Comment on "First-principles studies on magnetic properties of rocksalt structure $M$C ($M$=Ca,Sr, and Ba) under pressure"[Appl. Phys. Lett. 98,182501(2011)]
本文对“岩盐结构MC（M=Ca、Sr和Ba）在压力下磁性的第一性原理研究”[Appl.Phys.Lett.2004]进行了评述。98，182501（2011）]”我们发现他们的原始论文的结果来自关于k点网格的非收敛计算，因为他们使用的k点太少。这给出了本文图1、图2和图3中所示的无意义的结果。我们重新计算了相应的曲线。
2012-03-13 cond-mat.mtrl-sci
First-principles thermal equation of state and thermoelasticity of hcp Fe at high pressures
采用第一性原理线性响应线性muffintin轨道方法，在广义梯度近似下，研究了六方晶系铁在高温高压下的状态方程和弹性性质。我们计算的亥姆霍兹自由能作为体积，温度和体积守恒应变的函数，包括电子激发贡献的能带结构和晶格振动贡献的准谐波晶格动力学。我们进行了详细的调查的行为的弹性模量和状态方程的属性作为温度和压力的函数，包括压力-体积状态方程，体积模量，热膨胀系数，Gruneisen比，和冲击Hugoniot。与现有的实验测量和理论预测进行了详细的比较。
2009-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Pressure induced novel compounds in the Hf-O system from first-principles calculations
采用第一性原理演化模拟方法，我们系统地研究了Hf-O体系在120 GPa压力下的相稳定性。发现了新的化合物Hf_5O_2、Hf_3O_2、HfO和HfO_3在一定的压力范围内是热力学稳定的，并发现了Hf_2O的一个新的稳定高压相，其空间群为Pnnm，具有反CaCl_2型结构。P62m-HfO和P4m2-Hf2O3均表现为半金属性质。Pnnm-HfO3具有有趣的结构，同时含有氧化物O2-和过氧化物[O-O] 2-阴离子。值得注意的是，在Hf-O化合物中，P62m-HfO而不是OII-HfO2表现出最高的机械特性。Pnnm-Hf_2O、Imm~2-Hf_5O_2、P31m-Hf_2O和P4m~2-Hf_2O_3相也表现出优异的力学性能，这些相可以在常压下淬火，其性能可以得到充分利用。
2015-09-01 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of lithium-doped carbon clathrates under pressure
本文从理论上研究了C $_{46}$和Li $_8$ C $_{46}$ Ⅰ型碳笼合物在压力下的行为，以期为它们的合成提供新的信息。利用\textit{ab initio}计算，我们研究了这两种碳基笼状材料在压力下的能量和结构性质。与金刚石相比，这些低密度亚稳相显示出大的负压转变，这代表了它们合成的严重障碍。然而，我们的证据表明，一个最小的能量势垒可以达到接近40 GPa，这表明在极端的压力和温度条件下的锂包合物的合成是可能的。电子能带结构与相关的态密度的行为在压力下，以及与压力的依赖关系的主动拉曼模式也被检查。
2007-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of the Pressure Dependent Physical Properties of MAX Phase Ti2AlX (X = B, C, and N) Compounds: A First-Principles Study
本文首次应用密度泛函理论（DFT）研究了新合成的Ti2AlX（X = B、C和N）MAX相化合物的物理性质及其随压力变化的依赖关系。
2024-12-27 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced topological phase transition in LaSb: First-principles study
通过第一性原理电子结构计算，预测了极磁电阻材料LaSb在3 ~ 4 GPa的静水压作用下发生拓扑相变而不破坏对称性，同时电子-空穴补偿仍保持在其电子能带结构中.因此，除了电子-空穴补偿外，LaSb还为研究拓扑性质在XMR现象中的作用提供了一个理想的平台。这对拓扑材料中XMR效应与拓扑性质的关系具有普遍意义。
2017-06-13 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Calculation of Elastic Properties of Solid Argon at High Pressures
采用第一性原理赝势方法，采用平面波基组和广义梯度近似（GGA），计算了面心立方固态氩在1 ~ 80 GPa高压下的密度和弹性刚度系数.这一结果与清水等人最近用布里渊光谱法得到的实验结果符合得很好。86，4568（2001）]。柯西条件被发现是强烈违反的实验结果，表明大的贡献，从非中心多体力。本文的结果表明，采用周期性边界条件的标准密度泛函方法可以成功地应用于计算高压下稀有气体固体的弹性性质，而在低压下，弥散力是重要的。
2001-09-13 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Elastic Constants for the hcp Transition Metals Fe, Co, and Re at High Pressure
采用线性增广平面波方法，采用局域密度和广义梯度近似，计算了三种过渡金属（Co，Re和Fe）hcp相的弹性常数张量随压力的变化.自旋极化状态被发现是稳定的Co（铁磁）和Fe（反铁磁在低压下）。Co和Re的弹性常数进行比较，实验测量附近的环境条件和良好的协议被发现。最近测量的晶格应变在高压实验中解释的弹性常数Re和Fe的计算模量不一致。
1999-04-29 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of ferroelectricity and pressure-induced phase transitions in HgTiO$_3$
基态结构的发现和压力诱导相变高达210千巴的研究在钛酸汞从第一性原理内的密度泛函理论。它是建立在HgTiO $_3$实验观察到的$R3c$结构是亚稳态在环境压力下。随着静水压力的增加，基态结构遵循$R{\bar 3} \to R3c \to Pbnm$序列变化。结果表明，在$P = 0$处HgTiO $_3$的铁电性的出现与不稳定的声子模有关。计算了不同相的钛酸汞的光学和弹性性质。在\emph{GW}近似计算的准粒子带隙（$E_g = 2.43$ eV）同意与实验数据比LDA近似（1.49 eV）得到的值更好。热力学稳定性的分析解释了为什么钛酸汞的合成只能在高压下进行。
2012-06-24 cond-mat.mtrl-sci
