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
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
On the question of dynamic domains and critical scattering in cubic methylammonium lead triiodide
本文用高分辨中子能谱研究了立方CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$中的动态四畴结构。$\textit{R}$ -点散射以上的327.5 K四方-立方相变总是分辨率有限的能量，因此不符合动态域的预测。相反，这种行为与在其他钙钛矿中观察到的中心峰现象一致。散射可能源于小的，静态的，四方形的相畴成核周围的晶体缺陷，和温度的依赖性表明，过渡是一阶的。
2020-05-18 cond-mat.mtrl-sci
The maximal axial parameters in equivalent parametrizations of crystal-field Hamiltonians of tetragonal and cubic symmetries
研究了四元体（包括立方晶场哈密顿量H_{CF}）轴向B_{k0}晶场参数（k= 2，4，6）在相应参考系所有可能取向下的变化范围.分析了由B_{k0}的最大绝对值固定的可区分的z轴方向。任何四元H_{CF}参数化的图描绘了|B_{k0}|/ M_{k}，其中M_{k}是2^{k}极点模量，作为x= B_{k4} / B_{k0}或B_{64} / B_{60}比值的函数，以及区分方向。最大|B_{k0}|/ M_{k}幅度和相关的可分辨方向是所有等价参数化的判别式。对于四氢呋喃k=4和四氢呋喃k=6的H_{CF}组分，它们分别在（0.7395，1]，（0.6074，1]）区间内变化。这样的指定方向确定了H_{CF}的分量2^{k}-极的相互空间取向，并且由于它们在H_{CF}中的刚性耦合，它们还涉及全局H_{CF}参数化。这种方法证明了真实和复杂的等模H_{CF}参数化之间的拟合能力的差异。
2006-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical and Dielectric Response of PZT and Tetragonal to Monoclinic Phase Transition: I. Theory
研究了在准同型相界附近观察到单斜相的PZT材料。在朗道自由能方法中发展了四斜晶系到单斜晶系相变的理论。从四方相到单斜相的相变为一级相变，接近二级相变。考虑到极化率的对角线33和非对角线31分量，研究了晶体以及陶瓷和多晶材料从四斜相到单斜相的相变附近的介电响应。后者在单斜相的稳定边界温度处发散，在四斜相为零。在陶瓷和多晶材料的有效介电静态常数中没有观察到这种行为。我们解释的情况下，由材料的晶粒结构的非对角磁化率的大的贡献。以上的渗流过渡的非对角贡献的有效磁化率是不存在的。四斜相的有效磁化率在降低，单斜相的有效磁化率也在降低，但在相变温度以下降低较慢。从理论上研究了PZT材料在单轴应力作用下的力学响应。定性地解释了在四斜晶系到单斜晶系相变温度附近观察到的温度行为。
2006-09-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Angle-dependent magnetotransport in cubic and tetragonal ferromagnets: Application to (001)- and (113)A-oriented (Ga,Mn)As
从电阻率张量相对于磁化方向的级数展开导出了单晶立方和四方铁磁体纵向和横向电阻率的一般表达式。它们被应用到应变（Ga，Mn）As薄膜，生长在（001）和（113）A取向的GaAs衬底，在那里的磁电阻率的理论和实验研究的磁场旋转在各种平面内平行和垂直于样品表面。我们能够在一个单一的铁磁畴的框架内，通过数值最小化的自由焓密度计算的磁场依赖的磁化方向的角度依赖性的测量模型。角度相关的磁输运测量被证明是一个强大的工具，探测各向异性磁阻和磁各向异性。从磁输运测量推断的（Ga，Mn）As膜的各向异性参数与通过铁磁共振测量获得的参数在两个因子内一致。
2006-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamics and vibrational spectra of the orthorhombic, tetragonal and cubic phases of methylammonium lead iodide
混合卤化物钙钛矿CH3NH3PbI3表现出复杂的结构行为，在约100 ℃时具有正交晶、四方晶和立方晶型之间的连续转变。165 K和327 K。在这里，我们报告的第一性原理晶格动力学（声子谱）为每个阶段的CH 3NH3PbI3。的平衡结构比较以及随温度变化的粉末中子衍射的解决方案。通过遵循正常模式，我们计算振动的红外和拉曼强度，并将它们与单晶的测量进行比较，其中拉曼激光器被控制以避免样品的劣化。尽管与无机PbI3网络和有机CH3NH3+阳离子的高频模式相关的低频模式之间的能量有明显的分离，但发现它们之间存在显著的耦合，这强调了分子取向和角共享八面体网络在结构转变中的相互作用。软模式被发现在边界处的布里渊区的立方相，与位移不稳定性和非谐性涉及倾斜的PbI6八面体在室温下。
2015-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Origin and stability of the dipolar response in a family of tetragonal tungsten bronze relaxors
用介电谱研究了一个新的具有四钨青铜结构的弛豫型晶体（名义成分为Ba_6M_3 + Nb_9O_（30），M_3 += Ga，Sc或In），以探测动态偶极响应，并将其与粉末中子衍射确定的晶体结构相关联。复介电函数的实部和虚部的独立分析被用来确定特征温度参数，TVF，和TUDR，分别。在每种组合物中，这两个温度与最大晶体学应变的温度相关，Tc/a由衍射数据确定。整体行为与偶极冻结一致，并且数据表明，偶极稳定性随着M3+阳离子尺寸的增加而增加，这是由于晶胞的四方性增加。晶体学数据表明，这些材料是单轴弛豫的偶极矩主要限于B1阳离子网站的结构。松弛行为的可能起源进行了讨论。
