BCC vs. HCP - The Effect of Crystal Symmetry on the High Temperature Mobility of Solid $^4$He
本文报道了固体$^4$ He在1 K以上的扭振子（TO）实验结果。我们以前已经发现，单晶，一旦无序，显示出一定的流动性（去耦质量），即使在这些相当高的温度。单晶的去耦质量分数通常为20- 30%。在目前的工作中，我们进行了类似的测量多晶固体样品。多晶体的去耦质量要小得多，$\sim$ 1%，与其他小组观察到的相似。特别是，我们比较了与TO的旋转轴在不同的方向相对于重力生长的样品的属性。我们发现体心立方样品的退耦质量分数与旋转轴与重力的夹角无关。相比之下，当旋转轴和重力之间的角度在0和85度之间变化时，hcp样品显示出解耦质量分数的显著差异。固体中的位错动力学为这种各向异性提供了一种可能的解释。
2012-02-07 cond-mat.other
Upper limit of supersoldity in solid helium
在低温下，在含有固态氦的扭转振子中观察到的共振周期下降被解释为超固体的特征。然而，有人发现，剪切模量的增加，发现在固体氦在相同的低温下也可以减少扭转振荡器的谐振周期。我们报告的研究结果，在两个不同的扭转振荡器，专门设计，以尽量减少剪切模量的影响，并最大限度地提高任何可能的超固体响应。我们能够对$4\times10^{-6}$的非经典转动惯量或超固体分数设定上限。此外，我们对hcp $^3$ He固体重复了一个早期的实验，它显示出与hcp $^4$ He相似的低温硬化。我们发现，在hcp $^3$ He样品中测得的谐振周期的小下降在大小上与在hcp $^4$ He样品中发现的相当。这些结果强烈表明，在过去十年中，大多数扭转振子研究中报告的共振周期下降主要是剪切模量硬化效应的结果。
2014-07-08 cond-mat.other
Microscopic approach to the bcc phase of solid 4He
用路径积分Monte Carlo方法研究了定压、三种温度下固态~ 4 He的hcp和bcc相共存。两个阶段的主要能量和结构特性的微观结果的报告。hcp和bcc ~ 4 He之间的差别很小，但静态结构因子明显不同。当穿过相变线时，观察到每个粒子的动能和林德曼比的最显著变化，这两个变化都指向体心立方侧的相关性较低的量子固体。在hcp和bcc完全晶格中没有观察到非对角长程序。
2011-10-19 cond-mat.other
Elastic constants and supersolidity in solid hcp 4He
本文研究了固体\textit{hcp} $^4$ He的弹性常数，其摩尔体积范围从熔化到约14 MPa。感兴趣的属性是由平均值确定的，该平均值是由模型波函数的蒙特卡罗采样配置中的计算值形成的。偏离已知的弹性关系报告密度附近的超固体分数是最大的。这些结果进一步证明了超固态与弹性常数异常有关，并且两者都是单一物理过程的表现。
2012-03-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Lattice distortion in hcp rare gas solids
计算了He、Ar、Kr和Ar六方晶系的晶格畸变参数$δ\equiv c/a-\sqrt{8/3}$与摩尔体积的关系。半经验势和密度泛函理论的结果。我们的研究表明，$δ$是负的氦在整个压力范围内。然而，对于Ar、Kr和Ar，随着压力的增加，$δ$的符号从负变为正，在更高的压力下，其数量级迅速增长。
2009-11-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Observation of Mass Transport through Solid 4He
通过使用一种新的实验设计，一个提供的超流氦接触散装hcp 4 He的熔化曲线，我们已经观察到直流传输的质量通过一个充满固体4 He在hcp区域的相图的细胞。流动，表现出超流的特征，被认为是独立的方法来生长固体，但取决于压力和温度。温度依赖性表明滞后的可能性。
2009-04-28 cond-mat.other
Search for anisotropic effects of hcp solid helium on optical lines of cesium impurities
本文提出了用hcp ~ 4 He固体基质对铯原子的各向异性效应来揭示其核宇称违反的吸极矩。它还应该导致以取决于光偏振的方式分裂D2光激发线。利用包埋有金属铯颗粒的六方晶系定向氦晶体进行了实验研究。原子是通过激光溅射从这些颗粒中产生的。在1.0 ~ 1.4K的温度范围内，通过监测D2线950 nm处的荧光，在液/固共存压力下记录了D2线的吸收光谱。没有发现光偏振的显著影响，表明铯原子处于统计各向同性的无序固体环境。
