Pressure induced bcc to hcp transition in Fe: Magnetism-driven structure transformation
用从头计算方法研究了Fe中压致bcc → hcp相变。无序局域矩（DLM）计算发现，温度诱导的自旋涨落导致Burgers型晶格畸变能量的降低和具有$[\bar{1}10]$极化的$TA_1$-点横声子模的软化.结果，系统中的自旋无序导致原子位移幅度的增加。另一方面，在我们的计算中得到的交换耦合参数强烈下降，在大幅度的晶格畸变。这导致结构自由度和磁自由度的相互关联，导致在有限温度下的压力下的体心立方结构的不稳定性。
2013-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Pre-melting hcp to bcc Transition in Beryllium
铍（Be）是一种重要的金属材料，从航空航天部件到X射线设备等都有着广泛的应用。然而，对它的相图的精确理解仍然难以捉摸。我们研究了相稳定性的Be使用最近开发的混合自由能计算方法，占非谐效应调用声子准粒子。我们发现在0<P<11 GPa时，hcp到bcc的转变发生在熔化曲线附近，其Clapeyron斜率为41 K/GPa。体心立方相存在于一个狭窄的温度范围内，随着压力的增加而收缩，这解释了在实验上观察这个相的困难。这一工作也证明了基于声子准粒子的理论框架对研究强非谐材料的结构稳定性和相变的有效性。
2017-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Fcc -> bcc phase transition kinetics in an immiscible binary system: atomistic evidence of the twinning mechanism of transformation
基于准粒子（QA）方法进行了广泛的原子模拟，以确定在一个二元系统中的位移fcc/bcc相变的重要方面。我们表明，QA是能够预测的fcc/bcc相变的主要结构特征，包括在fcc矩阵的bcc核的生长，并最终形成的内部孪生结构组成的两个变种与Kurdjumov-Sachs取向关系。在原子水平上，我们确定了孪晶界面和面心立方/体心立方界面的缺陷结构，并确定了其传播的主要机制。结果表明，孪晶界是通过fcc中螺旋位错沿α方向的扩展而扩展<-1-11>的，而fcc中螺旋位错沿共格台阶边缘的扩展是fcc/bcc转变的关键矢量。将模拟结果与我们在Cu-Fe-Co系统中观察到的富Fe bcc孪晶颗粒镶嵌在fcc富Cu基体中的TEM和HRTEM结果进行了比较。
2021-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Alkali-metal vibrations in bcc, fcc, hcp, and 9R structures: Implications for the energetics of Li and Na martensitic phases
本文提出一种专用于碱金属的嵌入原子方法模型，通过计算bcc与密堆积相振动自由能差异并结合Li和Na马氏体转变温度，提取零温度相能量差，并为K和Rb提供能量约束。
2024-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Solving a problem with a single parameter: A smooth bcc to fcc phase transition for metallic lithium
密度泛函方法计算了金属锂立方相bcc → fcc相变过程，发现bcc相与fcc相是准简并的，其激活能垒很小，为0.1kJ/mol，但在较高温度下，bcc相成为主导相，符合Landau理论.这解决了长期存在的关于锂的两个阶段的争议。
2022-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Bain distortion of noble metal thin films that exhibit fcc, bct, and reoriented fcc structures
针对弯曲 Ag 纳米线中 bcc 相仅见于表面附近的问题，本文通过 Cu、Ag、Au 第一性原理计算表明表面压缩更倾向稳定 bct 结构，且固定 bct-fcc 边界是关键。
2024-02-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Beyond chemical accuracy: The pseudopotential approximation in diffusion Monte Carlo calculations of the HCP to BCC phase transition in beryllium
由于最近的扩散蒙特卡罗计算和实验之间的不一致的相变压力之间的环境和β-Sn相的硅，我们提出了一个研究的HCP体心立方相变在铍。这种较轻的元素提供了直接测试硅计算所需的许多近似值的机会，并可能建议增加一般固体扩散蒙特卡罗计算的实际精度的途径。我们证明，在这些计算中，最大的近似是赝势近似。去除此之后，我们发现与实验的环境HCP相和结果类似的仔细计算使用密度泛函理论的相变压力非常一致。
2015-01-15 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Effect of Atomic Size and Valence Electron Concentration on the Formation of fcc or bcc Solid Solid Solutions in High Entropy Alloys
采用先前报道的规则，计算了高熵合金（HEAs）中四到七种元素的合金形成固溶体的可能性。包括30种元素：周期表第四、第五和第六周期的过渡元素和铝。共分析了2，799，486个系统。当元素的数量从四个增加到七个时，在HEAs中形成的固溶体的百分比从35.9%下降到26.4%。已经使用先前报道的观察结果预测了将形成的固溶体的结构，fcc，bcc或fcc和bcc的混合物。随着元素数目从4增加到7，具有fcc或bcc结构的系统的百分比降低。计算了具有fcc、bcc或fcc和bcc的混合物的固溶体的百分比，对于具有4至7个元素但保持一个恒定元素的合金。其中恒定元素具有价电子浓度的系统，VEC，从3到4，将在大约50%的系统中具有bcc结构。当系统中的常量元素具有10到12个VEC时，大约75%的系统将呈现fcc结构。
2021-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Lattice distortion and atomic displacements during the fcc/bcc martensitic transformation
