Sigma-phase in Fe-Cr and Fe-V alloy systems and its physical properties
本文综述了Fe-Cr和Fe-V合金系中σ相的物理性质，主要是用穆斯堡尔谱的实验方法和理论方法揭示的。特别是，以下问题相关的问题已经得到解决：识别西格玛和确定其结构特性，动力学的α-西格玛和西格玛-α相变，德拜温度和铁部分声子态密度，居里温度和磁化强度，超精细场，异构体位移和电场梯度。
2011-05-11 cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculations of phase transition, elasticity, and thermodynamic properties for TiZr alloy
采用第一性原理密度泛函理论研究了等原子TiZr合金的结构相变、弹性力学行为、声子和热力学性质。计算得到的$α$和$ω$相的晶格参数和状态方程以及$α$ $\mathtt{\rightarrow}$ $ω$ $\mathtt{\rightarrow}$ $β$的相变序列与实验符合得很好。$α$和$ω$相的弹性常数表明它们是机械稳定的。立方相$β$在零压下是力学不稳定的，其力学稳定的临界压力为2.19 GPa。我们发现，弹性模量，弹性声速，德拜温度都随着压力的增加，为三个相的TiZr合金。较大的$B/G$值说明TiZr合金具有较好的塑性，其塑性优于Zr元素，尤其是在$β$相中。在10 GPa附近，弹性波速度和德拜温度在$α$ $\mathtt{\rightarrow}$ $ω$相变时具有突然增加的行为，在较高压力下，在$ω$ $\mathtt{\rightarrow}$ $β$相变时具有突然减小的特征。通过Mulliken布居分析，我们说明了\emph{d} -带占有率的增加将稳定立方$β$相。首次提出了TiZr合金三相的声子色散关系，其中$β$相声子清楚地表明了其在环境条件下的动力学不稳定性。利用准调和近似和德拜模型，得到了吉布斯自由能、熵和热容的热力学表达式。
2011-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of the sigma-phase in paramagnetic Fe-V alloys. Experimental and theoretical study
用电荷自洽的Korringa-Kohn-Rostoker方法计算了$σ$相Fe $_{100-x}$ V $_x$化合物的电子结构，其$\le x \le 60.0$为33.3 $\le x \le 60.0$.对于第一次，电荷密度$ρ_A(0)$和电场梯度被确定在Fe核，占据五个非等效的晶格位置。最高的$ρ_A(0)$值在A位和D位，最低的在B位，$x = 33.3$和$x = 60$的差异范围分别为0.162和0.174个$\it s$ -类电子/Fe原子.结合实验确定的占位因子的计算量被成功地应用于分析$^{57}$ Fe穆斯堡尔谱记录在一系列的8个样品在顺磁状态。
2009-09-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
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
Magnetism of sigma-phase Fe-Mo alloys: its revealing and characterization
一系列σ-Fe（100-x）Mo（x）合金（x=45-53）显示出低温磁性。它的表征已完成使用振动样品磁强计，穆斯堡尔谱，和交流磁化率。磁有序温度被确定为位于46 K（x=45）和22 K（x=53）的范围内，并发现基态是典型的自旋玻璃。
2014-11-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Debye-Waller factor of stabilized delta-Pu
德拜-沃勒因子已被计算为稳定的δ相钚与5%的铝。采用声子频率随温度变化的准简谐Born-vonKarman力模型，计算了从绝对零度到800 K的均方热原子位移.所观察到的长波长声子随温度升高而异常软化的实现不能解释高温下测得的热参数的软化，也不能解释低温下测得的热参数相当高的值。δ相稳定的钚合金的衍射测量的影响进行了讨论。
2007-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Machine-learning assistant DFT study of half-metallic full-Heusler alloy N2CaNa: structural, electronic, mechanical, and thermodynamics properties
University of Cross River State（克罗斯河州立大学）；National Technical University “Kharkiv Polytechnic Institute”（哈尔科夫国立理工大学）；Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院低温物理与工程维尔金研究所）
通过DFT研究N2CaNa全Heusler合金的结构、电子、机械和热力学性质，发现其具有延展性和热力学稳定性，适用于自旋电子学和结构工程等应用。
2026-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Chemical Composition Tuning of the Anomalous Hall Effect in Isoelectronic L10 FePd1-xPtx Alloy Films
