Post-Cotunnite phase of TeO2
我们已经使用了第一性原理密度泛函理论方法与随机结构搜索技术，以确定以前身份不明的后cotunnite相的TeO 2的结构。我们的计算表明在130 GPa从cotunnite过渡到postcotunnite相。预测的postcotunnite结构具有P2_1/m空间群对称性，其计算的X射线衍射图与现有的实验数据符合得很好。我们发现，cotunnite相重新进入约260 GPa。
2009-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Exploring Intrinsic and Extrinsic $p$-type Dopability of Atomically Thin $β$-TeO$_2$ from First Principles
该研究采用 HSE+D3 第一性原理计算揭示二维 β-TeO$_2$ 的 p 型导电机制，评估本征缺陷、衬底效应及 10 种三价元素掺杂，并发现 Bi 具有较浅受主能级。
2024-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles Investigation of CaV$_2$TeO$_8$: A Multifunctional Heteroanionic Oxychalcogenide for Photocatalytic and Thermoelectric Applications
本研究通过第一性原理探究新型异阴离子氧硫族化合物CaV$_2$TeO$_8$的基态、电子、输运及热电性质，证实其兼具光催化析氢潜力与优异热电性能，为能源领域新材料开发提供理论依据。
2025-01-14 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Atomic scale structure and dynamical properties of (TeO$_2$)$_{1-x}$-(Na$_2$O)$_{x}$ glasses through first-principles modeling and XRD measurements
通过第一性原理分子动力学与XRD实验结合，研究了(TeO$_2$)$_{1-x}$-(Na$_2$O)$_{x}$玻璃的结构演变与Na$^+$扩散，发现Na$_2$O增加导致解聚和富Na通道形成，增强离子迁移率。
2025-08-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Tellurium trioxide as an n-type wide-gap semiconductor with ultrahigh work functions from first principles
该研究通过第一性原理计算发现β-TeO3是具有超高功函数的n型宽禁带半导体，明确其缺陷特性，指出其在空穴功能层及透明电极领域的应用潜力并给出调控指导。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio study of structural, vibrational and non-linear optical properties of (TiO2)-(Tl2O)-(TeO2) glasses
Institut de Recherche sur les Céramiques (IRCER), UMR CNRS 7315-Université de Limoges（利摩日大学陶瓷研究研究所（IRCER））；Ioffe Institute（约费研究所）
通过第一性原理分子动力学研究二元和三元碲酸盐玻璃的结构，揭示Tl2O导致网络解聚而TiO2促进网络再聚合，并计算拉曼光谱和非线性光学性质，预测通过调节修饰剂可调控原子结构和非线性光学响应。
2025-10-17 cond-mat.mtrl-sci
First-principles theoretical evaluation of crystalline zirconia and hafnia as gate oxides for Si microelectronics
通过对硅（001）上块状和薄膜氧化物的能量学、介电性质和能带排列的从头计算，估算了晶体氧化物ZrO_2和HfO_2作为纳米硅电子学中栅绝缘体的性能参数。由于它们的介电常数大，稳定和低形成能界面，大的价偏移，和合理的（虽然不是最佳的）传导偏移（电子注入势垒），氧化锆和氧化铈似乎有相当大的潜力作为硅电子的栅极氧化物。
2002-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Successive magnetic field-induced transitions and colossal magnetoelectric effect in Ni$_{3}$TeO$_{6}$
本文报道了极性反铁磁体Ni $_3$ TeO $_6$在52 T下的变磁相变。新的相变伴随着巨大的磁电效应，磁场诱导的极化变化为0.3 $μ$ C/cm $^2$，该值比相同材料中9 T下的自旋翻转转变大4倍，并且也与迄今为止观察到的最大磁诱导极化变化相当。通过密度泛函计算，我们构建了一个完整的微观模型，描述的数据。我们在所有领域的自旋结构模型，并澄清背后的52 T转变的物理。高场转变涉及多种不同交换相互作用之间的竞争，其通过交换-收缩机制驱动极化变化。由此产生的自旋结构是相当反直觉和复杂的，从而提供了新的见解的设计原则，材料与强磁电耦合。
2015-09-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
