Low electrical conductivity of dry CaSiO3 perovskite under lower mantle conditions
University of Hawai'i at Manoa（夏威夷大学马诺阿分校）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；Japan Synchrotron Radiation Research Institute（日本同步辐射研究所）
该研究通过高压高温实验测量干燥CaSiO3钙钛矿的电导率，发现其电导率低于此前报道、随压力降低，且无法解释下地幔高电导率异常，对下地幔整体电导率贡献小。
2026-09-07 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Theoretical and experimental evidence for a post-perovskite phase of MgSiO3 in Earth's D" layer
地球的下地幔被认为主要由（Mg，Fe）SiO3钙钛矿组成，具有少量的（Mg，Fe）O和CaSiO3）。但是，用这种矿物学方法还不能解释地幔最低150公里（D”层）的许多不寻常的性质。在这里，使用从头计算模拟和高压实验，我们表明，在D”层的压力和温度下，MgSiO3从钙钛矿转变成层状CaIrO3型后钙钛矿相。后钙钛矿相的弹性性质及其稳定性场解释了D”层的几个观察到的令人困惑的性质：它的地震各向异性，顶部强烈起伏的剪切波不连续性，以及剪切和体声速之间的可能关系。
2009-11-17 cond-mat.mtrl-sci
The effect of pressure and spin on the isotopic composition of ferrous iron dissolved in periclase and silicate perovskite
我们进行密度泛函计算的平衡57 Fe/54 Fe的比例溶解在方镁石和MgSiO 3钙钛矿在地球的地幔的压力和温度的亚铁。压力增加了57 Fe的分配到两个阶段的三个因素，从地球表面的核幔边界。在铁方镁石中，这种增加的一个很大的贡献来自于从高自旋到低自旋铁的电子跃迁。我们的计算表明，压力诱导分馏可以发挥重要作用，在确定行星铁同位素组成。
2008-07-29 cond-mat.mtrl-sci
\textit{Ab initio} lattice thermal conductivity of MgSiO$_3$ across perovskite-postperovskite phase transition
采用声子准粒子方法，结合\textit{ab initio}分子动力学和晶格动力学模拟，研究了MgSiO $_3$后钙钛矿（MgPPv）在地球下地幔高温高压条件下的晶格热导率（$κ_{lat}$）.声子寿命从声子准粒子计算中提取，声子群速度从非谐声子色散计算，原则上捕获完整的非谐性。研究发现，在整个地幔最下部，包括D”区，MgPPv的$κ_{lat}$比MgSiO $_3$钙钛矿（MgPv）的大约25%，这主要是由于MgPPv具有较高的声子速度。两相之间声子速度的这种差异起源于MgPPv相对较小的原始细胞。系统地研究了MgPPv和MgPv的$κ_{lat}$的温度和压力依赖性。
2021-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio electronic conductivity of Fe-bearing post-perovskite
Princeton University（普林斯顿大学）；Temple University（天普大学）；University of Rochester（罗切斯特大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）
研究铁含量富集的后钙钛矿结构在超级地球地幔条件下的电子导电性，发现其通过带隙闭合难以金属化，导电性主要依赖非电子机制。
2026-02-27 cond-mat.mtrl-sci
High-pressure, temperature elasticity of Fe- and Al-bearing MgSiO3: implications for the Earth's lower mantle
Fe和Al是除Mg、Si和O之外最重要的两种成岩元素。它们存在于下地幔最丰富的矿物MgSiO_3桥镁石、MgSiO_3后钙钛矿和MgO方镁石中，改变了它们的弹性性质。然而，关于含铁和铝的MgSiO_3桥晶石和后钙钛矿的热弹性的知识很少。在这项研究中，我们进行从头算分子动力学计算的弹性和地震性质的纯，Fe^{3+}-和Fe^{2+}-，和Al^{3+}轴承MgSiO_3钙钛矿和后钙钛矿，在广泛的压力，温度和Fe/Al组成。我们的研究结果表明，类似地幔岩的矿物组合符合一维地震学模型，至少在核幔边界上方几百公里处，即D“区域的顶部。在D“中，类似的组成仍然非常适合于平均速度，并且相当接近于密度。我们还利用地球动力学模型实现了多晶塑性，以预测由此产生的地震各向异性，并发现在所有成分中具有主导（001）滑移的后钙钛矿与D“中的地震观测结果最一致。
2015-07-17 astro-ph.EP cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
High solubility of water in post-perovskite and bridgmanite in the Earth's deep lower mantle
The University of Tokyo（东京大学）；Hokkaido University（北海道大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；University of Hyogo（兵库大学）
本研究通过熔融实验结合Cryo-SIMS测量，发现水在深部下地幔的Bdg和PPv中溶解度极高，表明俯冲板块到地幔底部不释放水，提出富水矿物可能构成深部地幔的低D/H水储层。