从我们以前的马氏体相变模型，原子位移和晶格变形从面心立方（fcc）到体心立方（bcc）相的连续矩阵计算与不同的可能的最终取向关系，如贝恩，Pitsch和Kurdjumov-Sachs（KS）协议。计算中引入的角畸变是跃迁的自然序参量。对应于KS的畸变是唯一尊重fcc和bcc相的致密方向和致密平面的平行性的畸变。本文给出了与马氏体相变相关的经典晶体学理论和剪切概念的替代方案。
2015-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic Simulation of Structural Phase Transitions in Magnetic Iron
磁性铁中bcc-fcc（$α$ - $γ$）和fcc-bcc（$γ$ - $δ$）相变的发生源于磁激发和晶格振动之间的相互作用。然而，这一事实从来没有被证明的直接动力学模拟，治疗非共线磁波动和动力学的原子，和他们的耦合在一个有限的温度。从一个大的从头计算模拟产生的数据集开始，我们推导出非共线的bcc和fcc铁描述在附近的近完美的晶格位置的波动的磁性多体势。然后，我们使用自旋晶格动力学模拟，以评估体心立方和面心立方相的自由能之间的差异，评估它们在一个统一的动态图片的相对稳定性。我们发现bcc和fcc自由能曲线之间的两个交叉点，对应于$α$ - $γ$ bcc-fcc和$γ$ - $δ$ fcc-bcc相变。在两个相变点之间的温度间隔上的最大fcc-bcc自由能差为2 meV，与其他实验和理论估计一致。
2017-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Mechanism for BCC to HCP Transformation: Generalization of the Burgers Model
许多结构转换涉及初始阶段和转换阶段之间的群-非子群关系，因此超出了传统朗道理论的范围。我们利用一个系统的和强大的方法来描述这样的重建马氏体相变耦合群理论参数的第一性原理计算。在这种情况下，我们（i）使用基于量子力学的算法来枚举转换路径，（ii）使用全电子第一性原理计算来评估沿着这些转换路径的能量势垒，（iii）推导出每个路径的初级和次级序参量的完整集合，以建立适当的Ginzburg-Landau自由能泛函，以及（iv）对于每个路径，识别初级序参量的特殊点，作为与最终产品相对应的局部变形的函数。我们将此方法应用于压力驱动下钛的体心立方（bcc）到密排六方（hcp）相变的研究。我们发现一个推广的Burgers机制，也发现，有没有能量障碍，这种转变。事实上，令人惊讶的是，我们还发现了一个区域的体积，其中的中间路径变得比任何一个端点（bcc或hcp）更稳定。因此，我们预测一个新的正交相之间的Ti 51和62 GPa。
2002-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Interactions between Coherent Twin Boundaries and Phase Transition of Iron under Dynamic Loading and Unloading
在高压下，许多体心立方金属中经常出现相变和形变孪晶，它们之间的相互作用对于理解这些金属在极端条件下的强化机制具有重要意义。然而，体心立方金属中孪晶之间的相互作用和相变在很大程度上仍然是未知的。本文采用非平衡分子动力学模拟和轻推弹性带方法研究了共格孪晶界与铁的$α\to ε$相变之间的相互作用。研究了孪晶辅助相变和反向相变的机制，发现BCC和HCP相之间的取向关系为<11-1>BCC|| HCP<-12-10>和<1-10>BCC||两<0001>种情况下的HCP。孪晶界对应于相变后。令人惊讶的是，反向跃迁似乎能够“记忆”并恢复最初的BCC双胞胎。在反向相变前的HCP相中发生塑性滑移时，记忆将部分丧失。在恢复的初始体心立方孪晶中，观察到三个主要的孪晶间距，这很好地解释了从HCP相到体心立方孪晶转变的能垒。此外，还讨论了孪晶辅助相变的变量选择规则。本文的研究结果可望为在马氏体相变材料中制备超细晶组织提供一些线索。
2017-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Extended Pattern Recognition Scheme for Self-learning Kinetic Monte Carlo (SLKMC-II) Simulations
我们报告了一个模式识别方案的发展，该方案考虑到fcc和hcp吸附位点，在fcc（111）表面上进行自学习动力学蒙特卡罗（SLKMC-II）模拟。在这个方案中，通过将岛周围的fcc位、hcp位和顶层衬底原子分组为六角环来唯一地识别岛中每个欠配位原子的局部环境。随着模拟的进行，所有可能的过程，包括剪切，爬行和协调滑翔，这可能涉及fcc-fcc，hcp-hcp和fcc-hcp移动自动找到，并在飞行中计算它们的能量。本文给出了将这种新的模式识别方法应用于M（111）上9原子岛（M9）的自扩散的结果，其中M = Cu，Ag或Ni。
2012-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Coexistence pressure for a martensitic transformation from theory and experiment: revisiting the bcc-hcp transition of iron under pressure
两相共存压力在一定温度下是一个明确的点。然而，在实验中，由于非流体静力学应力和应力相关的势能势垒，不同的测量产生不同的压力范围与滞后。考虑到这些影响，我们提出了一个不等式的理论值的多个测量间隔的比较。我们回顾了几十年来对铁的bcc - hcp转变的压力实验，这些实验对非流体静力学条件和样品尺寸敏感。从电子结构计算，我们发现bcc - hcp共存压力为8.4 GPa。我们构建的状态方程的竞争阶段在静水压力下，比较实验和其他计算，并解决所观察到的压力滞后和范围内的起始压力的成核相。
2014-12-19 astro-ph.EP cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Ab initio melting temperatures of bcc and hcp iron under the Earth's inner core condition
关于地球内核条件下铁的稳定相存在着长期的争论。由于内核边界处的固液共存，固相的热力学稳定性与其熔化温度直接相关，这仍然存在很大的不确定性。在本研究中，我们利用一个半经验势拟合到高温从头算数据进行热力学积分从经典系统描述的潜力从头算系统。该方法为热力学积分提供了一条平滑的路径，并显著降低了有限尺寸效应引起的不确定性。结果表明，在铁的内核条件下，hcp相是纯铁的稳定相，而在熔化温度附近，hcp相和bcc相的自由能差很小，约为10 s meV/atom.
