Pressure-Induced Insulator-to-Metal Transition Provides Evidence for Negative-$U$ Centers in Large-Gap Disordered Insulators
强电子-声子相互作用促进的电子之间的吸引性负$U$相互作用在高度极化和无序的材料中很常见，如非晶硫属化物，但在大带隙绝缘体中没有直接证据。在这里，我们报告如何负$U$中心负责广泛的绝缘体到金属的转变，在非晶HfO $_2$和Al $_2$ O $_3$薄膜与10 $^9$倍的电阻下降。由静液压或0.1 ps脉冲磁压触发，转变可以在如此低的压力下进行，以至于存在非常小的总体变形（应变~10 $^{-5}$）。在整体上没有显著的能量变化的情况下，转变归因于局部电子-声子相互作用的反转：通过反转$U$的符号，被捕获的电子被不稳定化并被释放，从而清除先前被带电陷阱阻挡的传导路径。结果还表明，莫特绝缘体无序时可能成为安德森绝缘体与强电子-声子相互作用调节初期的导电路径，一个新的发现的电子器件的技术意义。
2017-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic Geometry Rules Ordering Tendency for Multicomponent Disordered Alloys
无序合金的短程有序（SRO）倾向被认为是化学有序和几何效应（主要是组分原子半径的差异）之间的竞争。尤其是多组分（包括近等原子组成的高熵合金（HEAs）），仅用几何效应很难系统地表征SRO趋势，主要原因是：（i）化学效应通常起重要作用，（ii）近等原子组成，我们不能区分哪些元素属于溶质或溶剂，和（iii）纯元素的基础晶格通常可以彼此不同。尽管存在这些事实，我们在这里表明，七种fcc基合金（包括Ni基HEAs子系统）的SRO趋势可以通过几何效应很好地表征，其中相应的原子半径是基于具有特殊波动的原子配置定义的，从理想的随机结构测量。目前的研究结果强烈表明，在SRO的多组分合金的基础晶格的几何形状的重要作用。
2018-12-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Migration volume for polaron dielectric relaxation in disordered materials
从理论上研究了压力对无序固体中与极化子隧穿和声子助跳有关的介电弛豫的影响。的符号和绝对值的迁移量，这是通过采用本配方，证据的性质的放松。作为一个范例，迁移体积的正值和负值进行评估，通过分析最近发表的半导体聚吡咯的压力下的介电损耗测量。迁移量的值和短程极化子流的性质和极化子畸变的大小之间的直接关系被揭示。
2008-05-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Dielectric constant of disordered phases of the smallest monoalcohols : evidence for the hindered plastic crystal phase
随着温度的逐渐升高，在预熔区的固相的甲醇和高压相的乙醇，并使用新的程序的电极极化效应的分离，我们能够注册的贡献弛豫过程的低频介电常数。这一贡献约为凝固温度附近液体介电常数的一半，并且几乎比之前报道的甲醇环境压力相的介电常数高一个数量级。相对于在环境压力下的水的介电常数，这不会改变结晶过程中，我们的研究结果表明，在取向无序相的一元醇的分子旋转的阻碍。类似的介电响应的环境压力甲醇和高压相的乙醇意味着存在受阻的塑性结晶相的乙醇（在低压下没有观察到）。我们还发现，在这些一元醇（$α$ -相的甲醇和低压相的乙醇），这种无序的贡献是依赖于外部条件（如温度），并增加在接近有序-无序转变的名义上完全有序的相的一些动态的障碍。另一方面，受阻塑性晶相的介电响应幅度几乎与温度无关。
2021-11-25 cond-mat.mtrl-sci
A new first principles approach to calculate phonon spectra of disordered alloys
具有大尺寸差异的组分的置换无序合金中的晶格动力学由质量、原子间力常数和局部环境的强无序驱动。本文提出了一种基于特殊准随机结构和巡游相干势近似的第一性原理方法来计算这类合金的声子谱，并应用于Ni $_{0.5}$ Pt $_{0.5}$合金。我们的结果与实验之间的协议被发现是更好的比以前的模型的混乱，由于准确的治疗之间的相互作用的原子间力的各种对化学物种。这种新的形式主义作为一个潜在的解决长期存在的问题，适当的微观理解无序合金的晶格动力学行为。
2012-10-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Ultra-high pressure disordered eight-coordinated phase of Mg$_2$GeO$_4$: Analogue for super-Earth mantles