2011-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Limits of the phonon quasi-particle picture at the cubic-to-tetragonal phase transition in halide perovskites
针对连续相变软模过阻尼极限难观测的问题，提出基于模坐标与共轭动量弛豫时间的直观图像，经CsPbBr₃分子动力学模拟验证，发现其过阻尼区在相变温度以上延伸近200 K，并探究了软模跨相变的动力学变化。
2023-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and transport properties of tetragonal- or cubic-Heusler-type Co-substituted Mn-Ga epitaxial thin films
研究了外延生长的Mn-Co-Ga薄膜的结构、磁性和输运性质与组分的关系。随着Co含量的增加，晶体结构从四方晶系变为立方晶系。在饱和磁化强度对Co含量的依赖性方面，对于Mn $_{2.3}$ Co $_{0.4}$ Ga $_{1.3}$膜，在9.2 Merg/cm $^3$的大{ \it K} $_\textrm u$值处获得相对小的值。Mn-Co-Ga薄膜的电阻率比纯Mn-Ga薄膜的电阻率大。对于Mn $_{2.2}$ Co $_{0.6}$ Ga $_{1.2}$膜，电阻率的最大值为490 $μΩ$ cm。Mn-Co-Ga的高电阻率可能是由于Co替代引起的化学无序在膜中存在局域电子态。
2012-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Stabilization of tetragonal/cubic phase in Fe doped Zirconia grown by atomic layer deposition
通过掺杂过渡金属薄膜来实现高温铁磁性被认为是在创新的自旋电子器件中集成自旋基元件的可行方法。在这项工作中，我们研究了Fe掺杂对原子层沉积（ALD）生长的ZrO 2的结构特性的影响，使用Zr（TMHD）4的Zr和Fe（TMHD）3的Fe前体和臭氧作为氧源。生长过程中的温度固定在350°C。调整ALD工艺以获得具有均匀化学组成的Fe掺杂的ZrO 2膜，如通过飞行时间二次离子质谱所见。通过控制ALD前体脉冲比，有效地达到了Fe含量的控制，如通过X射线光电子能谱（XPS）和光谱椭圆偏振法所检查的。从XPS，Fe被发现在Fe 3+化学状态，这最大化每个原子的磁化强度。我们还发现，通过掠入射X射线衍射，在ZrO 2中包含Fe杂质诱导ZrO 2薄膜的非晶化，同时在600°C下快速热退火后稳定高温结晶四方/立方相。
2012-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Quantitative evaluation of the piezoelectric response of unpoled ferroelectric ceramics from elastic and dielectric measurements: tetragonal BaTiO$_3$
本文提出了一种由弹性和介电测量来评价未极化铁电陶瓷压电响应的方法，并在BaTiO $_3$上进行了实验。该方法是基于这样的观察，即相对于顺电相的铁电相的软化是压电起源的。计算了不同对称性的铁电相在非极化陶瓷中压电软化的角平均值。从文献中的单晶四元BaTiO $_3$的压电和介电常数的取向平均值的表达式再现了未极化陶瓷BaTiO $_3$的杨氏模量的软化，经过孔隙率的校正。协议是好的温度区域足够远的居里温度和从过渡到正交相，波动的影响应该是可以忽略不计的，但偏差被发现在这个区域之外，并讨论了原因。这验证了压电响应的测定，通过对未极化样品的纯弹性测量。该方法是间接的，定量评估，需要的介电张量的知识。另一方面，它不需要对样品进行极化，因此对不完全极化的不准确性不敏感，甚至可以与例如由于过度导电性而不能极化的材料一起使用。虽然所提出的陶瓷的杨氏模量的示例提供了所有单晶压电常数的取向平均值，但是通过铁电转变的单个未极化陶瓷样品的共振超声光谱测量原则上可以测量所有压电常数以及弹性常数。
2017-12-04 cond-mat.mtrl-sci
(Pb1-xBix)(Ti1-xMnx)O3: Competing mechanism of Tetragonal-Cubic phase on A/B site modifications
研究了（Pb_（1-x）Bix）（Ti_（1-x）Mn_x）O_3（PBTM）（0 × 0.50）多晶陶瓷的结构、振动和介电性能随温度的变化。采用同步辐射粉末x射线衍射仪对样品的相纯度和晶体结构进行了表征。PBTM体系的四方性（c/a比）在x = 0.06和0.09时分别比x = 0时的1.064增加了1.065和1.066。x = 0.06和0.09样品的居里点分别为~763 K和773 K。虽然，四方性从x 0.18的样品开始降低，但是样品的居里点从x 0.12开始降低。温度依赖的X-射线衍射揭示了从四方晶系到立方晶系的结构变化。发现晶胞体积随温度升高而减小;表明这些材料在相变温度之前为负热膨胀型，对于x = 0、0.06和0.09的样品，负热系数分别为-1.571 10 - 5/K、-2.44 10 -5 /K和-5.025 10 -6 /K。拉曼光谱表明，软化的横向光学声子模式和增加的半峰全宽与组合物的增加。场发射扫描电子显微镜配备了能量色散X射线光谱仪（EDS）确认成分均匀性和致密型显微组织。
2018-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Untangling the Raman spectrum of cubic and tetragonal BaZrO$_3$
本文利用 MD 模拟与基于 DFT 的介电极化率模型计算 BaZrO$_3$ 拉曼光谱，解释立方相二阶散射、四方相一阶模式及中心峰的过阻尼 R 型倾斜起源。
2024-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism in tetragonal manganese-rich Heusler compounds
