Suppression of material transfer at contacting surfaces: The effect of adsorbates on Al/TiN and Cu/diamond interfaces from first-principles calculations
在密度泛函理论（DFT）的框架下，研究了氧（O）和氢（H）单分子膜分别对铝/氮化钛（Al/TiN）和铜/金刚石（Cu/C $_{\text{dia}}$）界面材料转移可能性的影响.为此，模拟了由上述材料对组成的两个原子级平坦表面的接近、接触和随后的分离。这些计算分别针对清洁的以及氧化的和氢化的Al和C $_{\text{dia}}$表面进行。各种接触配置被认为是通过研究几个横向安排所涉及的表面在接口。材料转移通常是可能的，在所调查的清洁表面之间的接口，然而，添加O的Al和H的C $_{\text{dia}}$表面被发现阻碍材料转移。这种钝化的发生是因为在检查的接口，这可以解释由不同的键合情况的粘附能显着减少。
2017-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of the beta$-tin->Imma->sh phase transitions in silicon and germanium
我们研究了硅和锗的高压相的结构序列。我们已经集中于cd->beta-tin->Imma->sh相变。我们已经使用平面波赝势方法的密度泛函理论内实现的维也纳从头计算模拟包（VASP）。我们已经确定了每个结构的平衡性质和临界参数的值，包括在相变的滞后效应。相变的顺序已获得交替从压力依赖的焓和内部结构参数。通常使用的切线结构是非常不可靠的。我们的计算确定了一个一阶相变从cd到β-锡和从Imma到sh相，他们表示的可能性，从β-锡的第二阶相变的Imma相。最后，我们导出了相之间的焓垒。
2004-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic Investigations of Negatively Charged Tin-Vacancy Centres in Diamond
最近在金刚石中发现的带负电荷的锡空位中心在量子信息处理（QIP）中具有很好的应用前景。我们在这里提出了一个详细的光谱研究，包括单光子发射和偏振特性，发射光谱的温度依赖性以及声子边带和Debye-Waller因子的详细分析。利用光致发光激发光谱（PLE），我们探测了一个能量较高的激发态，并证明了在低温下的单发射体的完全寿命有限的线宽。对于这些发射器，我们还调查了共振激发下的电荷态的稳定性。这些结果提供了一个详细的洞察光谱特性的$\text{SnV}^-$中心，并奠定了基础，为进一步研究其在QIP的适用性。
2020-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Spectral emission dependence of tin-vacancy centers in diamond from thermal processing and chemical functionalization
我们报告了一个系统的光致发光（PL）的光谱发射特性的研究在离子注入和退火后，在金刚石中制造的个别光学缺陷。在620 nm、631 nm和647 nm处的三条谱线被识别并归因于SnV中心，这是由于它们出现在非常相同的单光子发射缺陷的PL光谱中。我们表明，这三个光谱特征的相对发生率可以通过氧化热退火后的样品表面进行修改。最后，我们报告了每一类单个发射体的相关发射性质，包括激发态发射寿命和发射强度饱和参数。
2021-06-14 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Bright Single-Photon Emission from Individual Tin-Vacancy Centers in Multi-Cone Diamond Waveguides
本文提出一种具有锥形侧壁和多锥体结构的金刚石纳米柱平台，实现了单个锡空位中心的高效光子提取，获得了高饱和计数率的明亮单光子发射，为量子源和传感器提供了有力候选方案。
2025-10-13 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Transition pressures and enthalpy barriers for the cd->beta-tin transition in Si and Ge under non-hydrostatic conditions
本文用从头算方法研究了Si和Ge在静水压力和非静水压力下的相变.为此，我们已经开发了一种新的方法来计算的非流体静压组件的影响，不仅对过渡压力，但也对相间的焓垒。我们找到了很好的协议与现有的实验和其他理论数据。在局域密度和广义梯度近似下，采用密度泛函理论的平面波赝势方法进行了计算。
2005-08-29 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
Understanding the difference in cohesive energies between alpha and beta tin in DFT calculations