First-principles high pressure studies on group-14 element pernitrides
在高压设备应用中，对超硬材料的研究是不可避免的。第14族元素的氮化物已被预见为替代现有硬质材料的潜在候选物。在最近的实验中，SiN 2、GeN 2和SnN 2的黄铁矿结构已经在高压下合成，并且显示出具有高体积模量。虽然它们的存在和体积模量是已知的，但对SiN 2、GeN 2和SnN 2的研究有限。在目前的工作中，我们进行第一性原理计算，研究结构，电子，机械和振动性能在环境以及高压条件下。首次对SnN_2的物理性质和SiN_2、GeN_2的高压晶格动力学性质进行了研究。SiN 2在所有MN 2（其中M = Si、Sn和Ge）中具有较高的体积模量，并且随着压力的增加而进一步增加。MN 2弹性模量的增加与高压下M-N键长的缩短有关。这些黄铁矿结构的电子性质表明，带隙随施加压力而增加。我们进一步表征这些MN 2化合物在高压下使用理论计算的拉曼光谱。N-N伸缩Ag和Tg模式的频率证实了所有MN 2中氮二聚体的单键特征。
2019-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Single-walled carbon nanotube bundle under hydrostatic pressure studied by the first-principles calculations
采用第一性原理计算研究了静水压力下坍缩的（10，10）单壁碳纳米管束的结构、电子、光学和振动性质.在本研究中观察到的一些特点：首先，一个塌陷的结构，这是不同的人字形和平行结构之前获得的。其次，沿对称轴\textit{$Γ$X}出现了由坍缩引起的赝能隙。第三，塌缩管之间的相对取向对其电子、光学和振动性质有重要影响，这提供了一种有效的实验方法来明确区分三种不同的塌缩结构。
2007-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Origin of pressure-induced insulator-to-metal transition in the van der Waals compound FePS3 from first-principles calculations
采用第一性原理计算，采用周期线性组合原子轨道方法和混合Hartree-Fock-DFT B3 LYP泛函，研究了范德华化合物硫代磷酸铁（FePS 3）的压致绝缘体-金属相变（IMT）.我们的计算正确地再现IMT在~15 GPa，这是伴随着减少的晶胞体积和vdW间隙。通过对投影态密度的详细分析，我们发现磷原子的3 p态在导带底部有显著的贡献。结果，由于在压力下磷或硫原子沿c轴方向的相对位移引起的FePS 3的电子结构的变化，发生带隙的塌陷。
2020-02-24 cond-mat.mtrl-sci
A first principles study of high pressure phase diagram of bismuth at 0 ~14 GPa based on structure search and quasi-harmonic approximation
基于结构搜索和准谐波近似，我们对0~14 GPa压力下铋晶体结构进行了第一性原理研究。用结构搜索法预测了一个新的Pbcm对称稳定相。结果表明，Bi在0 K时最稳定的结构分别为R-3 m（0 ~ 3.29 GPa）、Pbcm（3.29 GPa ~ 4.91 GPa）、Cmce（4.91 GPa ~ 10.57 GPa）和Im-3 m（> 10.57 GPa）。在准谐波近似下，利用第一性原理计算预测了铋的相图。我们发现，随着温度的升高，相变压力降低。计算结果与实验相图趋势一致。在我们的计算中，P4/ncc模型结构的非公度Bi-III相是不是一个稳定的相。仍然需要一个更好的Bi-III相模型。我们还注意到，自旋轨道相互作用是非常重要的铋相图模拟。采用基于第一性原理的结构搜索方法，成功地确定了铋的低温高压相图，表明结构搜索方法可以有效地找到给定材料在高压下的最稳定结构，即使是高Z元素。
2019-03-07 cond-mat.mtrl-sci
First-principles based study of magnetic states and high-pressure enthalpy landscape of manganese sulfide polymorphs
利用第一性原理计算，结合特殊的准随机结构和占位控制矩阵方法，研究了硫化锰多晶型的磁有序性和压力效应.在环境条件下，MnS通常在顺磁性岩盐结构中观察到，但随着温度的降低，在恒定压力下，它变成反铁磁性。另一方面，在室温下，MnS已显示出随着压力增加而经历结构转变。在这里，我们表明，我们的方法涉及的有序/无序的本地磁矩，除了明确处理的Mn $d$ -电子的本地化产生的能带隙和本地磁矩与实验观察到的非常一致，特别是顺磁性MnS。最后，我们重点讨论了MnS在压力下的演化过程，并从其焓图中确定了在21~GPa下，从岩盐型到正交MnP型的结构转变。这种结构转变类似于一个新的稳定的，但身份不明的MnS相以前报道的实验结果。
2021-11-25 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Study of InVO4 under Pressure: Phase Transitions from CrVO4- to AgMnO4-Type Structure
采用第一性原理计算研究了InVO_4化合物在压力下的性质。在这项工作中，进行总能量计算，以分析的结构行为的实验已知的多晶型的InVO 4：a-MnMoO 4型（I），CrVO 4型（III），和黑钨矿（V）。此外，在本文中，我们提出了我们的结果，这种化合物的稳定性超出了实验所达到的压力。我们提出了一些新的高压相的基础上研究的13个可能的候选人。用准谐波近似计算了300 K时的相变序列：CrVO_4型，III（括号中给出了相变压力）->黑钨矿，V（4.4 GPa）-> raspite，VI（28.1 GPa）-> AgMnO_4型，VII（44 GPa）。状态方程和声子频率作为压力的函数已被计算所研究的阶段。为了确定每个阶段的稳定性，我们还报告了沿布里渊区的声子色散和最稳定的多晶型物的声子态密度。最后，电子能带结构的低压和高压阶段的研究多晶型物，以及通过使用HSE 06混合泛函的带隙的压力演化。
2017-06-09 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of the temperature-pressure phase diagram of BaTiO3
采用第一性原理有效哈密顿方法研究了BaTiO_3的温压相图。我们发现离子的零点运动对相图的形状有很大的影响。具体地说，当计算中包括零点涨落时，BaTiO_3的所有极性相（四方相、斜方相和菱方相）在0 K下都能存活，而只有菱方相在0 K下存活。我们为这种行为提供了一个简单的解释。我们的结果证实了Ishidate等人提出的相图的基本正确性。78，2397（1997））。
