Electronic and vibrational spectroscopy of miscible MgO-ZnO ternary alloys
MgO-ZnO合金系统的有序结构是一种具有广泛应用前景的可调谐光学材料。然而，MgO-ZnO的等价和同构合金组合物通常在环境条件下不稳定。利用最先进的\textit{ab initio}演化模拟，我们预测和研究MgO-ZnO稳定相的性质。我们通过声子谱和拉曼光谱建立了预测的晶体结构的动力学稳定性。对两种最稳定结构的详细分析揭示了高度可调的性质，可以用于光子和光学应用。
2020-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Stabilization of mechanical strength in a nanocrystalline CoCrNi concentrated alloy by nitrogen alloying
本文研究氮合金化对纳米晶CoCrNi中熵合金力学性能的影响，发现添加0.5at% N可细化晶粒、提高强度并增强热稳定性，但500 °C退火后塑性急剧下降。
2024-08-07 cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculation of the thermodynamics of In$_x$Ga$_{1-x}$N alloys: Effect of lattice vibrations
采用第一性原理密度泛函方法计算了纤锌矿和锌掺杂\InGaN合金的热力学性质。特殊的准随机结构被用来描述无序合金，为$x= 1/4, 1/2$，和3/4。通过声子谱的第一性原理计算，考虑了半导体合金相图计算中通常忽略的晶格振动对相图的影响。晶格振动的包含导致有序-无序临界温度的大幅度降低（分别为纤锌矿和锌纤锌矿结构的$\sim 29$ %和$\sim 26$ %），并通过竞争相的熵的变化改变溶解度和旋节曲线的形状。忽略这种效应，在复杂有序半导体化合物的相图中会产生很大的误差。纤锌矿结构的相分离的临界温度为1654 K（1771 K）。预测的相图与MOCVD \InGaN \膜的实验测量结果一致。
2006-07-03 cond-mat.mtrl-sci
A model of full thermodynamic stabilization of nanocrystalline alloys
George Mason University（乔治梅森大学）
该研究提出一个结合Potts模型和晶格气体模型的多晶合金模型，用于探究晶界偏析是否能实现完全稳定的纳米晶状态。
2025-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Relaxation and vibrational properties in metal alloys and other disordered systems
非晶态固体，如金属合金，其弛豫动力学和振动光谱在过去一直被当作两个独立的课题来研究。这篇综述的目的是总结这两个领域的最新成果，试图建立或揭示放松和振动这两种现象之间更深层次的联系。本文综述了近年来在液体和玻璃体系的慢弛豫动力学以及玻璃和液体的振动光谱方面的理论进展。在建立了一个通用的建模框架连接振动和松弛后，金属合金的物理被认为是幂律指数的出现已被确定在振动态密度（VDOS）以及密度相关性。此外，理论框架连接的VDOS的松弛行为和机械粘弹性响应的金属玻璃进行了审查。相同的通用解释框架，然后适用于分子玻璃形成者的情况下，拉伸指数弛豫介电弛豫的出现，可以把定量关系与VDOS通过记忆功能的方法。液体和玻璃中声子线宽的研究提供了弛豫和振动之间的进一步联系，其中流体动力学理论给出了自然的起始点。最后，一个议程的悬而未决的问题，包括压缩指数松弛的实验和模拟系统（金属合金，胶体凝胶，堵塞的包装）的中间散射函数的外观，提出了在光可用（或尚未开发）的数学模型，并与非指数行为测量的宏观手段，如机械光谱/流变学。
2020-03-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Determination of the vibrational contribution to the entropy change at the martensitic transformation in Ni-Mn-Sn metamagnetic shape memory alloys: A combined approach of time-of-flight neutron spectroscopy and ab-initio calculations
结合不同的实验技术，测定了Ni-Mn-Sn变磁性记忆合金中马氏体相变熵变的不同贡献。振动的贡献已被推断从马氏体和奥氏体相的振动态密度。这已经完成了结合飞行时间中子散射测量和从头计算。此外，还计算了熵变的电子部分。由于马氏体相变发生在两个顺磁相之间，磁性的贡献可以忽略不计，熵变可以简化为两项之和：振动和电子。得到的振动贡献值（-36 \pm 5 J kg^（-1）K^（-1））几乎提供了量热法测得的总熵变（-41 \pm 3 J kg^（-1）K^（-1）），其差值是在实验误差范围内的电子贡献。
2016-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Contributions of point defects, chemical disorder, and thermal vibrations to electronic properties of Cd(1-x)Zn(x)Te alloys
基于第一性原理密度泛函理论研究了半导体合金Cd（1-x）Zn（x）Te（x<0.13）中最重要的本征缺陷的热力学和电子学性质.该合金是由一组超晶胞与无序的Cd/Zn亚晶格。缺陷形成能以及电子和光学跃迁能级作为一个功能的组合物进行了分析。我们发现，除了中性Te空位的缺陷形成能增加与Zn含量。这种行为是定性相似，但定量而不同的纯碲化镉的缺陷性质的体积应变的效果。最后，得到了点缺陷、合金无序和声子的相对载流子散射强度。它表明，对于现实的缺陷浓度载流子迁移率是有限的声子散射温度高于约150 K。