Mg 2GeO 4是Mg 2SiO 4超高压行为的模拟物，因此我们采用激光加热金刚石对顶砧装置，结合同步辐射X射线衍射和密度泛函理论（DFT）计算，研究了锗酸镁在275 GPa和2000 K以上的超高压行为。实验结果与具有无序Mg和Ge的新相一致，其中锗与氧采用八重配位：立方Th 3 P4型结构。模拟使用特殊的准随机结构（SQS）的方法建议偏序在tetrandom I-42 d结构，在我们的实验中无法区分I-43 d Th 3 P4。这些结构以前在任何氧化物中都没有报道过。如果适用于硅酸盐，这种高度协调和内在无序相的形成将对大型岩石太阳系外行星的内部矿物学产生重要影响。
2021-08-20 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
High-pressure synthesis and spin glass behavior of a Mn/Ir disordered quadruple perovskite CaCu3Mn2Ir2O12
采用高压高温法合成了一种新型的3d-5d杂化四元钙钛矿氧化物CaCu 3 Mn 2 Ir 2 O 12。Rietveld结构分析表明，该化合物为AA'3B 4 O 12型钙钛矿结构，空间群为Im-3，其中Ca和Cu在固定的原子位置上按1：3的比例有序排列。X射线吸收光谱表明，在B位上，3d Mn和5d Ir离子呈无序分布，这是由于它们都具有罕见的相等的+4电荷态。Cu ~（2+）、Mn ~（4+）和Ir ~（4+）离子之间相互竞争的反铁磁和铁磁相互作用导致了自旋玻璃行为，其遵循传统的动力学慢化模型。
2019-08-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Analysis of occupational and displacive disorder using the atomic pair distribution function: a systematic investigation
许多无序晶体材料表现出化学短程有序和邻近原子的弛豫。局部结构信息可以通过分析原子对分布函数（PDF）来获得。反向蒙特卡罗（RMC）模拟的可行性，以提取定量信息的化学排序以及位移进行了研究。该方法已被应用到模拟PDF的无序结构，显示单独的化学无序，以及结合位移。
2000-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Small-mass atomic defects enhance vibrational thermal transport at disordered interfaces with ultrahigh thermal boundary conductance
传统上认为界面非理想性和无序性对跨界面热传输的作用会增加传热阻力，降低边界热导率（TBC）。然而，最近的计算工作表明，界面缺陷可以通过出现材料界面和缺陷原子固有的独特振动来增强这种热边界传导，$^1$这一发现与传统理论和常规理解相矛盾。通过操纵包括这些界面模式的原子振动的局部热通量，原则上，可以增加TBC。在这项工作中，我们提供的证据表明，界面缺陷可以通过出现独特的高频振动模式，产生的原子质量缺陷在界面上相对较小的质量，以提高整个界面的TBC。我们证明了在无定形SiOC：H/SiC：H界面处的介电TBC，接近1 GW m $^{-2}$ K $^{-1}$，其通过引入氮缺陷而进一步增加。无序界面可以表现出如此高的电导率，这可以进一步增加与额外的缺陷提供了一个独特的方向，在控制界面的热传输，在操纵具有高密度的界面材料的热传递变得重要。
2017-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Cooperative atomic motion during shear deformation in metallic glass
本研究针对玻璃态材料原子级变形机制难解析的问题，提出新型“冻结原子分析”方法，发现CuZr金属玻璃滞弹性变形由约40个原子的协同运动触发基团驱动，挑战了缺陷变形假说，为理解无序系统类雪崩行为提供了新思路。
2025-03-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Pressure induced spin crossover in disordered α-LiFeO2
用同步辐射X射线衍射、~（57）Fe穆斯堡尔谱和金刚石压砧电阻测量等方法研究了在锂、铁离子随机分布的岩盐结构中结晶的α-LiFeO_2的结构、磁性和电输运性质。发现晶体结构至少在82 GPa下是稳定的，尽管在50 GPa以上观察到压缩性的显著变化。发现结构性质的变化与缓慢的Fe 3+从高自旋到低自旋（HS-LS）转变（S=5/2到S=1/2）相当，其开始于50 GPa，并且甚至在~100 GPa下也没有完成。HS-LS转变伴随着可观的电阻降低，直到115 GPa仍保持半导体，并且即使在约200 GPa下也不期望是金属的。观察到的压力诱导的HS-LS转变的特征不是铁氧化物在高压下的普通行为。讨论了Fe ~（3+）的最近邻和次近邻对自旋交叉特性的影响。
2017-09-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetotransport studies of the Sb square-net compound LaAgSb$_2$ under high pressure and rotating magnetic fields