2026-08-04 astro-ph.EP cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Hydrogen diffusion in the lower mantle revealed by machine learning potentials
本文利用机器学习势分子动力学模拟研究下地幔布里奇曼石和后钙钛矿中的氢扩散，揭示其受温度、压力及缺陷机制影响，并为通过电导率非均质性推断下地幔水分布提供依据。
2024-02-28 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Elastic, electronic and magnetic properties of new oxide perovskite BaVO3: a first-principles study
采用第一性原理FLAPW-GGA方法，系统研究了新合成的3d 1钙钛矿型BaVO 3的结构、弹性、磁性、电子结构和化学键图像.所得到的结果进行了讨论，比较与现有的实验数据，以及与之前获得的同构和等电子SrVO 3钙钛矿。
2014-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamics of MgSiO$_3$ perovskite (bridgmanite) studied by inelastic x-ray scattering and ab initio calculations
我们已经确定了MgSiO $_3$钙钛矿（bridgmanite）的晶格动力学相结合的单晶非弹性X射线散射和从头计算。我们观察到一个显着的协议之间的实验和理论，并提供准确的结果声子色散关系，声子态密度和全弹性张量。目前的工作构成了一个重要的里程碑，将这种联合研究扩展到与地球下地幔的物理和化学直接相关的极端压力和温度条件。
2015-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of a new potential high-pressure structure of FeSiO$_3$
我们预测一个新的候选高温高压结构的FeSiO $_3$与空间群对称性Cmmm通过应用DFT+U内的进化算法，我们称之为后钙钛矿II（PPv-II）。详尽检索未发现其他具有ABO $_3$成分的竞争性候选结构。我们比较了FeSiO $_3$ PPv-II的X射线衍射（XRD）图谱与最近报道的（Fe，Mg）SiO $_3$的H-相的实验结果。PPV-II FeSiO $_3$的两个主要X射线衍射峰的强度和位置与H相的强度和位置相当。计算了Pv-II相的静态状态方程、焓变和体积模量，并与FeSiO $_3$的钙钛矿（Pv）相和后钙钛矿（Pv）相进行了比较。根据静态DFT+U计算的FeSiO $_3$的PPV-II相是不稳定的，比Pv和PPV相在低地幔压力条件下在0 K，并具有较高的体积。PPv-II可能是熵稳定的，并且可能是地球$'$的下地幔中的稳定相，与$α$ -PbO $_2$（铌铁矿结构）二氧化硅和钙钛矿共存，或者与镁氧硅石或铁方镁石共存，这取决于本体成分。
2014-09-24 cond-mat.mtrl-sci
The Geometric Blueprint of Perovskites
Percent矿物是地球地幔的重要组成部分，合成晶体在电子，光子学和能源技术中无处不在。这些晶体的非凡化学多样性提出了一个问题，即有多少和哪些钙钛矿尚未被发现。在这里，我们证明了Goldschlaun在1926年假设的“无晃动”原理，描述了钙钛矿可以形成的几何条件，比以前认为的要有效得多，并且允许我们预测新的钙钛矿，保真度为80%。通过补充这一原则与推理统计和互联网数据挖掘，我们建立了目前已知的钙钛矿只是冰山一角，我们列举了9万迄今未知的化合物等待研究。我们的研究结果表明，几何蓝图可以系统地筛选数百万种化合物，并在结构预测和材料设计中提供尚未开发的机会。
2018-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Effect of aging and Mn substitution on anisotropy of third generation piezoelectrics
我们预测一个新的候选高温高压结构的FeSiO $_3$与空间群对称性Cmmm通过应用DFT+U内的进化算法，我们称之为后钙钛矿II（PPv-II）。详尽检索未发现其他具有ABO $_3$成分的竞争性候选结构。我们比较了FeSiO $_3$ PPv-II的X射线衍射（XRD）图谱与最近报道的（Fe，Mg）SiO $_3$的“H-相”的实验结果。PPV-II FeSiO $_3$的两个主要X射线衍射峰的强度和位置与H相的强度和位置相当。计算了Pv-II相的静态状态方程、焓变和体积模量，并与FeSiO $_3$的钙钛矿（Pv）相和后钙钛矿（Pv）相进行了比较。根据静态DFT+U计算，FeSiO $_3$的PPV-II相在T=0 K的低地幔压力条件下比Pv和PPV相更不稳定，并且具有更高的体积。PPV-II可以是熵稳定的，并且可以是地球下地幔中的稳定相，与{α-PbO $_2$（铌铁矿结构）二氧化硅和钙钛矿共存，或者与镁氧硅石和/或铁方镁石共存，这取决于本体组成。
2017-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Spin-state crossover and hyperfine interactions of ferric iron in MgSiO$_3$ perovskite
利用密度泛函理论和Hubbard $U$计算方法，我们证明了（Mg，Fe）（Si，Fe）O $_3$钙钛矿的基态在十二面体（A）和八面体（B）位置都具有高自旋三价铁（$S=5/2$）.随着压力的增加，B位铁经历自旋态到低自旋态（$S=1/2$）的交叉，而A位铁保持在高自旋态。我们的计算表明，在40-70 GPa的压力范围内，B位自旋态交叉伴随着明显的体积减小和四极分裂的增加，与最近的x射线衍射和穆斯堡尔谱测量一致。体积减小导致体积模量显著软化，这表明下地幔地震速度异常的可能来源。