锡的低温α相到β锡之间的转变温度接近室温（Tab = 13 ℃），0 K时两相的结合能差约为dEcoh=0.02 eV/原子，这是具有可用交换相关泛函的DFT（密度泛函理论）精度的极限。然而，对于任何涉及这些相的现象和技术的合理描述，例如，电化学电池中锡电极的性能，正确地模拟相对相能量是至关重要的。在这里，我们表明，几种常用的和收敛的DFT设置使用最实用和广泛使用的PBE功能的结果在dEcoh约0.04 eV/原子，不同类型的基组和不同的模型的核心电子（全电子或赝势的不同类型），这导致一个显着的高估标签。我们表明，这是由于错误的相对位置的s和p -样带，结合不同的人口，这些带在α和β锡，导致过度稳定的α锡。我们表明，这种错误可以有效地纠正应用哈伯德+U校正的s -样状态，从而正确的凝聚能的α和β Sn可以得到相同的计算方案。我们第一次量化的dEcoh上的非谐性的影响，并发现它是可以忽略不计的。
2016-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical Investigation of Yield-Enhancing Equilibrium Negatively Ionized Tin-Vacancy Center Preparation Pathways in N-Doped Diamond
本文使用DFT理论探究了N掺杂金刚石中由替位型氮（N$_\ ext{C}$）供电子形成Sn$V^-$色心的平衡路径与产率，为提升带电色心产率以应用于光电子和量子信息领域提供了实验指导。
2025-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Phase transformation in Si from semiconducting diamond to metallic beta-Sn phase in QMC and DFT under hydrostatic and anisotropic stress
硅在压力下经历从半导体金刚石相到金属β-Sn相的相变。我们使用量子Monte Carlo计算来预测相变压力，并将结果与采用LDA，PBE，PW 91，WC，AM 05，PBESol和HSE 06交换相关泛函的密度泛函计算进行比较。扩散蒙特卡罗预测的转变压力为14.0 +- 1.0 GPa，略高于实验观察到的转变压力范围11.3至12.6 GPa。HSE 06混合泛函预测的转变压力为12.4 GPa，与实验非常吻合。交换相关泛函使用局部密度近似和广义梯度近似的结果在过渡压力范围从3.5到10.0 GPa，远低于实验值。相变压力对应力各向异性很敏感。沿金刚石相的硅的立方轴的应力的各向异性降低了平衡转变压力，并且可以解释各种实验值之间的差异以及量子蒙特卡罗转变压力的小高估。
2010-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Characterization of carbon contamination under ion and hot atom bombardment in a tin-plasma extreme ultraviolet light source
对极紫外光刻机掠入射收集极的分子污染进行了实验研究。发现在脉冲锡等离子体放电的照射下生长了碳膜。我们的研究表明，该膜是化学惰性的，并具有典型的氢化无定形碳膜的特性。实验观察到，该膜由碳（~70 at. %）、氧（~20 at. %）和氢（与氧和碳结合），以及一些at. %的锡。大部分的氧和氢最有可能作为OH基团存在，化学键合到碳上，表明在成膜过程中吸附水的重要作用。据观察，膜主要是sp3杂化碳，这是典型的类金刚石碳。在514和264 nm激发下，薄膜的拉曼光谱是典型的氢化类金刚石碳。此外，在H2等离子体中的化学离子溅射中，与磁控溅射碳膜相比，较低的蚀刻速率和较高的能量阈值表明该膜具有类金刚石碳性质。
2014-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Coherence of a charge stabilised tin-vacancy spin in diamond
利用固态自旋量子位的量子信息处理（QIP）强烈地依赖于量子位的期望电荷状态的有效初始化。虽然金刚石中带负电荷的锡空位（$\text{SnV}^{-}$）中心由于在液氦温度下的长自旋相干时间和寿命有限的光学跃迁而成为用于实现QIP协议的极好平台，但其有用性受到共振激发下荧光终止的严重限制[1，2，3]。在这里，我们揭示了潜在的第IV族-空位（G4 V）中心的电荷循环，并利用它来展示所需的负电荷状态的单个SnV中心的高效初始化，同时保持长期稳定的光学共振。此外，我们还利用相干布居俘获全光探测了基态自旋的相干性，发现自旋退相时间为5 $μ$ s。此外，我们证明了原理证明Single Shot自旋状态读出，而不需要与缺陷的对称轴对齐的磁场。
2022-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Comparison of alpha- and beta- tin for lithium, sodium, and magnesium storage: an ab initio study including phonon contributions