2002-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Pressure induced structural phase transition in solid oxidizer KClO$_3$: A first-principles study
采用第一性原理密度泛函理论（DFT）方法研究了氯酸钾（KClO $_3$）在0-10 GPa压力范围内的高压行为.用半经验色散修正方案计算的基态参数、跃迁压力和声子频率与实验符合得很好。发现KClO $_3$在2.26 GPa压力下发生了一级相变，伴随着6.4 $\%$的体积坍缩，从单斜（\emph{P2$_1$/m}）$\rightarrow$菱面体（\emph{R3m}）结构转变，与实验结果符合较好.然而，转变压力被发现低估（0.11 GPa）和高估（3.57 GPa），分别使用LDA和GGA泛函。从计算的单晶弹性常数解释了这两个相的机械稳定性。此外，已使用密度泛函微扰理论计算的区域中心声子频率在环境中，以及在高压和晶格模式被发现在0.6至1.2 GPa之间的压力下软化。本研究表明，所观察到的结构相变导致的KClO $_3$的分解机制的变化，这与实验结果相印证。
2013-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Bulk Aluminum at High Pressure: A First-Principles Study
金属在高压下的行为对冲击物理、电子物理、天体物理和核材料等领域都具有重要意义。为了进一步了解金属在高压下的性质，我们使用第一性原理技术研究了铝的状态方程，压力高达2500 GPa，在计划的L.L.N.L.范围内。国家点火设施。我们的模拟使用密度泛函理论和密度泛函微扰理论在0 K的广义梯度近似。我们发现核心重叠成为相关的压力超过1200 GPa。计算了三相（fcc、bcc和hcp）的状态方程，预测了fcc-hcp、fcc-bcc和hcp-bcc转变分别发生在215 GPa、307 GPa和435 GPa。从声子色散在增加的压力，我们预测软化的最低横向声学振动模式沿[110]方向，这对应于在725 GPa的面心立方相的玻恩不稳定性。
2008-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-dependent Semiconductor to Semimetal and Lifshitz transitions in 2H-MoTe$_2$: Raman and First-principles studies
体2 H-MoTe $_2$高达$\sim$ 29 GPa的高压拉曼光谱显示出两个相变（在$\sim$ 6和16.5 GPa），这是使用第一性原理密度泛函理论计算分析。在6 GPa的转变是由A $_{1g}$和E $^{1}_{2g}$拉曼模式频率的压力系数以及它们的相对强度的变化来标记的。我们的计算表明，这是一个同构的半导体到半金属的过渡。在$\sim$ 16.5 GPa的转变被确定与拉曼模式的线宽的变化，以及在其频率的压力系数。我们的理论分析清楚地表明，结构保持不变，高达30 GPa。然而，费米面的拓扑结构的演变作为压力的函数，和突然出现的电子和空穴口袋P $\sim$ 20 GPa标志着一个Lifshitz转变。
2017-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamics and thermodynamics of bcc iron at pressure: first-principles linear response study
在广义梯度近似下，采用第一性原理线性响应线性muffintin轨道方法计算了铁磁性体心立方铁的晶格动力学和热状态方程性质。计算的声子色散和声子态密度，无论是在环境压力和高压下，表现出良好的一致性与非弹性中子散射数据。我们发现的自由能作为体积和温度的函数，包括电子激发和声子的贡献，我们推导出各种热力学性质在高压和高温。室温下的热状态方程与金刚石压砧测量结果吻合得很好。我们已经进行了详细的调查的行为的各种热状态方程参数，如体积模量，热膨胀系数，安德森-Gruneisen参数，Gruneisen比，以及作为温度和压力的函数的热容。一个详细的比较已与现有的实验测量，以及从类似的理论研究的结果，钽。
2005-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Pressure dependence of elastic and dynamical properties of zinc-blende ZnS and ZnSe from first principle calculation
采用密度泛函理论和密度泛函微扰理论研究了锌掺杂ZnS和ZnSe的弹性和动力学性质与压力的关系。计算得到的弹性常数和声子谱在0 ~ 15 GPa范围内与实验数据进行了比较。一般情况下，我们的计算值与实验数据高估，但与最近的其他理论值一致。与实验数据的差异是由于局域密度近似（LDA）的使用和温度的影响。为了与实验数据进行比较，本文计算并讨论了弹性常数的压力导数、动力学效应电荷的压力依赖性和模式Grüneisen参数在Γ处的变化。
2012-04-27 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Study of SnO Under High Pressure
本文采用第一性原理赝势平面波方法，在广义梯度近似（GGA）下对SnO进行了研究。计算了高压下SnO的结构、弹性、电子和光学性质。计算并分析了材料的弹性常数Cij、体积模量、剪切模量、杨氏模量、各向异性因子、Pugh比、Poisson比等弹性性质。机械稳定性的SnO在所有的压力下，通过使用玻恩稳定性标准的弹性常数，并与延性行为的基础上G/B比确认。还发现SnO具有非常高的各向异性。计算和分析了它们的能带结构和态密度。结果表明，半导体和金属性质在0（零）和高压，分别。计算了薄膜的介电函数、折射率、光电导、吸收系数、损耗函数和反射率等光学性质。所有的结果都与SnO的结果进行了比较，但由于结果的不可用性，在高压下的大多数结果没有进行比较。
2016-07-21 cond-mat.mtrl-sci
The third-order elastic moduli and pressure derivatives for AlRE (RE=Y, Pr, Nd, Tb, Dy, Ce) intermetallics with B2-structure: A first-principles study
用第一性原理计算计算了新型B2型AlRE（RE=Y，Pr，Nd，Tb，Dy，Ce）金属间化合物的三阶弹性模量和二阶弹性常数的压力导数。弹性模量由能量-应变函数的非线性最小二乘拟合的多项式的系数获得。计算的AlRE金属间化合物的二阶弹性常数与以前的计算结果一致。为了判断我们的计算精度是合理的，计算的三阶常数与现有的实验数据和其他理论结果进行了比较，发现很好的协议。与线弹性理论相比，当有限应变大于3.5%时，三阶效应非常重要。最后讨论了压力导数。