用密度泛函理论对富锰Heusler化合物的总能量进行了全面的研究。从一个大的立方母系统，四倍失真的响应进行了详细研究。我们从那些最有可能变成四次方的系统中挑选出保持立方的系统。的驱动力的tetrapherite扭曲和它的磁性能的影响，特别是当它们偏离斯莱特-鲍林规则，以及居里温度的趋势，突出显示。通过偏态密度，电子结构的变化揭示了所观察到的趋势的微观起源。我们把注意力集中在磁晶各向异性，并发现非常高的值为tetrapherheusler化合物含有重过渡金属伴随着低磁矩，这表明这些材料是有前途的候选人自旋转移矩磁化开关应用。
2015-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Flexomagnetoelectric Interaction in Cubic, Tetragonal and Orthorhombic Crystals
本文提出了立方晶系、四方晶系和正交晶系晶体中挠曲磁电耦合的唯象理论。显示了晶体结构手性的次要作用。另外，还导出了晶体学点群类型（对称、交替、二面角或环状）在挠曲磁电耦合中的重要作用。结果表明，预期在环状基团的晶体（晶体类别4/m、4^-和4）中的挠曲磁电效应的概念上的新特征。建议验证的理论是畴壁弯曲的细节（效果对称性的变化）的调查。提出了在补偿点附近进行这种验证的特殊情况。讨论了挠曲磁电相互作用的第一性原理机制。
2011-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Critical effect of cubic phase on aging in 3 mol% yttria-stabilized zirconia ceramics for hip replacement prosthesis
研究了在134°C水蒸汽中，在两种不同温度（1450°C和1550°C）和时间（2和5 h）下烧结的3 Y-TZP陶瓷的等温四方晶向单斜晶转变。特别注意的是支付的立方相的存在下，其等温老化的效果。在1550°C下烧结可导致样品中大量的大立方晶粒，这对耐老化性具有不利影响，特别是对于老化过程的第一阶段。立方晶粒似乎富含钇，这反过来又导致相邻的四方晶粒中钇的耗尽。这些晶粒将充当四方晶向单斜晶转变的成核位点。即使对于在较低温度（即1450°C）下烧结的试样，从相图中也可以预期立方相的存在，从而对老化敏感性产生显著影响。
2018-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Calculations in Cubic and Tetragonal Phases of SrTiO3: a Comparative LCAO and Plane Wave Study
在从头算水平上计算了立方相和低温四方相SrTiO_3的原子、电子结构和声子频率。我们表明，使用混合交换相关PBE 0泛函给出了最好的协议与实验数据。标准PBE和混合PBE 0的结果进行了比较的两种类型的基组：原子轨道（LCAO，CRYSTAL09计算机代码）和平面波（PW，VASP 5.2代码）的线性组合。本文用群论方法讨论了立方和四元反铁畸变（AFD）相与110 K下观察到的AFD相变之间的关系，并通过对布里渊区Γ点和R点软模频率的计算分析加以说明。基于声子计算，亥姆霍兹自由能和热容的温度依赖性与实验符合得很好。
2010-08-24 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Metastable cubic and tetragonal phases of transition metals predicted by density-functional theory
通过密度泛函方法，我们系统地研究了24种过渡金属在体心四面体结构（bct）中可能存在的亚稳相，包括面心立方（fcc）和体心立方（bcc）几何构型。共36个结构不符合平衡相被发现最小化的总能量的bct自由度。其中，Sc，Ti，Co，Y，Zr，Tc，Ru，Hf，Re，Os和bct Zr与$c/a=0.82$的fcc结构被认为是亚稳态的。这些预测的相位中有八个是从各自的压力-温度相图中未知的。可能的方法来稳定预测的亚稳相的说明。
2015-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Stabilization mechanism of tetragonal structure in hydrothermal synthesized BaTiO$_3$ nanocrystal
在通过水热法用10体积%乙二醇溶剂合成的钛酸四钡（BaTiO $_3$）纳米棒中鉴定出较高的OH浓度[Inada，M. $et$ $al$。$Ceram.$ $Int.$ $2015$，$41$，5581-5587]。这显然与已知的事实不一致，即在常规水热合成中较高的OH浓度使得伪立方BaTiO $_3$纳米晶体比四氢呋喃更稳定。为了了解引入的OH阴离子在纳米晶体中的位置和行为，我们将$ab$ $initio$分析应用于几种可能的OH位置的微观几何形状，证实了由于OH阴离子的反式构型的偏好，相对于伪立方构型的四元畸变的相对稳定性。我们还进行了FTIR和XRD分析，所有这些都与通过$ab$ $initio$几何优化建立的显微照片一致。
2018-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric Relaxation and Phase Transition at Cryogenic Temperatures in 0.65[Pb(Ni_1/3Nb_2/3)O_3]-0.35PbTiO_3 Ceramics
0.65[Pb（Ni_（1/3）Nb_（2/3））O_3]-0.35 PbTiO_3陶瓷在90 - 470 K温度范围内的介电测量表明，在350 K附近出现弛豫铁电转变，Vogel-Fulcher凝固温度为338 K，室温下出现四方晶系结构的非遍历弛豫铁电相。该非遍历相在低温下重新进入弛豫状态，如在160 K附近的介电常数的虚部中出现频率依赖性异常所证明的，类似于在其他弛豫铁电基准同型相界陶瓷中报道的那些。极化弛豫时间为160 K异常也遵循Vogel-Fulcher型温度依赖性。温度相关的磁化测量表明，这种低温异常与任何磁转变无关。弹性模量和低温X-射线衍射（XRD）测量揭示了在225 K附近的四斜晶系到单斜晶系的相变。有人认为，低温介电色散约160 K的结果从冻结的介观共形小型化单斜畴内形成的母四畴低于结构相变温度225 K。