我们提出了一个比较从头算研究的锂，钠，镁存储在锡，包括声子效应和α和β Sn之间的相位竞争。发现低浓度的Mg掺杂稳定β相。相反，Li和Na掺杂显示出在室温下逆转相的稳定性：Li/Na掺杂的α-Sn比Li/Na掺杂的β-Sn更稳定，直到约380/400 K的温度。这可以使实验研究中报道的β-Sn阳极的锂化和脱锂后α-Sn的形成合理化。Li/Na/Mg掺杂的相稳定性的变化与Li/Na/Mg在一相中相对于另一相中的嵌入能直接相关：在300 K时，Li/Na更容易嵌入α-Sn中（-0.37/-0.08 eV）比β-Sn（0.06/0.49 eV），而Mg嵌入能虽然是正的（即不利的嵌入），但在β-Sn中（0.53 eV）比在α-Sn中（0.66 eV）低。温度效应对嵌入能的影响很大，在300 K时可达0.13 eV。扩散势垒的分析表明，β-Sn中的Li、Na和Mg扩散是各向异性的，沿着（001）方向的迁移势垒（分别为0.01、0.22和0.07 eV）显著低于α-Sn中的迁移势垒（分别为0.20、0.52和0.40 eV）。
2015-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Microwave-based quantum control and coherence protection of tin-vacancy spin qubits in a strain-tuned diamond membrane heterostructure
针对金刚石锡空位中心（SnV）自旋缺乏高效微波控制、高温下相干性退化的问题，研究人员利用均匀应变金刚石膜的轨道混合效应，实现了高保真微波自旋控制与毫秒级相干保护，4K下相干时间显著提升且光学相干性不受温度影响，为量子技术提供了理想自旋-光子界面平台。
2023-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Isostructural Phase Transition of TiN Under High Pressure
在室温下，用同步辐射金刚石对顶砧装置，在30.1GPa压力下对NaCl型结构的TiN多晶粉末进行了原位高压能量色散X射线衍射实验。实验结果表明，在7 GPa左右存在一个等结构的相变，这一点可以通过V/V0随压力的不连续性来反映.
2005-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Uniaxial Phase Transition in Si : Ab initio Calculations
基于先前提出的热力学分析，我们研究了五个Si相在单轴压缩下的相对稳定性使用从头计算方法。这五个相是金刚石，β-锡，sh，sc和hcp结构。通过考虑任意两个相之间的相变，研究了可能的相变模式。通过分析不同因素对相对相稳定性的影响，找出了在单轴压缩条件下降低相变压力的主要因素。我们还表明，它是可能有相变发生时，只有在单轴压缩相，尽管没有相变时，在静水压力。考虑到所有五个阶段，在单轴压缩的相图构建的压力低于20 GPa。发现稳定相为金刚石、β-TiN和SH结构，即与静水压条件下相同。根据相图，如果所施加的单轴压力在增加时满足Px>Pz的条件，则从金刚石到sh相的直接相变是可能的。类似地，当单轴压力从sh相稳定的Px>Pz变化到β-tin相稳定的Px<Pz时，也可能在压力增加时发生sh-到β-tin的转变。
2002-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Theoretical study of conventional semiconductors as transducers to increase power and efficiency in betavoltaic batteries
该研究针对β伏特电池，依据背散射、带隙、辐射损伤等准则评估多种常规半导体，提出平面与三维结构中半导体和β放射性同位素的最佳匹配方案。
2023-08-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Accessing slip activity in high purity tin with electron backscatter diffraction and measurement of slip strength
本研究利用微柱压缩试验和电子背散射衍射技术，直接测量了高纯β-锡各滑移系的临界分剪切应力，为评估电子互连材料的可靠性提供了关键数据。
2023-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Metallic beta-phase silicon nanowires: structure and electronic properties
采用密度泛函理论研究了表面封端氢原子的两种不同取向的β-Sn相硅纳米线的能带结构和能量稳定性.结果表明，β-Sn纳米线相对于α-金刚石纳米线具有零带隙的亚稳态。所研究的线的相对能量倾向于β-Sn相中的体硅晶体的能量。
2009-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Novel metastable metallic and semiconducting germaniums