2012-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Vibrational Entropic Stabilization of Layered Chalcogenides: From Ordered Vacancy Compounds to 2D Layers
本文提出由振动熵驱动的通用稳定机制，解释高温下有序空位硫族化合物倾向二维层状相的原因，并通过 ZnIn2S4、In2S3 和 Cu3VSe4 验证。
2023-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Lattice vibrations boost demagnetization entropy in shape memory alloy
磁热（MC）材料提供了一种通过绝热退磁冷却实现无化学品固态制冷的途径。我们已经使用非弹性中子散射测量MC材料Ni 45 Co 5 Mn 36.6In 13.4中的晶格动力学。当加热到居里温度（TC）时，该材料表现出0.22 +/- 0.04 kB/原子的声子熵的异常增加，这是常规热膨胀预期的十倍。这种转变伴随着横向光学声子的突然软化。我们提出的第一原理计算显示晶格畸变和磁激发之间的强耦合。
2015-08-12 cond-mat.mtrl-sci
A model of thermodynamic stabilization of nanocrystalline grain boundaries in alloy systems
本文提出耦合晶界迁移与溶质扩散的二维模型，并通过动力学蒙特卡洛模拟揭示纳米晶完全热力学稳定态与零晶界自由能条件的关联。
2024-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Residual stress induced stabilization of martensite phase and its effect on the magneto-structural transition in Mn rich Ni-Mn-In/Ga magnetic shape memory alloys
磁性记忆合金（MSMA）的马氏体相变在外加磁场作用下的不可逆性是限制其作为巨热材料应用的最大挑战之一。这种转变是伴随着磁化强度急剧下降的磁结构转变（即，由于马氏体相的较低磁化强度，在马氏体起始温度（Ms）附近的磁化强度（“Δ M "）。在本文中，我们表明，由于在远高于Ms的温度下马氏体相的稳定化以及由于残余应力而导致的奥氏体完成（Af）温度，富锰Ni-Mn基MSMAs中Ms周围的“Δ M”在破碎粉末中被抑制了两个数量级。X射线粉末衍射图的强度和半高宽的分析表明，在三种不同的富Mn Ni-Mn合金，即Mn 1.8Ni 1.8In 0.4、Mn 1.75Ni 1.25Ga和Mn 1.9Ni 1.1Ga的粉碎粉末中，稳定的马氏体相分数分别为97%、75%和90%，相应的残余微应变分别为5.4%、5.6%和3%。即使在773 K下退火后，残余应力稳定的马氏体相也不会完全恢复到平衡立方奥氏体相，因为磁结构转变仅部分恢复，“Δ M”值降低。研究结果对该类合金作为逆磁热材料和压热材料的应用具有重要意义。
2015-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous vibrational effects in non-magnetic and magnetic Heusler alloys
利用第一性原理计算研究了非磁性和磁性Heusler合金中的声子反常。在[110]方向上得到了几个立方L2 $\mathrm{_1}$结构体系的声子色散。我们考虑的化合物表现出声子不稳定性，并将它们与稳定的对应物进行比较。电子结构的分析使我们能够识别导致结构不稳定性的特征。不稳定化合物的声子色散表明，虽然声学模式趋于软化，但光学模式以与稳定结构显著不同的方式分散。出现在异常低的频率下分散的光学模式是拉曼活性的，这被认为是不稳定系统的较强极化性的指示。我们表明，声子不稳定性的TA $_{2}$模式的Heusler合金是由相互作用（排斥）与低能量的光学振动。光学模式显示出其不寻常的行为，由于共价相互作用，这是额外的键合功能与占主导地位的金属在Heusler化合物不相称。
2005-06-29 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
Entropic Stabilization and Descriptors of Structural Transformation in High Entropy Alloys
该研究通过第一性原理分析，揭示了高熵合金Nb$_x$(HfZrTi)$_y$在16% Nb浓度下的HCP到BCC结构转变，并指出内部晶格畸变在转变处达到峰值，且振动熵对稳定性贡献超过构型熵。
2023-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic Stabilization of Precipitates through Interface Segregation: Chemical Effects
沉淀硬化依赖于高密度的金属间沉淀物，是用于强化结构合金的常用技术。结构合金通常通过高密度的小尺寸金属间沉淀物来强化。然而，在高温下，沉淀物粗化以减少界面的过量能量，导致由沉淀物提供的强化显著降低。在某些三元合金中，二次溶质偏析到界面并导致形成高密度的纳米尺寸沉淀物，其提供增强的强度并抵抗粗化。为了了解所涉及的化学效应，并确定这样的系统，我们开发了一个热力学模型的框架下，定期纳米晶溶液模型。对于不同的整体成分、温度和热力学参数，通过最小化相对于特定区域（本体固溶体、界面和沉淀物）浓度和尺寸的吉布斯自由能函数来评估Mg-Sn-Zn合金的平衡构型。结果表明，Mg/Mg $_2$ Sn界面Zn偏析可使Mg $_2$ Sn析出相稳定在纳米尺度，提高Zn浓度可使析出相稳定，防止高温下的粗化。再加上列入弹性应变能的影响和输入的计算知情的界面热力学参数在未来，该模型预计将提供一个更现实的预测偏析和沉淀物稳定的三元合金的结构的重要性。