从实验和理论上研究了L10 FePd_（1-x）Ptx合金薄膜的反常霍尔效应（AHE）。我们发现，内在贡献（？sigma_int_AH）对AHE的贡献可以显著增加，而非本征侧跳贡献（sigma_int_AH）对AHE的贡献可以显著增加。sj_Δ H）可以从略大于σ j_Δ H连续地减小。L10 FePd中的int_AH远小于sigma^？int_AH在L10 FePt中，通过增加Pt组成x.我们表明，这种化学成分调谐的内在贡献是由更强的自旋-轨道耦合强度的Pd/Pt网站时，较轻的Pd原子被较重的Pt原子取代。我们的研究结果提供了一种手段，操纵铁磁合金中的竞争AHE机制，更全面地了解AHE和铁磁合金的技术应用。
2012-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Sigma-phase in the Fe-Re alloy system: experimental and theoretical studies
利用X射线衍射（XRD）和穆斯堡尔谱（Mössbauer spectroscopy）技术，结合基于KKR电子结构计算方法的理论计算，对σ相Fe_{100-x} Re_{x}合金（x = 43，45，47，49和53）进行了研究。结构数据，如占位和晶格常数来自XRD图案，而平均异构体位移和四极分裂分布曲线从穆斯堡尔谱获得。用KKR方法计算了每个晶格位置的Fe位电荷密度和四极分裂。计算的量结合实验确定的占位率被成功地用于分解测得的穆斯堡尔谱为对应于五个亚晶格的五个分量。
2012-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Site Occupancy and Lattice Parameters in Sigma-Phase Co-Cr alloys
利用中子衍射技术研究了σ相Co_（100-x）Cr_x（x = 57.0，62.7和65.8）化合物中Co和Cr原子在不同晶格位置上的分布以及晶格参数。从在4.2 - 300 K温度范围内记录的衍射图中发现，所有五个位置A、B、C、D和E都被两种原子占据。位置A和D主要由Co原子占据，而位置B、C和E由Cr原子占据。晶胞参数a和c，因此晶胞体积，随x增加，该增加是晶格参数和温度的特征。a和c都显示出随温度的非线性增加。
2010-10-12 cond-mat.mtrl-sci
On the magnetism of sigma-Fe54Cr46 alloy: AC and DC susceptibility studies
采用直流和交流磁化率技术研究了Fe 54 Cr 46 σ相金属间化合物。在Tc=23.5 K时样品发生了磁有序，其基态由自旋玻璃构成。零场冷却磁化强度最大时的温度随着外部磁场的增加而降低，这与Gabay-Toulouse预测一致。交流磁化率达到最大值时的温度与频率无关，根据平均场论，频率证明了很长的磁相互作用。
2015-03-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Experimental investigation of the local environment and lattice distortion in refractory medium entropy alloys
对Nb-Zr-Ti-Hf-Ta系中的纯元素、二元和三元等原子耐火合金进行了Nb和Zr K边的EXAFS分析，以分析化学局域环境的演变和晶格畸变。在原子尺度上发现了元素的良好混合。对于某些化合物，中心原子与其相邻原子之间的距离分布表明结构的扭曲。最后，德拜-沃勒参数的分析表明，晶格畸变参数$δ^2$的一些相关性，并允许量化实验中熵合金的静态无序。
2022-01-26 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
Calculation of the P-T phase diagram and tendency toward decomposition in equiatomic TiZr alloy
采用电子密度泛函理论和Debye-Gruneisen模型计算了等原子合金TiZr的电子、结构和热力学性质。α、ω和β相的晶格参数a和c/a的计算值与实验值吻合得很好。Ω相在大气压和低温下是稳定的，在T= 600 K之前它仍然是能量上优选的。TiZr合金的α相在600 K <T<900 K范围内变得稳定，而β相在900 K以上的温度下变得稳定。所构建的相图与实验数据定性一致。研究了等原子合金ω-TiZr的分解趋势。结果表明，在基态，有序等原子合金TiZr的Ω相具有有序化的趋势，而不是分解。
2010-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Pressure effects on the electronic structure and superconductivity of (TaNb)$_{0.67}$(HfZrTi)$_{0.33}$ high entropy alloy
在0 - 100 GPa压力范围内研究了压力对高熵合金（TaNb）$_{0.67}$（HfZrTi）$_{0.33}$的电子结构、电子-声子相互作用和超导电性的影响。电子结构的计算使用Korringa-Kohn-Rostoker方法与相干势近似。使用Debye-Grüneisen模型和环境条件下的Grüneisen参数模拟了压力对晶格动力学的影响。此外，还测定了德拜温度和索末菲电子热容系数。电子-声子耦合参数$λ$使用McMillan-Hopfield参数计算，并在刚性松饼罐近似下计算。我们发现，该系统经历的Lifshitz转变，作为一个带的费米能级在升高的压力。电子-声子耦合参数$λ$在10 GPa以上减小。计算出的超导$T_c$增加到40 - 50 GPa，后来，稳定在比环境条件下，在协议的实验结果更大的值。结果表明，实验观察到的（TaNb）$_{0.67}$（HfZrTi）$_{0.33}$中$T_c$随压力的演化可以用经典的电子-声子机制很好地解释.