通过从头算方法，我们探索了锗相图的低压区。在金刚石和tI4之间出现了一个机械稳定的金属bct-5相，它是一个具有四元环的单斜锗相，密度小于金刚石，可压缩为β-tin相（tI4）。mC 16是一种窄隙半导体，而bct-5是金属的，在非常低的压力范围内仍然可能是超导的。这一发现可能有助于解决悬而未决的实验问题。
2012-09-17 cond-mat.mtrl-sci
The Tin Pest Problem as a Test of Density Functionals Using High-Throughput Calculations
在环境压力下，锡在13 $^\circ$ C（286 K）下从其基态半金属$α$-Sn（金刚石结构）相转变为致密的金属$α$-Sn相。在450 K以上可能进一步转变为简单的六方$γ$ -Sn。这些相对较低的转变温度是由于结构之间的小能量差，$\approx 20$ 1，meV/原子，在$α$ -和$β$ -Sn之间。这使得锡的密度泛函和计算方法的准确性异常敏感的测试。在这里，我们使用高通量的自动流（AFLOW）方法来研究能量的锡在多种结构中使用各种密度泛函。我们看看每个功能的成功和不足之处。由于没有功能是完全令人满意的，我们期待哈伯德U修正，并表明库仑相互作用可以选择预测正确的相变温度。我们还讨论了测试高吞吐量计算的收敛性与小能量差异的系统的必要性。
2020-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Phase transitions and critical phenomena of tiny grains carbon films synthesized in microwave-based vapor deposition system
通过拉曼光谱和能量损失谱的研究，观察到了微颗粒碳膜不同的峰走向。纳米晶和超纳米晶金刚石薄膜中已知的碳膜是采用基于微波的气相沉积系统合成的。碳原子表现出几种状态行为，取决于其电子的位置。不同腔室压力下的微小晶粒的不同形态与到达衬底表面/附近的典型能量的不同速率有关。碳膜中石墨态原子演化的微小颗粒转变为光滑单元结构，其中一维阵列原子的伸长是通过从它们的中心沿相反的两极施加表面格式力。在拉曼光谱的研究下，这种微小的晶粒是v1峰的原因，因为输入激光信号通过细长石墨态原子的通道化态间电子隙的增强传播。这些在富勒烯状态下形成的碳膜的微小颗粒是v2峰产生的原因。与v1峰相关的微小晶粒具有低强度，与包含具有以其异常硬度已知的状态行为的原子的微小晶粒相比。在拉曼光谱中代表v1峰的微小颗粒也是碳膜的场发射特性的原因。在确定的位置处对拉曼进行了不同的峰记录，表明沉积的微小颗粒的不同相的碳原子的不同状态，这与它们的能量损失光谱一致。
2018-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Modeling the High-Pressure Solid and Liquid Phases of Tin from Deep Potentials with ab initio Accuracy
本研究开发了基于机器学习的深度势模型，用于模拟锡在0-50 GPa和0-2000 K条件下的高压固相和液相，成功预测了相图及三相点。
2023-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Modeling the Zero-Phonon Line of Strained SnV Centers in Diamond; Including Reflections on Computational Cost and Accuracy
UHasselt（哈瑟尔特大学）；imec（微电子研究中心）
本文通过第一性原理方法研究SnV零声子线及其压力系数，发现其绝对位置受方法和超胞大小影响显著，通过稀释极限外推以与实验比较，同时强调Kohn-Sham态的重要性及电子激发等因素对位移的影响，最终指出压力系数在不同方法下均稳定为约1.4nm/GPa。
2026-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Tin (Sn) at high pressure: review, X-ray diffraction, DFT calculations, and Gibbs energy modeling
Sn一元系统的评估。首先，文献上的相平衡，热力学性质，体积和相关的性质，和冲击压缩锡是彻底审查。其次，在57 GPa和730 K的压力和温度下，利用同步辐射X射线衍射在金刚石压砧室中研究了Sn系。获得了有关γ（I ~ 4/m ~（-3）m）和γ”（I ~ 4/m ~（-3）m）相的热稳定性和热膨胀系数的新信息。第三，密度泛函理论计算锡的六个同素异形相在实验中观察到的使用局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）功能。这种实验和理论相结合的研究为锡在30 - 70 GPa范围内显着的亚稳态性质提供了进一步的见解。最后，吉布斯能建模进行使用最近提出的Joubert-Lu-Grover模型，这是兼容的CALPHAD方法。特别强调的是放在讨论外推到高压和高温的体积和热力学性质。虽然热容量的描述在中等压力下是近似的，但所有可用的数据在高达2500 K（比锡的大气压熔点高5倍）和150 GPa（几乎是\b{eta} -Sn的标准体积模量的3倍）下都是接近的。