方网层状材料作为狄拉克费米子和奇异磁输运现象的扩展研究平台，引起了人们的关注。在这项研究中，我们研究了磁输运性质的LaAgSb $_2$，它具有Sb-方网层，并显示在环境压力下的电荷密度波（CDW）的转变。压力的施加抑制了CDW，并且在3.2GPa的压力以上，实现了没有CDW的无序相。通过利用机械旋转器结合高压池，我们观察到的舒布尼科夫-德哈斯（SdH）振荡的角度依赖性高达3.5 GPa，并证实了显着的二维性质的费米面。在无序相，我们还观察到了显著的场角相关的磁电阻（MR），表现出“蝴蝶状”的极性图案。为了理解这些结果，我们从理论上计算了无序相的费米面和电导率张量。结果表明，基于费米面模型计算的SdH频率和霍尔系数与实验结果符合较好。无序相的输运性质主要由各向异性狄拉克带主导，由于线性能量色散，狄拉克带具有最高的电导率。我们还提出了动量相关弛豫时间在无序相的大横向磁电阻和负纵向磁电阻中起着重要作用，这是由相当大的违反科勒标度规则的实验支持。虽然没有实现定量的完全再现，计算表明，蝴蝶MR的元素特征可以合理地解释为费米面的几何效应。
2021-12-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure-induced superconductivity in the weak topological insulator Bi2TeI and the topological metal Bi3TeI
我们报告了一系列的高压电输运，磁化率和X射线衍射测量单晶的弱拓扑绝缘体Bi 2 TeI和拓扑金属Bi 3 TeI。室温x射线衍射测量表明，这两种材料都经历了一系列压力诱导的结构转变，并最终在高压下采用无序的bcc合金结构。对BiTeI已发表数据的重新分析表明，这种材料在高压下也采用无序的bcc结构，与之前建议的P4/nmm结构相反。我们发现Bi_2TeI和Bi_3TeI分别在13 GPa和11.5GPa下成为超导体。bcc相的超导临界温度Tc在Bi_2 TeI和Bi_3 TeI中分别达到最大值7 K和7.5 K，且dTc/dP均< 0。结果表明，无序合金bcc超导相是Bi-Te和Bi-Te-I体系在高压下的普遍特征。
2022-09-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Structure determination of disordered materials from diffraction data
我们表明，在光谱实验中获得的原子环境的数量和分布的信息可以被用来作为一个有价值的约束在细化的原子尺度结构的纳米结构或非晶材料从对分布函数（PDF）数据。我们说明了这种方法的有效性为三个典型的无序系统：分子C60，a-Si，和a-SiO2。在每一种情况下，没有任何先验的假设，关于协调数或局部几何结构得到了很大的改进原子模型。我们建议，这种方法可以形成一个通用的方法的基础上，从适用于网络，纳米结构和分子系统的PDF数据的结构“解决方案”。
2010-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Vibrational Properties of One-Dimensional Disordered Hyperuniform Atomic Chains
本文通过数值模拟一维无序超均匀原子链，发现其具有较低结合能、宽频段完全离域态及特定频率局域态，为新型量子材料的热学和声子学应用提供设计依据。
2023-11-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Pressure Effects on the Atomic and Electronic Structure of Aligned Small Diameter Carbon Nanotubes
用密度泛函方法计算了小直径单壁碳纳米管在静水压力下的电子性质。观察到了伴随着结构变化的突然压力诱导的超导体-金属和金属-半导体转变。发现了新颖的和意想不到的单胞纳米管横截面。观察到这些管在非常高的压力下形成互连结构。电子结构的巨大变化和不同的小直径纳米管在不同压力状态下响应的能力表明它们在高压多开关器件中的用途。
2008-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Pressure Evolution of Atomic Volume Systematics in Transition Metals
R3 Institute for Newly-Emerging Science Design, Osaka University（大阪大学新兴科学设计研究院）；Department of Material Science, Graduate School of Science, University of Hyogo（兵库大学理学研究科材料科学系）