2017-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Kinetic stabilization of Fe film on (4 by 2)-GaAs(100)
我们在低温（~ 130 K）下在（4 × 2）-GaAs（100）衬底上生长了Fe薄膜，并用同步辐射光电子能谱学研究了Fe薄膜的化学结构。我们观察到有效的抑制砷偏析和显着减少合金形成附近的铁和基板之间的界面。因此，这应该是一种在GaAs（100）上生长几乎原始的Fe膜的方法。此外，发现Fe膜即使在升温至室温后也对As偏析稳定。只形成非常薄、~ 8埃厚的界面合金。据推测，界面合金的形成通过表面扩散介导的界面缺陷在低温生长的Fe膜。Ga和As两者的进一步向外扩散被抑制，因为其然后应当经由低效的体扩散进行。
2006-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Robust evidence for the stabilization of the premartensite phase in Ni-Mn-In magnetic shape memory alloys by chemical pressure
在记忆合金中，由于预马氏体（PM）相的热力学稳定性影响着主要的马氏体相变和相关的物理性能，因此PM相的热力学稳定性一直是广泛研究的课题。通常，PM相在相当窄的温度-组成范围内是稳定的。我们在这里提出的证据化学压力诱导抑制的主要马氏体相变和PM相的稳定在一个非常宽的温度范围从300 K到约5 K的磁性形状记忆合金（MSMA）Ni 50 Mn 34 In 16使用磁化率，同步辐射X射线粉末衍射（SXRPD）的研究和第一性原理计算。交流磁化率的研究表明，一个高度歪斜和模糊的峰约300 K没有任何进一步的过渡到我们的测量的最低温度（5 K）约5%的铝替代。SXRPD图的温度演变证实了PM相相关的卫星峰在300 K和低于300 K时出现，而没有显示出保留的立方对称性的主奥氏体（220）峰的任何分裂。这与不含Al以及约3%Al取代的组合物的马氏体相的SXRPD图案的温度演变形成鲜明对比，其中奥氏体（220）峰显示出由于贝恩畸变/对称性破缺转变引起的明显分裂。我们的理论计算支持的实验结果，并揭示了在现场的替代由一个较小尺寸的原子，如铝，可以稳定的PM相与保存立方对称性。我们的研究结果表明，Al取代的Ni-Mn-In MSMA提供了一个理想的平台，研究各种现象的物理PM状态。
2021-12-04 cond-mat.mtrl-sci
First-principles modeling of temperature and concentration dependent solubility in the phase separating Fe$_x$Cu$_{1-x}$ alloy system
我们提出了一种新的团簇展开（CE）方法的第一性原理模型的温度和浓度依赖的合金性质。虽然标准CE方法仅通过蒙特卡罗模拟中的构型熵包括温度效应，但我们的策略还涵盖了晶格振动的第一性原理自由能。为此，有效的集群相互作用的CE已呈现真正的温度依赖性，使它们可以包括输入结构的振动自由能。作为一个模型系统，我们使用的相分离合金Fe-Cu与我们的重点是富铁的一面。在那里，溶解度是从蒙特卡罗模拟得出的，其精度必须通过平均多个CE来增加。我们表明，包括振动自由能对于正确预测铜在体心立方铁基体中的溶解度绝对至关重要：溶解度大大增加，并且现在与实验结果定量一致。
2012-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Vibrational properties of alpha- and sigma-phase Fe-Cr alloy
对具有α相和σ相结构的Fe_（52.5）Cr_（47.5）合金的Fe部分声子态密度（DOS）进行了实验研究和理论计算。前者用核共振非弹性X射线散射方法在先进光子源的3-ID扇区测量，后者用直接方法[K. Parlinski等人，物理修订信函{78，4063（1997）]。该理论揭示并成功地再现了声子态密度的特征，这些特征是声子态密度区别于其它相的重要标志。与动力学有关的各种数据，如Lamb-Mossbauer因子f、每个原子的动能E_k和平均力常数D，都是直接从实验和理论计算中导出的，而振动定容比热C_V和振动熵S则是用Fe偏态态密度计算的。利用f和C_V的值，我们确定了德拜温度T_D的值。对实验和第一性原理导出的一些量，如C_V，以及D和S，得到了很好的一致性。
2010-01-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Impurity modes and effect of clustering in diluted semiconductor alloys
在混合锌型半导体中TO带中心振动光谱随浓度的变化可以在统一的“单键-双模”方法的范例内理解，该方法最近被概述为一个相当普遍的概念，并且出现于许多先前的实验和理论研究中。关键的问题是，与某一阳离子-阴离子键相关的振动频率取决于后者的长度，而键长又不仅取决于平均合金浓度，而且取决于其局部变化。在（A，B）C替代合金中，A-C键长在富A区和贫A区不同，产生A-C振动频率的分裂。这种分裂可以在第一性原理计算中测量和再现。振动光谱的分析有助于深入了解结构的短程（集群）和长程（某些阳离子-阴离子对的延伸链的形成和介观尺度上的其他结构动机）趋势。然而，为此，需要对代表性模型系统进行第一原理基准计算。从第一性原理计算得到的最简单但重要的结果是预测当孤立的（远距离的）杂质聚集时，杂质声子模如何演化。
2008-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Computing binary alloy phase diagrams with explicit configurational and vibrational entropy
Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）；Max Planck Institute for Sustainable Materials（马克斯·普朗克可持续材料研究所）；Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung（联邦材料研究与测试研究所）
研究多组分固溶体相稳定性，通过炼金术插值等方法扩展非平衡热力学积分，应用于Au-Cu二元合金构建相图，显式构型采样降低转变温度、拓宽固溶体稳定性范围，强调需显式采样非理想构型熵并选好泛函。
2026-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Self-pinning mechanism for grain boundary stabilization
George Mason University（乔治梅森大学）
本文提出了一种新的晶界稳定化机制——自钉机制，通过晶界偏析自发形成溶质富集簇，实现晶粒生长的抑制，无需预存第二相，聚焦晶界相行为。
2026-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Stabilization of Martensite and Austenite Phases and Realization of Two-way Martensitic Transition in Co-Ni-Ga Ferromagnetic Shape Memory Alloy Nanoparticles
本研究通过无模板法合成不同相结构的Co-Ni-Ga铁磁形状记忆合金纳米颗粒，证实其双向马氏体转变特性与可调磁性能，为高低温纳米致动器等应用提供了候选材料。
2025-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Bismuth-content dependent of the polarized Raman spectra of the InPBi alloys
利用高分辨偏振拉曼散射测量系统地研究了InP_（1-x）Bix（0<x<2.46%）三元合金的光学性质。在所有样品中均发现了类InP和类InBi的光学振动模式（LO），这表明大部分Bi原子被掺入晶格位置以取代P原子。随着Bi含量的增加，类InBi拉曼模式的强度呈指数增长。观察到类InP纵向光学振动模的线性红移为1.1cm-1，而类InP光学振动泛音（2LO）的线性红移几乎增加了一倍。此外，通过比较Z（X，X）Z和Z（X，Y）Z拉曼光谱的差异，发现所有样品中均存在纵向光学等离子体耦合（LOPC）模，且其强度与电子浓度成正比。
2015-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Vibrational and mechanical properties of the highly mismatched (Cd,Be)Te semiconductor alloy : Experiment and ab initio calculations
的（Cd，Be）Te半导体合金，表现出显着的不匹配的键的共价性和刚度澄清其振动和机械性能被用作基准测试的限制的渗滤模型（PM）的工作，以解释复杂的拉曼光谱的相关，但对比度较低的（Zn，Be）硫属化物。实验（x <0.11）结合高压下的Raman散射和X射线衍射以及从头算（x分别在0，0.5和1附近）进行。（宏观）的体积模量B下降到低于碲化镉的值上的未成年人被纳入，在变化与线性B与x的增加预测从头算，从而暗示在大的非谐效应在真正的晶体。然而，没有异常发生在微观（债券）规模的常规双峰PM拉曼信号预测从头算的BeTe键在少数（x约0和0.5）是（勉强）检测实验。虽然在大的Be含量（x约1）相同的双峰信号放松下来反转，一个前所未有的情况下，特定的压力依赖性的规则（x约0和0.5）和反转（x约1）BeTe拉曼双峰符合PM预测。因此，PM同样适用于（Cd，Be）Te，尽管是以松弛的形式，而没有进一步的细化。这增强了该方案作为合金中声子的通用描述符的有效性。
2023-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio Calculations of the Vibrational Modes of MnAs and Ga1-xMnxAs
在这项工作中，我们提出了我们的理论结果的状态方程和MnAs的声子色散，以及锰浓度依赖的晶格参数和声子频率的立方GaMnAs合金。只要这种比较是可能的，结果与实验结果吻合得很好。根据所得结果，合金的晶格常数和声子频率不服从Vegard规则。
2006-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Calculating linear response functions for finite temperatures on the basis of the alloy analogy model
提出了一种方案，该方案是基于合金类比模型，并允许考虑热晶格振动以及自旋波动时，计算固体中的响应量。讨论了自旋涨落对温度依赖的磁矩、纵向电导率和Gilbert阻尼参数的影响。结果表明，使用Monte Carlo（MC）自旋组态作为输入，合金类比模型是能够再现的MC模拟的结果的平均磁矩在所有的自旋涨落模型正在讨论。另一方面，响应量对自旋涨落模型更为敏感。单独的计算占由于晶格振动或自旋波动的热效应显示其可比的贡献的电导率和吉尔伯特阻尼。然而，占两个热效应的结果比较证明违反Matthiessen的规则，显示晶格振动和自旋波动的非加性效应。体心立方结构的Fe和面心立方结构的Ni得到的结果与实验数据进行了比较，表现出相当好的协议的温度依赖的电导率和吉尔伯特阻尼参数。
2014-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Peculiarities of structural changes in Pd and Pd-alloys