2023-03-10 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
A simple descriptor for energetics at fcc-bcc metal interfaces
我们已经开发了一种新的和用户友好的界面能量计算方法，避免了从散装和平板计算之间的数值差异，如沿垂直于界面的方向的k点的数量派生的问题。我们已经将其应用于36 bcc-fcc金属界面（100）取向，并发现一个明确的界面能依赖于两种金属的功函数之间的差异，一方面，和d电子的总数。在面心立方晶体中观察到比体心立方晶体更大的机械变形。对于每个体心立方金属，界面能被发现遵循其d带的位置，而同样的是没有观察到面心立方。
2018-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
The wave model of martensite growth for the FCC-BCC transformation of iron-based alloys
这本书是科学文献中的第一本专著，致力于铁基合金中的FCC-BCC转变，其中动力学方法用于解释马氏体生长阶段。冷却马氏体晶体的快速生长被认为是一个由准纵向晶格位移波（DW）控制的自组织过程。DW初始激励的状态是刚性的。DW具有来自超声波带的频率~ $10^{10} sec^{-1}$和提供变形水平~ $10^{-3}$的振幅。分析了非平衡d电子产生DW的必要条件。广泛的问题（从电子光谱的特性宏观形态指标），与铁基合金的FCC-BCC马氏体相变的物理解释，进行了讨论。在专着的结论中给出了对建立描述马氏体形核过程的物理模型具有根本意义的结果的简短回顾。结果表明，非均匀形核和波动长大过程与FCC-BCC马氏体相变有着遗传联系。最后一位作者的结果揭示了FCC-BCC马氏体相变的所有替代品的马氏体晶体形成的物理机制控制过程的特点的简短回顾给出了专着的结语。
2010-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Physical nature of fcc-bcc martensitic transformation in iron based alloys
总结了作者提出的揭示马氏体晶体形成物理机制特征的模型。冷却马氏体晶体的快速生长被认为是一个由准纵向晶格位移波（DW）控制的自组织过程。结果表明，在自发的fcc-bcc马氏体相变中，非均匀形核和波动生长过程具有遗传联系。应变马氏体形成的博览会被认为是在一个晶体模型的背景下。
2005-12-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Elastic stability and lattice distortion of refractory high entropy alloys
含有来自周期表的Ti、V和Cr列的元素的难熔高熵合金形成体心立方（BCC）结构。来自Ti柱的元素是值得注意的，因为它们在高温下具有BCC结构，但在低温下经历剪切不稳定性并转变为六方（HCP）结构。我们表明，这些元素的不稳定性影响的HEAs，包含它们的属性。特别是，剪切模量大大降低，导致晶格畸变的动态贡献增加。与常规BCC柱相比，BCC/HCP柱的元件之间的相对大的尺寸差异产生对晶格畸变的额外静态贡献。这些研究结果支持的弹性常数和晶格畸变在四个代表HEAs的直接评估。HEAs与那些成分平均纯元素的模量比较验证了BCC/HCP元素的影响，并允许我们估计BCC相变得弹性不稳定的组合物，预测可能是有用的材料设计。
2017-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Topology of the Spin-polarized Charge Density in bcc and fcc Iron
我们研究了体心立方和面心立方铁中自旋极化电荷密度的拓扑结构。虽然总自旋密度被发现具有非磁性原型结构的拓扑结构，但在某些情况下，自旋极化密度的特征在于独特的拓扑结构;例如，体心立方和高自旋面心立方铁的自旋极化电荷密度是非典型的任何已知的非磁性材料。在这些情况下，两个自旋密度是相关的：自旋少数电子具有在少数密度中具有深最小值的定向键路径，而自旋多数电子填充这些空穴，降低键方向性。两种不同的自旋拓扑结构的存在表明，铁中一个众所周知的磁性相变可以根据这些拓扑结构的变化进行富有成效的重新研究。我们发现，在fcc铁（顺磁低自旋和低自旋高自旋）看到的两个相变是不同的。前者遵循朗道破缺范式，不进行拓扑变换，而后者也涉及拓扑灾难。
2017-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Dynamics Study of Self-Diffusion in Zr
我们采用最近开发的半经验Zr势通过分子动力学模拟确定在hcp和bcc Zr中的扩散系数。直接从MD模拟而不是从理论方法使用T=0计算确定点缺陷浓度。我们发现，通过在hcp Zr的间隙机制的扩散进行，空位和间隙机制在bcc Zr的扩散率的贡献。与实验数据的协议是极好的hcp锆和bcc锆，它是相当好的，在高温下，但在低温下有相当大的分歧。
2009-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio calculations for structural properties of Zr-Nb alloys
在零温条件下，对不同铌浓度下Zr-Nb合金的结构性质进行了从头算计算。不同的情况下，Zr-Nb合金与具有BCC和HCP结构的晶胞被认为是。得到了晶格常数的最佳值。确定了零温下结构转变HCP \rightarrow BCC对应的铌浓度临界值。分别研究了铌浓度为12.5%和25%的HCP和BCC两种结构的电子态密度。
2013-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Effects of magnetic excitations and transitions on vacancy formation: cases of fcc Fe and Ni compared to bcc Fe
