te_2}}$ and $\mathrm{\mathbf{Fe_5GeTe_2}}$ due to bipartite crystal lattices
本研究发现 $\mathrm{Fe_{n=4,5}GeTe_2}$ 的晶格可近似为三个二分晶格堆叠，结合模型哈密顿量与第一性原理计算，揭示了费米能级附近的平带源于二分晶格并导致巡游铁磁性，且 Fe5 原子磁矩对库仑相互作用和压力敏感。
2023-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal cycling induced alteration of the stacking order and spin-flip in the room temperature van der Waals magnet Fe$_5$GeTe$_2$
该研究利用X射线与中子散射揭示，淬火Fe$_{5-δ}$GeTe$_2$首次冷却时在约110 K发生ABC到AA堆垛的不可逆一级转变，并解释其磁矩方向与居里温度变化。
2022-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coherent Phonon Control of Ultrafast Magnetization Dynamics in Fe$_\text{3}$GeTe$_\text{2}$ from Time-Dependent Ab Initio Theory
采用 rt-TDDFT 耦合 Ehrenfest 动力学研究二维铁磁体 Fe3GeTe2 的相干声子激发，发现预激发特定声子模式可在约 50 fs 内导致高达 53% 的额外自旋磁矩损失，其微观机制源于相干声子诱导的不对称自旋分辨电荷转移。
2024-03-22 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Lattice specific heat of carbon nanotubes
碳纳米管的晶格比热在Mahan和Jeon提出的微观模型中进行了评估，发表在2004年的Physical Review B上。声子被认为是单壁碳纳米管在扶手椅配置。正如预期的那样，低温和高温区域表现出不同的比热行为。碳纳米管还显示出非常有趣的晶格输运，这取决于直径，对于小直径具有相当高的热导率。
2006-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Broadband Phonon Scattering in PbTe-based Materials Driven Near the Ferroelectric Phase Transition by Strain or Alloying
设计具有低晶格热导率的材料的主要障碍是难以在整个频谱上有效地散射声子。使用第一性原理计算，我们表明，驱动PbTe材料的铁电相变的边缘可能是一个强大的战略来解决这个问题。我们通过将拉伸[001]应变施加到PbTe及其与另一种岩盐IV-VI材料PbSe的合金，以及通过将PbTe与菱形IV-VI材料GeTe合金化来说明这一概念。这在区域中心处诱导了非常软的光学模式，这增加了非谐波声光耦合并降低了所有频率下的声子寿命。我们预测，以所述方式驱动接近相变的PbTe、Pb（Se，Te）和（Pb，Ge）Te合金将具有比PbTe低得多的晶格热导率（2-3倍）。所提出的概念可能为开发更高效的热电材料开辟新的机会。
2019-03-22 cond-mat.mtrl-sci
The theory of surface heat capacity and its experimental verification. The scaling of specific heats of diamond lattice materials
比热的场（几何）理论是基于普适热和，这是一种新的数学工具，来自于具有封闭时间坐标的欧几里得四维时空中的演化方程。这一理论使得研究凝聚态物质热容的定标现象成为可能。本文重新讨论了金刚石晶格碳族元素比热的标度。用实验数据验证了天然金刚石和灰锡结垢特性的预测。这两种材料的比热准低温行为的温度的四次方被证实。本文用特征温度探讨了某些锌合金晶格化合物和金刚石晶格元素比热的标度现象。灰锡和锑化铟几乎相同的弹性性质是它们的热性质相似的原因，这使得提出灰锡热性质的理论成为可能。推导了二维物体的比热，并用于探讨表面热容。表面比热与物体的有效尺寸成反比，在理论和实验中都必须考虑。表面贡献的总比热，在足够低的温度下是立方的温度项，被证明是存在于灰锡和氯化钠，和两个天然金刚石粉末的数据集。
2021-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Critical Slowing of Spin Dynamics and Emergent Nonequilibrium Fano Interference in Fe3GeTe2
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校）；Indian Association for the Cultivation of Science（印度科学促进协会）；National Institute of Science, Education and Research（国家科学、教育和研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