2011-02-02 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
First-principles study of intermediate-spin ferrous iron in the Earth's lower mantle
铁的自旋交叉在固体地球物理中具有重要意义。它会影响构成地球下地幔$\sim 95$ vol\%的矿物的所有物理性质：铁方镁石[（Mg，Fe）O]和含铁硅酸镁（MgSiO $_3$）钙钛矿。尽管在过去的十年中取得了很大的进展，二价铁（Fe $^{2+}$）的中间自旋（IS）状态（具有总电子自旋$S=1$）的存在及其在这些下地幔矿物的压力诱导自旋交叉中的可能作用仍然存在争议。采用密度泛函理论$+$自洽Hubbard $U$（DFT $+U_{sc}$）计算方法，研究了Fe $^{2+}$在（Mg，Fe）O和（Mg，Fe）SiO $_3$钙钛矿中所有可能的IS态.在这些矿物中可能的IS状态中，最可能的IS状态具有显着降低电子重叠和铁核四极分裂（QS）的电子构型。然而，这些最可能的IS态在能量上仍然是不受欢迎的，它们的量子点与穆斯堡尔谱不一致。因此，我们得出结论，IS Fe $^{2+}$是极不可能在地球的下地幔。
2014-10-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.geo-ph
Elastic softness of hybrid lead halide perovskites
最近的注意力已经致力于解开的微观光电性能的杂化有机-无机钙钛矿（HOP）。本文利用相干非弹性中子散射谱和布里渊光散射研究了四种不同的混合钙钛矿单晶：MAPbBr $_3$，FAPbBr $_3$，MAPbI $_3$和$α$ -FAPbI $_3$（MA：甲基铵，FA：甲脒）中的低频声学声子。我们报告了一套完整的弹性常数表征的一个非常软的剪切模量C $_{44}$。此外，在FAPbBr $_3$中观察到朝向初始铁弹转变的趋势。我们观察到一个系统的较低的声音群速度在技术上重要的碘化物为基础的化合物相比，溴化物为基础的。研究结果表明，低热导率和热声子瓶颈现象预计将通过低弹性刚度来增强，特别是在超软$α$ -FAPbI $_3$的情况下。
2018-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Elastic Modulus of Polycrystalline Halide Perovskite Thin Films on Substrates
本研究结合MOSS与XRD技术，测得附着于Si基底的多晶MAPbI3钙钛矿薄膜杨氏模量为10.2 +/- 3.4 GPa，与单晶相当，提供了一种测量薄膜弹性模量的通用方法。
2023-10-23 cond-mat.mtrl-sci
$\textit{Ab initio}$ anharmonic thermodynamic properties of cubic CaSiO$_3$ perovskite
本文采用$\textit{ab initio}$方法研究了立方相钙钛矿结构CaSiO $_3$（CaPv）在下地幔压力和温度范围内的热力学性质。我们计算整个布里渊区的非谐声子色散利用声子准粒子的方法，其特征在于声子频率的固有温度依赖性，并在原则上，捕获完整的非谐性。这种温度依赖性的声子色散被用来计算$\textit{ab initio}$自由能的热力学极限（$N \rightarrow \infty$）内的声子气体模型的框架。精确的自由能计算使我们能够研究立方CaPv的热力学性质和热状态方程，其中非谐效应被证明。本方法为探索高温高压下强非谐材料的相界、热力学和热弹性性质提供了一种重要的理论方法。
2020-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Charge disproportionation and site-selective local magnetic moments in the post-perovskite-type Fe$_2$O$_3$ under ultra-high pressures
原型$3d$ Mott绝缘体赤铁矿Fe $_2$ O $_3$是在地球下地幔矿物学中起重要作用的基本氧化物组分之一。它的高压-温度行为，如电子性质、状态方程和相稳定性，对于理解地球内部的性质和演化具有重要意义。本文采用密度泛函加动力学平均场理论（DFT+DMFT）方法研究了超高压下Fe $_2$ O $_3$的电子结构、磁性和晶格稳定性.在Mott转变附近，Fe $_2$ O $_3$表现出一系列复杂的电子，磁性和结构转变。特别是，它使相变的金属后钙钛矿晶体结构和位点选择性的局部时刻后，压缩超过75 GPa。我们发现，位置选择性相变伴随着Fe离子的电荷交换，与Fe $^{3\pm δ}$和$δ\sim 0.05$ - $0.09$，这意味着电子相关性和晶格之间的复杂的相互作用。我们的研究结果表明，在Fe $_2$ O $_3$中的位置选择性局部矩持续到$\sim$ 200-250 GPa的超高压，即，远远高于核幔边界后者可能对理解地球下地幔的速度和密度异常产生重要影响。
2019-10-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anisotropy of Earth's D" layer and stacking faults in the MgSiO3 post-perovskite phase