本研究通过DFT和蒙特卡洛模拟比较了fcc Ni与bcc和fcc Fe中磁性对空位形成的影响，发现磁转变效应在bcc Fe中更显著，并揭示了纵向自旋激发在fcc Fe和Ni中的独特作用。
2021-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties and structural phase transition in ultrathin fcc Fe (111) and bcc Fe (111) films: first-principles study
本研究通过基于全势局域轨道（FPLO）代码的密度泛函理论（DFT），探究了超薄fcc Fe(111)和bcc Fe(111)薄膜的结构与磁学特性，发现厚度超23原子单层时fcc向bcc相变，解释了实验现象并为衬底选择提供参考。
2023-12-02 cond-mat.mtrl-sci
The behavior of f-levels in HCP and BCC rare-earth elements in the ground state and in XPS and BIS spectroscopy from density-functional theory
用密度泛函理论计算了稀土元素的HCP结构和铕的BCC结构的电子结构。在DFT中模拟X射线光电子能谱（XPS）和韧致辐射等色谱（BIS），其中f电子被大光子能量激发，或者从XPS中的占据态中移除，或者加入BIS中的未占据f态。结果表明，f-态的表观位置与基态的f-带能量相比存在相当大的差异。这个结果是从根本上不同的计算假设强现场相关，因为所有的计算是基于DFT。自旋轨道耦合和多重态分裂不包括在内。目前的模拟占了几乎一半的DFT基态中的f-能级位置和观察到的f-能级位置之间的差异。在低T下的电子比热与DFT基态相容，其中f电子通常驻留在费米能级。
2014-03-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Van der Waals density-functional theory study for bulk solids with BCC, FCC, and diamond structures
本文通过计算BCC、FCC和金刚石结构块体固体的晶格常数、体弹性模量和内聚能，系统评估多种vdW泛函的可靠性，为vdW方法发展和材料设计提供依据。
2015-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Crystalline and Electronic Structures of Molecular Solid C$_{50}$Cl$% _{10}$: First-Principles Calculation
采用密度泛函理论中的第一性原理计算，预测了一种分子固体C $_{50}$ Cl $_{10}$的晶体结构，包括六方密堆积（hcp）相、面心立方（fcc）相和六方单层.从总能量计算确定的稳定结构，其中hcp相是揭露比fcc相和六方单分子层的能量更稳定。给出了六方晶系和面心立方结构的C $_{50}$ Cl $_{10}$的能带和态密度。结果表明，C $_{50}$ Cl% $_{10}$分子既可以形成hcp或fcc的间接带隙绝缘体，也可以形成绝缘的六方单分子层.
2006-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Study of size effects in the structural transformations in bcc Zr films
采用分子动力学方法，在嵌入原子模型下，采用原子间相互作用的多体势，研究了膜厚和温度对体心立方锆（001）晶向无限大薄膜结构相变的影响。结果表明，体心立方Zr薄膜的相变机制、相变顺序和最终结构与薄膜厚度密切相关。在（001）面厚度达6.1 nm的薄膜中，经历了一个由中间亚稳fcc相向bcc（110）相的取向转变，然后在冷却时观察到一个弥散的bcc（110）$\rightarrow$ hcp转变。在厚度为6.1至8.2nm的膜中，在冷却时由于剪切变形而形成孪晶fcc相，使得膜表面获得阶梯状起伏。随着bcc（001）薄膜厚度的进一步增加，发生马氏体相变，形成孪晶hcp结构，薄膜表面呈波浪状。计算了体心立方和面心立方晶格的体积模量和弹性模量。结果表明，对于面心立方相的晶格稳定性条件满足在体和薄膜系统。
2012-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Higher order magnetoelasticity energy corrections in bcc and fcc systems
IT4Innovations, VSB – Technical University of Ostrava（VSB-俄斯特拉发理工大学）；Charles University, Faculty of Mathematics and Physics（查理大学数学与物理学院）
本研究推导了bcc和fcc晶体结构中应变的高阶项，并表明对于立方系统，高阶应变项对磁致伸缩行为的影响可以忽略。
2026-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Development of an Interatomic Potential for the Simulation of Defects, Plasticity and Phase Transformations in Titanium