研究Fe3GeTe2中电子激发与自旋、晶格相互作用的临界自旋动力学及非平衡Fano干涉机制，揭示磁序对电子连续谱和晶格响应的调控作用。
2026-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamics for isochorically heated metals: A model study
电子激发引起的金属键强度变化已经从密度泛函理论计算和实验中得到了预测和观察，但其微观机制还有待阐明。在这里，我们提出了一个极小模型，再现的fcc和bcc结构的金属作为电子热激发的结果的声子硬化和软化。我们解释了为什么声子模式软化的BCC结构的金属在N点。
2019-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Modeling heat transport in crystals and glasses from a unified lattice-dynamical approach
我们介绍了一种新的方法来模拟固体中的热传输，基于格林-久保线性响应理论。它自然桥梁玻尔兹曼动力学方法在晶体和艾伦-费尔德曼模型在玻璃中，利用原子间的力常数和正常模式线宽计算在机械平衡。与分子动力学不同的是，我们的方法自然而容易地解释了能量传输中的量子力学效应。我们的方法是仔细验证对晶体和非晶硅从平衡分子动力学的结果，在前一种情况下，从玻尔兹曼输运方程。
2019-05-22 cond-mat.mtrl-sci
Non-equilibrium heating path for utrafast laser-induced nucleation of skyrmion lattices
我们探讨了具有垂直磁各向异性的铁磁钴基三层膜中Skyrmion晶格的光致成核与螺旋度无关。使用原子自旋动力学模拟，我们表明，高温激发，随后的磁振子下降和非平衡弛豫，访问的超快激光激发与特定的持续时间和强度，可以导致生成一个skyrmion晶格稳定在室温下。成核窗口、拓扑密度和skyrmion极性可以另外通过外部磁场来操纵。我们的研究结果提供了深入了解skyrmionic激发在非零温度下的非平衡性质，并为其在信息技术中的应用铺平了额外的路线。
2020-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Lattice specific heat for the RMIn$_5$ (R = Gd, La, Y, M = Co, Rh) compounds: non-magnetic contribution subtraction
我们从理论上分析了用于获得给定磁性材料的磁性对比热的贡献的常见实验过程。在该过程中，测量非磁性模拟物的比热，并用于减去非磁性贡献，其通常由在宽温度范围内的晶格自由度主导。利用密度泛函理论计算了磁性化合物GdMIn $_5$（M = Co，Rh）、非磁性化合物YMIn $_5$和LaMIn $_5$（M = Co，Rh）的晶格比热.我们发现，最好的非磁性模拟减法取决于磁性材料和温度范围。虽然YRhIn $_5$的声子比热贡献是一个很好的近似的GdCoIn $_5$在整个温度范围内，对于GdRhIn $_5$，我们发现一个更好的协议与LaCoIn $_5$，在这两种情况下，作为质量和体积之间的最佳补偿效应的结果。我们目前的比热的化合物GdMIn $_5$（M = Co，Rh）的测量到室温下，它超过了预期的值从杜隆-珀蒂定律。当我们在计算中包括非谐效应时，我们得到了很好的理论和实验之间的协议。
2016-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Dynamical stability and low-temperature lattice specific heat of one-dimensional fullerene polymers
我们从理论上研究了一维富勒烯聚合物的动力学稳定性，通过计算声子色散关系的原子方法。我们发现，在以前提出的54个模型中只有7个模型[J. Phys. Chem. A 119，3048（2015）]是动态稳定的。结果表明，与单壁碳纳米管相比，它们的低温比热在更宽的温度范围内与温度的平方根成正比。
2017-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Specific heat of the skyrmion lattice phase and field-induced tricritical point in MnSi
我们报告的温度和磁场的比热，C（T，H）的依赖性的高精度测量，整个MnSi的磁相图。明显的异常确定了skyrmion晶格是一个热力学相。比热异常的演化，在相变释放的熵的场依赖性，和温度与场的依赖性的交叉线提供了一个三临界点在340 mT的内部磁场和温度为28.5 K的惊人的证据。这个三临界点的存在代表了helmagnetic Brazovskii转变的有力支持，即，在H = 0处的涨落诱导的一阶跃迁。