2019-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Fermi level tuning and atomic ordering induced giant anomalous Nernst effect in Co2MnAl1-xSix Heusler alloy
Co_2MnAl在费米能级附近具有外尔点，由于其较大的Berry曲率，将产生较大的反常霍尔效应（AHE）和能斯特效应（ANE）。本文系统地研究了费米能级位置和原子有序度对Co2 MnAl（1-xSix）中AHE和ANE的影响。Co2 MnAl薄膜保持B2无序结构而不受退火温度的影响，其反常霍尔电导率σ xy和横向Peltier系数σ xy远小于L21有序Co2 MnAl的计算值。考虑B2无序对sigma_xy的计算很好地再现了实验结果，从而得出结论：B2无序大大降低了源于Weyl点的Berry曲率。Si取代Al使L21原子的有序性大大提高，费米能级位置发生移动，σ_xy也得到了很大的提高，这与我们的理论计算结果一致。由于sigma_xy的主要贡献，在Co2 MnAl_（0.63）Si_（0.37）中观察到ANE的最高热电势6.1uV，这与最近报道的Co2 MnGa相当。本研究清楚地表明费米能级调谐和高原子有序性对于获得Co基Heusler合金中的拓扑特征对横向输运性质的影响的重要性。
2019-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity of Ta34Nb33Hf8Zr14Ti11 high entropy alloy from first principles calculations
采用相干势近似下的Korringa-Kohn-Rostoker方法（KKR-CPA）对2014年发现的第一个超导高熵合金Ta 34 Nb 33 Hf 8 Zr 14 Ti 11（Tc = 7.3K）进行了研究，重点估算了电子-声子耦合常数λ.λ的电子部分用刚性松饼-锡近似（RMTA）计算，而声子部分用平均原子质量和实验德拜温度近似。估计的λ= 1.16接近于比热测量确定的值λ= 0.98，并且表明该材料中有相当强的电子-声子耦合。
2016-03-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
First Principle Analysis of Novel Half Heusler Alloys VPdZ (Z= Ge, Sn) for thermodynamic, spintronics and optoelectronic applications
本研究基于密度泛函理论分析新型半赫斯勒合金VPdZ（Z=Ge、Sn）的多方面物理性质，证实其α型铁磁相稳定、具半金属特性，磁矩符合Slater-Pauling规则，在多领域有应用潜力。
2024-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Is Delta_{pi}-gap-only superconductivity possible in Mg_{1-x}Al_{x}B_{2} and Mg(B_{1-y}C_{y})_{2} alloys?
用密度泛函方法研究了Mg_{1-x} Al_{x} B_{2}和Mg（B_{1-y} C_{y}）2}合金的k分辨σ带和π带空穴.我们发现，在这两个系统中作为杂质浓度的函数的损失的σ-和π-带孔的计算配置文件与实验定性一致，正如预期的那样。我们还描述了它与Mg_{1-x} Al_{x}、B_{2}和Mg（B_{1-y} C_{y}）_{2}的超导电性的关系。
2006-01-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Low temperature heat capacity of Fe_{1-x}Ga_{x} alloys with large magneostriction
研究了大磁致伸缩Fe_{1-x} Ga_{x}合金的低温热容C_{p}。使用电子（$γT$）和声子（$βT^{3}$）贡献以标准方式分析数据。德拜温度$Θ_{D}$随着Ga浓度的增加近似线性地降低，与先前的共振超声测量和测量的声子色散曲线一致。用晶格动力学模型和弹性常数C_{11}、C_{12}和C_{44}的测量值计算了$Θ_{D}$，计算结果与测量值一致.的线性系数的电子比热$γ$保持相对恒定的Ga浓度的增加，尽管磁致弹性耦合增加的事实。能带结构的计算表明，这是由于在费米能级的多数和少数自旋态的补偿。
2007-08-10 cond-mat.mtrl-sci
What can one learn about Fe-Cr alloys using Mössbauer spectroscopy?
本文综述穆斯堡尔谱学在Fe-Cr合金研究中的应用，涵盖相分解、磁性转变、sigma相及辐照效应等关键信息提取。
2023-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Cocktail effect on superconductivity in hexagonal high-entropy alloys
本研究以六方高熵合金为原型，发现鸡尾酒效应可将超导转变温度提升2倍至一个数量级以上，其机制源于声子软化及电子-声子耦合随混合熵的减弱，为定量理解高熵合金超导电性奠定基础。
2024-11-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Metal-insulator transition in amorphous alloys
我们专注于在半导体和金属之间形成的非晶合金中区分金属和绝缘行为的中心问题。为此，近年来已经证明电导率的对数温度导数w = d ln sigma / d ln T在确定金属-绝缘体转变（MIT）的金属含量x的临界值x_c方面非常有帮助。我们指出，对于各种非晶合金，最近的实验结果与通常的假设在T = 0时MIT连续性和σ（T，x_c）与T的幂成正比定性地不一致。这些结果表明，当T -> 0时，w（T，x_c）趋于0，在这种情况下，MIT在T = 0处（但仅在那里）应该是不连续的，这与Mott的有限最小金属电导率假设是一致的。