后钙钛矿相（Mg，Fe）SiO 3被认为是地球最低地幔（D”层）的主要矿物相。它的特性解释了与该层相关的许多地球物理观测结果-例如，D“不连续性，其地形和层内的地震各向异性。在这里，我们使用一种新的模拟技术，第一性原理metadaptics，以确定一个家庭的低能量多型堆垛层错结构之间的钙钛矿和后钙钛矿相。变质轨迹确定平面滑动涉及堆垛层错的形成为相变的最有利的途径，并作为钙钛矿和postperceptane的塑性形变的可能机制。特别地，预测的滑移面是钙钛矿的（010）（与实验一致）和后钙钛矿的（110）（与先前预期的（010）滑移面相反）。主导滑移面定义了织构的晶格择优取向和弹性各向异性。后钙钛矿中的（110）滑移面需要小得多的晶格择优取向程度来解释D”层中剪切波各向异性的地球物理观测。
2009-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Structural, elastic and optoelectronic properties of inorganic cubic FrBX3 (B = Ge, Sn; X = Cl, Br, I) perovskite: the density functional theory approach
无机金属卤化物立方钙钛矿半导体在光伏和光电子器件的工业应用中变得更加流行。在各种钙钛矿中，无铅材料由于其对环境的无毒作用而目前被探索得最多。本研究采用第一性原理密度泛函理论（DFT）计算方法研究了无铅立方钙钛矿材料FrBX 3（B = Ge，Sn; X = Cl，Br，I）的结构、电子、光学和力学性质。发现这些材料具有直接带隙能量和机械相稳定性的半导体行为。所观察到的带隙的变化解释的基础上的取代的阳离子和阴离子坐在B和X-网站的FrBX 3化合物。高吸收系数、低反射率和高光学传导性使得这些材料适合于光伏和其它光电子器件应用。观察到在B位中含有Ge（锗）的材料比含有Sn的材料具有更高的光吸收和电导率。系统的电子，光学和机械性能的分析表明，在所有的钙钛矿材料，FrGeI 3将是一个潜在的候选人的光电应用。含放射性元素Fr的钙钛矿FrGeI 3可在核医学和诊断（例如X射线成像技术）中具有应用。
2022-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio prediction of an order-disorder transition in Mg$_2$GeO$_4$: implication for the nature of super-Earth's mantles
在这里，我们提出了一个从头计算预测的有序-无序转变（ODT）从$I\bar{4}2d$型到Th $_3$ P $_4$型相的阳离子亚晶格的Mg $_2$ GeO $_4$，后后钙钛矿（后PPv）相。这种不常见的预测类型是通过在56个原子的超晶胞中进行原子配置的高通量采样，然后进行玻尔兹曼系综统计计算来实现的。Mg $_2$ GeO $_4$是$I\bar{4}2d$型Mg $_2$ SiO $_4$的低压类似物，预测超级地球地幔的主要行星形成阶段。因此，在$I\bar{4}2d$型Mg $_2$ SiO $_4$中也预期有类似的ODT，这应该会影响这些行星的内部结构和动力学。这种Th $_3$ P $_4$型相在Mg $_2$ GeO $_4$中的预测进一步增强了地球/行星形成硅酸盐和氧化物在极端压力下的晶体结构与稀土倍半硫化物在低压下的晶体结构之间的关系。
2020-12-15 cond-mat.mtrl-sci
The speed of sound and elastic properties of single crystals of inorganic and hybrid lead-free iodide perovskites obtained by femtosecond transient optical reflectivity
针对光电器件热应力下活性材料弹性质的需求，本研究用飞秒瞬态光学反射法测量三种无铅卤化物钙钛矿声速并提取弹性常数c11，发现杂化材料刚度更低，为光电器件设计提供关键依据。
2025-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Structural phase transitions in double perovskite crystals studied by Brillouin light scattering
Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学）；Julius-Maximilian University of Würzburg（维尔茨堡大学）
通过布里渊光散射研究双钙钛矿单晶的弹性质和结构相变，确定弹性常数并发现低温下晶格对称性降低导致声学声子频率变化，确定相变温度。
2026-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of cubic-tetragonal phase transition in KNbO$_3$ perovskite
用冷中子非弹性散射方法研究了立方相KNbO $_3$的振动谱低能部分。除了声学声子，我们观察到强烈的漫散射，其中包括两个组件。第一个是准静态的，并且具有与温度无关的强度。第二个组成部分出现准弹性散射的中子谱表明一个动态的起源。从非弹性数据的分析，我们得出结论，准弹性分量和声学声子相互耦合。随着温度接近T $_C$，与准弹性分量相关的磁化率增加。
2004-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and elastic properties of new nitrogen-containing perovskite-like superconductor ZnNNi3
采用全势线性缀加平面波（FP-LAPW）方法和交换关联势的广义梯度近似（GGA）方法研究了新合成的含氮类钙钛矿超导体ZnNNi3的结构、弹性和电子性质.优化的晶格参数，独立的弹性常数（C11，C12和C44），体积模量B，压缩比贝塔，和剪切模量G的评估。通过与ZnCNi3和MgCNi3的比较，得到了该反钙钛矿晶体的能带结构、总的和位置投影的l-分解态、费米面形状、索末菲系数和泡利顺磁磁化率