2013-04-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Heat current fluctuations and anomalous transport in low dimensional carbon lattices
采用分子动力学模拟和非平衡重要抽样方法研究了低维碳晶格的热输运。对于碳纳米管和石墨烯片的热传输被发现是异常的，违反傅立叶传导定律与系统尺寸相关的热导率和伴随的非线性温度分布。对于碳纳米管，发现热导率随着纳米管长度的平方根而增加，而对于石墨烯片，发现热导率随着片长度的对数而增加。特定的长度依赖性和非线性温度曲线将碳晶格置于具有非线性晶格模型的普适类中，并表明通过碳纳米结构的热传输更好地由Levy行走而不是简单的扩散来描述。
2019-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Micro- and Nanoscale Heat Transfer in Femtosecond Laser Processing of Metals
超快激光材料加工已经受到了极大的关注，由于在微米和纳米尺度的微型化设备的制造的需求不断增长。传统的唯象定律，如傅立叶热传导定律，在微尺度下受到挑战，应该采用双曲线或双相位滞后模型。在超快激光与金属相互作用过程中，电子和晶格处于不平衡状态。提出了各种可用于描述非平衡传热的双温模型。本文还提出了一个半经典的两步加热模型来研究超短激光加热引起的金属热输运。半经典和唯象双温模型之间的主要区别在于前者包括电子漂移的影响，这可能导致与后者在更高强度和更短脉冲激光加热下显着不同的电子和晶格温度响应。在较高的激光能量密度和/或短脉冲下，晶格温度可以超过熔点并且发生熔化。当晶格通过传导热量而冷却时，液相将重新凝固。研究了金薄膜和金微粒的超快熔化和再凝固。在更短的脉冲宽度下，飞秒激光对金属的加热产生了亚皮秒域中的热电子的爆炸力，该爆炸力与非平衡热流一起施加在金属晶格上。我们的工作，采用抛物两步加热模型来研究热电子爆炸的多层金属薄膜的效果也被提出。
2015-11-08 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Phonon-pump XUV-photoemission-probe in graphene: evidence for non-adiabatic heating of Dirac carriers by lattice deformation
我们调制的原子结构的双层石墨烯通过驱动其晶格在共振与面内E1 u晶格振动在6.3 μ m。使用时间和角度分辨光电子能谱（tr-ARPES）与极紫外（XUV）脉冲，我们测量的狄拉克电子附近的K点的响应。我们观察到，晶格调制导致异常的载流子动力学，与狄拉克电子达到较低的峰值温度和更快的速率相比，当激发远离声子共振或在单层样品中施加放松。冻结声子计算预测戏剧性的能带结构的变化时，E1 u振动的驱动，我们用来解释在实验中观察到的异常动力学。
2014-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering heat transport across epitaxial lattice-mismatched van der Waals heterointerfaces
经过特殊设计的2D材料为热管理提供了独特的物理特性，超越了天然材料。在这里，使用范德华外延，我们展示了基于晶格失配的Bi 2Se 3/MoSe 2超晶格和石墨烯/PdSe 2异质结构设计具有出色热阻的极绝缘超薄热超材料的能力（70-202 m^2K/GW）和超低的交叉面热导率（0.01-0.07 Wm^-1 K ^-1），与非晶材料相当。使用频域热反射和低频拉曼光谱得到的实验数据，紧束缚声子计算的支持下，揭示晶格失配，声子界面散射，尺寸效应，温度和界面热阻对跨平面散热的影响，揭示不同的热传输制度和长波长声子的主导作用。我们的研究结果提供了必要的见解新兴的合成和热表征方法和有价值的指导大面积异质外延范德华薄膜的不同材料的定制的热传输特性的发展。
2023-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unsteady ballistic heat transport in infinite harmonic crystals
本文研究了具有任意粒子数的无限谐振晶体中的热过程。初始粒子具有零位移和随机速度，对应于某些初始温度分布。我们的主要目标是计算动力学温度的空间分布，对应于单位细胞的自由度，在任何时刻。从晶格动力学方程的解导出了温度的近似表达式。它示出的温度表示为两项之和。第一项描述了由在短时间内局部过渡到热平衡引起的温度的高频振荡。第二项描述了由弹道热传输引起的温度分布的缓慢变化。它示出，特别是，局部温度值，对应于单位单元的自由度，通常是不同的，即使它们的初始值是相等的。分析结果支持的双原子链和石墨烯晶格的晶格动力学方程的数值解的结果。该理论可用于描述低缺陷浓度实际晶体中的非稳态弹道热输运。特别是，正弦温度分布的问题的解决方案可以用于正确的解释瞬态热光栅技术获得的实验数据。保留字：弹道热输运传热;谐波晶体;调和近似;多原子晶格;复晶格;动力学温度;瞬态过程;温度矩阵;不稳定热传输
2019-02-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.class-ph