First principles study of optical and tunable electronic properties of crystalline Li2TeO3
采用密度泛函理论（DFT）实现的SIESTA软件，对碲酸盐玻璃Li2TeO3晶体的光学和电学性质进行了研究.材料具有单斜对称结构，材料的单元或原胞在各个方向上都是周期性的，这是研究材料性质的一个重要方面。电子结构表明，它是一种宽禁带半导体，在电场作用下，其性质向金属性转变。这种可调特性可用于电子学的各个领域。研究的光学性质表明，Li2TeO3可以作为空穴传输材料（HTM）用于开发高效的钙钛矿太阳能电池，包括其他应用，以及有前途的材料。
2020-05-17 cond-mat.mtrl-sci
Signature of topological crystalline insulating behavior in new B2X2Zn (X=Ir, Rh, Co) compound from first-principles Computation
最近在拓扑材料方面的尝试揭示了一大类材料，它们显示出受时间反演对称性和晶体对称性保护的无间隙表面态。其中，由晶体对称性而不是时间反演对称性保护的拓扑绝缘态被归类为拓扑晶体绝缘体。我们计算预测的空间群139（I/4 mmm）的新的三维拓扑晶体绝缘化合物的签名。在通过允许原子位置和晶格参数的重新排列进行全体积优化过程之后，利用具有广义梯度近似的第一性原理计算来识别费米能量附近的X和P对称点周围的多个Dirac-type交叉。重要的是，在点P处的带反转被识别。进一步，我们研究了该化合物的拓扑晶体绝缘行为，并在高对称性晶体表面上用（001）面投影识别了金属表面态。此外，我们进行了形成能，弹性性质和声子模式的计算，以验证化合物的结构，机械和动力学稳定性。因此，我们建议进一步研究和实验实现的化合物。
2023-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Angle-resolved photoemission and first-principles electronic structure of single-crystalline $α$-uranium (001)
继续Opeil等人[Phys. Rev. B \textbf{73}，165109（2006）]的工作开始的光电发射研究，在本文中，我们报告了在173 K下对高质量单晶$α$ -铀进行的角分辨光电发射光谱（ARPES）研究的结果。使用X射线劳厄和低能电子衍射（LEED）图案的表面重建效果的情况下进行验证。我们比较的ARPES强度图与第一性原理能带结构计算使用广义梯度近似（GGA），我们发现良好的相关性与计算的色散的电子带。
2006-11-21 cond-mat.mtrl-sci
First principles calculation of vibrational Raman spectra in large systems: signature of small rings in crystalline SiO2
本文提出了一种利用密度泛函理论计算周期体系振动拉曼强度的方法。拉曼强度由电子密度矩阵相对于均匀电场的二阶导数计算。与以前的方法相比，我们的方法所需的计算工作的强度的评估是可以忽略不计的振动频率的计算所需的。作为第一个应用程序，我们研究的签名的3-和4-元环的几种多晶型SiO2的拉曼光谱，包括沸石具有102个原子每晶胞。
2002-12-04 cond-mat.mtrl-sci
First principles investigation of thermal conductivity in Magnesium Selenide(MgSe) with different crystalline phase
硒化镁（MgSe）是一种宽带隙半导体材料，在光电子和能量转换技术中有着广泛的应用。了解MgSe的热导率（k）对于这些应用中热传输的优化设计至关重要。在这项工作中，我们报告的温度和长度依赖的晶格热导率的硒化镁（MgSe）与不同的结晶相，锌，岩盐，纤锌矿和镍砷，使用第一性原理计算。计算结果表明，不同相的MgSe的热导率（k）存在显著差异。观察到的热导率趋势为：kNiAs <k岩盐< kwurtzite <kzincitte。我们的第一性原理计算表明NiAs相的室温低k值为4.5 W/mK-1，纤锌矿相的室温高k值为20.4 W/mK。这些差异解释的声子带隙的振动光谱中的氧化锌和纤锌矿相，抑制散射的声学声子，导致高的声子寿命。
2021-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Finite Temperature Effects on the X-ray Absorption Spectra of Crystalline Aluminas from First Principles
通过在计算X射线吸收谱（XAS）的平面波DFT方法中包括声子辅助跃迁，我们获得了两种Al $_3$ O $_2$相在300 K下的Al K边XAS。300 K XAS再现了$α$ -Al $_2$ O $_3$的前沿峰，这在静态晶格近似水平下是不可见的。$γ$ $_2$ O $_3$的300 K XAS正确地描述了三个实验峰中的两个。我们发现，第二个峰出现在1 s到混合$s$ - $p$的过渡，并在0 K的XAS缺席。这封信作为未来应用的基础，因为该方法可推广到任何原子和边缘。
2022-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Band offsets at the crystalline/amorphous silicon interface from first-principles