本文通过密度泛函理论计算，研究了过渡金属在高达400 GPa压力下原子体积系统学的演化，发现抛物线趋势转变为类三次方行为，归因于bcc金属的高可压缩性。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Constrained non-collinear magnetism in disordered Fe and Fe-Cr alloys
铁、铁合金和钢的辐射损伤效应的定量模型的发展，特别是合金的高温性能，需要理解磁相互作用，它控制着铁素体-马氏体、铁素体和奥氏体钢的相稳定性。在这项工作中，纯铁和Fe-Cr合金的无序磁性配置的研究使用密度泛函理论（DFT）的形式主义，在约束非共线磁性计算的形式，与创建一个数据库的原子磁矩和原子之间的作用力的目的。从一个给定的无序原子配置的纯Fe或Fe-Cr合金，惩罚的贡献通常自旋极化DFT总能量已被计算通过限制的大小和方向的磁矩。一个广泛的数据库的非共线磁矩和各种原子配置的力分量已被生成和用于插值的空间相关的磁相互作用参数，在大规模的自旋晶格动力学和磁蒙特卡罗模拟的应用。
2013-09-27 cond-mat.mtrl-sci nucl-th
Exploring order parameters and dynamic processes in disordered systems via variational autoencoders
我们建议并实施了一种自下而上的描述系统进行大规模的结构变化和化学转化的方法，从动态原子分辨成像数据，其中只有部分或不确定的原子位置的数据。这种方法是基于两个概念的协同作用，简约的物理描述符和一般的旋转不变性的非晶态固体，并实现了使用旋转不变的扩展的变分自动编码器应用于语义分割原子分辨数据寻求最有效的减少表示的系统，仍然包含最大量的原始信息。这种方法使我们能够探索在硅掺杂的石墨烯系统中的电子束诱导过程的动态演化，但它也可以应用于更广泛的原子尺度和介观现象，以引入自下而上的序参量，并探索它们随时间的动态变化和对外部刺激的响应。
2021-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Targeting the partition function of chemically disordered materials with a generative approach based on inverse variational autoencoders
本文提出利用生成机器学习生成配置集，以高效计算化学无序材料的原子尺度性质，通过逆变分自编码器实现无监督主动学习，用于估计配分函数。
2024-09-10 cond-mat.mtrl-sci cs.LG
Lattice dynamics of disordered phases of silicon and spatially resolved computations of thermal conductivity
Ohio University（俄亥俄大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；University of Connecticut（康涅狄格大学）
本文通过DFT质量势模拟非晶硅，发现其存在异常原子位置波动的简谐模式，并利用位点投影热导率揭示这些动力学决定热传输，推测此现象普遍存在于无序系统。
2026-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Hydrostatic pressure effect on structural and transport properties of co-existing layered and disordered rock-salt phase of LixCoO2
本文通过高压同步辐射衍射、输运测量及 DFT 与热力学建模，研究 LixCoO2 中层状与无序岩盐共存相在静水压力下的稳定性和半金属输运行为。
2024-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties and Curie temperatures of disordered Heusler compounds: Co(1+x)Fe(2-x)Si
研究了Co（1+x）Fe（2-x）Si（0<x<1）Heusler化合物的局域原子环境和磁性。虽然这些化合物的总磁矩随着价电子数的增加而增加，但在该系列中发现Co1.5Fe1.5Si的居里温度（Tc）最高，Tc为1069 K（比众所周知的Co2 FeSi高24 K）。57 Fe穆斯堡尔谱被用来表征局部原子序，并估计Co和Fe的磁矩。考虑局部磁矩和交换积分对于理解Tc的趋势是必要的。
2016-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Structural characteristics of positionally-disordered lattices: relation to the first sharp diffraction peak in glasses