2007-11-07 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Measurements on Melting Pressure, Metastable Solid Phases, and Molar Volume of Univariant Saturated Helium Mixture
在熔化压力下，浓度饱和的氦混合物由两个液相和一个或两个固相组成。平衡系统是单变量的，其性质唯一地依赖于温度。四个共存的相位可以存在于奇点上，这被称为四重点。熔融压力作为一个单变量系统，可以作为测温标准。与当前的参考物即纯$^3$ He相比，它将提供一些优点，特别是在低于1 mK的最低温度下。我们将浓度饱和氦混合物的熔化压力测量从10 mK扩展到460 mK。还记录稀液相的密度。在T=294 mK和P=2.638 MPa的熔化压力下，可以清楚地看到平衡晶体结构从hcp转变为bcc的效应。我们观察到在这一点附近存在亚稳固相。没有证据表明在400 mK附近存在另一个有争议的四重点。在低温下，实验结果与我们以前的计算结果吻合得很好，但在200 mK以上时有偏差。
2016-01-30 cond-mat.other
A microscopic description of vacancies in solid 4He
用量子蒙特卡罗方法研究了空位对六角晶系固体4 He性质的影响。我们的研究结果表明，空位的引入产生显着的变化，在固体4 He的行为，即使当空位浓度很小。我们发现，有一个起始温度，其中的无公度4 He的属性发生显着变化。低于这个温度，我们观察到出现的非对角长程序和一个完整的空间离域的空缺。这个温度非常接近实验上观察到非经典转动惯量的温度。最后，我们报告的结果空缺的影响hcp 4 He在零温度下的弹性性能。
2012-03-05 cond-mat.other
Thermodynamics of adiabatic melting of solid $^4 \mathrm{He}$ in liquid $^3 \mathrm{He}$
在通过绝热熔化的冷却概念中，固体$^{4}$ He被转化为液体并与$^{3}$ He混合以直接在液相中产生冷却功率。该方法克服了传统上限制氦流体中的最低可用温度的边界热阻，因此使得可以达到显著低于100 $μ$ K的温度。在本文中，我们专注于熔化过程的热力学，并研究影响最低温度的因素。我们表明，在熔化之前，初始状态下的$^{3}$ He- $^{4}$ He混合物的量可以显著地提高最终温度，因为与超流$^{3}$ He的熵相比，其正常费米流体熵将保持相对较大。我们提出的公式和参数的集合，以计算出在非常低的温度下的过程的热力学，研究具有不同的液体$^{3}$ He，混合物，和固体$^{4}$ He含量的系统的热容和熵，并使用它们来估计熔化过程可达到的最低温度，以及将我们的计算与实验饱和$^{3}$ He- $^{4}$ He混合物的结晶压力数据进行比较。考虑了实际实验执行中的现实期望。进一步，我们研究了该过程的冷却功率，并找到了连接固体$^{4}$ He的熔化速率与$^{3}He$的稀释速率的系数。
2018-12-17 cond-mat.other
Comment on 'Molybdenum at High Pressure and Temperature: Melting from Another Solid Phase'
在过去的七年里，关于过渡金属的高压熔化曲线一直存在着重大的争议。静态压缩（金刚石压砧室：DAC）实验直到Mbar区域给出非常低的熔化斜率dT_m/dP，但是冲击波（SW）数据揭示了指示大得多的dT_m/dP值的转变。从头计算支持的冲击数据的正确性。在最近的一封信中，Belonoshko等人提出了一个简单而优雅的解决钼的冲突的方法。使用基于密度泛函理论（DFT）的从头计算，他们表明，钼的高P/高T相图必须比迄今为止认为的更复杂。他们的计算给出了令人信服的证据，在Mo的正常bcc结构和高T相之间存在过渡边界，他们认为这可能是fcc。他们认为这种转变在DAC实验中被误解为熔化。在确认中，他们注意到他们的边界也解释了SW数据中看到的过渡。我们认为Belonoshko等人。的信是极其重要的，但我们注意到，它提出了一些令人困惑的问题，我们相信，他们提出的相图不能完全正确。我们用与Belonoshko等人相同的准调和方法计算了Mo的bcc、fcc和hcp相的Helmholtz和Gibbs自由能。我们发现在高P和高T下，hcp结构的Mo比bcc或fcc结构的Mo更稳定。
2008-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
X-ray Studies of Structure and Defects in Solid 4He from 50 mK to Melting