在现代硅异质结太阳能电池中，晶体硅和氢化非晶硅（a-Si：H）之间的能带偏移是控制电荷输运的关键参数。它们是用于进一步优化太阳能电池的宏观模拟器的重要输入。过去的实验研究，使用X射线光电子能谱学（XPS）和电容-电压测量，产生了相互矛盾的结果上的带偏移。在这里，我们提出了一个计算研究的频带偏移。它是基于原子模型和密度泛函理论（DFT）。的非晶部分的接口是通过相对较长的DFT的第一性原理分子动力学（MD）运行在升高的温度下30个统计独立的样品。为了获得一个真实的导带位置的电子结构的界面计算与混合泛函。我们发现一个轻微的不对称的能带偏移，其中在价带（0.30 eV）的偏移大于在导带（0.17 eV）。我们的结果与最新的XPS测量报告的价带偏移为0.3 eV [M. Liebhaber等人，应用物理信函106，031601（2015）]。
2016-10-13 cond-mat.mtrl-sci
First principle study of crystal growth morphology: An application to crystalline urea
采用Hartman-Perdok方法，从第一性原理出发，研究了尿素晶体的生长形貌以及惯习面的表面重构/弛豫对晶体形貌的影响。一个程序已经开发出来，以找出表面终止时，d（hkl）厚度的板坯创建具有{hkl}取向。计算了不同习惯面的切片能量和附着能。根据计算的不同惯习面的附着能，绘出了尿素晶体的生长形貌。计算出的晶体生长形态取决于用于计算附着能的泛函。基于Hartree-Fock方法和B3 PW密度泛函理论计算得到的弛豫形貌与气相生长的形貌吻合较好，而B3 LYP泛函计算得到的形貌低估了{111}面，预测了{101}面的形貌。讨论了极性溶剂对{1 - 1 - 1}和{-1-1-1}面不同原子环境下生长形貌的影响。
2006-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Guiding principles for the design of a chemical vapor deposition process for highly crystalline transition metal dichalcogenides
本研究针对CVD前驱体化学对TMD成核密度与晶粒尺寸的影响机制不明确的问题，提出高结晶度TMD的CVD工艺设计指导原则，构建定量模型解释晶粒尺寸差异规律，为前驱体体系设计提供支撑。
2024-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Designing Disorder into Crystalline Materials
晶体是以周期性顺序为特征的物质状态。然而，晶体材料可以以许多形式隐藏无序，例如组成、原子位移、键合排列、分子取向、构象、电荷状态、轨道占位或磁性结构的非重复变化。疾病有时可能是随机的，但更常见的是相关的。对无序晶体的前沿研究现在试图控制和利用这些相关无序状态中持续存在的不寻常模式，以获得常规晶体无法获得的功能反应。在这篇评论中，我们调查的核心设计原则，在材料化学家的处置，允许有针对性的控制相关的障碍。我们展示了这些原则-通常由长期研究的统计力学模型提供信息-可以应用于出乎意料的广泛材料，包括有机物，超分子组装，氧化物陶瓷和金属-有机框架。最后，我们与一个前瞻性的讨论令人兴奋的链接功能在响应媒体，热电，拓扑阶段，和信息存储。
2019-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and different Optical properties of Gd2O3 doped sodium zinc tellurite glasses
研究了用传统的熔体淬冷法制备的Gd_2O_3掺杂的钠锌碲酸盐[xGd_2O_3-（0.8-x）TeO_2 - 0.1Na_2O-0.1ZnO]玻璃的光学性质。利用紫外-可见分光光度计在室温下以积分球模式研究了Gd 2 O3掺杂对230-800 nm波长范围内光学带隙、折射率、介电常数和极化率的影响。使用阿基米德原理测量密度，用于计算玻璃的摩尔体积、摩尔折射率、极化率和金属化标准。
2016-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Quick-start guide for first-principles modelling of point defects in crystalline materials
缺陷影响所有晶体材料的性能和功能。例如，点缺陷参与对太阳能转换至关重要的电子（例如载流子产生和复合）和光学（例如吸收和发射）过程。通过带电缺陷的传输介导的固态扩散用于电化学能量存储。基于密度泛函理论的缺陷的第一性原理计算已被广泛用于补充，甚至验证，实验观察。在这本“快速入门指南”中，我们讨论了如何计算晶体材料中点缺陷的形成能的最佳实践，以及适用于探测与能源技术相关的结构和性能变化的分析技术。
2020-06-16 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Interplay between chemical order and magnetic properties in L1$_0$ FeNi (tetrataenite): A First-Principles Study
我们使用基于第一性原理的计算来研究$L1_0$ FeNi的化学有序和磁性之间的相互作用。特别是，我们调查如何偏离完美的化学顺序影响的顺磁和铁磁状态之间的能量差，以及重要的磁晶各向异性能。我们的计算表明，磁性顺序的化学有序-无序转变温度的强烈影响，相反，一个强烈的增强的磁性转变温度的化学顺序。最有趣的是，我们的结果表明，磁各向异性不会显着降低，只要从完美的顺序偏差不是太大。此外，我们发现，在某些情况下，轻微的无序可以导致更高的各向异性比完全有序的结构。我们进一步分析了磁晶各向异性和轨道磁矩各向异性之间的相关性，这允许研究局部化学环境对这两个量的影响，可能使磁晶各向异性相对于化学顺序和化学计量组成的进一步优化。