将位置无序引入到某些晶格的原子结构中，研究了这些无序晶格的取向平均结构因子S（k）和对关联函数g（r）。通过精确的数值模拟，确定了二维和三维高斯位置无序的S（k）和g（r）的解析表达式。这些解析结果也与数学中尚未解决的高斯圆问题有关。随着位置无序的增加，S（k）中的高k峰首先被破坏，最终留下一个具有最低k值的单峰。具有如此高水平的位置无序的晶格的对关联函数表现出阻尼振荡，其周期等于最远分离（最低k）晶格平面之间的分离。例如，对于硅和二氧化硅，S（k）中的最后一个残存峰在与那些材料的非晶相中实验观察到的第一尖锐衍射峰（FSDP）的波矢量几乎相同的波矢量处。因此，至少对于这些非晶材料，FSDP可以被认为是由与具有最远间隔的位置无序局部布拉格平面的单个家族等效的原子配置的散射引起的。
2004-08-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Pressure tuning of HgCdTe epitaxial layers -- the role of the highly disordered buffer layer
本研究通过远红外低温磁光谱对比带GaAs衬底与自支撑的HgCdTe外延层，发现二者形变势和压力系数差异不超10%，挑战了衬底主导外延层压力系数的传统观点。
2024-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous pressure dependence of the atomic displacements in the relaxor ferroelectric PbMg$_{1/3}$Ta$_{2/3}$O$_3$
本文用粉末中子衍射方法研究了PbMg $_{1/3}$ Ta $_{2/3}$ O $_3$（PMT）弛豫铁电体在高达$\sim 7$ GPa的静水压力下的晶体结构。我们发现一个急剧的压力引起的铅位移从反转中心，这与增加了$\sim$ 50%的各向异性的氧温度因子相关的减少。相比之下，Mg/Ta的振动对压力相当不敏感。我们属性这些变化负责先前报道的压力引起的抑制的反常介电常数和漫散射弛豫铁电体。
2006-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced non-monotonic crossover of steady relaxation dynamics in a metallic glass
本研究利用原位高压同步辐射高能X射线光子相关光谱，发现铈基金属玻璃在压缩过程中于约3 GPa处出现反直觉的集体原子运动非单调弛豫转变，并证明该异常与局部原子结构的剧烈变化密切相关。
2023-10-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Effects of pressure on the local atomic structure of CaWO4 and YLiF4: Mechanism of the scheelite-to-wolframite and scheelite-to-fergusonite transitions
对CaWO_4（YLiF_4）白钨矿相的压力响应和压力诱导白钨矿-黑钨矿（M-fergusonite）相变的发生进行了综述和讨论。结果表明，轴向参数的变化与W-O（Li-F）和Ca-O（Y-F）原子间键的压力依赖性不同有关。提出了两种化合物的相变机制。此外，在16个不同的白钨矿ABX 4化合物的相变的系统研究表明，转变压力增加的填充比的阴离子BX 4周围的A阳离子的增加。
2004-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Pressure induced band structure evolution of halide perovskites: a first-principles atomic and electronic structure study
基于密度泛函理论（DFT）的计算已经进行，以绘制有机和无机卤化物钙钛矿材料的各个相中的压力诱导的能带结构演化的宽图。在较宽的压力范围内，观察到不同相的有机和无机钙钛矿之间具有不同的能带结构行为，包括带隙的大小变化、直接-间接/间接-直接带隙转变以及CBM/VBM位移。通过原子结构和电子结构计算，通过晶体轨道耦合变换解释了禁带变窄/变宽的合理性;基于结构对称性演化解释了直接-间接相互跃迁;分析了有机和无机钙钛矿之间不同的VBM/CBM位移行为，重点关注八面体外分子/原子的取向和极性。这些结果为钙钛矿材料压力工程的进一步实验研究提供了全面的指导。
2018-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopy-Guided Discovery of Three-Dimensional Structures of Disordered Materials with Diffusion Models
Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）；Boston University（波士顿大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
提出一种由XANES光谱条件引导的扩散模型框架，可由目标光谱反演非晶碳等无序材料的三维原子结构，并具备小晶胞训练、大尺度生成的尺度无关能力。
2023-12-09 cond-mat.mtrl-sci cs.LG