已经发现，在溶解氢的影响下Pd和Pd合金中的结构变化的动力学似乎是不平凡的。这些体系的结构变化通常包括共存相浓度和缺陷结构特征的相关变化。这些变化具有阶段性。其基本阶段为：孕育期、快速脱气期、暂时稳定期和稳定期后。Pd-M-H动力学中的结构变化和相变恰好是非单调的（振荡或随机）。这种时间依赖性可以在数万小时内观察到。为了解释所发现的现象，提出了基于非平衡动力学思想和Pd体系中氢与基体缺陷和原子相互作用的特定属性的假设。
2000-04-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Special Quasi-ordered Structures: role of short-range order in the semiconductor alloy (GaN)$_{1-x}$(ZnO)$_x$
本文研究了半导体合金（GAN）$_{1-x}$（ZnO）$_x$中的短程有序（SRO）。基于密度泛函理论（DFT）的团簇膨胀模型的蒙特卡罗模拟结果表明，异质合金具有较强的自组织振荡，这是由于异质合金对最近邻Ga-N和Zn-O对的能量偏好.为了表示SRO相关的结构相关性，我们引入了特殊准有序结构（SQoS）的概念。随后的DFT计算揭示了SRO对（GAN）$_{1-x}$（ZnO）$_x$合金的原子、电子和振动性质的显著影响。由于Zn 3 $d$ -N2 $p$的强排斥作用，无序合金中的Zn-N键在统计上的存在增强，使得无序合金的晶格弯曲和带隙减小比短程有序合金大得多。晶格振动的包含物使无序合金稳定。
2015-12-09 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Electron-induced stabilization of ferromagnetism in GaGdN
利用{ \it ab initio}能带结构计算和对称性论证，我们发现Ga $_{1-x}$ Gd $_x$ N的磁性与TM掺杂的GAN有很大的不同.合金中Gd原子间的耦合是反铁磁的，但铁磁相可以通过引入电子来稳定。此外，我们提出了一个模型，可以解释最近观察到的巨大的磁矩在这个系统中，基于施主电子的极化。
2005-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Optical vibrations of hydrogen in disordered palladium-gold alloys
在Pd的fcc晶格中，氢占据具有立方对称性的八面体间隙位置。因此，人们可以预期，在稀固体H溶液中的Pd的光学H振动的基本频带应减少到一个狭窄的3倍简并，非相互作用的各向同性本地振荡器线。由于PdH $_x$溶液在低温下的极限氢浓度非常小（x <0.001），因此用非弹性中子散射来检验这一假设的一些尝试给出了模棱两可的结果。我们增加了最大x合金钯与20原子%的金，并研究了无序的Pd $_{0.8}$金$_{0.2}$ H $_{x}$溶液的浓度从x = 0.03到0.74。根据已报道的$^{197}$ Au穆斯堡尔研究，在x <（0.8）^{6}= 0.26的Pd $_{0.8}$ Au $_{0.2}$ H $_{x}$溶液中的氢原子只能占据没有Au邻居的间隙。这减弱了在较低H浓度的溶液中H-Au相互作用的影响，并有效地防止了低温下的氢聚集。我们的INS研究表明，在浓缩和稀释的Pd $_{0.8}$ Au $_{0.2}$ H $_{x}$解决方案的基本光学H带包括一个尖锐的峰值与宽肩向更高的能量。肩没有显示出随着H浓度降低而消失的趋势，并且在所有研究的样品中主峰的积分强度约为0.44。因此，在Pd中无限稀释的H溶液中的光学带也应该由具有明显肩的峰组成。本文考虑了氢在Pd中溶解度的同位素效应的影响。
2009-01-11 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study on the magnetic properties of ordered Nd$_{6}$(Fe,Ga)$_{14}$ alloys
采用第一性原理方法研究了Nd-Fe-B永磁体晶界相的有序$_{6}$-$_{14-x}$-$_x$（$x = 0, 1)$）合金的稳定磁结构。轻微的Ga掺杂（$x = 1$）被证明有助于反铁磁（AF）状态的稳定，而未掺杂的情况下（$x = 0$）被揭示有利于铁磁状态，而不是AF状态，具有轻微的能量差。
2017-12-05 cond-mat.mtrl-sci
A critical discussion of calculated modulated structures, Fermi surface nesting and phonon softening in magnetic shape memory alloys Ni$_2$Mn(Ga, Ge, Al) and Co$_2$Mn(Ga, Ge)
用第第一性原理计算研究了Heusler合金Ni $_2$ Mn（Ga，Ge，Al）和Co $_2$ Mn（Ga，Ge）的电子结构、声子动力学、结构不稳定性和马氏体相变的性质.计算结果表明，除了费米面嵌套等电子特性外，光学声子和声学声子模的杂化对调制马氏体结构的稳定也是重要的。
2004-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Electronic origin of the orthorhombic Cmca structure in compressed elements and binary alloys
在高压下，在碱金属元素（K，Rb，Cs）和IV族多价元素（Si，Ge）和V（Bi）中，实验发现了正交晶胞中16个原子的复杂结构，空间群Cmca（Pearson符号oC 16）。具有这种结构的金属间化合物相在压力下在二元Bi基合金（Bi-Sn，Bi-In，Bi-Pb）中形成。在费米球-布里渊区相互作用的框架下，用近自由电子模型分析了Cmca -oC_（16）结构的稳定性。靠近费米球的一组强衍射反射形成的布里渊-琼斯区是晶体能量降低和结构稳定的原因。该区域对应于Si和Ge中的4个价电子，并导致Bi的SPD杂化。为了解释在相同的模型中的碱金属，这是在环境条件下的单价，核心和价带电子在强压缩的重叠的可能性内的这种结构的稳定性被认为是。价电子数量增加的假设有助于理解压缩碱金属元素中复杂结构的序列以及它们的物理性质（如电阻和超导性）的不寻常变化。