2022-06-13 cond-mat.mtrl-sci
ADAIS: Automatic Derivation of Anisotropic Ideal Strength via high-throughput first-principles computations
各向异性理想强度是表征强结晶材料本征强度的一个基本而重要的塑性参数，也是寻找和设计新型硬/超硬材料的一个潜在的描述因子。然而，据我们所知，各向异性理想强度的自动推导尚未在任何可用的开源代码中实现。在本文中，我们提出了我们开发的ADAIS代码，通过高吞吐量的第一性原理计算的三维和二维晶体材料的任何对称性，以及一个理想的界面模型的各向异性的理想强度的自动推导。几个基本的力学量，可以自动推导出，包括理想的拉伸和剪切强度，通过仿射变形，通用的结合能和广义堆垛层错能，以及理想的解理和滑动应力通过别名变形。通过对不同对称性的晶体材料的大量测试和评价，验证了该程序的有效性，表明该程序可以为固体强度的定量计算提供一种高效的解决方案。
2018-10-28 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Derivation of Effective Ginzburg-Landau Free Energy models for Crystalline Systems
利用经典的密度泛函理论，导出了经典晶体系统自由能量密度的梯度展开式。这里的目标是扩展和完成L{<$}wen等人（Europhys. Lett.9，791，1989）。所得到的表达式的局限性也进行了讨论，包括有限系统所需的边界条件和事实上，目前的结果不能被用来考虑弹性松弛。
2005-08-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
First-principles calculations of the self-trapped exciton in crystalline NaCl
用局域自旋密度近似（LSDA）计算了NaCl晶体中偏离中心（C2 v对称性）的自陷激子（STE）的最低三重态的原子和电子结构.此外，还计算了发光峰的Franck-Condon展宽和a1 g-> b3 u吸收峰，并与实验结果进行了比较。LSDA准确地预测过渡能，如果初始和最终状态都是本地化或离域的，但1电子伏特的差异与实验发生，如果一个状态是本地化和其他离域。
2000-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic and structural properties of crystalline and amorphous (TaNbHfTiZr)C from first principles
高熵材料因其力学、化学和电学性质而引起人们极大的兴趣。本文采用密度泛函理论（DFT）对（TaNbHfTiZr）C（一种碳化物型高电子显微镜）的晶相和非晶相进行了分析。我们发现，松弛的晶格体积的非晶相是较大的，而它的体积模量是较低的，比它的结晶对应。两个相都是金属的，所有过渡金属对接近费米能级的态密度（DOS）的贡献类似，其中Ti和Nb给出了成比例的最大状态贡献。我们证实，尽管其结构非常复杂，2x2x2超晶胞是足够大的可靠模拟所提出的机械和电子性能的DFT。
2022-08-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Compositional Search of Stable Crystalline Structures in Multi-Component Alloys Using Generative Diffusion Models
本研究改编CDVAE模型并扩展其能力，以高效搜索多组分合金NiFeCr的稳定晶体结构，提升重构能力约30%，并通过分子动力学模拟实现逆向设计，加速新材料发现。
2023-12-26 cond-mat.mtrl-sci
Structural spillage: an efficient method to identify non-crystalline topological materials
本文提出结构溢出指标，结合第一性原理计算预测非晶固体的拓扑相，并预测非晶铋双层为拓扑非平凡材料，实现高效预测。
2023-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Oxygen vacancy mediated cubic phase stabilization at room temperature in pure nano-crystalline Zirconia films: A combined experimental and first-principles based investigation
本文报道了用电子束蒸发技术在室温下合成的氧化锆薄膜中立方相的形成。在不使用化学稳定剂和/或同时离子束轰击的情况下实现立方相的稳定。沉积两种不同厚度（660 nm、140 nm）的膜。660 nm和140 nm的薄膜被发现是化学计量比（ZrO 2）和非化学计量比（ZrO 1.7）分别由共振卢瑟福背散射光谱。而660 nm的沉积膜是在立方相，如由X射线衍射和拉曼光谱测量所示，140 nm的沉积膜是非晶的，并在热退火后获得立方相的转变。扩展的X-射线吸收精细结构测量显示，存在的氧空位在局部结构周围的锆的所有薄膜。然而，发现与立方相的膜（660 nm沉积态和140 nm退火膜）相比，非晶膜的这些氧空位的量显著更高。立方相的稳定性解释的基础上，由于氧空位的存在下的氧亚晶格的软X2-模式的振动的抑制。我们在密度泛函理论框架下的第一性原理模型表明，在环境条件下，具有氧空位的立方结构确实比其原始（无空位）对应物更稳定。还讨论了立方相稳定所需的临界空位量。