提出了描述Ti的缺陷、塑性和高温相变的新的原子间相互作用势。拟合马氏体hcp-bcc相变温度需要一种有效而精确的方法来确定，我们应用了基于竞争固相熔化温度测定的分子动力学（MD）方法、Gibbs-Helmholtz积分和晶格开关Monte Carlo方法（LSMC）：这些方法在hcp-bcc相变温度上的一致性在2 K以内。我们能够开发嵌入的原子势，这给一个很好的适合无论是低温或高温数据，但不是两者兼而有之。第一个开发的潜力（Ti 1）再现hcp-bcc转变和熔化温度，并适合于相变和bcc Ti的模拟。另外两个电位（Ti 2和Ti 3）正确描述缺陷特性，可用于模拟hcp Ti中的塑性或辐射损伤。单个EAM势不能同时描述低温和高温相的事实可能归因于忽略了电子自由度，特别是bcc具有高得多的电子熵。从电势Ti 1和Ti 2的组合获得的温度依赖电势可以用于模拟任何温度下的Ti性质。
2016-12-09 cond-mat.mtrl-sci
A first-principles study of Zn induced liquid metal embrittlement at bcc and fcc grain boundaries
本文通过DFT计算研究锌在铁素体和奥氏体晶界的偏析与脆化行为，揭示弹性贡献是首要条件，磁无序提高晶界弱化临界浓度，并指出表面缺陷态能量快速降低是晶界弱化的驱动力。
2024-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Validation of moment tensor potentials for fcc and bcc metals using EXAFS spectra
首次使用实验EXAFS光谱验证了材料的机器学习势，即矩张量势（MTP）。采用主动学习算法拟合密度泛函理论（DFT）的计算结果，得到了四种金属（体心立方结构的W和Mo，面心立方结构的Cu和Ni）的MTPs。MTP的准确性进行了评估，通过比较金属K-边缘EXAFS光谱实验获得的结果和计算的分子动力学（MD）模拟。以Ni为例，证明了该方法对MD和DFT模型各个方面的灵敏度。使用推荐的PAW赝势，发现W，Mo和Cu具有良好的一致性，而Ni需要具有18价电子的更准确的赝势以实现类似的一致性。EXAFS谱的使用允许一个估计MTP的能力，在再现平均和动态原子结构。
2021-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Electrochemical fabrication of ultralow noise metallic nanowires with hcp crystalline lattice
我们的实验表明，当纳米线的晶体结构是六方密堆积（hcp）而不是面心立方（fcc）时，银纳米线的低频电噪声被严重抑制。利用低电位电化学方法，我们生长出具有六方晶系结构的单晶银纳米线，其室温下的噪声比相同直径的传统面心立方纳米线低2到6个数量级。我们认为，位错的运动可能是金属纳米线的电噪声的主要来源，这是强烈的hcp晶体中减少。
2008-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Phase stability of ternary fcc and bcc Fe-Cr-Ni alloys
采用密度泛函理论（DFT）、集团展开（CE）和磁性集团展开（MCE）相结合的方法，研究了fcc和bcc磁性二元Fe-Cr、Fe-Ni、Cr-Ni合金和三元Fe-Cr-Ni合金的相稳定性。能量，磁矩，和超过500合金结构的体积使用DFT进行评估，最稳定的磁性配置与实验数据进行比较。观察到面心立方Fe-Cr-Ni合金偏离Vegard定律的现象，这种偏离与原子磁矩随合金成分的非线性变化有关。CE模型的准确性进行评估对DFT数据，其中对于三元合金的交叉验证误差小于12毫电子伏/原子。为每种合金定义了一组簇相互作用参数，用于预测新的有序合金结构。结果表明，Fe 2CrNi相为面心立方结构，具有类Cu 2NiZn结构，其整体基态最低化学有序温度为650 K。采用基于DFT的Monte Carlo（MC）模拟方法研究了Fe-Cr-Ni合金有限温度fcc-bcc相稳定性和有序-无序相变。在1600 K下由MC模拟计算的三元合金的生成焓结合MCE导出的磁校正与在1565 K下测量的实验值非常一致。化学顺序进行了分析，作为温度和成分的函数，在沃伦-考利短程有序（SRO）参数和有效的化学成对相互作用。
2015-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic modelling of all dislocations and twins in HCP and BCC Ti
本研究使用Deep Potential和DFT确定了HCP和BCC Ti中所有位错核心与孪晶界面的性质，揭示了不同位错的滑移、稳定性与不可动特征，为Ti的塑性变形提供了完整自洽的图景。
2022-11-25 cond-mat.mtrl-sci
In-situ Analysis of the Effect of Residual fcc Phase and Special Grain Boundaries on the Deformation Dynamics in Pure Cobalt
本研究通过原位声发射与非原位扫描电镜结合，发现残余fcc相和特殊71°晶界显著提升纯钴的可变形性和强度，其效应可超越晶粒尺寸，为晶界工程优化提供新途径。
2024-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Phonon softening in paramagnetic bcc Fe and relationship with pressure-induced phase transition