2007-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Phase Coexistence and the Structure of the Morphotropic Phase Boundary Region in (1-x)Bi(Mg1/2Zr1/2)O3-xPbTiO3 Piezoceramics
研究了（1-x）Bi（Mg_（1/2）Zr_（1/2））O_（3-x）PbTiO_3陶瓷的准同型相结构和相共存区。结构是立方的，空间群为Pm 3 m，x为<0.57 and tetragonal with space group P4mm for the compositions with x>0.59。对于0.56<x<0.60的组分，四方相和立方相共存，这表明组分宽度Δx~0.03的非常窄的准同型相界区域。使用X射线衍射数据的结构的Rietveld精修证实了MPB区域中的四面体和立方相的共存，并且排除了早期工作者报道的四面体和菱形结构的共存。极化后立方相（x=0.55，0.56）的机电耦合系数出现显著值，表明存在电场诱导的中心对称立方相向非中心对称相的转变。极化-电场磁滞回线测量的立方组成（x=0.56）给出了良好的饱和回线类似于观察到的Pb（Mg_（1/3）Nb_（2/3））O_3弛豫低于冻结温度。
2013-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Optical pulse induced ultrafast antiferrodistortive transition in SrTiO3
利用飞秒光脉冲和时域布里渊散射，研究SrTiO3中反铁畸变相变的超快动力学，发现热驱动四方-立方转变及皮秒级可逆相变，归因于软光学模与氧八面体旋转的结构相似性，为信息处理和储能提供新途径。
2023-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Disorder-induced cubic phase in Fe$_2$-based Heusler alloys
基于第一性原理的电子结构计算，我们分析了化学和磁性机制稳定的Fe $_2$为基础的Heusler材料，这是以前预测为四氢呋喃时，化学有序的立方相。与最近的实验数据一致，我们发现这些化合物在所谓的“倒置”立方赫斯勒结构中结晶，该结构受到一定部分固有化学无序的扰动。了解这些机制是一个必要的步骤，以指导未来成功合成的稳定的Fe $_2$为基础的四元相，这是非常有前途的候选人的制造稀土自由永磁体。
2013-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Absence of Tetragonal Distortion in (1-x)SrTiO3-xBi(Zn1/2Ti1/2)O3 Solid Solution
对无铅固溶体（1-x）SrTiO_3-xBi（Zn_（1/2）Ti_（1/2））O_3（（1-x）ST-xBZT）（x=0.05，0.10，0.15，0.20，0.30和0.50）进行了粉末X射线衍射和介电性能研究。粉末X射线衍射数据的分析揭示了在室温以及低温下对于x < 0.20的组合物的（1-x）ST-xBZT的立方结构（空间群Pm 3 m）。当与ST合金化时，高度四角化的BZT不能引入任何四方性。固溶度被限制为x< 0.20，并且对于更高的BZT浓度，杂质相开始出现。对（1- x）ST-xBZT固溶体的铁电和介电性能的研究表明，所有固溶体均为顺电体。在（1-x）ST-xBZT固溶体中没有四氢畸变的影响进行了讨论，最近研究的其他固溶体的基础上BZT。
2013-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Large magnetocrystalline anisotropy in tetragonally distorted Heuslers: a systematic study
鉴于没有稀土的硬磁体的设计，我们探索的可能性，大磁晶各向异性能量的Heusler化合物是不稳定的相对于一个tetraorbital失真。我们考虑Heusler化合物Fe $_2$ YZ，其中Y =（Ni，Co，Pt），和Co $_2$ YZ，其中Y =（Ni，Fe，Pt），在这两种情况下，Z =（Al，Ga，Ge，In，Sn）。我们发现，对于Co $_2$ NiZ，Co $_2$ PtZ和Fe $_2$ PtZ族，立方相总是在$T=0$处相对于四元畸变不稳定，而相反，对于Fe $_2$ NiZ和Fe $_2$ CoZ族，只有两种化合物-- Fe $_2$ CoGe和Fe $_2$ CoSn是这种情况。对于所有发生四重畸变的化合物，我们计算了MAE，发现含Pt的Heusler的MAE值非常大，但许多其他化合物的MAE值也很大（例如Co $_2$ NiGa的MAE为-2.11兆焦耳/米$^3$）。我们发现，在立方相的费米能级的状态的高密度强烈相关的倾向，一个tetravel失真。作为这一事实的必然结果，我们观察到，在掺杂化合物的立方结构是稳定的，使费米能级进入高DOS的区域，诱导的tetraorthane失真，然后观察到相应的大值的MAE。
2017-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Structural, dielectric, ferroelectric and tuning properties of Pb-free ferroelectric Ba0.9Sr0.1Ti1-xSnxO3
采用固相反应法成功制备了一系列无铅铁电材料Ba0.9Sr0.1Ti1-xSnxO 3（BSTS-x）（0 < x < 0.15）。系统研究了Sn掺杂对BSTS-x陶瓷的晶体结构、显微结构、介电性能、铁电性能和调谐性能的影响。室温（RT）X射线衍射（XRD）分析表明，所有合成的BSTS-x陶瓷均结晶成单一的钙钛矿结构。结果表明，当x < 0.02时，合金中存在四方相，当x <0.05时，合金中的四方相转变为正交相和四方相共存。x = 0.10的组合物在室温下显示出四方相、斜方相和菱形相的混合物，而对于x = 0.15观察到单一的立方相。通过XRD确定的晶相通过拉曼光谱证实。在室温下，当x = 0.10时，BSTS-x陶瓷的介电常数增加，最大值为35000。通过极化电滞回线和可调谐性测量研究了BSTS-x陶瓷的铁电行为。对于x = 0.10，在RT和1.40 kV/cm的低DC施加电场下实现了63%的高可调谐性。
2020-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Ground state structure of BaFeO$_{3}$: Density Functional Theory Calculations