2019-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Fermiology and transport properties of the proposed topological crystalline insulator SrAg4Sb2
本研究结合输运测量、磁转矩测量和第一性原理计算，系统研究候选拓扑晶体绝缘体SrAg4Sb2的费米学与输运性质，证实其补偿半金属特性与能带反转结构，为拓扑晶体绝缘体研究提供了新的候选材料。
2024-04-22 cond-mat.mtrl-sci
A study of the physical properties of single crystalline Fe5B2P
采用自熔法生长了Fe_5B_2P单晶。结构和磁性进行了研究。测定了Fe_5 B_2 P的居里温度为655 $pm$ ~ 2 K。在2K下测得饱和磁化强度为1.72 MuB/Fe。首次测定了各向异性常数K1的温度变化，在2K时达到~0.50 MJ/m3，与硬铁氧体相当。饱和磁化强度被发现是大于硬铁氧体。饱和磁化强度和各向异性常数的第一性原理计算与实验结果一致。
2015-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Properties of disordered CoCu alloys:A first principles approach
结晶Co $_{x}$ Cu $_{1-x}$合金在整个浓度范围内表现出有趣的磁性行为。本文采用完全自洽的第一性原理方法研究了该体系的电子结构和磁性，给出了态密度、磁矩、自旋磁化率和居里温度的变化结果。
1999-09-10 cond-mat.mtrl-sci
An attempt to simulate laser-induced all-optical spin switching in a crystalline ferrimagnet
全光自旋开关（AOS）的研究正在迅速发展。最近在Mn $_2$ RuGa中发现的AOS为理论模拟提供了一个非常需要的结晶亚铁磁体的干净案例。在这里，我们试图模拟它使用国家的最先进的第一性原理方法结合海森堡交换模型。我们首先计算在两个不等价的锰网站的自旋矩，然后将它们送入我们的模型哈密顿量。我们使用超快激光脉冲来切换自旋。我们发现存在一个类似的最佳激光场振幅来实现自旋的转换。然而，我们发现交换相互作用对系统的可切换性有显著的影响。削弱交换相互作用可能会使系统无法切换。这提供了一个关键的洞察力的铁磁开关机制。
2020-11-03 cond-mat.mtrl-sci
HARES: an efficient method for first-principles electronic structure calculations of complex systems
我们讨论了我们的新的实空间电子结构方法的实施研究的原子和电子结构的无限周期以及有限的系统，基于密度泛函理论。这种改进的版本，我们称之为HARES（高性能Fortran自适应网格实空间电子结构）的目的是使该方法广泛适用和有效的，使用高性能的Fortran并行架构。分析了HARES计算的各个部分的缩放，并与基于平面波的方法进行了比较。新的发展，导致增强的性能，及其并行实施，详细介绍。我们举例说明HARES的应用研究元素结晶固体，分子和复杂的晶体材料，如蓝青铜和沸石。
2000-12-22 cond-mat.mtrl-sci
HOMO band structure and anisotropic effective hole mass in thin crystalline Pentacene films
用光电子能谱测量了生长在Bi（001）衬底上的并五苯薄膜的两个最高占据分子轨道（HOMO）能带的色散。与第一性原理计算相比，我们的数据显示出明显更小的带宽和更大的带分离，表明分子相互作用比理论预测的要弱--这与Kakuta等人先前的报告直接矛盾。98，247601（2007）]。发现M杆处的有效孔质量m* 是各向异性的，并且大于理论预测。m* 与场效应迁移率测量的比较表明，即使在室温下，能带结构对迁移率也有很大的影响，其中我们估计散射率为τ ~3 fs。
2009-10-12 cond-mat.mtrl-sci
On the Active Components in Crystalline Li-Nb-O and Li-Ta-O Coatings from First Principles
本文通过第一性原理计算揭示了Li-Nb-O和Li-Ta-O涂层的多相结构及缺陷化学，发现高温煅烧引入的Li₃NbO₄和Li₃TaO₄相是提供锂离子传输的关键活性组分，为优化涂层煅烧工艺提供了理论指导。
2023-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Pentazole and Ammonium Pentazolate: Crystalline Hydro-Nitrogens at High Pressure
利用第一性原理对高压下氢氮二元相图（N_{x} H_{y}，x \geqy）的富氮部分进行进化搜索，发现了两个新的结晶化合物，五唑（N_{5} H）和五唑酸铵（NH_{4}）（N_{5}），它们都具有环{ \rm N_{5} ^{-}}的特征.两种晶体都由五唑基N_{5} ^{-}阴离子和铵NH_{4} ^{+}或氢H^{+}阳离子组成。预测这两种晶体对于（NH_{4}）（N_{5}）和对于五唑N_{5} H在高于30 GPa的压力下是热力学稳定的。叠氮化铵（NH_{4}）（N_{3}）与二氮（N_{2}）混合后，向五唑铵（NH_{4}）（N_{5}）的化学转化预计在12.5 GPa以上变得能量有利。为了帮助识别新合成的化合物在未来的实验中，这两种晶体的拉曼光谱计算和模式分配作为压力的函数高达75 GPa。