基于第一性原理声子计算，研究了压力作用下顺磁性体心立方铁的结构稳定性。PM相的自旋组态近似使用一个二进制特殊的准随机结构（SQS）与超原胞的方法。声子模式的行为可以与压力诱导相变的面心立方（fcc）和六方密堆积（hcp）结构如下：对于PM相，它被发现，在N点的低频横模（N $_4^-$模式），这对应于一个bcc-hcp相变途径，表现出强烈的软化下各向同性体积压缩。在谐波近似下，通过$2\%$体积减小，该模式的频率变为零。这一结果与体积压缩下不发生从PM bcc相到hcp相的相变的实验事实不符。只有当考虑到N $_4^-$模的非谐行为时，才能解释这种表面上的矛盾;在体积压缩下，PM相沿N $_4^-$模的势能曲线变得更接近双阱形状。另一方面，在体积压缩下，PM相在2/3[111]点处的纵模也发生软化，表明沿该纵模存在压力诱导的bcc-fcc相变。这种行为在铁磁（FM）bcc Fe中没有看到，这意味着磁结构对相变机制起着至关重要的作用。
2014-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Mechanism of the fcc-hcp Phase Transformation in Solid Ar
采用跃迁路径取样分子动力学模拟，对固体氩（Ar）中{ \it fcc} → { \it hcp}相变机制进行了原子论描述.在对8000个粒子系统取样的过程中收集到的相变路径根据晶格变形和弛豫细节揭示了三种相变类型。在所有三种过渡类型中，我们看到缺陷的临界积累和较不有序的过渡态的均匀生长，随后是有序相的均匀生长。讨论了堆垛无序描述原子在111面内的跃迁过程和合作运动。我们研究了较大体系的成核。在一个18000个粒子的系统中，这种跃迁所需的原子集体运动是由堆垛层错的形成和生长促进的。然而，焓垒仍然远远超出了热涨落。高势垒解释了先前的实验观察，即在低压下无法实现体转变，甚至在极高的压力下也无法实现体转变。在散装氩的过渡机制是不同的氩纳米团簇的斜方晶系的中间结构，建议后者是没有观察到在我们的任何模拟。
2017-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Development of interatomic potential appropriate for simulation of dislocation migration in fcc Fe
位错迁移的分子动力学（MD）模拟需要原子间相互作用的半经验势。虽然有许多可靠的半经验电位的bcc铁，可用的fcc的电位的数量是非常有限的。在本研究中，我们测试了fcc Fe（ABCH 97 [Phil. Mag. A，75，713-732（1997）]、BCT13 [MSMSE 21，085004（2013）]和ZFS 18 [J. Comp. Chem. 39，2420-2431（2018）]）。发现ABCH 97势并不提供fcc相在任何温度下都是最稳定的。另一方面，对于BCT 13，ZFS 18电位，fcc相总是比bcc相更稳定。在任何温度下，hcp相是BCT 13电位最稳定的相。为了解决这些问题，我们开发了两个新的EAM电位（MB 1和MB 2）。对于MB 1势，fcc相仍然比bcc相更稳定，但是MB 2势提供了从较高的fcc-bcc转变温度T_γ-δ到熔化温度Tm，bcc相是最稳定的相，并且fcc相是低于T_γ-δ的最稳定的相。这种潜力也导致一个很好的协议与fcc弹性常数和合理的层错能的实验数据，这使得它的最佳潜力的模拟中的位错迁移的fcc Fe之间的所有半经验的潜力，在本研究中考虑。分子动力学模拟表明，只有ZFS 18，MB 1和MB 2势实际上适合于模拟面心立方铁中的位错迁移。这两种位错运动速度具有相同的数量级，都表明刃型位错运动速度比螺型位错运动速度快。然而，位错速度…
2020-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Mixed structural face-centered cubic and body-centered cubic orders in near stoichiometric Fe2MnGa alloys
研究了近化学计量比亚稳FexMnyGaz合金（46<x<52，17 <y25，26 <z<30）的磁性和输运性质，合金具有面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和两相（FCC+BCC）结构.利用第一性原理计算，对具有L21、L12和四方畸变L21结构有序的化学计量比Fe2MnGa合金的实验结果进行了分析。结果表明，纯BCC和FCC相具有不同的磁性和输运性质。两相Fe2MnGa合金具有典型的BCC和FCC混合相的磁性和输运性质。在所研究的合金中，Fe46Mn24Ga30具有马氏体相变，伴随着其磁性和输运性质的显著变化。
2019-02-19 cond-mat.mtrl-sci
High Pressure Phase Diagram of Beryllium from \emph{Ab Initio} Free Energy Calculations
采用第一性原理分子动力学模拟结合热力学积分方法研究了铍在1600 GPa压力下的hcp-bcc相变和熔化。通过平衡固液两相的吉布斯自由能，得到了熔点线，并用SimonGlatzel拟合$T_m= 1564~\text{K} (1 + P/(15.6032 ~\text{GPa}))^{0.383}$表示，与6000 K以下的两相模拟结果吻合较好.我们还推导出hcp-bcc固-固相边界，并表明准谐波近似低估了hcp结构的稳定性，预测hcp和bcc相之间的较低的过渡压力。然而，我们的结果是一致的声子准粒子方法预测的稳定性制度。我们还预测了hcp-bcc-liquid的三相点位于164.7 GPa和4314 K。此外，我们还计算了冲击Hugoniot曲线，结果表明，它与实验符合得很好，并与我们导出的熔化曲线在4900 K时$\sim$ 235 GPa相交。最后，我们证明了在液态下，在低温和高温下与熔化曲线相交的等熵压缩路径，可以在大到7000 K的间隙后在固体中再现。因此，我们预测，熔化曲线的大部分可以被采样，在原则上，通过斜坡压缩实验，其中固体和液体Be将共存的样品被压缩。
2021-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Theory of transformation-mediated twinning