2013-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical prediction and experimental study of a ferromagnetic shape memory alloy: Ga_2MnNi
用密度泛函理论预测了一种新的铁磁记忆合金Ga_2MnNi的存在。对于不同的记忆合金，马氏体相变起始温度（T_M）与马氏体相的稳定化能（Δ E_tot）近似成正比。实验结果表明，Ga_2MnNi在室温下具有铁磁性，其T_M和T_C分别为780K和330K。从理论和实验两方面，马氏体相变被发现是体积守恒的，这是形状记忆行为的指示。
2008-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Effect of magnetism on the lattice dynamics in the sigma-phase Fe-Cr alloys
首次<CS>在σ相合金系统Fe-Cr的原型中观察到了用~（57）Fe穆斯堡尔谱测量的无反冲因子f和平均中心位移f随温度变化的异常现象。在这两种情况下，异常开始在接近磁有序温度的温度，在这两种情况下，它是晶格振动硬化的指示。由于没有发现磁致伸缩效应，异常似乎完全是由于自旋-声子耦合。所观察到的f和in的变化<CS>分别用电势的变化ΔE_p和动能的变化ΔE_k表示。前者的最大值比后者大六倍，随T的增加而减小，而后者则增加。总的机械能变化量ΔE一般不是常数，正如德拜类振动所预期的那样，但它类似于ΔE_p。只有在4-15 K范围内，ΔE几乎不依赖于T。
2012-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Binary nanocrystalline alloys with strong glass forming interfacial regions: Complexion stability, segregation competition, and diffusion pathways
本研究利用透射电子显微镜对比分析Al-Mg、Al-Ni和Al-Y二元纳米晶合金，发现Y作为掺杂剂能高效稳定非晶界面相与纳米棒析出相，抑制晶粒粗化，为块体纳米结构材料的简化配方应用提供依据。
2023-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Raman study of lattice vibrations in type II superlattice InAs/InAs1-xSbx
在这项工作中，我们报告了偏振拉曼光谱的振动特性的InAs/InAs 1-xSbx SL以及选定的InAs 1-xSbx合金，所有生长在GaSb衬底上的MBE或MOCVD，从生长表面和解理边缘。
2017-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Unification of the phonon mode behaviour in semiconductor alloys: Theory and ab initio calculations
我们演示了如何克服严重的问题，在半导体合金的振动光谱的理解和分类，从传统的使用虚拟晶体近似（VCA）。我们发现，不同的系统，如InGaAs（1-键->1-模式行为），InGaP（修改的2-模式）和ZnTeSe（2-键->1-模式）实际上服从相同的声子模式行为-因此可能是一个普遍的一个-双折射型（1-键->2-模式）。从“VCA洞察力”（平均微观的）到“渗透洞察力”（介观的）的范式变化为理解合金无序提供了一个有希望的联系。支持讨论的声子态密度的从头计算模拟的区域中心的代表性的超级电池在中间组合物（ZnTeSe）和在杂质稀释的限制（所有系统）。特别是，我们提出了一个简单的从头算“协议”估计的基本输入参数的半经验“渗流”模型的计算1键>2模式的振动光谱的锌合金。这样，模型就可以自给自足了。
2008-02-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Self-organized defect-phases along dislocations in irradiated alloys
Department of Materials Science and Engineering, The Grainger College of Engineering, University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校 材料科学与工程系，格雷格纳工程学院）
研究离子辐照下位错线上析出物的非平衡偏析形成的图案化现象，通过晶格动力学蒙特卡洛模拟揭示了溶质在位错上的输运竞争对自组织纳米结构稳定性的贡献。
2026-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Misfit stabilized embedded nanoparticles in metallic alloys
纳米尺度的不均匀性是许多金属合金的典型特征，对于它们的实际应用至关重要。与此同时，对这种状态的稳定机制知之甚少。我们提出了一个问题的总体概述，连同更详细的讨论原型的例子，即，Guinier-Preston区铝基合金。结果表明，由于夹杂物和宿主晶格之间的失配引起的相干应变在非均匀状态的出现中起着决定性的作用。我们提出了一个模型，解释形成典型的Al-Cu合金的dielectric板（厚度为几个晶格常数）。失配位错阵列的离散性和它们之间的长程弹性相互作用是该模型的关键组成部分。这开辟了一条道路，一般理解的性质（Meta）稳定的嵌入式纳米粒子在实际上重要的系统。