2008-11-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Simulation of ion demixing in halide perovskites using Cahn-Hilliard equation
本文利用Cahn-Hilliard方程数值模拟混合卤化物钙钛矿的光致离子反混合，发现弹性变形抑制反混合而自由载流子促进反混合，且两者导致不同离子分布。
2024-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Anharmonic thermodynamic properties and phase boundary across the post-perovskite transition in MgSiO$_3$
为了解决MgSiO $_3$中钙钛矿到后钙钛矿转变的晶格非谐性的影响，我们使用声子准粒子（PHQ）方法进行计算。PHQ基于\textit{ab initio}分子动力学，并且原则上捕获完全非谐性。在热力学极限（$N \rightarrow \infty$）的自由能计算使用温度依赖的准粒子的声子气体模型内的分散体。本文报道了非谐热力学性质和相界的系统结果。局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）的计算进行，以提供这些属性的置信约束。非谐效应证明了使用准谐波近似（QHA）所获得的结果进行比较。QHA的不足之处表现在它高估了热膨胀系数和热力学Grüneisen参数以及它在高温极限下收敛的等容热容。PHQ相界具有随温度增加的克拉珀龙斜率（$dP/dT$）。这一结果与QHA相界的曲率几乎为零形成对比。非谐性使相边界在高压下向低温弯曲。讨论了地幔地热对相边界双重穿越的影响。
2022-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Insight into perovskite antiferroelectric phases: Landau theory and phase field study
理解钙钛矿反铁电体（AFE）中公度和非公度调制的出现对于材料设计和工程具有重要意义。AFE畴界的介电和弹性性质缺乏研究。在这项工作中，提出了一种新的朗道理论来理解AFE公度和非公度相的转变，通过考虑氧八面体倾斜模式和极性模式之间的耦合。推导出的调制周期与温度的关系与实验结果吻合较好。使用相场的研究，我们表明，在AFE域边界的极化被抑制，在AFE无公度相的剩余极化和局部弹性应力场。
2020-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Electronic, Optical and Elastic Properties of Perovskite CsSnI$_{3-x}$Cl$_x$ (x = 0, 1, 2, 3): Using First Principles Study
该研究利用 GGA、SCAN 和 HSE06 第一性原理计算，系统考察 CsSnI$_{3-x}$Cl$_x$ 三相的结构、光电与压力弹性质，并预测其适用于太阳能电池。
2023-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelasticity, shear modulus softening, and the tetragonal-cubic transition in davemaoite
本研究利用机器学习原子间势和分子动力学，揭示了davemaoite在四方-立方相变中的铁弹性滞后回线与剪切模量软化现象，为下地幔地震学解释提供了可靠基准。
2025-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Which Ion Dominates Temperature and Pressure Response of Halide Perovskites and Elpasolites?
本研究通过同步辐射粉末X射线衍射探究了卤化物钙钛矿和Elpasolite的弹性与热性质，发现卤素离子半径主导了材料的体模量和热膨胀率，且热相变对热弹性质的影响范围远超此前认知。
2023-07-31 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of the structural, elastic, and electronic properties of the cubic perovskite BaHfO$_3$
采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法和广义梯度近似下的Perdew-Burke-Ernzerhof交换关联泛函（GGA-RPBE），对立方钙钛矿型BaHfO $_3$的结构、弹性和电子性质进行了第一性原理研究.计算的平衡晶格常数与文献报道的实验和理论数据符合得很好。独立弹性常数（\emph{C} $_{11}$、\emph{C} $_{12}$和\emph{C} $_{44}$）、体积模量\emph{B}及其压力导数$B^{\prime}$、压缩性$β$、剪切模量\emph{G}、杨氏模量\emph{Y}、泊松比$ν$，Lamé常数（$μ, λ$）的BaHfOPDMATHABMM晶体和多晶的理论和实验数据进行了比较，并进行了分析.能带结构计算表明，BaHfOPDMATHABMM是一种间接带隙材料（R-$Γ$ = 3.11eV），它基本上是由占据的O2 \emph{p}和未占据的Hf 5 \emph{d}态形成的，它仍有待实验证实.态密度（总态密度、位投影态密度和\emph{l}分解态密度）和成键电荷密度的计算表明，BaHfO $_3$中Hf和O原子之间存在共价键，Ba原子和HfO $_3$离子基团之间存在离子键.计算结果表明，由于过渡金属Hf 5 \emph{d}和O2 \emph{p}态之间存在共价键，BaHfO $_3$有望成为超硬材料合成和设计的候选材料.