2001-11-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Elastic and thermodynamic properties of the shape-memory alloy AuZn
目前的工作报告的弹性剪切模量，内摩擦，和比热的B2立方有序合金AuZn作为温度的函数。测量单晶和多晶样品使用共振超声光谱（RUS），半绝热量热法和应力应变测量。我们的研究结果证实，该合金具有形状记忆效应和相变在64.75 K，似乎是连续的（二阶）从比热数据。有人认为，等原子组成和低的转变温度的组合约束的化学势及其衍生物表现出的行为，位于之间的边界线的一阶（不连续）和连续的相变。声耗散并没有像预期的那样在转变温度处达到峰值，而是在低温阶段显示出最大值。由低温比热数据得到的德拜温度值为219 K，与由相变以上的声学数据（207 K）得到的德拜温度值一致。
2001-08-09 cond-mat.mtrl-sci
First-principles investigation of multifaceted properties; lattice dynamic, structural stability, mechanical, electronic, magnetic and thermodynamic response of Alkali metals-based semi Heusler alloys
本文通过第一性原理计算系统研究了碱金属基LiVSb和NaVSb半霍伊斯勒合金的结构稳定性、半金属电子性质、力学脆性、磁性及热力学输运特性，证实其动力学稳定并具有半导体与热电应用潜力。
2024-07-02 cond-mat.mtrl-sci
A simple theory of the Invar effect in iron-nickel alloys
某些铁和镍的合金（所谓的“因瓦合金”）在很宽的温度范围内几乎没有热膨胀。很明显，这是加热时反常收缩的结果，这种收缩抵消了由晶格振动的非谐性引起的正常热膨胀。这种反常收缩似乎与合金的磁性有关，因为这种效应在接近居里温度的温度下消失。然而，尽管经过多年的深入研究，面心立方Fe-Ni合金中因瓦效应的微观理论仍然缺乏广泛接受。在这里，我们提出了一个简单的理论，在这些合金的基础上伊辛磁性，从头算总能量计算，和德拜-Gruneisen模型的因瓦效应。我们表明，该理论准确地再现了这些材料的几个众所周知的属性，包括纪尧姆的著名的plot 1的热膨胀系数作为镍的浓度的函数。在同样的框架内，我们能够以一种简单的方式解释实验观察到的Vegard定律的偏差。我们的方法支持的想法，晶格常数是由几个参数，包括铁铁最近邻对的分数。
2008-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A Simple Method for Determining Center Shift and Spectral Area of a Mössbauer Spectrum
一个非常简单的方法来确定中心（异构体）的位移，CS，和光谱面积，A，穆斯堡尔谱的概述。它的适用性证明在两个例子，即黄铁矿和三元σ相Fe-Cr-Ni化合物。用简单和标准的方法分析了前者在78-295 K温度区间和后者在78-295 K温度区间记录的谱组。用德拜模型分析了两种方法得到的CS（T）-和A（T）-数据。德拜温度的测定值在误差范围内彼此吻合良好，证明这种非常简单的方法适用于快速测定CS和A光谱参数。
2022-09-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Detection of sub-lattice magnetism in sigma-phase Fe-V compounds by zero-field NMR
本文报道用~（51）VNMR技术首次成功地测量了σ相Fe（100-x）Vx合金（x = 34.4，39.9和47.9）的亚晶格磁性。存在于所有五个晶体位置上的钒原子都是磁性的。它们的磁性是特定位置的特征，强烈依赖于组成。磁性最强的位置为A，磁性最弱的位置为D。每个V原子的估计平均磁矩从x = 34.4的0.36 μ B下降到x = 47.9的0.20 μ B。V原子的磁性与Fe原子的磁矩呈线性相关，表明V原子的磁性是由Fe原子的磁矩引起的。
2010-01-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Trends in elastic properties of Ti-Ta alloys from first-principles calculations
马氏体起始温度（$M_{\text{s}}$）是高温记忆合金的技术基本特性。我们最近已经证明[Phys. Rev. B 94，224104（2016）]，描述$M_\text{s}$的组成依赖性的两个关键特征是$T=0$ K相稳定性和振动熵的差异，在德拜模型中，振动熵与弹性性质直接相关。在这里，我们使用密度泛函理论和特殊的准随机结构来研究无序马氏体和奥氏体Ti-Ta合金的弹性性能与成分的关系。我们观察到在低Ta含量下奥氏体相的四元剪切弹性常数软化和马氏体的剪切弹性常数的\emph{non-linear}行为。在$T = 0$ K下稳定奥氏体相需要至少12.5 $\%$ Ta。此外，马氏体的剪切弹性常数和杨氏模量在Ta浓度接近30 $\%$时表现出最大值。现象学的，基于弹性常数的标准表明，Ta的加入提高了强度，但降低了合金的延展性。此外，马氏体和奥氏体计算的方向弹性刚度随着Ta含量的增加而变得更加各向同性。报告的弹性性能作为组成的函数的趋势可以作为在这类有趣的材料中具有优化性能的合金的设计的指导。
2020-08-01 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Study of the Structural, Mechanical, Electronic, and Lattice Dynamical Properties of the Half-Heusler Alloys ZrCoY (Y=Sb, Bi )