2022-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Synchrotron x-ray diffraction studies of the $α\rightleftharpoons β$ structural phase transition in Sn and Sn-Cu
锡的金属（$β$）和半导体（$α$）同素异形体之间的转变仍然没有很好地理解。文献中所述的相变温度为286.2 K，似乎与最近的量热测量结果不一致。在本文中，这一有趣的方面已经探讨了锡和锡铜（合金0.5%的铜重量），使用温度分辨同步辐射X射线衍射测量在Indus-2设施。此外，$α\rightleftharpoons β$ Sn转变已被记录使用原位加热/冷却实验中的扫描电子显微镜。基于这些测量，已经提出了一种方案，以减少潜在易感系统中$α$ -Sn的形成。这将有助于像TIN.TIN（基于铟的TIN探测器）这样的实验，该实验建议使用~100 - 1000公斤的超导锡基探测器来寻找同位素$^{124}$ Sn中的无中微子双β衰变。
2021-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Signal and noise of Diamond Pixel Detectors at High Radiation Fluences
CVD金刚石由于其大的带隙和强的晶格结构而具有很强的抗辐射性，是LHC顶点探测器的一种有吸引力的材料选择。特别地，在相互作用点附近操作的像素检测器受益于金刚石的微小漏电流和小像素电容，从而与硅相比具有低噪声系数。另一方面，来自穿越高能粒子的电荷信号在金刚石中比在硅中小约2.2倍。因此，在超过10 $^{15}$ n $_{eq}$ cm $^{-2}$的注量下，与硅相比，定量测定金刚石的信噪比（S/N）是重要的，这是LHC升级所期望的。基于对辐照金刚石传感器的测量和FE-I4像素读出芯片的设计，我们确定了高粒子注量辐照金刚石像素探测器的信号和噪声。为了表征辐射损伤对材料和信号降低的影响，将载流子的平均自由程$λ_{e/h}$的变化确定为辐射通量的函数。我们利用为ATLAS升级开发的FE-I4像素芯片来实际估计预期的噪声系数：给定通量下的预期漏电流来自校准计算，像素电容使用专门开发的芯片（PixCap）测量。我们比较所得的S/N数字与平面硅像素探测器使用公布的电荷损失测量和相同的外推方法，为金刚石。它示出，预期的S/N的金刚石像素探测器与像素间距典型的LHC，超过平面硅像素在超过10 $^{15}$粒子cm $^{-2}$的注量，确切的值仅取决于最大的操作电压假设为辐照硅像素探测器。
2012-08-13 cond-mat.mtrl-sci hep-ex physics.ins-det
Melting Si: beyond density functional theory
立方金刚石相中硅的熔点使用无规相近似（RPA）计算。RPA包括确切的交换以及近似处理的本地以及非本地的电子多体相关效应。我们预测的熔化温度约为1735 K和1640 K没有和核心极化效应，分别。这两个值都在实验熔化温度1687 K的3%以内.相比之下，通常使用的梯度近似密度泛函理论预测的熔点低了200 K，而混合泛函将熔点高估了150 K。我们预测的熔点与立方金刚石和β-锡相的硅之间的能量差，建立这种能量差是一个重要的基准近似泛函的发展。目前的研究结果表明，RPA可以用来预测准确的有限温度性能，并强调了良好的预测性能的RPA凝聚态物质。
2018-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Second-order Stark shifts exceeding 10$\,$GHz in electrically contacted SiV$^-$ centers in diamond
该研究通过面内电极施加电场实现金刚石中SiV⁻中心零声子线的电调谐，获得超10 GHz的二阶斯塔克位移，可克服其光学跃迁频率的非均匀分布，推动可扩展SiV⁻基量子技术发展。
2025-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Complex low energy tetrahedral polymorphs of group IV elements from first-principles
碳的能量景观非常复杂，拥有各种重要的亚稳相，包括金刚石，富勒烯，纳米管和石墨烯。在这种景观中寻找结构，特别是那些具有大晶胞的结构是具有挑战性的。在这里，我们使用一个组合的随机搜索策略，采用两种算法（AIRSS和RG 2），适用于连接约束的单位细胞包含多达100个碳原子。我们发现了三个低能碳多晶型物（Pbam-32，P6/mmm和I-43 d）与新的拓扑结构，包含32，36和94个原子在其原始细胞，分别。它们相对于金刚石的能量分别为96 meV/atom，131 meV/atom和112 meV/atom，这表明潜在的亚稳态。这三种碳同素异形体是机械和动态稳定的，绝缘的碳晶体具有超硬机械性能。I43 d结构具有7.25 eV的直接带隙，这是碳同素异形体家族中最宽的带隙。Pbam-32、P6/mmm和I-43 d的硅、锗和锡版本也显示出能量、动力学和机械稳定性。计算的电子性质表明，它们是潜在的半导体和光伏应用材料。