2011-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Pressure induced band structure evolution of halide perovskites: a first-principles atomic and electronic structure study
基于密度泛函理论（DFT）的计算已经进行，以绘制有机和无机卤化物钙钛矿材料的各个相中的压力诱导的能带结构演化的宽图。在较宽的压力范围内，观察到不同相的有机和无机钙钛矿之间具有不同的能带结构行为，包括带隙的大小变化、直接-间接/间接-直接带隙转变以及CBM/VBM位移。通过原子结构和电子结构计算，通过晶体轨道耦合变换解释了禁带变窄/变宽的合理性;基于结构对称性演化解释了直接-间接相互跃迁;分析了有机和无机钙钛矿之间不同的VBM/CBM位移行为，重点关注八面体外分子/原子的取向和极性。这些结果为钙钛矿材料压力工程的进一步实验研究提供了全面的指导。
2018-11-18 cond-mat.mtrl-sci
The melting curve of MgO from first principles simulations
基于密度泛函理论的第一性原理计算，采用局域密度近似（LDA）和广义梯度修正（GGA），以及投影增广波方法，模拟了在$0\le p \le 135$ GPa压力范围内直接共存的固体和液体MgO。计算得到LDA零压熔化温度为$ T_m^{\rm LDA} = 3110 \pm 50 $ K，与实验数据吻合较好。计算得到的GGA零压熔化温度$ T_m^{\rm GGA} = 2575 \pm 100 $ K明显低于LDA的熔化温度，但在高压下GGA和LDA熔化曲线之间的差异大大减小。LDA计算的零压熔化斜率为$dT/dp \sim 100$ K/GPa，其比目前可用的实验斜率高三倍以上（Zerr和Boehler，Nature { \bf 371}，506（1994））。随着压力的增加，熔化曲线明显偏离实验曲线。在135 GPa的核幔边界压力下，MgO熔体的温度为$T_m = 8140 \pm 150$ K.
2005-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Pressure dependent electronic properties of MgO polymorphs: A first-principles study of Compton profiles and autocorrelation functions
在密度泛函理论的框架下，采用第一性原理周期线性组合原子轨道方法，在CRYSTAL 06程序中实现，研究了压力对MgO的康普顿轮廓和自相关函数的影响.对MgO的B1、B2、B3、B4、B8_1和h-MgO多晶型物进行计算以计算晶格常数和体积模量。等温焓计算结果表明，B_4 → B_8_1、h-MgO → B_8_1、B_3 → B_2、B_4 → B_2和h-MgO → B_2的转变分别发生在2，9，37，42和64 GPa。发现B8_1到B2和B1到B2的高压转变分别发生在340和410 GPa。压力依赖性的变化主要是观察到的价电子康普顿配置文件，而核心配置文件几乎是独立的压力在所有的MgO多晶型。压力的增加导致价态康普顿分布的加宽。在所有结构中，康普顿分布的二阶导数的主极大值都向高动量侧移动。在B1到B2结构相变中动量密度的重组在转变压力之前和之后的一阶和二阶导数中可见。自相关函数的特征随着压力的增加而向低r侧移动。
2012-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Mechanism of anatase-to-columbite TiO2 phase transformation via sheared phases: first-principles calculations and high-pressure torsion experiments
本研究结合第一性原理计算与高压扭转实验，提出并验证了剪切晶体结构作为中间相的机制，揭示了剪切应变加速锐钛矿至铌铁矿型TiO2相变的原理。
2024-05-31 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of the structural, phonon, elastic, and thermodynamic properties of Al$_{3}$Ta compound under high pressure
采用密度泛函理论结合准谐波近似模型研究了L1 $_{2}$相Al $_{3}$ Ta的声子、弹性和热力学性质。声子能带结构的计算结果表明，L1 $_{2}$相Al $_{3}$ Ta在0 ~ 80 GPa压力范围内具有动力学稳定性，这是由于没有虚频的存在.分析了弹性常数$C_{ij}$、体积模量$B$、剪切模量$G$、杨氏模量$Y$、$B/G$和泊松比$ν$的压力依赖性。的弹性常数是满足机械稳定性标准的外部压力为80 GPa。弹性性能的研究结果表明，Al $_{3}$ Ta化合物具有较高的硬度，在较高的压力下，改善的延展性和塑性。此外，我们系统地研究了热力学性质，如德拜温度$Θ$，热容$C_{p}$，和热膨胀系数$α$，并提供热参数与压力之间的关系。
2018-03-30 cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculations of the electronic, optical and elastic properties of CdIn2S4 spinel at the ambient and elevated pressure
采用第一性原理计算，在广义梯度近似和局域密度近似下，对CdIn 2 S4硫尖晶石进行了研究.在0 ~ 10 GPa的压力范围内计算了该化合物的结构、电子、光学和弹性性质，低于该化合物的相变压力。本文的主要结果之一是，以前在文献中遇到的争议的性质的CdIn 2S 4带隙得到解决，有利于间接的差距。带隙的压力系数估计为0.071/0.063 eV/GPa（GGA/LDA）与文献中的实验数据0.076或0.069 eV/GPa非常一致。计算的压力依赖性的晶胞体积遵循的实验结果非常密切。计算了声子距离、晶格常数和所有弹性常数与压力的关系。CdIn_2S_4的德拜温度的精确估计为280 K（LDA）和252 K（GGA）。弹性各向异性的CdIn 2S 4的可视化绘制三维依赖性的杨氏模量在晶格中的方向;它被建立，实现最低的杨氏模量值，如果外部应力沿晶轴施加。
2013-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Pressure dependence of the Curie temperature in Ni2MnSn Heusler alloy: A first-principles study
在密度泛函理论的框架下，研究了铁磁Heusler合金Ni 2 MnSn的电子结构、交换作用和居里温度与压力的关系.交换参数的计算是基于冻结磁振子方法。居里温度，Tc，计算内的平均场近似通过求解矩阵方程的多子晶格系统。居里温度从常压下的362 K提高到12 GPa下的396 K，与实验结果一致。扩展的晶格参数的变化超出实验研究的范围，我们得到的居里温度和变磁转变的非单调的压力依赖性。我们与理论上的依赖关系Tc的晶格常数的经验相互作用曲线预测的相应的依赖。模拟实验观察到的Mn-Ni原子交换现象，研究其对居里温度的影响。