2017-02-14 cond-mat.mtrl-sci
High pressure phases of crystalline tellurium
采用拉曼光谱和密度泛函理论（DFT）计算方法对高压固态Te进行了室温下的研究。对实验声子谱的P依赖性分析表明，在4 GPa和8 GPa下发生了相变，证实了最近提出的高压假设。讨论了无公度晶格调制对Te振动性质的影响。DFT计算同意目前和以前的实验数据，并显示在4 GPa的金属化过程是由于属于相邻链的原子之间的电荷桥的发展。第一性原理研究的4 GPa相位的稳定性的报告，并讨论了根据叛乱的晶格调制。
2011-02-23 cond-mat.mtrl-sci
The structure and composition statistics of 6A binary and ternary crystalline materials
元素排列成具有各种晶体结构的固体化合物的基本原理在很大程度上仍然是未知的。本研究对固体化合物的一个重要子集中出现的结构类型，即，6A柱氧化物、硫化物和硒化物的二元和三元化合物。它包含了对这些化合物的分析，包括各种结构类型的流行，它们的对称性，成分，化学计量和晶胞大小。结果发现，这些化合物的家庭，包括优选的化学计量和结构类型，可以反映他们的具体化学和研究的偏见，在现有的经验数据。在这些结构群体中识别非重叠的缺口和缺失的化学计量可用作寻找新材料的指导。
2017-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Defect energetics and magnetic properties of 3d-transition-metal-doped topological crystalline insulator SnTe
在SnTe类拓扑晶体绝缘体中引入磁性是一个具有挑战性的课题，在量子器件应用中具有重要意义。基于第一性原理计算，我们研究了3d过渡金属（TM）掺杂SnTe的缺陷能量和磁性.我们发现，掺杂后的TM原子更倾向于处于中性态，并且具有较高的形成能，这表明在较高浓度的SnTe中要实现均匀的TM掺杂是很困难的，除非发生团簇。在稀掺杂区，所有的磁性TM原子都处于高自旋态，表明3d TM的自旋分裂能比SnTe配体的晶体分裂能强.重要的是，Mn掺杂的SnTe具有相对低的缺陷形成能，最大的局部磁矩，并且在体隙中没有缺陷能级，这表明Mn是一种有前途的磁性掺杂剂，以实现理论上提出的SnTe中的大陈数量子反常霍尔效应（QAHE）的磁序。
2016-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and optical properties of crystalline nitrogen versus black phosphorus: A comparative first-principles study
结晶黑氮（BN）是最近由两个独立的研究小组在高压下合成的具有黑磷（BP）结构的氮的同素异形体[Ji等人，Sci. Adv. 6，eaba 9206（2020）; Laniel等人，物理修订版信函124，216001（2020）]。在这里，我们提出了一个系统的研究BN的电子和光学性质的重点与BP的比较。为此，我们使用国家的最先进的准粒子自洽$GW$的方法与顶点校正的电子和光学通道。尽管有许多相似之处，BN的性质被发现是相当不同的。与BP不同，BN具有更大的光学带隙（2.5对0.26 eV），使BN在可见光谱区透明，具有高度各向异性的光学响应。这种差异可以主要归因于BN中的介电屏蔽的显著降低，从而导致有效库仑相互作用的增强。尽管库仑相互作用相对较强，但这两种材料中激子的形成在很大程度上受到抑制。我们的弹性性能的分析表明BN的刚度非常高，与金刚石相当。
2022-05-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Crystal Field Effect Induced Topological Crystalline Insulators In Monolayer IV-VI Semiconductors
最近预测了二维（2D）拓扑晶体绝缘体（TCI）的薄膜的SnTe类的IV-VI族半导体，它可以主机金属边缘状态的镜像对称保护。随着厚度的减小，量子限制效应将增加并超过临界厚度以下的反向间隙，将TCIs变成正常的绝缘体。令人惊讶的是，基于第一性原理计算，我们证明了（001）单层IV-VI族岩盐半导体XY（X=Ge，Sn，Pb，Y= S，Se，Te）是二维TCI，在单层PbTe中基本带隙高达260 meV，为实现带隙可调的二维Dirac费米子系统提供了材料平台。这种意外的非平凡拓扑相源于单层中的强{ \it晶场效应}，其提升了$p_{x,y}$和$p_z$轨道之间的简并性，并导致阳离子$p_z$和阴离子$p_{x,y}$轨道之间的能带反转。这种晶场效应诱导的拓扑相为寻找和设计其他原子级薄的二维拓扑材料提供了一种新的策略。
2015-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Structural Phase Transition and Carrier Density Tuning in SnSexTe1-x Nanoplates for Topological Crystalline Insulators