采用密度泛函理论，在局域自旋密度近似（LSDA）下研究了BaFeO $_3$（BFO）的基态结构.立方，四面体，斜方，和菱形BFO类型被认为是计算生成焓。BFO的形成谱表明立方相是BFO最稳定的结构。立方和四立方之间的小能量差表明可能是四立方BFO。铁磁（FM）和反铁磁（AFM）的Fe原子之间的耦合表明，所有的三阶BFO是FM。FM和AFM之间的能量差表明立方BFO的室温铁磁性与实验工作一致。LSDA计算的电子结构是金属在所有研究的晶体相的BFO。包括Hubbard势$U,i.e.$ LSDA+ $U$的计算表明，BFO的所有相都是半金属的，与整数磁矩一致。根据BFO的电子能带结构讨论了半金属性的存在。
2016-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Lattice vibrations and structural instability in Cesium near the cubic to tetragonal transition
在4.2GPa压力下，铯经历了从高压面心立方相（Cs-II）到塌缩面心立方相（Cs-III）的转变。在4.4GPa下，随后发生向四重态Cs-IV相的转变。为了研究面心立方相的晶格振动和寻找可能的晶格动力学不稳定性，使用Savrasov的密度泛函线性响应LMTO方法计算了面心立方Cs在III-IV跃迁附近体积的声子谱。与包括非中心原子间相互作用力的准谐波模型计算结果相比，在$V/V_0= 0.44$（$V_0$是bcc-Cs的实验体积，$a_0$ = 6.048 Ω）体积下，线性响应计算结果显示出软的中波长$T_{[1\bar{1}0]}[ξξ0]$声子.对于短波长$L[ξξξ]$和$L[00ξ]$声子以及中波长$L[ξξξ]$声子也观察到类似的软化。Born-vonKármán对色散曲线的分析表明，面间力常数随面间距$n$的变化呈现振荡行为，负的（110）面间力常数$Φ_{n=2}$导致中波长$T_{[1\bar{1}0]}[ξξ0]$声子的大幅度软化.当体积小于$0.41V_0$时，当$ξ$为1/3时，$T_{[1\bar{1}0]}[ξξ0]$声子的频率变为虚频，面心立方结构变得动态不稳定.建议对应于$\mathbf{q}{\neq}0$软模的超结构应该作为四元Cs-IV结构的前体存在。
2000-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Interior Nucleation of Martensite in a Cubic-to-Tetragonal Phase Transformation
使用基于非线性弹性的变分模型，我们调查是否在一个ε-tetraxite相变，它是积极的优选奥氏体内的马氏体形核。在最小的增长假设的自由能密度$W$远离井，我们推导出明确的上界$W^{qc}({\mathbb{I}})$，即宏观自由能量密度的区域，已被宏观变形的身份映射。该边界仅取决于材料参数、温度差和$W$远离阱的生长。通过比较$W^{qc}({\mathbb{I}})$和$W({\mathbb{I}})$，我们得出的结论是，成核总是积极的首选，并能够提供定量的上限，由于成核负能量的增益。
2015-07-20 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
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
Coexistence of Antiferromagnetic Cubic and Ferromagnetic Tetragonal Polymorphs in Epitaxial CuMnSb
本文通过实验与第一性原理计算揭示了外延CuMnSb薄膜中反铁磁立方α相与铁磁四方β相在纳米尺度共存的现象，并阐明了外延稳定β相的能量条件、铁磁耦合机制及MnCu反位缺陷的影响，为利用共存多晶型实现互补功能材料提供了实用路径。
2024-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Size effects in radiospectroscopy spectra of ferroelectric nanopowders
对铁电纳米粉体进行了理论和实验研究。考虑的主要目标是在某些临界颗粒平均尺寸下尺寸驱动的铁电-顺电相变在放射光谱谱中的表现。理论部分考虑了四方铁电相和立方顺电相材料的尺寸效应，考虑了粒子内部自发极化的不均匀性和粒子尺寸的分布。在ESR中，计算了随着纳米颗粒尺寸的减小，谱线从四方对称向立方对称的转变。在室温下测量了BaTiO_3纳米粉体中Fe ~（3+）的ESR谱。随着平均粒径的减小，Fe ~（3+）的四面体对称ESR谱线强度减弱，出现了立方对称谱线，但肩峰不对称，当平均粒径小于或等于40 nm时，四面体对称谱线完全消失。并将理论与实验进行了比较。从ESR数据中提取临界尺寸Rc = 40 nm的值。ESR立方对称线右侧肩的不对称性和加宽与颗粒表面附近的顺磁中心的贡献有关。立方线的去卷积允许显示该区域尺寸为约3 nm。
2005-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio studies of structural instabilities in magnesium silicate perovskite
采用密度泛函模拟方法计算了硅酸镁钙钛矿的立方相、稳定的斜方相和中间的四方相的结构性质和高对称性声子。我们表明，稳定相的结构是很好地描述了在少量的不稳定声子冻结成立方相。我们使用这些不稳定的模式的频率来估计立方-tetraxite和tetraxite-正交相变的转变温度。这些进一步调查发现，与应变的耦合表明，声子给出了更好的表示比刚性单位模式。发现中间四元相的声子是稳定的，除了两个旋转模式。立方相和四方相的最不稳定模式的本征向量占正交相的所有位置参数。斜方晶系-四斜晶系过渡的相边界相交可能的地幔地热，表明四斜晶系相可能存在于下地幔。
1995-03-02 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
Different critical behaviors in cubic to trigonal and tetragonal perovskites