2008-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Enhancement in physical properties of Pb-Based Perovskite Oxides ($PbGeO_{3}$): Ab initio Calculation
在本文中，立方$PbGeO_{3}$钙钛矿氧化物的电子，结构，热力学和弹性性能的介绍和计算使用WIEN 2K代码。的结构性能进行了评估，他们是在良好的理论和实验数据一致。声子色散表明立方$PbGeO_{3}$钙钛矿是动态稳定的。此外，$PbGeO_{3}$的电子性质显示出开口带隙能量，这意味着具有等于$1.67 eV$的间接带隙的半导体行为。此外，所获得的立方$PbGeO_{3}$的弹性常数满足Born的力学稳定性准则，这表明我们的化合物表现为一种稳定的韧性材料。使用Gibbs $2$软件包研究了温度-压力对热力学参数的影响。最后，基于所获得的立方$PbGeO_{3}$钙钛矿性质的结果，我们假设该化合物将具有潜在的应用。
2023-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Resolving Discrepancies in Calculations of Mechanical Properties of CH\textsubscript{3}NH\textsubscript{3}PbI\textsubscript{3} Perovskites
针对典型混合钙钛矿CH₃NH₃PbI₃机械性质研究中文献结果存在显著差异的问题，本研究利用密度泛函理论详细计算了其三个相的弹性质，系统考察了多种计算方法细节的影响，为金属卤化物钙钛矿提供了准确的弹性参考值和通用计算方法。
2024-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced softening in bulk modulus due to magneto-elastic coupling in Nd$_2$CoFeO$_6$ double Perovskite
该研究结合高压XRD、拉曼光谱及磁场实验，揭示Nd$_2$CoFeO$_6$在1.1 GPa处的压缩率异常源于Co$^{3+}$高自旋—低自旋转变及磁弹性耦合。
2023-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical Properties of APbX3 (A=Cs or CH3NH3; X=I or Br) Perovskite Single Crystals
混合有机无机钙钛矿（HOIP）材料的显著光电性能，特别是光伏性能，推动了将材料性能与这种性能联系起来的努力。通过对溶液生长单晶的纳米压痕实验，我们获得了APbX_3（A = Cs，CH_3 NH_3，X = I，Br）的弹性模量和纳米硬度值。CH_3NH_3PbI_3、CH_3NH_3PbBr_3和CsPbBr_3的杨氏模量分别为14，19.5和16 GPa，与理论计算值相符。我们讨论了我们的研究结果可能的相关性，建议自我修复，离子扩散和易于制造。使用我们的研究结果，再加上文献数据的弹性模量，我们分类HOIP之间的相关材料组，根据其弹性力学性能。
2015-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous compressibility of ferropericlase throughout the iron spin crossover
用第一性原理研究了下地幔条件下铁方镁石Mg_（1-x）FexO（x = 0.1875）的热弹性性质。这种交叉对弹性具有重要的影响，例如异常的体积模量（KS）降低。在室温下，压力异常有些尖锐，但随着温度的升高而扩大。沿着典型的地热，它发生在下地幔的大部分地区，在1400-1600 km深度附近有更显着的KS减少。这种异常也可能导致有效的激活能的粘性蠕变，并导致粘度在中下地幔的最低值，在明显的协议，从有关的地幔对流和冰后期反弹数据的反演结果。
2013-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Elastic and Strain--Tunable Electronic and Optical Properties of La2AlGaO6 Hybrid Perovskite: A First-Principles Study
本文通过第一性原理DFT计算研究了La2AlGaO6杂化钙钛矿的弹性与应变可调电子和光学性质，揭示了双轴应变对带隙的显著调制作用，展示了其在机械调控电子功能器件中的应用潜力。
2025-11-06 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Computational study of structural, elastic, electronic, phonon dispersion relation and thermodynamic properties of orthorhombic CaZrS$_3$ for optoelectronic applications
本文通过第一性原理计算研究正交相CaZrS$_3$的结构、弹性、电子、声子和热力学性质，证实其动力学稳定且具有韧性，为其光电应用提供理论依据。
2023-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced screening and spectral diversity in many-body elastic scattering of excitons in two-dimensional hybrid metal-halide perovskites
在二维混合有机-无机金属卤化物钙钛矿中，本征光学线形反射具有不同结合能的多个激子，每个激子通过混合晶格进行不同的修饰。考虑到这种复杂性，一个根本上意义深远的问题是如何库仑介导的多体相互作用-弹性散射，如激发诱导的退相，非弹性激子双分子散射，和多激子绑定-取决于特定的激子晶格耦合。我们报告的内在和密度依赖的激子纯退相率和它们的依赖于温度的相干非线性光谱。我们发现，相对于其他二维单原子层半导体，多激子散射具有非常强的屏蔽效应。重要的是，不同激子的退相速率的激子密度依赖性明显不同。这些研究结果建立了特定的晶格敷料上激子多体量子动力学的后果，严格定义基本的光学特性，支持相关激子密度制度的光子学和量子光电子学。