2005-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Lattice instability, anharmonicity and Raman spectra of BaO under high pressure: A first principles study
碱土金属氧化物，特别是MgO和CaO在地球下地幔中占主导地位，因此，探索这类化合物的高压行为具有重要的地球物理研究意义。在所有这些化合物中，BaO在0- 1.5Mbar压力范围内表现出丰富的多晶型。静态焓计算表明，在5.1，19.5，120 GPa压力下，BaO分别经历了NaCl型（B1）$\rightarrow$ NiAs型（B8）$\rightarrow$畸变CsCl型（d-B2）$\rightarrow$ CsCl型（B2）的压致结构相变。发现B1 $\rightarrow$ B8 $\&$ B8 $\rightarrow$ d-B2跃迁本质上是一级跃迁，而d-B2 $\rightarrow$ B2是二级或弱一级相变。有趣的是，d-B2相在宽的压力范围内显示出稳定性，$\sim$ 19.5-113 GPa。力学和动力学的稳定性的环境和高压相证明通过计算的弹性常数和声子色散曲线，分别。在高压下，B8，d-B2和B2相分别观察到明显的声子软化和沿M方向的软声子模。压力依赖的拉曼光谱表明，在压力下的相变从d-B2拉曼非活性相。总之，本研究提供了一个全面的了解背后的压力引起的结构相变的BaO的机制。
2022-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Temperature of the inner-core boundary of the Earth: Melting of iron at high pressure from first-principles coexistence simulations
地核由一个半径为1221公里的实心球组成，周围是一个从行星中心延伸到3480公里的液体壳层，大约是向表面延伸的一半（地球的平均半径为6373公里）。核心的主要成分是铁，因此在固体和液体之间的边界（ICB）处遇到的压力下铁的熔化温度提供了核心温度的估计。在这里，我报告的熔融温度的Fe在压力附近的ICB，获得第一原理技术的基础上密度泛函理论。通过直接模拟铁的固液共存进行了计算，结果表明，在$\sim 328$ GPa的压力下，铁在$\sim 6370\pm 100$ K下熔化。这些发现与早期的模拟结果非常一致，早期的模拟使用了完全相同的量子力学技术，但通过计算固体和液体Fe的自由能获得了熔化特性
2009-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-Induced Insulator-Metal Transition in Silicon Telluride from First-Principles Calculations
碲化硅（Si_2Te_3）是一种二维半导体，由于Si和Te原子之间的尺寸差异而具有独特的结构特性。最近的一项实验表明，该材料在静水压力下变成金属，而金属相的晶格结构仍有待确定。本文采用演化算法和第一性原理密度泛函理论（DFT）计算方法，提出了Si_2 Te_3的两个金属相M1和M2.与半导体（SC）相中存在Si-Si二聚体不同，M1和M2相都具有单独的Si原子，这在金属性中起重要作用。分析了其结构性质、电子性质、动力学和热稳定性。这些新结构的能量进行了比较与SC相下随后的静水压力高达12 GPa。结果表明，M1和M2相在高压下具有较低的能量，从而解释了Si 2 Te 3金属相的出现。此外，外部压力导致SC相具有间接-直接-间接带隙转变。在不同压力下对SC相的拉曼光谱分析表明，主要拉曼峰发生了位移，最后消失，证实了相变。计算结果与实验结果吻合较好。对绝缘体-金属相变的理解增加了材料系统的潜在有用性。
2021-01-08 cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculation of intrinsic defect formation volumes in silicon
我们提出了一个广泛的第一性原理研究的压力依赖性的所有已知的空位和自填隙配置在硅中，在每个电荷状态从-2到+2。发现中性空位的形成体积随压力显著变化，导致弗伦克尔对（V + I）的零压力形成体积为非常大的负值（-0.68原子体积）。体积和电荷的相互作用进行了检查，导致压力费米能级的缺陷的稳定性图。最后，我们量化的各向异性性质的晶格弛豫周围的中性缺陷。
2005-08-13 cond-mat.mtrl-sci
High pressure crystal structure and electronic properties of bismuth silicate Bi2SiO5 from synchrotron experiment and first principle calculations
采用原位粉末同步辐射X射线衍射和密度泛函理论计算研究了氧化铋Bi_2SiO_5在28 GPa和50 GPa下的高压结构特性。单斜结构被发现持续到约20 GPa，在压缩性发生显着变化。DFT数据表明，这是由于从环境条件下的单斜结构与空间群Cc的正交多晶型与空间群Cmcm的二阶相变。这种转变涉及到由角连接的SiO 4四面体形成的链的拉直，这抑制了Bi 2SiO 5的高压中心对称相的铁电性。Bi ~（3+）孤电子对的立体化学活性随压力的增加而降低，但在50 GPa下的电子密度差图中仍能看到。
2018-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced 1T to 3R structural phase transition in metallic VSe2: X-ray diffraction and first-principles theory
采用同步辐射粉末X射线衍射（PXRD）和第一性原理密度泛函理论（DFT）研究了过渡金属双硫族化合物（TMD）家族的一种1 T多晶型化合物二硒化钒（VSe 2）在压力作用下的结构演化. XRD结果表明，在P ~ 4GPa压力下，c/a比值、V-Se键长和Se-V-Se键角出现异常，表明发生了等结构转变。在P ~11 GPa时，由于相邻Se-V-Se层的滑移，发生了从1 T（空间群P-3 m1）相到3R（空间群R-3 m）相的一级结构转变。我们提出了各种方案来理解DFT内的实验结果，并发现只有在包含与低估过渡压力的单元体积误差相关的双曲校正后，才能捕获1 T到3R的过渡。Se原子的Debye-Waller因子突然增加了~4倍，因此结构转变压力的非谐效应迄今为止还没有报道，这暗示了一种可能的方法来理解实验和理论转变压力值之间的失配。
2021-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Absence of high pressure ground state re-entrant ferroelectricity in PbTiO$_3$