最近的测量发现固体4 He在T ~ 200 mK开始具有非经典转动惯量（NCRI），导致推测这些材料中可能存在超固态。由于生长方法和退火历史的NCRI分数的差异意味着缺陷在效果中起重要作用。利用X射线同步辐射，我们研究了温度低至50 mK时固体~ 4 He中晶体的性质和缺陷的性质。峰值强度和晶格参数的测量没有显示超固态转变的迹象。使用类似于测量NCRI的那些组的生长方法，我们发现形成大晶体。用一个小的（低至10 × 10 μ m2）光束扫描，我们解决了这些晶体内的马赛克结构与许多小角度晶界一致。即使在远离融化的温度下，马赛克也显示出随着时间的推移而发生的重大变化。我们讨论这些缺陷的NCRI意见的相关性。
2008-08-21 cond-mat.other
Properties of Vacancy Formation in He-4 hcp Crystals at Zero Temperature and Fixed Pressure
本文用扩散蒙特卡罗技术（一种精确的基态零温方法）确定了含空位He-4 hcp晶体的零温物态方程。这使我们能够提取的形成焓和等压形成能量的一个单一的空缺，否则完美的氦固体。在压力高达160巴的情况下获得了结果。发现等压形成能在57巴附近达到最小值，此时它等于$10.5\pm 1.2$ K。在相同的压力下，空位形成体积呈现最大值，并达到单位晶胞的体积。该压力与最近实验中观察到的He-4超固体分数峰值的压力区间一致。
2010-07-01 cond-mat.other
Off-Diagonal Long-Range Order in Solid 4He
Kim和Chan对转动惯量的测量发现，固体4 He在低温下表现得像超固体。为了理解固体4 He中的有序，我们使用路径积分蒙特卡罗来计算非对角长程序（ODLRO）（等价于玻色-爱因斯坦凝聚，BEC）。在熔融密度下，我们在一个完美的六方晶系中没有发现ODLRO。我们讨论这些结果与建议的量子固体试验功能。我们的结论是，固体4 He波函数具有抑制空位和BEC的相关性。
2005-12-21 cond-mat.other
Surface instability and isotopic impurities in quantum solids
在本文中，我们采用自洽的谐波近似来研究量子固体中的表面熔化和量子杂质附近的局部熔化。我们表明，表面熔化可以发生在温度远低于临界温度$T_c$的固相不稳定的散装。类似的效应是由同位素替代的存在驱动的。在后一种情况下，我们表明，较强的本地晶格波动，由较轻的同位素原子引起的，可以诱导本地熔化的主机体相。实验结果和可能的相关性在固体氦进行了讨论。
2007-11-13 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Elastic Constants of Incommensurate Solid 4He
研究了零温极限下无公度固体~ 4 He的弹性性质。具体地说，我们计算的五个弹性常数（C11，C12，C13，C33，和C44），纵向和横向声速的压力依赖性，以及T = 0德拜温度的无公度和公度hcp 4 He使用扩散蒙特卡罗方法。我们的研究结果表明，在压缩下的公度晶体是全球刚性比非公度，然而，在压力接近熔化（即P ~ 25巴）的一些弹性常数占的hcp基面（C12和C13）的应变变形的非公度固体略大。此外，我们发现，在引入微小浓度的点缺陷的剪切模量的4 He（C44）经历了一个小的减少。
2013-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Characterization of the Surface of Moving solid 4He
固体$^4$的晶粒即使嵌入固体内部，他也可以彼此相对移动。在这项工作中，我们描述了一个宏观运动的固体六方晶系$^4$ He组成的这种颗粒。通过对安装在扭转振荡器上的环形通道内的固体施加外部扭矩来引起运动。为了表征移动固体的表面，我们开发了一种使用嵌入在通道壁中的灵敏的“麦克风”的原位流动检测方法。运动是通过计算由一排排He原子移动经过麦克风引起的振动来检测的。这样的振动只在T=0.5K，我们的最低温度下被检测到。在这个温度下，在我们的精度范围内，与固体He相关的测量耗散为零。我们的结果表明，运动固体表面的取向是六方晶系结构的（0001）基面。在T=0.5 K时，我们发现，对于< 7微米/秒的速度，固体流动没有可检测到的摩擦。
2015-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Observation of Macroscopic Structural Fluctuations in bcc Solid 4He