钙钛矿如LaAlO 3（或SrTiO 3）经历从立方晶体到三角（或四角）结构的位移结构相变。多年来，这两种跃迁的临界指数都被拟合到各向同性的三组分海森堡模型中。然而，场论计算表明，各向同性的不动点的重整化群是不稳定的，和重整化群迭代流到立方不动点或波动驱动的一级跃迁。在这里，我们表明，这两种情况下对应的立方三角和立方到tetraxide过渡，分别。在这两种情况下，临界行为描述缓慢变化的有效临界指数，表现出普遍的功能。对于三角形的情况下，我们预测交叉的有效指数从他们的伊辛值到他们的立方值（这是接近各向同性的）。对于四元数的情况，有效指数可以在很宽的温度范围内具有各向同性值，然后在一级转变的过程中表现出大的变化。新的重整化群计算的各向同性固定点附近的三维空间，并用于估计有效指数，并提出了专门的实验来测试这些预测。类似的预测适用于立方磁性和铁电系统。
2022-02-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech hep-lat
Enhancement of piezoelectricity in a mixed ferroelectric
我们使用第一性原理密度泛函的总能量和极化计算计算的压电张量在零温度下的立方和简单的四阶有序的Pb_3GeTe_4的超晶胞。最大的压电系数为tetraveletron配置增强了约3倍，相对于立方配置。这可以归因于两个较大的应变引起的运动的阳离子相对于阴离子和更高的玻恩有效电荷的情况下，在tetraorthane。正常模式分解表明，阳离子有序和局部弛豫削弱铁电不稳定性，提高压电性。
1997-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Crystallization behaviors in superionic conductor Na$_3$PS$_4$
由于锂资源有限，使用钠的全固态电池是下一代可充电电池的有希望的候选者。实用的钠电池需要具有高导电性的电解质。通过使通过球磨合成的无定形Na $_3$ PS $_4$结晶，获得表现出超过10 $^{-4}$ S cm $^{-1}$的高电导率的立方Na $_3$ PS $_4$。无定形Na $_3$ PS $_4$以立方结构结晶，然后在加热时转化为四元相。在这项研究中，通过透射电子显微镜原位观察表明，在从立方相到四方相的过渡过程中，微晶尺寸急剧增加。此外，电子衍射分析表明，无定形域和纳米尺寸的微晶共存的立方Na $_3$ PS $_4$标本，而四相含有微米尺寸的微晶。纳米尺寸的微晶和由微晶和无定形域形成的复合物是最有可能负责的立方Na $_3$ PS $_4$标本中的电导率的增加。
2021-09-03 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of the structural stability of Mn3Z (Z=Ga, Sn and Ge) Heusler compounds
采用第一性原理密度泛函理论研究了Mn 3Z（Z=Ga，Sn和Ge）Heusler化合物立方相、四方相和六方相的结构稳定性和磁性.我们认为立方相在六方相到四方相的相变中起着重要的中间态作用。因此，Mn3Ga和Mn3Ge的行为与Mn3Sn不同，因为立方相和六方相的相对能量不同。这一结果与这三种化合物的实验观察结果一致。计算得到的六方相的弱铁磁性和四方相的垂直磁晶各向异性也与实验一致。
2012-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-dependent dielectric response of BaTiO3 from first principles
利用蒙特卡罗模拟研究了BaTiO 3的介电响应随温度的变化规律，重点研究了BaTiO 3在从铁电四方相到顺电立方相转变过程中的介电常数行为。
1998-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Low-temperature phase transformations of PZT in the morphotropic phase-boundary region
本文报道了PbZr（1-x）Ti（x）O（3）（0.455 < x < 0.53）的滞弹性和介电谱测量结果，为低温相变提供了新的信息。当x < 0.48时，四方晶向单斜晶的转变是一阶的，并导致多晶杨氏模量的软化，其幅度可能超过单斜晶向四方晶转变时的幅度;这可以用剪切应变分量和单斜晶相偏振倾斜角之间的线性耦合来解释。涉及旋转的八面体低于200 K的过渡是可见的介电损耗和滞弹性损耗，它扩展到四相内，如最近的第一原理计算预测。
2007-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Origin of the structural phase transition in Li7La3Zr2O12
石榴石型Li7La3Zr2O12（LLZO）是一种具有低电导率四方相和高电导率立方相的固体电解质材料。使用密度泛函理论和可变细胞形状的分子动力学模拟，我们表明，四方相稳定性是依赖于同时订购的锂离子的锂亚晶格和体积保持四方扭曲，减轻内部结构应变。超价掺杂将空位引入到Li亚晶格中，增加整体熵并降低来自有序化的自由能增益，最终稳定立方相。我们表明，立方相稳定性的临界温度降低，作为锂空位浓度（掺杂剂水平）的提高，并激活跳跃的锂离子从一个晶体位置到另一个总是伴随着过渡。通过确定实现高电导率相的相关机制和临界浓度，这项工作显示了如何使用靶向合成来改善电解性能。
2012-09-04 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of lattice instabilities in the ferromagnetic martensite Ni$_2$MnGa
在自旋极化广义梯度近似下，采用密度泛函和密度泛函微扰理论计算了铁磁Ni $_2$ MnGa在立方和四方畸变Heusler结构中的声子色散关系和弹性常数.对于$0.9<c/a<1.06$，沿$[110]$方向和垂直相关方向的TA $_2$横向声学分支在取决于$c/a$的波矢处显示动力学不稳定性。通过对费米面嵌套和电子-声子耦合的研究，确定这是一种Kohn反常现象。在母体立方相中，计算的四元剪切弹性常数C $^\prime$ =（C $_{11}-$ C $_{12}$）/2接近于零，表明朝向均匀四元畸变的边缘弹性不稳定性。我们的结论是，立方Heusler结构是不稳定的对家庭的能量降低的失真之间的耦合产生的均匀tetraquinone失真和相应的$[110]$调制。计算得到的$c/a$比值和调制波矢之间的关系与Ni $_2$ MnGa的预马氏体（$c/a$ = 1）和马氏体（$c/a$ = 0.94）相的结构数据非常吻合。