本研究结合DFT计算与金刚石对顶砧实验，探究经典钙钛矿铁电体PbTiO₃的高压铁电性，明确铁电消失源于区界不稳定性，并发现约70 GPa下稳定的新型中心对称后钙钛矿相，修正了此前的相关认知。
2024-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Ground state dynamically stable phases for fluorine in the TPa pressure regime by evolutionary algorithms
在这项工作中，我们采用\textit{ab initio}方法结合进化算法搜索稳定的结构氟在terapascal（TPa）制度。我们进行了几次结构搜索，使用USPEX代码，在压力范围从1到5 TPa，并考虑到16个原子每细胞选定的压力。我们的研究结果部分支持了最近的研究，通过验证氟从分子形式，$Cmca$，转化为中间聚合物形式之前，其最终解离。事实上，在高压下氟的候选结构之间的焓比较显示了在2.7 TPa下从分子相$Cmca$到$Pm\bar{3}n$扩展结构的直接转变，后者由线性链和独立原子组成，这与先前提出的其他中间相也作为接近3 TPa的稳定结晶形式存在的相互矛盾的报道不一致。
2022-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Beta-PtO2: Phononic, thermodynamic, and elastic properties derived from first-principles calculations
β-PtO 2是一种有用的过渡金属二氧化物，但其基本的热力学和弹性性质尚未得到研究。利用第一性原理计算，我们系统地研究了β-PtO 2的结构、声子、热力学和弹性性质。利用声子谱和振动态密度研究了压力下β-PtO 2的晶格动力学和结构稳定性。β-PtO 2的光学模式的振动频率随压力升高而增加;这一结果与现有的实验数据相当。然后，在声子计算的基础上，确定了热容和它们的压力响应。研究了德拜温度与压力的关系，并从两个不同的方面对结果进行了比较。通过Voigt-Reuss-Hill近似估计β-PtO 2的弹性模量。β-PtO 2的体积模量随压力线性增加，但剪切模量几乎与压力无关。我们的研究表明，弹性刚度系数C44，C55和C66起主要作用的剪切模量的缓慢变化。
2019-05-09 cond-mat.mtrl-sci
CO oxidation on Pd(100) at technologically relevant pressure conditions: A first-principles kinetic Monte Carlo study
近年来，氧化物的形成对过渡金属多相氧化催化活性的影响引起了热烈的讨论。在更贵的过渡金属（如Pd、Pt或Ag）上，常见的本体氧化物的低稳定性主要表明亚纳米薄氧化物膜（所谓的表面氧化物）作为潜在的候选物，其可以在代表技术氧化催化的气相条件下稳定。我们解决了这个问题的Pd（100）模型催化剂表面的第一性原理动力学蒙特卡罗（kMC）模拟，评估稳定的表征（sqrt{5} x sqrt{5}）R27表面氧化物在稳态CO氧化。我们的研究结果表明，在环境压力条件下，表面氧化物是稳定的表面CO：O2分压比附近的催化最相关的化学计量进料（p（CO）：p（O2）= 2：1）。精确的值敏感地取决于温度，使得局部压力和温度波动都可能在环境化学计量条件下的稳态操作期间引起氧化物相的连续形成和分解。
2008-02-05 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Prediction of the Softening of the Silicon Shock Hugoniot Curve
采用无轨道分子动力学（OFMD）和路径积分蒙特卡罗（PIMC）两种第一性原理方法，研究了硅在极高压（>100 Mbar）下的冲击压缩过程.虽然这两种方法的压力非常一致，但PIMC预测了第二个压缩最大值，因为1 s电子电离在OFMD计算中是不存在的，因为基于费米的理论缺乏壳层结构。采用Kohn-Sham密度泛函理论计算了低压（P < 100 Mbar）下热态致密硅的状态方程。结合这些第一性原理物态方程的结果，导出了硅在1 Mbar ~ 10 Gbar压力范围内的主冲击Hugoniot曲线。我们发现硅比广泛使用的EOS模型预测的软20%或更多。现有的高压实验数据（P = 1 - 2 Mbar）似乎表明硅的这种软化行为，这需要未来的强冲击实验（P > 10 Mbar）来基准我们的结果。
2016-08-26 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Theory of the Pressure Induced Invar Effect in FeNi Alloys
本文通过超胞计算和非共线磁态模型，研究了FeNi合金的压力诱导Invar效应，发现状态方程异常与磁转变吻合，揭示了磁熵增加导致低热膨胀的机制。
2023-02-09 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of optical, elastic anisotropic and thermodynamic properties of TiN under high temperature and high pressure
在0 ~ 2000 K温度范围内，在0 ~ 20 GPa压力范围内，详细分析了NaCl（B1）结构中TiN的光学、弹性各向异性和热力学性质。从计算的介电常数，一阶同构相变之间的29和30 GPa的TiN。吸收光谱表现出从远红外区到紫外区的高值。TiN的杨氏模量的各向异性值小于c-BN在0 GPa和TiN的各向异性明显增加的压力的增加。体积模量、Grüneisen参数、吉布斯自由能和德拜温度受压力和温度的影响显著。TiN的Grüneisen参数远大于c-BN。在低于1000 K的温度下，TiN的热容比c-BN大得多。
2017-06-22 cond-mat.mtrl-sci
First principles investigation of pressure related quantum transport in pure black phosphorus devices
采用第一性原理计算研究了两种纯单层黑磷（MBP）器件的压力相关输运性质。数值结果表明，半导体MBP可以承受相当大的压力，直到它转变为导体。根据BP的手性和垂直压力的大小，纯MBP器件可以作为柔性电子器件、“负”压力传感器和“正”压力传感器工作。当压力相对较小时，锯齿形MBP器件的电导对应力具有鲁棒性，而扶手椅型MBP器件则表现出压敏特性。锯齿形MBP器件的压力稳定性预示着其作为柔性电子器件的良好应用前景，而扶手椅型MBP器件的电导随压力的显著负增长表明其可以作为“负”压力传感器工作。当压力相对较大时，扶手椅型MBP器件和锯齿型MBP器件都表现出“正”压力传感器的有利特性，其电导率随压力迅速上升。设备越长，压力敏感性越高。利用能带取向分析和经验Wentzel $-$ Kramers $-$ Brillouin（WKB）近似，从第一性原理计算中验证了纯MBP器件的隧穿过程.