2019-05-12 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Quantum Monte Carlo for minerals at high pressure: Phase stability, equations of state, and elasticity of silica
二氧化硅是地球的丰富组成部分，其结晶多晶型物在其结构和动力学中起着关键作用。作为最简单的硅酸盐，了解纯二氧化硅是了解地球岩石部分的先决条件。第一性原理密度泛函理论（DFT）方法经常被用来精确预测硅酸盐的性质。在这里，我们研究二氧化硅与量子蒙特卡罗（QMC），这直到现在是不可能的计算这样复杂的材料，并发现QMC克服了DFT的失败。QMC是一种基准方法，它不依赖于密度泛函，而是通过薛定谔方程的随机解显式地处理电子及其相互作用。在准谐近似下，利用密度泛函微扰理论的基态QMC加声子方法，得到了直至地核-地幔边界的SiO2相的热压力和状态方程。我们的研究结果提供了最好的约束状态方程和相边界的二氧化硅。QMC表明，在核心绝缘D”层之上，过渡到最致密的α-PbO 2结构，这表明下地幔中没有大量的游离二氧化硅，这是假设但从未得到证实。我们还发现了一个准确的剪切弹性常数和它的物理上重要的软化与压力。
2010-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Deep-learning-based prediction of the tetragonal$\rightarrow$cubic transition in davemaoite
本研究利用深度学习模拟与热力学积分计算CaSiO₃钙钛矿在300-3000 K、最高130 GPa下的自由能，发现其在下地幔条件下仅存在立方相，从而否定Thomson等人提出的四方-立方相界，并指出中地幔地震异常需另寻机制解释。
2024-01-26 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Quasiharmonic elastic constants corrected for deviatoric thermal stresses
准调和近似（QHA），其最简单的形式也称为静态约束（SC）QHA，已被证明是计算晶体热弹性性质的一种简单方法。最近，我们表明，非立方固体SC-QHA计算开发偏热应力在高温下。这些应力的松弛导致对自由能的一系列修正，这些修正可以采取任何所需的顺序，直到自洽。在这里，我们将展示如何纠正使用SC-QHA获得的弹性常数。我们通过将MgSiO $_3$ -钙钛矿和MgSiO $_3$ -后钙钛矿（地球下地幔的主要相）的弹性常数校正到一阶来简化该过程。我们表明，这种一阶校正是相当令人满意的获得这些矿物的聚合弹性平均值和它们的速度在下地幔。这种类型的校正也被证明是适用于实验测量的弹性常数的情况下，偏应力可以开发，如在金刚石砧细胞。
2008-08-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Thermoelasticity of Fe2+-bearing bridgmanite
本文采用LDA+U方法计算了成分为（$_{(1-x)}$）$_3$的硼镁石的高温弹性性质。镁端构件（x=0）的弹性模量和声速的结果与最新的高压和高温实验测量结果非常吻合。在含铁系统中，我们特别关注的热弹性参数的变化，发生在亚铁的状态变化以上$\sim$ 30 GPa，通常归因于高自旋（HS）到中间自旋（IS）的交叉，但解释的第一性原理计算作为替代铁在钙钛矿笼的横向位移。我们表明，这种变化的测量效果的状态方程的这个系统可以解释由替代铁的横向位移，而不是由HS到IS交叉。计算的弹性性质的（Mg $_{0.875}$ Fe $_{0.125}^{2+}$）SiO $_3$沿绝热地幔地热，有点高估纵向速度，但产生的密度和剪切速度完全一致的初步参考地球模型数据在整个大部分的下地幔。
2015-03-20 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Property Assessment of Hybrid Formate Perovskites
本文采用基于密度泛函理论的第一性原理模拟，系统评估29种杂化甲酸盐钙钛矿的结构、力学、介电、压电与铁电性质，并预测若干新材料。
2023-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Cation Dynamics in Hybrid Halide Perovskites
混合卤化物钙钛矿半导体表现出复杂的动力学无序，同时也具有理想的光电应用，包括光电子学的性能。然而，这些材料在结构和组成上不同于由四面体配位元素组成的“传统”化合物半导体，其平均价电子数为硅。如这里所讨论的，混合卤化物钙钛矿的额外的动态自由度是其许多潜在的变革性物理性质的基础。这些材料的原子动力学的中子散射和光谱学研究已经产生了重要的见解的功能特性。具体来说，非弹性中子散射已被用来阐明声子能带结构，和准弹性中子散射（QENS）揭示了性质的不相关的动力学有关的分子重新取向。了解这些复杂的半导体动力学阐明了温度依赖的相稳定性和起源的缺陷容忍电子输运从高度极化的介电响应。此外，混合钙钛矿的动态自由度为应用工程和创新提供了额外的机会。
2020-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Phase transitions and phase diagram of the ferroelectric perovskite NBT-BT by anelastic and dielectric measurements
测量了（Na_{0.5} Bi_{0.5}）_{1-x} Ba_{x} TiO_{3}（NBT-BT）在纯NBT和包括准同型相界的组成范围内（0 <= x <= 0.08）的复弹性柔量和介电常数。NBT的顺应性在菱面体/四面体和四面体/立方转变处呈现尖峰，允许确定相图的四面体区域，到目前为止由于强晶格无序和小的扭曲和所涉及的极化而不可能。尽管有充分的证据表明无序和结构的异质性，R-T转变仍然尖锐的x = 0.06，而T-C转变合并到扩散和弛豫样过渡与广泛的介电和弹性介电常数的最大值。尝试在有关的滞弹性和介电曲线的不同功能的不同模式的八面体旋转和极性阳离子移位。也被认为是可能的阳离子位移局部具有单斜对称性，为PZT附近的准同型相界。