2015-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Charge-transfer effect on local lattice distortion in a HfNbTiZr high entropy alloy
在估计高熵合金中的局域晶格畸变时，通常假设原子是硬球。然而，我们的研究表明，硬球模型错过了关键的效果，不同电负性的原子之间的电荷转移，在理解的稳定性的扭曲HEAs。通过对HfNbTiZr HEA的局域结构的表征和模拟，我们发现电荷转移效应与LLD竞争，以显着降低平均原子尺寸失配。我们的发现可能会形成严重扭曲，但稳定的HEAs的设计基础。
2021-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Temperature and composition dependence of the band gaps of Ga$_{1-x}$In$_x$N alloy: a first-principles study based on the virtual crystal approximation
本文采用第一性原理的虚晶近似（VCA）方法研究了Ga $_{1-x}$ In $_x$ N合金的结构、电子和振动性质。用TB 09泛函获得了3.85 eV的带隙弯曲参数。声子态密度随着In含量的增加向低频移动。然而，VCA忽略了无序效应，因此无法描述合金化后声子谱的展宽。本文还研究了GAN、InN及其合金Ga $_{1-x}$ In $_x$ N的电子-声子相互作用对带隙温度依赖性的影响。计算的零点运动重整化和拟合的Varshni参数在整个组成范围内进行了讨论。
2015-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Structural origins of the boson peak in metals: From high-entropy alloys to metallic glasses
玻色子峰出现在所有非晶态固体中，并且与相应晶体的声子谱相比，在低频处是过量的振动态。直到最近，人们的共识是，它起源于玻璃中的“缺陷”。这些缺陷的性质仍在讨论中，但局部干扰短程有序和/或弹性常数降低的区域的图片已经获得了一些牵引力。最近，一种不同的理论被提出：玻色子峰被归因于晶格的第一个范霍夫奇点，它只被无序所模糊。这个新的观点假设范霍夫奇点只是简单地移动的密度降低的非晶态，因此不是一个玻璃特有的异常。为了解决这个问题，我们使用四组分合金的计算机模型，交替使用化学无序（高熵合金），结构无序和约化密度。与相同组成的参考玻璃的比较表明，玻色子峰由可以仅由结构无序引起的额外的振动模式组成。虽然化学无序引入的弹性常数的波动，我们发现，这些不会导致足够的局部软化，以诱导这些模式。对于本金属系统，可以排除由于密度降低而导致的玻色子峰。
2016-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Anharmonicity changes the solid solubility of an alloy at high temperatures
我们已经开发了一种方法，以准确和有效地确定作为温度和体积的函数的替代合金的第一性原理的振动自由能。以Ti $_{1-x}$ Al $_x$ N合金为模型体系，通过寻找自由能的全局最小值，对应于该体系的真实平衡态，计算了等结构相图。我们证明了非谐贡献和混合焓的温度依赖性对Ti $_{1-x}$ Al $_x$ N合金的计算相图具有决定性的影响，使可混性间隙的最大温度从6560 K降低到2860 K。我们对热时效Ti $_{0.5}$ Al $_{0.5}$ N合金的局部化学成分测量结果与计算相图一致。
2015-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical and thermodynamical properties of $β-Cu-Al-Mn$ alloys along the $Cu_3Al \to Cu_2AlMn$ compositional line
采用第一性原理计算方法研究了沿$Cu_3Al \to Cu_2AlMn$线成分和$bcc$基结构的$Cu-Al-Mn$合金的弹性性能。从计算的弹性常数，齐纳的各向异性，声速和德拜温度确定。理论计算结果与实验数据吻合较好。通过准简谐德拜模型引入振动的影响，并研究了不同性质随温度和成分的变化。
2020-04-25 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Ab initio modeling of TWIP and TRIP effects in $β$-Ti alloys
本文利用密度泛函理论研究了合金元素对Ti合金相变和孪晶势垒的影响，发现特定元素能稳定β相并改变孪晶行为，为新型Ti基合金设计提供了准则。
2025-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio simulation and experimental validation of beta-titanium alloys
在这份进展报告中，我们提出了一种新的方法，从头开始指导自下而上的设计β-钛合金的生物医学应用，结合实验，使用量子力学模拟方法。无参数的密度泛函理论计算被用来提供理论指导，在选择和优化钛基合金方面的三个约束：（i）使用无毒的合金元素;（ii）体心立方β相在室温下的稳定性;（iii）减少的弹性刚度相比，现有的钛基合金。根据理论预测，铸造感兴趣的合金，并对其晶体结构、微观结构、织构和弹性刚度进行表征。由于从头计算的复杂性，模拟一直集中在一组二元系统的Ti与两个不同的高熔点bcc金属，即Nb和Mo。各种级别的模型近似来描述机械和热力学性能进行测试和严格的评估。实验在一些二元合金和两种更复杂的工程合金变体，即Ti-35 wt.% Nb-7wt.% Zr-5wt.% Ta和Ti-20重量% Mo-7wt.% Zr-5wt.% Ta.