2018-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Electron correlation and the phase diagram of Si
以前的第一性原理计算的熔化特性的Si，基于局域密度近似（LDA）的电子交换相关能量，预测的熔化温度低约20%。我们提出了新的第一原理的结果表明，这个问题是由于非取消的半导体固体和金属液体之间的交换相关误差。结果表明，其他来源的误差，特别是那些由于系统的大小和布里渊区采样，可以忽略不计。相同的LDA误差导致金刚石-Si-> β-锡-Si转变的压力预测不足。广义梯度近似在很大程度上校正了Si相图的这两个特征。
2002-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Novel Transformations of PbTiO3 with Pressure and Temperature
University of Illinois Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）；Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)（德国电子同步加速器）；State University of New York Buffalo（纽约州立大学布法罗分校）；University of Cambridge（剑桥大学）；European Synchrotron Radiation Facility（欧洲同步辐射装置）；National Institute of Technology, Agartala（阿加塔拉国立技术学院）；Universitat Politècnica de València（瓦伦西亚理工大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Carnegie Science（卡内基科学研究所）
研究揭示了PbTiO3在高压高温下可稳定形成不同相，激光加热促进其分解并产生新多形体，DFT计算显示带隙变化及金属化现象。
2026-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Design of a V-Ti-Ni alloy with superelastic nano-precipitates
应力诱发的马氏体相变使亚稳合金能够表现出增强的应变硬化能力，从而改善可成形性和韧性。然而，正如从相变诱发塑性（TRIP）钢中所熟知的，由于其固有的脆性，所得的马氏体可以限制延展性和疲劳寿命。在这项工作中，我们探索了一种合金设计策略，利用应力诱导马氏体相变，但不保留马氏体相。这种策略是基于超弹性纳米析出物的引入，其在初始应力诱导的正向转变后表现出反向转变。为此，利用从头算模拟和热力学计算，我们设计并制备了V45 Ti 30 Ni 25（at%）合金。在该合金中，TiNi作为纳米沉淀物均匀分布在韧性富V基心立方（bcc）β基质内，以及作为较大的基质相存在。我们使用各种扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）的方法，其特征在于所产生的合金的微观结构。通过拉伸试验证明了合金的体力学性能，并且通过原位TEM微柱压缩实验、原位高能衍射同步加速器循环拉伸试验、压痕实验和差示扫描量热法实验证实了TiNi形貌中的可逆转变。观察到的转变途径和变量的影响相稳定性进行了严格的讨论
2021-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Nonequilibrium free-energy calculation of phase-boundaries using LAMMPS
我们提出了一个指南来计算经典系统的相边界，使用动态克劳修斯-克拉珀龙积分（dCCI）的LAMMPS（大规模原子/分子大规模并行模拟器）代码内的方法。dCCI方法的优势在于它使用相对较短的单一非平衡模拟提供了跨越广泛热力学状态的共存曲线。我们描述了国家的最先进的非平衡自由能的方法，使我们能够计算吉布斯自由能在很宽的压力和/或温度的区间。我们详细介绍了dCCI方法，讨论了它在LAMMPS包中的实现，并提供了源代码，脚本，以及辅助文件。作为一个说明性的例子，我们确定了硅的相图的范围内的压力覆盖从0到15 GPa和温度低至400 K的液相，以获得相边界和三相点之间的金刚石，液体和β-Sn相。
2021-12-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Structural Modulation and BC8 Enrichment of Silicon via Dynamic Decompression
针对高压硅亚稳态相难以高纯度可控制备的问题，该研究采用动态减压策略系统调控硅的结构转变，实现纯度约95%的BC8-Si富集，并由拉曼光谱和同步辐射X射线衍射验证。
2023-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