第一性原理计算在材料科学中有着重要的发现。半赫斯勒（HH）合金是一种很有潜力的热电材料，由于其热稳定性、机械强度和适中的ZT，其热电性能得到了显著的改善。利用密度泛函理论研究了立方半Heusler合金ZrCoY（Y=Sb，Bi）的结构、力学、电子和晶格动力学性质。未知的交换相关函数近似使用广义梯度近似（GGA）赝势平面波方法。的结构参数，即平衡晶格常数，弹性常数，和它们的衍生物是一致的实验和理论研究报告在可用的地方。使用基于弹性常数的Voigt-Reuss-Hill平均方法计算机械性能，例如各向异性因子A、剪切模量G、体积模量B、杨氏模量E和泊松比n。德拜温度，以及纵向和横向声速，预测在GGA-PBE和GW近似的弹性常数。弹性常数的研究表明，该化合物是机械稳定的，声子色散的研究表明，它们是动态稳定的。弹性常数和力学性能证实了化合物的延展性和各向异性。
2022-04-07 cond-mat.mtrl-sci
A first-principles comparison of the electronic properties of MgC_{y}Ni_{3} and ZnC_{y}Ni_{3} alloys
采用基于密度泛函的第一性原理电子结构计算方法，采用原子球近似下的Korringa-Kohn-Rostoker相干势近似（KKR-ASA CPA），研究了ZnC_{y} Ni_{3}和MgC_{y} Ni_{3}的电子性质的变化.作为降低C原子%的函数，我们发现在任一合金中的晶格常数和体积模量的稳定降低。然而，体积模量的压力导数显示相反的趋势。根据德拜模型，该模型将体积模量的压力导数与晶体的平均声子频率联系起来，因此可以认为，与MgCNi_{3}对应物相比，ZnCNi_{3}及其无序合金具有不同的声子谱。这是进一步证明了显着的相似性，我们发现在电子结构的性质，如在这些合金计算的态密度和Hopfield参数的变化。讨论了Zn部分取代Mg对状态方程参数和费米能级处态密度的影响。
2006-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Anomalous electrical conductivity in rapidly crystallized Cu${}_{50-x}$Zr${}_{x}$ (x = 50 - 66.6) alloys
采用电弧熔炼法制备了Cu ${}_{50-x}$ Zr ${}_{x}$（x = 50，54，60和66.6）多晶合金。用X射线衍射分析了铸锭的晶体结构。除Cu ${}_{33.4}$ Zr ${}_{66.6}$外，其余合金均存在单斜结构的非平衡马氏体相。在T = 4 - 300 K的温度范围内的电阻率的温度依赖性已被测量，以及霍尔系数和热导率的室温值。电阻率显示出异常行为。在低于20 K的温度下，它们的温度依赖性是非单调的，具有明显的极小值。在升高的温度下，它们具有足够的非线性特征，这在标准Bloch-Grüneisen模型的框架内无法描述。我们提出了具有可变德拜温度的广义Bloch-Grüneisen模型，该模型能够高精度地描述实验电阻率的依赖关系。我们发现，电阻率和霍尔系数揭示了金属型导电的Cu-Zr合金。载流子迁移率和声子对热导率和电导率的贡献的估计值表明了强的晶格缺陷和结构无序。
2015-02-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Elasticity behavior, phonon spectra, and the pressure-temperature phase diagram of HfTi alloy: A density-functional theory study
采用第一性原理密度泛函理论研究了等原子HfTi合金$α$、$ω$和$β$的压致相变、弹性行为、热力学性质和$P\mathtt{-}T$相图。模拟的合金压致相变遵循$α\mathtt{\rightarrow}ω\mathtt{\rightarrow}β$顺序，与Hf和Ti金属的实验结果一致。我们计算的弹性常数表明，$α$和$ω$相在环境压力下是机械稳定的，而$β$相是不稳定的，其中预测的临界压力为18.5 GPa的机械稳定性。所有的弹性常数，体积模量，和剪切模量增加压缩后的三个阶段的HfTi。合金的延展性被证明是很好地改善相对于纯Hf和Ti金属。Mulliken电荷布居分析表明，d-带占据率的增加将在压力下稳定$β$相。用超原胞方法研究了这三种相的声子谱和声子态密度，发现$α$和$ω$相在常压下是稳定的，而$β$相只在[110]方向上是稳定的.利用DFT参数化的Debye模型计算得到的Gibbs自由能作为温度和压力的函数，确定了HfTi的$α$、$ω$和$β$相的相变边界。
2012-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and properties of (TiZrNbCu)_1-xNi_x high entropy amorphous alloys
对四种（TiZrNbCu）_1-xNi_x（x \le 0.25）非晶高熵合金（a-HEA）的性能进行了综合研究。样品为约20 \mum厚的带状物，其完全非晶态通过X射线衍射和热分析来验证。用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）对样品的表面形貌、成分和组分分布进行了研究。所选择的性质是熔融温度（T_m）、低温比热（LTSH）、磁化率χ_exp和杨氏模量（E）。而LTSH和χ_exp是针对铸态样品测量的，E是针对铸态样品和松弛样品（在接近玻璃化转变温度的短退火之后）两者测量的。LTSH表明费米能级的电子态密度N_0（E_F）随着x的增加而减小，而德拜温度（θ_D）随着x的增加而增加。这与在前过渡金属（TE）与后过渡金属（TL）的二元和三元金属玻璃中观察到的相似，表明N_0（E_F）主要由TE的d电子控制。LTSH也表明在低于1.8K时没有超导电性，在4K以上出现玻色子峰，类自由电子顺磁效应对χ_exp的贡献随x减小，而E与θ_D一样随x增大，表明Ni的加入增强了原子间的成键。混合物的规则，这些和其他类似的HEAs的适用性进行了简要讨论。