2008-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Mixed-halide perovskite alloys $\text{CsPb}(\text{I}_{1-x}^{}\text{Br}_x^{})_3^{}$ and $\text{CsPb}(\text{Br}_{1-x}^{}\text{Cl}_x^{})_3^{}$: New insight of configuration entropy effect from first principles and phase diagrams
本研究利用 DFT 遍历20原子混合卤化物构型，计算配分函数与构型熵，并纳入声子振动贡献，构建两种钙钛矿合金的温度-组分相图。
2024-02-29 cond-mat.mtrl-sci
Non-homogeneous structure of complex concentrated alloys: Effect of intrinsic strain
FZU – Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
研究复杂浓合金中非均质结构的形成机制，通过理论分析与实验观察揭示局部富集区域对系统能量的降低作用，强调局部化学与结构异质性对合金热力学稳定性的影响。
2026-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Formation of Fractal Dendrites by Laser induced melting of Aluminum Alloys
本文报道了用激光诱导熔化铝合金制备分形枝晶的方法。我们的目标是碳化硼（B4 C），它是最有效的辐射吸收材料之一，其特点是热膨胀系数低。由于B4C晶体的高度脆性，我们能够将其纳米颗粒引入到AA385.0的稳定铝基质中。高强度激光场作用下，在局部表面熔化的作用下，形成了复合枝晶结构。枝晶簇生长的建模证实了其分形性质，并揭示了所产生的准晶结构的图案行为。
2021-03-25 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus physics.atom-ph
Ab initio study of structural, electronic, and thermal properties of Ir$_{1-x}$Rh$_{x}$ alloys
采用从头算密度泛函理论系统地研究了Ir $_{1-x}$ Rh $_{x}$合金在不同浓度（x = 0.00，0.25，0.50，0.75，1.00）下的结构、电子、力学和热学性质.采用特殊的准无规结构方法制备了具有FCC结构的合金，每个晶胞中有四个原子。通过计算合金的基态性质，如晶格常数和体弹性模量，找到了稳定合金的平衡原子位置。计算得到的基态性质与实验和其它理论数据符合得很好。计算了合金的电子能带结构和态密度，研究了合金在不同浓度下的电子性质。电子性质证实了合金的金属行为。在准谐波近似下，采用第一原理密度泛函微扰理论计算了热性质。计算了系统的德拜温度、振动能、熵、定容比热和内能等热力学性质。采用从头算线性响应方法计算了声子态密度。
2015-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Ferrimagnetism induced by thermal vibrations in oxygen-deficient manganite heterostructures
该研究基于密度泛函理论提出，在缺氧锰氧化物异质结构中利用热振动引起的氧空位择优位移来诱导亚铁磁性，并揭示其随温度先增强后消失的独特可检测规律。
2024-05-07 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of the lattice instabilities in Mn$_{2}$Ni{\it X} ({\it X}= Al, Ga, In, Sn) magnetic shape memory alloys
采用基于第一性原理的密度泛函理论（DFT）研究了Mn $_{2}$ Ni{ \it X}（{ \it X}= Al，Ga，In，Sn）磁性记忆合金（MSMA）奥氏体相的结构不稳定性。在所有材料的声学TA $_{2}$分支中沿[ $ξξ$ 0]方向观察到完全软化，导致奥氏体结构的不稳定性，其有效地稳定为马氏体结构。这种软化背后的原因可以追溯到从光学T $_{2g}$分支的排斥和费米面的嵌套功能。计算并分析了振动态密度、力常数和弹性模量，再次证实了不稳定性背后的机制。结果表明，声子异常与可能的预马氏体相的出现，可以是相当复杂的。
2014-10-07 cond-mat.mtrl-sci