本文报道了低密度体心立方和六角密排固体~ 4 He的中子衍射研究。在体心立方相，我们观察到一个连续的动力学行为，涉及宏观结构的固体变化。动力学行为发生在充满固体的细胞中，因此代表了固体-固体转化。结构变化与由小角度晶界分离的宏观晶粒的逐渐旋转一致。我们认为这些变化是由实验系统的随机瞬时振动触发的。对劳厄衍射图的分析表明，在某些情况下，这些结构变化一旦由瞬间脉冲引发，似乎会以恒定的速度持续近一小时。与这些宏观变化相关的能量似乎在kT的量级上。在相似的条件下（温度和压力），这些影响在hcp阶段是不存在的。
2005-11-17 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
The elastic constants of solid 4He under pressure: a diffusion Monte Carlo study
采用扩散蒙特卡罗方法和半经验的两两相互作用势来描述氦-氦相互作用，研究了理想氦原子在零温下的弹性性质。具体来说，我们计算的弹性常数的hcp氦C_{ij}的值作为压力的函数高达110巴。结果发现，所有五个非零的C_{ij}的压力依赖性是线性的，我们提供了准确的参数化，他们每个人。我们的弹性常数的结果进行了比较，以前的变分计算和低温测量，并在一般情况下，显着良好的协议被发现在他们之间。此外，我们还报道了T = 0时hcp ~ 4 He的Gruneisen参数、声速和德拜温度的计算结果。这项工作代表了一系列计算研究的第一个，旨在彻底表征固体氦对外部应力应变的响应。
2011-06-08 cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Quantum Melting of Spin-1 Dimer Solid Induced by Inter-chain Couplings
二聚价键固体自然出现在自旋1/2系统的二分晶格，几何挫折发挥了关键作用，无论是在其稳定性和最终的“熔化”由于量子波动。在这里，我们问这样的二聚固体在自旋1系统的稳定性的问题，以各向异性的正方形晶格与双线性和双二次自旋-自旋相互作用作为一个范例模型。晶格可以被看作是一组自旋为1的耦合链，在链间耦合消失的极限下，已知具有稳定的二聚体相。我们使用密度矩阵重整化群（DMRG）和无限投射纠缠对态（iPEPS）技术，并辅以分析平均场和线性味波理论计算来研究这个模型.虽然后者预测二聚体相保持稳定，直到一个合理的大链间-链内耦合比$r \lesssim 0.6$，DMRG和iPEPS发现，二聚体固体熔化的弱得多的链间耦合不超过$r\lesssim 0.15$。我们发现到磁有序状态的过渡是一阶的，表现为滞后和序参量跳跃，排除了去限制量子临界的情况。在2D自旋-1系统中二聚相的稳定性的明显缺乏表明了熔化二聚体固体的强量子涨落。
2022-09-20 cond-mat.other cond-mat.str-el
Two-Dimensional Melting of a Crystal of Ferrofluid Spikes
我们报告的观察从一个有序的固体状相的过渡到无序的液体状相的铁磁流体表面上提交的水平正弦振动的尖峰晶格。熔化过渡发生的临界尖峰位移，这是实验发现遵循林德曼标准，两种不同的晶格拓扑结构（六边形和正方形），并在很宽的晶格波长范围内。还观察到介于固相和各向同性液相之间的中间六方相，并通过标准关联函数表征。这种耗散的非平衡系统与固态物理学中的二维熔化具有很强的相似性。
2009-09-18 cond-mat.other cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Magneto-structural transformations via a solid-state nudged elastic band method: Application to iron under pressure
我们扩展了固态轻推弹性带方法来处理一个非保守的序参量-特别是磁化，耦合到体积，并导致许多观察到的磁系统中的效果。我们将这种形式主义的压力诱导铁的转变过程中，从铁磁体心立方（BCC）奥氏体六方密排（HCP）马氏体的研究磁体积崩溃。我们发现bcc-hcp平衡共存压力为8.4 GPa，在此压力下的过渡态焓为156 meV/Fe。磁化强度和相干应力的不连续性发生在过渡态，它具有一个尖点的形式上的势能面（但所有的原子和细胞的自由度是连续的）;计算的压力跃变25 GPa是与所观察到的25 GPa的扩展测量共存压力所产生的样品中的马氏体和相干应力。我们的结果与实验一致，但必然不同于那些所产生的阻力和限制参数化方法有不适当的约束或不受控制的自由度。
2015-06-03 astro-ph.EP cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