2016-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Phase stability, elastic, electronic, thermal and optical properties of Ti3Al1-xSixC2 (0 LE x LE 1): First-principles study
采用基于密度泛函理论（DFT）的平面波赝势方法，系统地研究了Ti 3Al 1-xSixC 2（0 \leq x \leq 1）的结构参数和弹性、电子、热力学和光学性质.一些弹性参数随Si含量的增加而增加，使得合金具有更高的压缩和拉伸强度。随着x从0增加到1，借助Mulliken布居分析获得的维氏硬度值增加。所考虑的固溶体都是金属的价带和导带，其中主要有Ti 3d字符，跨越费米能级。在T = 0- 1000 K和P = 0- 50 GPa的范围内，采用考虑声子效应的准谐德拜模型，得到了体积模量、归一化体积、比热、热膨胀系数和德拜温度随温度和压力的变化关系.所得到的结果进行了比较与其他结果在可用的。进一步的光学功能的两个偏振矢量的分析表明，反射率是高的可见光-紫外区域高达~ 10.5 eV的区域，显示出良好的涂层材料的前景。关键词：Ti 3Al 1-xSixC 2;第一性原理;准谐德拜模型;力学性能;能带结构;光学性能
2012-07-21 cond-mat.mtrl-sci
A BRAVE Alloy Design Campaign (Bayesian Risk-aware Alloy discoVery and Exploration)
Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；DEVCOM Army Research Laboratory South at Texas A&M University（德克萨斯农工大学南德弗康陆军研究实验室）
针对受限合金优化中高性能成分位于相稳定边界的问题，提出风险感知贝叶斯优化方法，在Al-V-Cr-Mn-Fe-Co-Ni-Cu体系中通过三循环迭代合成48种合金，实现了高强度和高延展性两种成分区间，验证了约束最优解位于活跃约束边界的KKT预测。
2026-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Vibrational entropy of crystalline solids from covariance of atomic displacements
从信息论的角度研究了有限温度下固体的振动熵。从头算分子动力学（AIMD）模拟产生的合奏原子配置在有限的温度下，我们得到的$N$体分布的原子位移，$ρ_N$。我们从$\ln{ρ_N}$的期望值计算信息论熵。在第一级近似，单独处理原子位移，我们的方法可以应用于使用德拜-沃勒B因子，使衍射实验，以获得上界的热力学熵。在下一级近似中，我们通过引入位移协方差来纠正高估。我们将这种方法应用于元素体心立方钠和面心立方铝，显示出良好的协议与实验值以上的金属德拜温度。在德拜温度以下，我们从协方差矩阵的本征值中提取出有效的振动态密度，然后用量子力学方法计算熵，在低温下也与实验吻合得很好。我们的方法很容易推广到复杂的固体，因为我们证明了一个高熵合金。此外，我们的方法适用于准谐波近似失败的情况下，我们证明通过计算钛的HCP/BCC过渡。
2022-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Spin-polarized DFT calculations for physical properties of novel KVSb half-Heusler compound for spintronic and thermodynamic applicability
本文利用Wien2k中的DFT计算研究了KVSb half-Heusler化合物的相稳定性、弹性、热物理和磁学性质，发现其在I型相自旋极化态下最稳定并呈半金属特性，计算磁矩符合Slater-Pauling规则，表明该材料适用于自旋电子学和热电应用。
2024-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Critical Magnetic Behavior of the Half Heusler Alloy RhCrSi: Monte Carlo Study
本文采用Metropolis算法下的蒙特卡罗模拟（MCS），研究了Half Heusler合金RhCrSi的临界磁性。事实上，为了研究这种合金，我们应用伊辛模型使用MCS模拟，我们只集中在磁性原子：Rh和Cr。为此目的，这些磁性原子分别由Rh原子的自旋矩S=5/2和Cr原子的自旋矩σ =2来建模。此外，我们还讨论了不同物理参数对应的不同平面的基态相图。另一方面，对于非零温度值，我们进行了蒙特卡罗模拟（MCS）研究的化合物RhCrSi的临界行为，在伊辛近似。事实上，我们提出了一个详细的讨论所获得的结果作为温度，晶体场和交换耦合相互作用的函数的磁化。此外，我们给出了在固定交换耦合作用时，基本温度作为贵晶场元素的依赖性。为了完成这项工作，我们建立和检查的磁滞回线和相关的矫顽场作为外部磁场的一部分。
2021-08-11 cond-mat.mtrl-sci
High sensitivity of 17O NMR to p-d hybridization in transition metal perovskites: first principles calculations of large anisotropic chemical shielding
采用第一性原理嵌入团簇方法计算了典型过渡金属氧化物ABO_3钙钛矿晶体中氧的化学屏蔽张量σ。我们的主要发现是：（1）去屏蔽的σ_x ~ σ_y和屏蔽的σ_z分量（z沿Ti-O键）之间存在较大的σ各向异性;（2）在所有研究的体系中，各向同性σ_iso和单轴σ_ax分量作为B-O-B键不对称性的函数几乎呈线性变化。我们发现，各向异性和线性变化引起的大顺磁贡献sigma_x和sigma_y由于虚跃迁之间的O（2 p）和未占用的B（nd）的状态。计算得到的各向同性δ_iso和单轴δ_ax化学位移与最近BaTiO_3和SrTiO_3单晶~（17）O NMR测量结果符合得很好。在PbTiO_3和PbZrO_3中，δ_iso的计算值与NMR粉末谱测量值也符合得很好。在PbZrO_3中，对五个不同化学位置的delta_iso计算表明了实验结果的修正。在我们的计算中发现，σ对共价O（2 p）-B（nd）相互作用的强烈依赖性表明，17 O NMR光谱与第一性原理计算相结合，可以成为研究复杂钙钛矿合金中局部结构的特别有用的工具。