2018-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Connection between Bandgap Evolution and Strains of Octahedron in non-Perovskite \b{eta}-MnO2 under pressure: A First Principle Study
由于八面体的旋转和畸变引起的晶格畸变是一个高度集中的现象，它对材料的带隙、磁性和光学性质等产生深刻的影响。金红石型\b{eta} -MnO 2是一种广泛应用的八面体非永磁材料。我们采用密度泛函理论（DFT）系统地研究了它的稳定性、电子结构、磁性结构以及0-100 GPa范围内的光学性质。研究发现，由于Mn-d态和O-p态的相互作用，Pnnm相的禁带宽度随着压力的增加而增大或缩小，这是由于键长和键角之间的竞争.在SiO_2，GeO_2，SnO_2和PbO_2的Pnnm相中也发现了相同的压力引起的带隙演化。Pnnm相和Pa-3相的八面体连接方式不同导致了有趣的压力诱导带隙扩大。在Pa-3相，禁带宽度可以通过压力调节到1.34eV，满足Shockley-Queisser极限。此外，两个高压相可以淬火到环境压力。加上其机械、光学和反铁磁特性，它确保了MnO 2作为光伏材料的应用，适用于所有工作条件和多用途。本研究拓展了MnO 2的应用范围，并提出了一些新的压致禁带扩大机理。
2020-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Phonon transport in $\mathrm{Na_2He}$ at high pressure from a first-principles study
采用第一性原理计算和线性化的声子Boltzmann方程，在单模弛豫时间近似（RTA）下，研究了高压下新近制备的$\mathrm{Na_2He}$的声子输运.计算出的室温晶格热导率为149.19 $\mathrm{W m^{-1} K^{-1}}$，这与Si的晶格热导率非常接近。结果表明，低频光模占晶格热导率的16%，而高频光模的贡献可以忽略不计。高的晶格热导率是由于大的群速度，小的Gr $\mathrm{\ddot{u}}$奈森参数，和长的声子寿命。用声子平均自由程的累积热导率来考虑晶格热导率的尺寸效应。为了显著降低晶格热导率，要求特征长度小于100 nm，可降低36%。这些结果可能有助于理解巨行星内部发生的热传输过程。
2017-03-04 cond-mat.mtrl-sci
(Ga,Mn)As under pressure: a first-principles investigation
电子和磁性的Ga $_{1-x}$ Mn $_{x}$作为，从第一性原理计算采用混合HSE 06功能，提出了$x=6.25\%$和$12.5\%$的压力范围从0到15 GPa。在协议与光电子实验在环境压力下，我们发现$x=6.25\%$，非杂化Mn-3 $d$水平和Mn诱导状态驻留约5和0.4 eV以下的费米能级，分别。对于升高的压力，Mn-3 $d$能级，Mn诱导态和费米能级向更高的能量移动，然而，由于Mn-3 $d$能级与价态As-4 $p$轨道的杂化，Mn诱导态相对于费米能级的位置保持恒定。我们还评估，采用蒙特卡罗模拟，居里温度（$T_{\rm C}$）。在零压力下，我们得到$T_{\rm C}=181$ K，而压力引起的$T_{\rm C}$的变化是d $T_{\rm C}$ /d $p=+4.3$ K/GPa的$x=12.5\%$和估计值的d $T_{\rm C}$ /d $p\approx+2.2$ K/GPa的$x=6.25\%$在压力高达6 GPa。对于Ga $_{0.93}$ Mn $_{0.07}$ As在空穴局域化效应不太重要的区域中，在$p\leq1.2$ GPa下，d $T_{\rm C}$/d $p$的测定值与在$p$-$d$ Zener模型中实验发现和估计的d $T_{\rm C}$/d $p=+$（2-3）K/GPa相比是有利的[M. Gryglas…
2015-02-19 cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculations of the structural, elastic and electronic properties of MNxC1-x (M=Ti, Zr, Hf; 0<x<1) carbonitrides at ambient and elevated hydrostatic pressure
采用密度泛函理论计算了三种具有岩盐结构的混合过渡金属碳氮化物TiNxC 1-x、ZrNxC 1-x和HfNxC 1-x（0<x<1）在常压和50 GPa流体静压下的结构、电子和弹性性质.所考虑的化合物的晶格常数，密度和体积模量表现为氮浓度x的线性函数。所有这些参数的线性相关性允许在0到1的范围内的任何x值处获得它们的估计。通过计算键级和电子密度差分布，证明了随着氮逐渐取代碳，化学键的离子性逐渐增强。
2013-06-13 cond-mat.mtrl-sci
A first-principles investigation of pressure induced topological phase transition in Half-Heusler AgSrBi
拓扑绝缘体（TI）是具有新颖量子态的材料，其在边缘/表面导电时表现出体绝缘间隙。这已经在几个半赫斯勒（HH）化合物托管异国情调的TI行为进行了广泛的探讨。本文采用基于第一性原理的密度泛函理论对F-43 m空间群的HH AgSrBi的压力诱导拓扑相变（TPT）进行了深入研究。AgSrBi本质上是半金属的，其在各向同性压力下表现出保持立方对称性的半金属到平凡绝缘体的转变，而在破坏立方对称性时，我们观察到非常追求的非平凡半金属到TI的相变。我们还探讨了降低晶体对称性对实现TI性质的影响。在此之后，我们对电子性质进行定性分析以理解这种非平凡行为的起源，然后对Z $_2$分类进行定量分析，这表明AgSrBi是强TI（即，Z $_2$ =（1，101））。因此，我们建议AgSrBi作为动态稳定的TI，可用作超薄膜热电和纳米电子应用。
2021-09-02 cond-mat.mtrl-sci
First Principles NMR Study of Fluorapatite under Pressure