对于拓扑绝缘体和拓扑晶体绝缘体（TCI），它们的奇异表面态对于基础凝聚态物理研究以及未来的电子学如低耗散电子学和自旋电子学是有希望的。然而，通常主导输运性质的高体载流子密度是材料的主要挑战，严重阻碍了我们研究和操纵表面态的能力。在这篇手稿中，我们展示了一种合金化策略，SnSexTe 1-x，有效地降低了体载流子密度。只要SnSexTe 1-x保持立方晶体结构，它就被预测为TCI。我们显示系统的体载流子密度随着Se浓度的增加而降低，表明合金化原理起作用。此外，我们绘制了相图的立方正交结构转变的Se浓度的函数。这是通过研究保持单晶并且处于立方相或正交相的合金纳米片而成为可能的，与表现出多晶晶粒的大块合金相反。最后，我们系统地研究了SnSexTe_（1-x）从立方相到菱面体相的结构转变所伴随的铁电相变。这是首次对SnSexTe_（1-x）合金体系的铁电转变进行研究。
2016-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Conductivity Modeling using Machine Learning Potentials: Application to Crystalline and Amorphous Silicon
使用密度泛函理论和玻尔兹曼输运方程对声子动力学和输运的基于第一性原理的建模已被证明在预测晶体材料的热导率方面是强大的，但是由于捕获无序结构的计算成本过高，特别是当准粒子“声子”模型崩溃时，其对于建模复杂晶体和无序固体仍然是不可行的。最近，机器学习回归算法显示出很大的希望，为原子建模的长度和时间尺度远远超出那些可实现的第一性原理计算的高精度的势场。在这项工作中，以晶体硅和非晶硅为例，我们开发了基于机器学习的势场来预测热导率。基于机器学习的原子间相互作用势是通过对构型空间中的势能面进行随机采样而从密度泛函理论计算导出的。然后用平衡分子动力学计算了非晶硅和晶体硅的热导率，与实验测量结果吻合得很好。这项工作记录了训练基于机器学习的势用于建模热导率的过程，并表明基于机器学习的势可以是一种很有前途的工具，用于建模具有强无序的结晶和非晶材料的热导率。
2019-07-22 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Thermal conductivity of amorphous and crystalline GeTe thin film at high temperature: Experimental and theoretical study
热输运性质在影响相变存储器（PCM）器件的性能方面具有关键作用，其中PCM操作涉及非晶相和晶相之间的快速且可逆的相变。在本文中，我们提出了一个系统的实验和理论研究的热传导性的GeTe在高温下，涉及快速变化，从非晶相的结晶相加热。采用调制光热辐射法（MPTR）对GeTe非晶相和晶相的高温热导率进行了实验测定。热边界电阻准确地考虑到实验的考虑。为了具体了解基本的物理机制，进行了严格而深入的理论练习。为此，第一性原理密度泛函方法和线性化玻尔兹曼输运方程（LBTE）采用直接和弛豫时间为基础的方法（RTA），并与现象学松弛模型。非晶相的实验数据已被描述使用的最小热导率模型具有足够的精度。理论估计涉及直接解决方案和RTA方法被发现，以及恢复的结晶GeTe在高温下的实验热导率的趋势，尽管略有高估和低估，分别与实验数据相比。空缺的贡献的粗略估计已被发现，以这样一种方式修改的直接解决方案，它与实验非常一致。Umklapp散射已被确定为显着的声子-声子散射过程。确定了GeTe在整个温度范围内的Umklapp散射参数，该参数可以唯一地确定和比较不同材料的Umklapp散射过程
2020-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Negative Poisson's Ratio in 1T-Type Crystalline Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides
具有负泊松比的材料，也称为拉胀材料，表现出不寻常的和违反直觉的机械行为-拉伸时横截面变得更胖。这种行为主要归因于一些特殊的重入或铰链几何结构，而与材料的化学组成和电子结构无关。在这里，使用第一性原理计算，我们报告了一类新的拉胀单层二维（2D）材料，即，第6-7族过渡金属二硫属化物MX $_2$（M = Mo，W，Tc，Re; X = S，Se，Te）的1 T型单层晶体。这些材料具有不同于所有其它已知拉胀材料的晶体结构。它们表现出内在的面内负泊松比，这是由电子效应占主导地位。我们将这种拉胀行为的发生归因于硫族元素p轨道和基本三棱锥结构单元内的金属间t $_{2g}$键合轨道之间的强耦合。不寻常的拉胀行为与单层2D材料的其他显着性能相结合，可能会导致新的多功能性。
2017-01-23 cond-mat.mtrl-sci
First-principles prediction of a decagonal quasicrystal containing boron
我们解释实验已知的B-Mg-Ru晶体作为准晶近似。这些近似的结构意味着一个确定性的装饰瓷砖的原子，可以延长准周期性。实验观察到的结构无序对应于相子（瓦片翻转）波动。第一性原理总能量计算表明，许多不同的平铺在低温下接近稳定。基于这些能量的转移矩阵计算表明，从低温下的结晶状态到以瓦片波动为特征的高温状态的相变。我们预测B $_{38}$ Mg $_{17}$ Ru $_{45}$形成十次准晶，在低温下是亚稳的，并且在高温下可能是化学稳定的。
2004-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio study of structure and dynamics properties of crystalline ice