2003-04-15 cond-mat.mtrl-sci
The dielectric functions and optical band gaps of thin films of amorphous and cubic crystalline Mg~2NiH~4
氢化镁镍薄膜早期已被建议用于几种光电应用，但光学性质和带隙尚未确定。在这项工作中，使用椭圆偏振光谱法和分光光度法在0.7至4.2 eV的光子能量范围内，通过光学模型实验确定了Mg 2 NiH 4薄膜的介电函数和光学带隙。通过反应溅射制备样品，导致单层几何形状，可以很容易地通过椭圆偏振法进行研究。通过非晶薄膜的非原位退火制备了结晶样品。所得薄膜即使在冷却至室温后仍保持高温立方Mg 2NiH 4结构。介电函数的Tauc分析表明，Mg_2NiH_4的非晶结构薄膜的带隙为1.6 eV，立方晶体结构的带隙为2.1 eV。
2012-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Role of the exchange-correlation functional on the structural, electronic and optical properties of cubic and tetragonal SrTiO$_3$ including many-body effects
SrTiO $_3$是一种具有独特性能和技术相关性的模型钙钛矿化合物。在105 K时，它经历了从立方相到四方相的转变，具有TiO $_6$八面体的特征反铁畸变旋转。在这里，我们系统地研究了不同的交换相关泛函的结构，电子和光学性质的立方和tetraorbital STO的最近实施的强约束和适当的赋范（SCAN）的元GGA功能与广义梯度近似（PBE 96和PBESol）和混合功能（HSE 06）进行比较的效果。SCAN被发现显着改善的结构特性的描述，特别是旋转角的tetraxylase相，HSE 06在类似于GGA的计算成本。添加Hubbard $U$项（SCAN+ $U$，$U=7.45$ eV）允许实现3.25 eV的实验带隙，晶格常数适度增加，而在GGA+ $U$内，即使对于高$U$值，带隙也被低估。交换相关函数对光学性质的影响逐渐减少，从1.5 eV的差异在独立粒子图片中的光谱的开始到0.3 eV时，包括多体效应的框架内的$GW$近似（单发$G_0W_0$）和激子校正通过求解贝特-萨尔彼得方程（BSE）。此外，模型BSE的方法示出以较低的成本再现的光谱的主要特征相比，$G_0W_0$ +BSE。强激子效应被发现与以前的结果一致，并分析了它们的起源的基础上作出贡献的带间跃迁。最后，讨论了四阶畸变对光谱的影响，并与实验数据进行了比较。
2019-06-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structure and dielectric dispersion in cubic-like 0.5K0.5Na0.5NbO3- 0.5Na0.5Bi0.5TiO3 ceramic
本文用同步辐射X射线衍射（SD）、选区电子衍射（SAED）、中子衍射（ND）和介电温变特性研究了无铅压电陶瓷0.5K_（0.5）Na_（0.5）NbO_3 - 0.5Na_（0.5）Bi_（0.5）TiO_3（KNN-50）BNT中类介电态的性质。KNN-50 BNT的SD图呈现出具有伪立方对称性的纯钙钛矿结构。然而，通过SAED观察到超晶格反射，并且在ND图案中完全由具有P4 bm空间群的四重对称性指示。将KNN-50 BNT的弛豫行为与Pb基和Ba基弛豫剂进行了比较，并在Vogel-Fulcher定律和新玻璃模型的框架下进行了讨论。其中KNN-50 BNT陶瓷表现出最强的介电色散。
2015-10-19 cond-mat.mtrl-sci
High-throughput study of the static dielectric constant at high temperatures in oxide and fluoride cubic perovskites
利用有限温度声子计算和Lyddane-Sachs-Teller关系，我们从头计算了78种立方钙钛矿结构半导体氧化物和氟化物在1000 K下的静态介电常数。我们首先比较我们的方法与实验测量，我们发现，它成功地描述了一系列的氧化物BaTiO $_{3}$，SrTiO $_{3}$，KTaO $_{3}$的静态介电常数$ε_{DC}$的温度依赖性和相对有序。我们表明，在我们的高通量研究的框架中，非谐性对离子钳位介电常数，玻恩电荷和声子寿命的影响可以忽略不计。基于高温声子谱，我们发现在1000 K时，$ε_{DC}$在氧化物中的色散比在氟化物中的色散大一个数量级。我们显示的介电常数与简单的结构描述符的相关图，我们指出，$ε_{DC}$实际上是很好的相关性与无限频率的介电常数$ε_{\infty}$，即使在这些材料中的相变，其中$ε_{DC}$是强烈的温度依赖性。
2020-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Effective masses and complex dielectric function of cubic HfO2
在局域密度近似的框架内，考虑全相对论效应，用从头算全电子自洽线性缀加平面波方法计算了立方相HfO 2的电子能带结构.从能带结构出发，得到了载流子有效质量和复介电函数。计算结果表明，Γ-各向同性的重电子和轻电子的有效质量比最近测得的电子隧穿有效质量大几倍。复介电函数的虚部ε_2（ω）与氧化钇稳定的HfO_2体相的紫外椭圆偏振光谱测量的实验数据以及能量小于9.5 eV的四二乙基氨基铪前体沉积的薄膜的测量结果吻合得很好。
2012-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Critical Integrated Raman Scattering Intensity near the cubic-tetragonal phase transition in Strontium Titanate