2009-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Properties of $(TiZrNbCu)_{1-x}$$Ni_{x}$ Metallic Glasses
最近的研究（J. Alloys Compd. 695（2017）2661）的电子结构和$(TiZrNbCu)_{1-x}$ $Ni_{x}$（x $\leq$ 0.25）非晶高熵合金（a-HEA）的性质已经扩展到x=0.5，以比较a-HEA和常规Ni基金属玻璃（MG）的行为。通过热分析和X射线衍射（XRD）证实了所有样品的非晶态。XRD表明局部原子排列可能发生变化，即x $\geq$ 0.35的短程有序（SRO）。同时，热参数，如第一次结晶温度$T_{x}$和液相线温度显示出饱和的倾向x $\geq$ 0.35。磁化率$χ_{exp}$和低温比热γ的线性项也呈现出同样的趋势。德拜温度和杨氏模量也趋于饱和x $\geq$ 0.35。这些不寻常的变化，在SRO和所有的非晶相的性质似乎与价电子数（VEC）的变化增加x。
2018-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Machine Learning Guided CALPHAD Design of Ru-Stabilized BCC B2 Refractory Alloys
California Polytechnic State University（加州州立理工大学）；Merrimack College（梅里马克学院）
本研究将CALPHAD计算与随机森林主动学习相结合，系统探索了Ru稳定的Nb基BCC+B2难熔合金成分空间，建立了高温稳定性设计规则，并识别出晶格失配作为关键优化目标。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Machine Learning-Based Classification, Interpretation, and Prediction of High-Entropy-Alloy Intermetallic Phases
针对高熵合金金属间化合物相预测不成熟的问题，提出特征工程辅助的机器学习模型，结合相图与物理特征实现高精度相分类，并通过实验验证，为高熵合金相设计提供稳健框架。
2023-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Quantum-Annealing Enhanced Machine Learning for Interpretable Phase Classification of High-Entropy Alloys
提出量子增强机器学习框架，结合QBoost和QSVM模型并转化为QUBO问题，利用量子退火实现高熵合金六种相的快速、可解释且高精度分类。
2025-07-14 cond-mat.mtrl-sci
First principle design of new thermoelectrics from TiNiSn based pentanary alloys based on 18 valence electron rule
在这项研究中，我们报告了电子结构，晶格动力学，和热电（TE）输运性质的一个新的家庭的五元取代TiNiSn系统使用18价电子计数（VEC）规则。从我们计算的能带结构和态密度，我们表明，通过保持18 VEC通过在Ti位的TiNiSn半导体行为的异价取代可以实现，因此可以调整的能带结构和带隙，以最大化的热电优值（ZT）值。两种方法已被用于计算晶格热导率（$κ_{L}$），一个是通过完全解决的线性声子玻尔兹曼输运（LBTE）方程从第一$-$原则非谐晶格动力学计算Phono 3 py代码和其他使用Slack的方程计算德拜温度和Grüneisen参数使用计算的弹性常数值。计算的$κ_{L}$值从母体TiNiSn降低到五元取代的TiNiSn系统，正如预期的那样，由于原子质量的波动。由Phono 3 py计算的含Hf体系La $_{0.25}$ Hf $_{0.5}$ V $_{0.25}$ NiSn和不含Hf体系La $_{0.25}$ Zr $_{0.5}$ V $_{0.25}$ NiSn的计算$κ_{L}$（Slack方程）为0.37（1.04）和0.16（0.95）W/mK，相应的ZT值分别为0.54（0.4）和0.77（0.53）。在所考虑的系统中，计算的声子谱和热容表明，La $_{0.25}$ Hf $_{0.5}$ V $_{0.25}$ NiSn具有更多的光学$-$声学带混合，…
2021-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Kinetics of transformation, border of metastable miscibility gap in Fe-Cr alloy and limit of Cr solubility in iron at 858 K
本研究通过对Fe73.7Cr26.3合金进行858 K长时真空退火及穆斯堡尔谱测试，明确了Fe-Cr合金转变的两阶段动力学，测定了亚稳态不混溶区富铁侧边界与Cr溶解度极限，并与现有相图做了对比。
2022-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Direct Method for Calculating Temperature-Dependent Transport Properties
我们展示了如何温度引起的无序可以直接与第一性原理散射理论相结合，以研究实际材料中的扩散输运。从第一性原理计算晶格（和自旋）无序时，发现Cu，Pd，Pt（和Fe）的电阻率与实验有很好的一致性。对于铁，与实验的一致性受到（巡回铁磁体的）磁化强度作为温度函数的计算能力的限制。通过引入一个简单的类德拜自旋无序模型来再现实验磁化强度，计算了Ni $_{80}$ Fe $_{20}$合金的平均电阻率、各向异性磁电阻和自旋极化随温度的变化关系，发现与现有数据吻合较好.扩展的方法，复杂的，不均匀的材料，以及其他有限温度的绝热近似内的物理性质的计算是简单的。