基于广义梯度近似下的密度泛函理论，采用投影缀加波方法，从第一性原理出发，研究了四面体配位的结晶冰的结构和动力学性质.首先，我们报告了冰在有限温度下的结构行为的基础上得到的径向分布函数的分析分子动力学模拟。结果表明，冰的四面体网络中氢键的有序性如何随着熵的增加而破坏，这与中子衍射数据一致。我们还使用直接方法计算了3x 1x 1超级原胞中冰的声子谱。到目前为止，由于在此计算中使用的直接方法，声子谱的获得没有考虑由水分子的偶极-偶极相互作用产生的极化的影响，这是预期产生的纵向和横向光学模式的分裂在伽玛点。从声模的初始斜率计算的纵向声速与中子散射数据是在一个合理的协议。振动态密度的分析表明，在平移区的低能处存在玻色子峰，这是非晶系统的共同特征。
2005-06-24 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Modeling of the Temperature Dependent Ternary Phase Diagram for the Cu-Pd-S System
作为氢分离膜开发的辅助手段，我们用第一性原理计算结合热力学原理预测了温度依赖的相图。我们的方法模型的相图没有经验拟合参数。通过应用热力学原理和固溶体模型，可以解释Cu-Pd-S系统的温度依赖性特征，特别是在选择的晶相中的取代的溶解度范围。电子态密度的计算解释了某些化学取代的相对稳定性。此外，我们计算硫化阈值的Pd-S2系统和活动的Cu-Pd二进制的温度制度，相图包含多个固相。
2014-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Phonon-driven femtosecond dynamics of excitons in crystalline pentacene from first principles
该研究提出第一性原理方法探究并五苯的激子弛豫路径，发现飞秒尺度带内跃迁主导非辐射弛豫，阐明了激子传播与晶体各向异性等的关联，为分子晶体激子研究提供框架。
2023-05-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
First-Principles Calculation of Triplet Exciton Diffusion in Crystalline Poly($p$-phenylene vinylene)
理解和控制激子输运是提高高性能有机器件光电性能的重要途径。本文利用电子结构和量子动力学方法研究了结晶聚（$p$ -对苯撑乙烯基）聚合物（PPV）中三重态激子的迁移。我们解决了耦合的电子-核动力学的三重态能量迁移之间的两个相邻的Frenkel网站在J-和H-聚集安排。从两个网站的模型，我们提取关键参数与主方程的方法，使我们能够处理纳米尺寸的系统，其中时间依赖薛定谔方程变得棘手。我们计算了瞬态激子密度的演变，并确定沿PPV的主晶轴的扩散常数。三重态扩散的特点是由两个不同的组成部分：快速链内，和缓慢链间。在室温下，沿$\bar{a}$ -和$\bar{b}$ -轴的链间扩散系数分别为$D_a=0.89\cdot10^{-2}$ cm $^2$ s $^{-1}$和$D_b=1.49\cdot10^{-2}$ cm $^2$ s $^{-1}$，沿快$\bar{c}$ -轴的链内扩散系数为$D_c=3.03$ cm $^2$ s $^{-1}$.沿着$π$共轭主链的异常高的激子迁移率促进了长距离的快速三重态迁移。我们的研究结果可用于设计具有所需固态特性的高效能量转换和发光器件。
2019-10-28 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
ALATDYN: a set of Anharmonic LATtice DYNamics codes to compute thermodynamic and thermal transport properties of crystalline solids
本文介绍晶格动力学软件包ALATDYN，它基于DFT或分子动力学数据提取非谐力常数，结合晶格动力学、玻尔兹曼输运理论和变分原理计算晶体材料的热力学、热输运及力学性质，并支持通过分子动力学模拟研究非谐性与缺陷散射的综合效应。
2025-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Layered Topological Crystalline Insulators
拓扑晶体绝缘体（TCI）是其拓扑性质依赖于一般晶体对称性的绝缘材料。基于第一性原理计算，我们研究了由二维TCI层堆叠而成的三维晶体。根据层间相互作用，层状晶体可以实现不同的3D拓扑相位，其特征在于在布里渊区中的不等效镜不变平面上定义的两个镜陈数（MCN）（$μ_1,μ_2$）。作为一个例子，我们证明了新的TCI相可以实现在层状材料，如PbSe（001）单层/h-BN异质结构，并可以通过机械应变调谐。我们的研究结果揭示了MCN在倒易空间中不等价镜像对称平面上的作用，并为寻找新的拓扑材料开辟了新的可能性。
2015-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry properties of attosecond transient absorption spectroscopy in crystalline dielectrics
本文从理论上研究了在强抽运场和阿秒探测场的抽运-探测测量中，晶体对称性与晶体光学性质的瞬态调制之间的关系。当泵浦光的能量远低于带隙能量时，电导率的调制是由带内电子运动引起的，即动态Franz-Keldysh效应。利用Houston函数解析地研究了调制电导率的对称性，并推导出了一个将吸收中的时间振荡与调制电导率的变换特性联系起来的公式。为了验证公式的正确性，我们以4 H-SiC晶体为例，基于含时密度泛函理论，对泵浦探测过程进行了实时第一性原理计算.
2020-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