着重介绍了RogerA. Cowley教授对晶体拉曼散射理论的贡献，并简要讨论了自1928年以来拉曼散射理论的发展。本文简要地讨论了用中子非弹性散射、喇曼散射、电顺磁共振测量和X射线及γ射线技术对锶钛进行的一些实验研究。利用Schwabl关于软模和中心峰的半唯象理论，我们导出了（a）具有三峰结构的单声子格林函数和（b）包含一个阻尼准谐声子下的硬模和一个三峰软模声子的双声子格林函数。本文从格林函数出发，发展了位移相变附近的前体有序诱导拉曼散射。利用群论方法，我们预测了在临界温度以上和以下硬模频率附近，对临界喇曼散射有贡献的锶钛中的喇曼激活模。计算了在临界温度以上和以下硬模频率附近的临界积分拉曼散射强度和双声子背景拉曼散射强度。结果显示出与在一些实验观察中观察到的相同的趋势。
2006-07-14 cond-mat.mtrl-sci
High-throughput computational framework for lattice dynamics and thermal transport including high-order anharmonicity: an application to cubic and tetragonal inorganic compounds
Northwestern University（西北大学）；Portland State University（波特兰州立大学）
本文提出一个高通量工作流，整合高阶非谐效应以准确预测晶格热导率，针对773种立方和四方无机化合物，揭示高阶非谐效应的层次影响。
2025-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Probing the possibility of coexistence of martensite transition and half-metallicity in Ni and Co-based full Heusler Alloys : An ab initio Calculation
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，研究了Heusler合金Ni $_{2}BC$和Co $_{2}BC$（$B$ = Sc、Ti、V、Cr、Mn以及Y、Zr、Nb、Mo、Tc; $C$ = Ga、Sn）的力学、电学和磁学性质。在电子结构（态密度）和力学性质（四轴剪切常数）以及磁相互作用（海森堡交换耦合参数）的基础上，我们详细探讨了这些材料的性质。我们计算了这些合金在（面心）立方奥氏体结构中的形成能，以探讨所有这些材料的稳定性。从能量的角度来看，我们已经研究了电子稳定的合金的可能性，有一个tetraquinone相的能量低于相应的立方相。大量的磁性合金被发现具有立方相作为它们的基态。另一方面，对于另一类合金，已经发现四元相与立方相相比具有较低的能量。此外，我们发现四重态剪切常数的值显示出一致的趋势：对于不倾向于四重态转变的材料，四重态剪切常数的值为高正值，而对于其他材料，四重态剪切常数的值为低或负值。在文献中，已经看到经历马氏体转变的材料被发现本质上是金属的。我们在这里探测是否有任何Heusler合金，它有一个倾向，进行四重态转变，并在同一时间拥有一个高自旋极化在费米能级。从我们的研究中发现，在表现出马氏体相作为其基态的四种材料中，其中三种材料，即Ni $_{2}$ MnGa、Ni $_{2}$ MoGa和Co $_{2}$ NbSn具有金属性质;相反，Co $_{2}$ M…
2016-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Possible martensitic transformation in Pd2MnTi and Pt2MnTi: First-principles investigation
采用第一性原理研究了新型全金属Heusler合金Pd_2MnTi和Pt_2MnTi的马氏体相变。计算结果表明，Pd_2MnTi和Pt_2MnTi都有发生马氏体相变的可能性。Pd_2MnTi和Pt_2MnTi的立方相和四方相之间的能量差分别为215.12 meV和329.45 meV。立方相和四方相的电子结构分析也支持这一结论。并对这两种化合物的磁性进行了研究。
2019-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Relaxation of dynamically disordered tetragonal platelets in the relaxor ferroelectric $0.964\mathrm{Na}_{1/2}\mathrm{Bi}_{1/2}\mathrm{TiO}_3-0.036\mathrm{BaTiO}_3$
采用准弹性中子散射（QENS）和从头算分子动力学模拟研究了无铅弛豫体$0.964\mathrm{Na}_{1/2}\mathrm{Bi}_{1/2}\mathrm{TiO}_3-0.036\mathrm{BaTiO}_3$（NBT-3.6 BT）的局域动力学.在之前的论文中，我们能够证明微观结构中的四元晶片对于理解NBT-3.6BT的介电性能至关重要[F。Pforr等人，Rev. B 94，014105（2016）]。为了研究它们的动力学，使用具有001阳离子阶数的$\mathrm{Na}_{1/2}\mathrm{Bi}_{1/2}\mathrm{TiO}_3$作为NBT-3.6 BT中的四氢呋喃片晶的简单模型系统进行了从头算分子动力学模拟。类似地，111-有序的$\mathrm{Na}_{1/2}\mathrm{Bi}_{1/2}\mathrm{TiO}_3$被用作菱面体基质的模型。测量的单晶QENS光谱可以通过计算光谱的线性组合来再现。我们发现，NBT-3.6BT的弛豫动力学集中在四面体血小板。混沌阶段，在此期间，当地的倾斜顺序不断变化的时间尺度上的几个皮秒，导致最显着的贡献的准弹性强度。它们可以被看作是一个激发态的四晶片，其弛豫回准稳态可能解释的频率依赖性的介电性能的NBT-3.6 BT在100 GHz的太赫兹范围。这证实了NBT-3.6BT的弛豫性质来源于四聚体片晶的假设…
2017-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Coexisting polarization mechanisms in ferroelectric uniaxial tetragonal tungsten bronze Ca_0.3Ba_0.7Nb_2O_6
本研究通过宽频介电谱等方法，证实单轴四方钨青铜CBN-30的铁电相变源于多种极化机制共存，揭示了其畴结构差异导致的弛豫特性及结构复杂性。
2024-08-15 cond-mat.mtrl-sci