面心立方（fcc）材料中高密度和纳米尺寸的形变孪晶可以有效地提高材料的强度和塑性的配合。然而，微观位错机制，使高孪生仍然难以捉摸。孪晶通常通过孪晶部分位错在连续的密排原子平面上的连续形核和滑动而发生。在这里，我们揭示了一个完全不同的孪生机制是活跃在亚稳态面心立方材料。相变介导孪晶（transformation-mediated twinning，TMT）的特征是先发生从fcc相到密排六方相（hcp）相的位移相变，再发生从密排六方相到fcc孪晶的第二步相变。中间hcp相的形核是由热力学不稳定性和亚稳fcc相的负层错能驱动的。中间hcp结构的特点是Shockley部分位错在基面上容易滑移，变形时同时产生fcc和fcc孪晶板，产生更多的孪晶晶界，进一步提高孪晶的繁荣度。所公开的对亚稳合金中变形孪晶的复杂位错机制的基本理解为设计具有优异机械性能的新型材料铺平了道路。
2021-05-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Phase-field-crystal model for fcc ordering
我们发展并分析了一个描述面心立方有序化的双模相场晶体模型。该模型通过耦合对应于和倒易晶格矢量的两组不同的晶体密度波来制定<111><200>，所述两组不同的晶体密度波被选择以形成三元组，以便产生具有晶体和液相共存的简单自由能景观。通过多晶和（111）孪晶生长的数值算例证明了该方法的可行性。我们使用一个双模式的振幅扩展的特点分析的自由能景观的模型，确定参数范围，FCC是稳定的或亚稳定的BCC。此外，我们推导出面心立方和体心立方的弹性常数的解析表达式。这些表达式表明，[200]密度波的非零振幅对于获得具有非零四阶剪切模量（C11 - C12）/2的机械稳定的fcc晶体是必不可少的。我们通过按照为bcc [K.-]开发的方法拟合峰值液体结构因子性质和固体密度波振幅来确定特定材料的模型参数。A. Wu和A. Karma，Phys.Rev.B76，184107（2007）]。这个过程产生合理的预测的弹性常数bcc Fe和fcc Ni使用输入参数从分子动力学模拟。该模型的应用，二维正方形晶格也简要审查。
2010-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Role of vibrational entropy in the stabilization of the high-temperature phases of iron
研究了常压下纯铁（α-Fe，γ-Fe和δ-Fe）bcc和fcc相在各自相变温度附近的声子色散。在开放的bcc结构中，沿T1 [π π 0]和T1 [π π 2 π]的横声子具有特别低的能量。这些声子的本征矢量对应于向fcc γ相转变所需的位移。特别是这些声子，而且所有其他声子随着温度的升高而显著软化。比较fcc和两个bcc相的热力学性质，结果表明，高温bcc相主要是由振动熵稳定，而对于fcc相的稳定，电子熵提供了同等的贡献。
2014-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Asymmetrical Defect Sink Behaviour of HCP/BCC Zr/Nb Multilayer Interfaces: Bubble-Denuded Zones at Nb Layers
本文通过实验与模拟结合，揭示了ZrNb多层膜中因Nb层缺陷迁移势垒较低而在界面形成气泡贫化区的非对称辐照损伤机制，证明其抗辐照硬化与氦保留性能优于单晶和多晶材料。
2025-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Resolving the structure of the striped Ge layer on Ag(111): Ag$_2$Ge surface alloy with alternate fcc and hcp domains
石墨烯之外的二维（2D）蜂窝晶格，如锗烯，有望产生新的物理特性，如量子自旋霍尔效应。虽然有许多关于锗烯生长的说法，但缺乏对合成的外延层的精确结构表征阻碍了进一步的研究。Ge在Ag（111）上沉积形成的条纹层最近被认为是伸展的锗烯层。利用表面X射线衍射和密度泛函理论计算，我们证明，它实际上对应于Ag $_2$ Ge表面合金的原子密度比Ag（111）原子密度高6.45%。整体结构由与面心立方顶层取向相关的条纹形成，与六边形紧密堆积顶层取向相关的条纹交替，与（$22\times\sqrt3$）Au（111）重构非常类似。
2021-10-06 cond-mat.mtrl-sci
First-principles prediction of high Curie temperature for ferromagnetic bcc-Co and bcc-FeCo alloys and its relevance to tunneling magnetoresistance
我们确定从第一性原理的居里温度Tc为散装钴的hcp，面心立方，体心立方，四方化的bct相，FeCo合金，体心立方和bct铁。对于bcc-Co，Tc=1420 K。这将是Co相中的最高居里温度，表明bcc-Co/MgO/bcc-Co隧道结即使在室温下也提供高的磁阻比。居里温度的计算是通过映射从头计算结果的海森堡模型，这是通过蒙特卡罗方法求解。
2006-12-19 cond-mat.mtrl-sci
First-principles studies on electrical resistivity of iron under pressure
采用低阶变分近似和第一性原理线性响应线性Muffin-tin轨道方法在广义梯度近似下计算的理论输运谱函数，研究了bcc和hcp Fe的电阻率随温度和压力的变化关系.计算值与实验数据吻合较好，且随温度的升高而增大，随压力的升高而减小。我们还讨论了bcc -> hcp相变的电阻率行为。