2010-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Calculated high-pressure structural properties, lattice dynamics and quasi particle band structures of perovskite fluorides KZnF 3 , CsCaF 3 and BaLiF 3
用密度泛函理论对钙钛矿结构氟化物KZnF_3、CsCaF_3和BaLiF_3的高压结构性质、晶格动力学和能带结构进行了详细的研究。计算的结构性质，包括弹性常数和状态方程符合得很好，与现有的实验信息。声子色散曲线与现有的实验非弹性中子散射数据符合得很好。这些氟化物的电子结构已经使用准粒子自洽近似计算[公式：见正文]。[公式：计算表明，所有研究的氟化物都是宽带隙绝缘体，并且带隙明显大于通过标准局域密度近似获得的带隙，因此强调了钙钛矿氟化物中准粒子校正的重要性。
2016-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of phonon dynamics of perovskite multiferroic manganites: RMnO3 (R=Tb, Dy, Ho)
用壳层模型研究了多铁性锰氧化物RMnO_3（R= Tb，Dy，Ho）的声子动力学。计算的声子动力学性质、晶体结构、拉曼频率和比热与实验数据符合得很好。此外，还计算了声子态密度、弹性常数和沿高对称性方向（σ、δ和λ）的声子色散曲线。在这些声子色散曲线中揭示了一个区心虚Au模，这表明钙钛矿相的亚稳性的发生。正交相的吉布斯自由能值与六方相的吉布斯自由能值相比，表明在环境条件下这两种多铁性锰氧化物可能共存。
2010-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Observation of the Sb2S3-type post-post-GdFeO3-perovskite: A model structure for high density ABX3 and A2X3 phases
自从描述MgSiO 3中钙钛矿到后钙钛矿的转变及其对地幔底部D”区的矿物学和流变学的影响以来，已经过去了十年。大量的工作已经探索了这种转变过程中的机制及其对地震反应的影响。同时，ABX 3系统中的计算已经确定了在较高压力下发生的更致密的后钙钛矿相的潜在结构。然而，实验还没有阐明任何更高的压力形式，超越CaIrO 3型。在这里，我们描述的结构和转换，导致在高压条件下的GdFeO 3型氟perperoxides中的Sb 2S 3型的后后钙钛矿的结晶。单晶技术的使用提供了对所有多晶型物的相对晶体学取向的唯一访问。我们使用这些信息来扩展这种描述，以包括在ABX 3和A2 X3化学计量中具有竞争性的其他计算和观察形式（例如Sb 2S 3、a-Gd 2S 3、Be 3 N2）的结构，并提供关于这些结构之间的相互关系的大量信息，这对于解释转变机制、预测转变序列、在评估其是否适合建模时，例如在深地和系外行星内部的流变反应时，这些转换结构的方向特性的表达。
2014-10-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Computational investigation of a perovskite LaBiO$_{3}$ for photovoltaic, thermoelectric, and optoelectronic applications
Jimma University（吉马大学）
该研究通过DFT计算，系统研究了三角相LaBiO$_3$的结构、电子、弹性、光学及热电性质，发现其具有3.51 eV间接宽带隙和延展性，并评估了其在光伏和热电领域的应用潜力。
2026-09-30 cond-mat.mtrl-sci
The role of lattice mismatch on the emergence of surface states in 2D hybrid perovskite quantum wells
表面态是半导体中普遍存在的，它对半导体的物理性质以及光电子器件的性能有着重要的影响。此外，表面效应在低维系统中被强烈放大，例如量子阱和纳米结构。层状卤化物钙钛矿（LHP）是2D溶液处理的天然量子阱，其中可以通过改变钙钛矿层厚度来调节光电特性。它们是具有技术相关稳定性的高效半导体。在这里，一个通用的弹性模型和电子结构建模应用到LHPs异质结构与不同的层厚度。我们表明，弛豫的界面应变是由钙钛矿层以上的临界厚度。这导致由晶格失配引起的机械能的释放，其使表面重组成核，并因此形成较低能量的边缘状态。这些状态在3D钙钛矿中不存在，主导着LHP的光电特性，预计将在光电子器件LHP的设计中发挥至关重要的作用。
2018-01-02 cond-mat.mtrl-sci
Empty perovskites as Coulomb floppy networks: entropic elasticity and negative thermal expansion
软网络（FN）提供了宝贵的洞察力的起源异常的机械和热性能的软物质系统，从聚合物，橡胶和生物分子的玻璃和颗粒材料。在这里，我们使用非常相同的FN概念来构建空钙钛矿的定量微观理论，这是一个具有ReO $_3$结构的晶体家族，具有许多不寻常的特性。一个显著的例子是ScF $_3$，其显示出接近零温度的结构不稳定性和大的负热膨胀（NTE）。我们跟踪这些影响到FN样的晶体结构形成的强最近邻键，这是稳定的净静电斥力，起着类似的作用，在聚合物凝胶中的渗透压。这些结晶固体中的NTE，我们将其概念化为库仑软盘网络，来自库仑排斥与FN的熵弹性相结合的张力效应，并且具有与凝胶和橡胶相同的物理起源。我们的理论提供了一个精确的，定量的描述声子，热膨胀，压缩性，和结构相图，所有在极好的协议与实验。临界软模的熵稳定性，这只发挥次要作用，在NTE，解释了观察到的相图。显着的熵弹性解决了一个显着的难题，$\approx$ 50\%的实验观察到的体积模量和从头计算之间的差异。库仑FN方法可能适用于具有显著共价键的其他重要材料，从钙钛矿氧化物到铁硫族化物，其异常振动和结构特性仍然知之甚少。
2021-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