2015-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic modeling of binaries in Cr-Fe-Mo-Nb-Ni supported by first-principles calculations
该研究汇编并重整 Cr-Fe-Mo-Nb-Ni 全部二元系热力学描述，结合 DFT 第一性原理计算与实验数据改进 TCP 相亚晶格模型，提升了相描述精度并支撑 CALPHAD 与多组元合金设计。
2025-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Curie temperature control by band parameters tuning in Pb(1-x-y-z)Mn(x)Sn(y)Eu(z)Te
研究了Pb（1-x-y-z）Mn（x）Sn（y）Eu（z）Te的磁性和输运性质。交流磁化率测量以及运输特性进行。结果表明，两种磁性离子的存在对所研究的IV-VI族半磁半导体的磁性质有影响。定性分析和可能的机制的居里温度上的Eu含量的实质性依赖。观察到的居里温度行为的最可能的原因是一个强大的依赖性的位置上的合金组合物的重质量西格玛带。简单模型的理论计算证实了这一点。
2006-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous binding of Fe atoms in chromium
利用57 Fe位穆斯堡尔谱研究了在Cr-Fe合金中57 Fe原子在金属铬中的结合，所述Cr-Fe合金含有小于0.1at%的Fe富集到~ 95%的57 Fe同位素。结合力由德拜温度T_D导出，而德拜温度T_D又由80 ~ 330 K范围内穆斯堡尔谱中心位移随温度的变化关系计算得到。根据在~155 K处显示最小值的线宽的温度依赖性，考虑两个温度间隔：低温区（LT）为80 ~ 155 K，T_D值为292（12）K或279（34）K，高温区（HT）为155 ~ 330 K，其T_D值为399（15）或399（25）K。谐波力（弹簧）常数的相应值分别为：LT和HT分别为35.4 N/m和66.1 N/m或33.8 N/m和66.1 N/m。这意味着在HT范围内，Cr基体对~（57）Fe原子的结合力比LT范围内强约1.9 - 2倍。这种异常可能与自旋密度波在LT和HT“相”中的不同极化有关。
2008-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Unveiling the Boson Peaks in Amorphous Phase-Change Materials
本研究证实非晶相变材料中存在玻色峰，通过 Debye-Einstein 模型提取其特征参数并归因于动态缺陷的过剩振动模式，发现其与 Sb 含量线性相关，为基于低温热容预测高温材料性质提供了新途径。
2024-04-26 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Anharmonic stabilization and lattice heat transport in rocksalt $β$-GeTe
Peierls-Boltzmann输运方程与三阶非谐晶格动力学计算相结合，已被广泛应用于块体晶体晶格热导率（$κ_{l}$）的模拟。然而，它的应用与结构相变在相对较高的温度下的材料从根本上受到挑战的晶格不稳定性（虚声子模式）的存在。此外，它的精度受到没有高于三阶声子散射过程的影响，这在德拜温度附近/以上是很重要的。在这封信中，我们提出了一个有效的方案，结合温度诱导的非谐声子重整化和四声子散射来解决这两个理论挑战。我们应用该方案研究了GeTe的晶格动力学和热输运性质，GeTe在700 K左右经历了从菱面体$α$ -GeTe到岩盐$β$ -GeTe的二级铁电相变.我们对高温相$β$ -GeTe在800 K的研究结果证实了温度效应对$β$ -GeTe稳定性的影响。我们发现，仅考虑三声子散射导致显著高估$κ_{l}$的3.8~W/mK在800 K，而包括四声子散射减少$κ_{l}$到1.7~W/mK，一个值与实验相当。为了探索进一步抑制$κ_{l}$的可能性，我们表明，将$β$与重阳离子如Pb和Bi合金化可以有效地将$κ_{l}$降低到约1.0 W/mK，而通过纳米结构化，样品尺寸需要在10 nm左右以实现$κ_{l}$的相当降低。
2018-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Universal temperature-dependent electrical resistivity in actinides
M.N. Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院乌拉尔分校 M.N. 米凯耶夫金属物理研究所）；Nanotech Centre, Ural Federal University（乌拉尔联邦大学纳米技术中心）
研究针对锕系元素实验ρ(T)曲线差异大且无统一理论拟合的问题，提出基于两个平行传导通道概念的简单模型，能准确拟合多个锕系相及合金的ρ(T)数据，还得出相关德拜温度等结果。
2026-07-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First principles study of thermoelectric properties of $\text{Nb}_2\text{Co}_2\text{InSb}$ and $\text{Nb}_2\text{Co}_2\text{GaSb}$ double half-Heuslers
本文通过从头计算研究了Nb₂Co₂InSb和Nb₂Co₂GaSb双半Heusler材料的热电性能，发现引入质量无序能有效降低晶格热导率，提升热电性能。
2026-04-01 cond-mat.mtrl-sci