核磁共振是探测材料局部性质的一种新技术。在此，我们提出了使用GIPAW方法[Pickard和Mauri，2001]的氟磷灰石（FAp）NMR参数的密度泛函理论（DFT）\textit{ab initio}计算结果，FAp是一种属于磷灰石家族的正磷酸钙矿物。了解压力对磷灰石的局部影响是特别相关的，因为它们在许多固态和生物医学应用中起着重要作用。磷灰石是一种开放的结构，它可以经历复杂的各向异性变形，核磁共振的响应可以解释所施加的压力引起的微观变化。计算的NMR参数与实验数据吻合较好。在流体静压（从-5到+100千巴）下材料行为的结构评估表明磷灰石通道直径的收缩，以及NMR屏蔽和压力之间的强相关性，证明了该技术对核周围化学环境中甚至很小的变化的敏感性。这种理论方法允许探索构成材料的所有不同核，从而在解释实验结果方面提供非常有用的指导，对于更具挑战性的核例如$^{43}$ Ca和$^{17}$ O特别有价值。
2012-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Phonon Coupling, High Pressure Phase Transitions and Thermal Expansion of Multiferroic GaFeO3: A Combined First Principles and Inelastic Neutron Scattering Study
我们对多铁性GaFeO 3进行了广泛的声子研究，以阐明其动力学行为。在150 ~ 1198 K的宽温度范围内进行了非弹性中子散射测量。第一性原理晶格动力学计算是为了分析和解释的观察。从磁性和非磁性计算的声子谱的比较突出了明显的差异。的Fe和O离子的振动原子贡献的能量范围被发现显着不同的两种计算类型。因此，铁阳离子的自旋自由度引起的磁性在稳定GaFeO 3的结构和动力学中起着关键作用。此外，计算的焓在不同阶段的GaFeO 3是用来获得更深入的了解这种材料的高压相稳定性。此外，声子谱的体积依赖性被用来确定其热膨胀行为。
2014-06-04 cond-mat.mtrl-sci
High-pressure phase diagram of hydrogen and deuterium sulfides from first principles: structural and vibrational properties including quantum and anharmonic effects
采用第一性原理密度泛函理论计算方法研究了高温超导三氢化硫和三氘化硫在高压$Im\bar{3}m$和$R3m$相中的结构和振动性质。当压力降低时，可能发生菱面体转变$Im\bar{3}m \rightarrow R3m$，伴随着氢键不对称化和三角晶格畸变的发生。在静水条件下，我们发现，与最近一些实验中提出的相反，如果存在菱面体扭曲，它主要影响氢键，而由此产生的细胞扭曲很小。我们估计，发生的应力各向异性约$10\%$可以解释这种差异。假设流体静力条件下，我们计算的临界压力时，菱面体转变发生。量子和非谐效应，这是相关的，在这个系统中，包括在非微扰水平的随机自洽谐波近似（SSCHA）。在这种方法中，我们通过计算自由能Hessian来确定转变压力。我们发现，量子非谐效应是负责一个强大的减少的临界压力与经典谐波的方法。此外，我们观察到一个突出的同位素效应，因为我们估计更高的压力转换为D ${}_3$ S比H ${}_3$ S。最后，在SSCHA中，我们计算了$Im\bar{3}m$相的非简谐声子谱函数。系统的强非谐性被证实的发生非常大的非谐加宽导致复杂的非洛伦兹线的形状。然而，对于例如通过红外光谱可获得的在区中心处的振动光谱，加宽非常小（线宽最多约为2~meV）并且非谐声子准粒子被很好地定义。
2018-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Uranium at High Pressure from First Principles
采用密度泛函理论，采用忽略自旋轨道耦合和强电子关联的简单电子结构描述，研究了1.3TPa下α-铀的状态方程、结构行为和相稳定性.比较Cmcm（α-U）、bcc、hcp、fcc和bct的结构预测，α-U相在~285 GPa的压力下是稳定的，高于该压力，它转变为bct-U相。bct和bcc相之间的焓差随压力减小，但bcc在能量上是不利的，至少高达1.3 TPa，本研究的压力上限。在1.3TPa的压力下，密排hcp和fcc相的晶格常数比稳定的bct-U相的晶格常数高0.7eV和1.0eV，支持bcc相的宽稳定场.状态方程、晶格参数和各向异性压缩参数与100 GPa以上的实验和前人的理论符合得很好。α-U平衡体积下的弹性常数证实了我们的体积模量。这表明我们对铀的电子结构的简化描述捕获了相关的物理学，并可用于描述键合和其他轻锕系元素，特别是在高压下显示巡回电子行为。
2011-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Novel structural evolution of several nanolaminate Mn+1AXn (n=1, 2, 3, etc.) ceramics under pressure from first principles
我们对典型的Mn+1AXn（n=1，2，3）纳米层状陶瓷的结构稳定性进行了深入的研究，发现Ti 2GaN的相变压力（160 GPa）远高于Zr 2GaN的（92 GPa），表明具有较强的M依赖性;而Zr 2AlN的相变压力（98 GPa）与Zr 2GaN的相变压力相近，表明具有较弱的A依赖性。在所有已知的MAX中，Mo 2GaC显示出最低的相变压力，这意味着含C相具有比含N相更低的相变压力。所选MAX的所有亚稳相几乎同时转变，例如Zr 2AlN的所有亚稳相在相似的压力（约90-110 GPa）下转变，具有小于20 GPa的非常窄的压力范围，对于Zr 2GaN对应于90-115 GPa和对于Mo 2GaC对应于10-25 GPa的情况也是如此。Mo 2GaC在高压下呈现多相共存状态，其P63/mmc α-β相变是这类MAX结构中较为常见和频繁发生的途径。六角P63-mmc到四角P4-mmm的转变是含氮MAX的常见直接途径，这可能是由于高的转变压力。P63/mmc α-β-P4-mmm转变可能是含C MAX的常见途径，这可能是由于α-β转变压力较低。Nb 2 InN（Nb 2GaN）和Mo 2 InN在低压下呈现c轴异常伸长，这些化合物在环境条件下具有负的能量形成，这意味着它们都是稳定的或可实验合成的。
2020-12-22 cond-mat.mtrl-sci