2010-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Stabilization of Nonmagnetic Hexagonal Close-Packed Phase in Nanocrystalline Nickel Metal with a Giant Volume Expansion
纳米晶Ni可以采用六方密堆积（hcp）结构，结构研究发现，与面心立方（fcc）Ni相比，其$>$每原子体积膨胀20%。hcp相的X-射线光电子能谱显示从3 $d$到4 $s$和4 $p$轨道的$>$ 0.14价电子转移，与fcc相相比，hcp相的能带能量降低了0.25 eV，其热力学稳定性归因于费米能级的低态密度，hcp相的热力学稳定性可以用能带能量增益和静电势能损失解释，这与大的晶格膨胀有关。
2020-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic correlations in Fe at Earth's inner core conditions: effect of doping with Ni
研究了25 at. Fe合金化后的体心立方（bcc）、面心立方（fcc）和密排六方（hcp）相。%的镍在地球的核心条件下使用从头局部密度近似+动力学平均场论（LDA+DMFT）的方法。该合金已被建模的有序晶体结构的基础上的bcc，fcc和hcp晶胞与最小可能的细胞大小允许适当的组成。我们的计算表明，电子关联的Fe 3d壳层的强度是非常敏感的相位和本地环境。在bcc相中，Fe位上的3d电子与Fe只有最近邻，即使在极端的压力-温度条件下也保持相当强的相关性，局部和均匀的磁化率表现出类似Curie-Weiss的温度演化，准粒子寿命Γ具有非费米液体温度依赖性。与此相反，对于相应的Fe位在hcp相，我们预测一个弱关联的费米液体状态与温度无关的本地磁化率和二次温度依赖性的Γ。局部环境中含镍原子的铁位表现出介于这两种极端情况之间的行为，其相关性强度沿hcp-fcc-bcc序列逐渐增加。此外，在bcc和hcp相的位置间的磁相互作用也强烈影响的Ni最近的邻居的存在。对局部环境的敏感性与由于与Ni 3d态混合而引起的Fe部分态密度的修改有关。
2014-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First principles evaluation of fcc ruthenium for use in advanced interconnects
随着半导体工业转向替代导体以取代Cu用于未来的互连节点，许多注意力集中在评估Ru的电性能上。典型的六方密堆积（hcp）相已被广泛研究，但相对较少的注意力已经支付给面心立方（fcc）相，这已被证明是成核在受限的结构，并可能存在于紧间距互连。使用\emph{ab initio}技术，我们基准的fcc Ru的性能。我们发现，声子限制的体积电阻率的面心立方Ru是小于一半的六方晶系Ru，一个功能，我们追溯到更强的电子-声子耦合元件，从几何继承的修改后的费米表面形状的面心立方晶体。尽管fcc相具有这种益处，但与具有类似平均晶粒尺寸的Cu基互连相比，高晶界散射导致电阻率增加。然而，我们发现，fcc Ru的线电阻低于21 nm线宽以下的Cu，由于导体体积损失的粘附和润湿衬垫。除了研究体输运性质，我们评估的fcc钌的粘附衬垫的性能。我们发现，它是积极更有利的面心立方Ru直接绑定到二氧化硅比通过传统的粘附衬里，如TaN和TiN。在一个薄的内衬是必要的Ru沉积技术的情况下，我们发现，面心立方Ru的内衬的垂直电阻惩罚可以高达8倍低于传统的内衬用于铜互连计算。因此，我们的计算表明，钌的fcc相的形成可能有利于先进的低电阻互连。
2020-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exploration of Spinodal Decomposition in Multi-Principal Element Alloys (MPEAs) using CALPHAD Modeling
本文提出基于自由能Hessian矩阵的CALPHAD框架，结合高维Gibbs单纯形几何分析多主元合金中调幅分解的浓度调制，并应用于多种多相MPEAs，揭示其仅对特定浓度调制不稳定，为微观结构工程合金设计提供依据。
2021-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effective structural unit analysis in hexagonal close packed alloys -- reconstruction of parent beta microstructures & crystal orientation post processing analysis
具有同素异形相变的材料可以导致形成微观结构，其中晶粒具有由相变历史确定的取向关系（OR）。这些微观结构影响最终材料的性能。在锆合金中，存在固态体心立方（BCC）到六方密堆积（HCP）相变，其中HCP相的晶体取向可以通过Burgers取向关系（BOR）与母体BCC结构相关。在目前的工作中，我们适应的重建代码开发的钢，使用马尔可夫链聚类算法分析电子背散射衍射（EBSD）的地图，并将其应用到HCP和BCC BOR。该算法作为开源代码发布（通过github，作为ParentBOR）。该算法能够对原始和重建数据集进行新的后处理，以分析存在的HCP α相的变体，并了解每个母体β晶粒内的共享晶面和共享晶格方向，我们预计这有助于了解最终微观结构的变形相关特性。最后，我们比较了ParentBOR代码与最近发布的MTEX实现的重建代码，以揭示微观结构如何描述的差异和相似之处。
2021-09-29 cond-mat.mtrl-sci
The use of the correlated Debye model for EXAFS-based thermometry in bcc and fcc metals
本文研究利用 EXAFS 谱和多重散射分析反演金属温度，采用相关德拜模型描述 MSRD，发现其在高温近线性区准确而低温量子区失效。
2024-10-25 cond-mat.mtrl-sci