Presence of atomic disorder and its effect on magnetic and electronic properties of NiCrGa half Heusler alloy
本文采用电弧熔炼法合成了第一性原理计算预测为半金属铁磁体的多晶NiCrGa半Heusler合金，并对其结构、磁性和电子性质进行了研究。测量的X射线衍射（XRD）图案显示了无序结构的特征。根据磁化强度测量，在所研究的最低温度下，没有证据表明该系统中观察到铁磁有序。相反，该系统在非常低的温度下显示出反铁磁有序的特征。实验观察到的结构和磁性被发现是显着不同的有序立方C1 b结构的理论预测的属性。为了探讨系统中可能存在的无序及其对磁性的影响，我们采用自旋极化相对论Korringa-Kohn-Rostoker方法（SPR-KKR）进行了第一性原理计算.结合XRD、光电子能谱学、磁化强度测量和第一性原理计算，我们得出结论，NiCrGa具有显著的原子无序量。虽然有序结构在能量上比无序结构更稳定，但我们发现合成后，系统趋于稳定在无序结构中。由于样品中存在这种原子无序，铁磁有序被扰乱，因此计算的自旋极化降低。
2018-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Pressure dependence of atomic dynamics in barocaloric ammonium sulfate: II. Vibrations
硫酸铵是一种巨大的逆压热材料，价格便宜，可在商业上获得。开发其在冷却应用中的潜力需要了解驱动熵变化的机制。本文报道用非弹性中子散射和密度泛函理论研究在温度和压力条件下的声子。我们发现实验和计算结果之间的良好协议。对熵变起关键作用的铵离子解离模式可以通过它们的负格吕奈森参数来识别。我们的研究结果将相变中的结构差异与原子动力学中的结构差异联系起来，提出了设计新的热材料的途径。
2022-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Mixed Alkali-Ion Transport and Storage in Atomic-Disordered Honeycomb Layered $\rm NaKNi_2TeO_6$
蜂窝状层状氧化物是一类新兴的材料，具有有趣的物理化学和电化学性质。然而，这些材料的发展仍然有限。在此，我们报道了碱原子（$\rm Na$和$\rm K$）的组合使用以制备混合碱蜂窝状层状氧化物材料，即，$\rm NaKNi_2TeO_6$。通过透射电子显微镜测量，我们揭示了局部原子结构的障碍，其特征在于非周期性堆叠和不相干的交替排列的$\rm Na$和$\rm K$原子。我们还研究了在$\rm NaKNi_2TeO_6$中$\rm Na$和$\rm K$离子的混合电化学传输和存储的可能性。特别地，我们报道了在低比电流（即，当使用基于离子液体的电解质溶液将基于$\rm NaKNi_2TeO_6$的正电极与室温$\rm NaK$液体合金负电极组合时，$< 10\, \rm mA\, g^{-1}$）的性能。这些结果代表了使用定制阴极活性物质用于利用室温液体碱金属合金材料的无枝晶电化学能量存储系统的一个步骤。
2021-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Pressure dependence of atomic dynamics in barocaloric ammonium sulfate: I. Rotations
使用压热材料的固态冷却是一种环保、廉价和高效的冷却方式。为了设计出可供使用的压热化合物，必须了解它们在工作条件下的热力学行为。为此，我们研究了分子离子晶体硫酸铵在压力下的旋转动力学，提供详细的洞察其大的压热效应的起源。使用准弹性中子散射实验，我们表明，铵阳离子的旋转是由压力促进在低熵相，与旋转的“跳跃”运动的频率增加的压力诱导的相变接近。我们解释这种不寻常的行为在竞争的氢键网络的两个阶段所代表的。这项工作包括最近开发的低背景，高压气体细胞的中子散射的第一个结果，展示其权力在获得高精度测量压力下的分子动力学。
2022-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen Partial Pressure during Pulsed Laser Deposition: Deterministic Role on Thermodynamic Stability of Atomic Termination Sequence at SrRuO3/BaTiO3 Interface
随着对基于氧化物的器件进行钝化的最新趋势，通过脉冲激光沉积（PLD）对表面/界面结构进行原子尺度控制的需求已经增加。特别地，在表面/界面处实现均匀的原子终止是高度期望的。然而，在PLD中的表面形成机制缺乏了解，限制了表面/界面原子堆积序列的故意控制。本文以SrRuO 3/BaTiO 3/SrRuO 3（SRO/BTO/SRO）异质结为模型体系，研究了PLD过程中不同界面终止序列（BaO-RuO 2或TiO 2-SrO）随氧分压（PO 2）的变化。我们发现，一个均匀的SrO-TiO 2终止序列在SRO/BTO界面可以通过降低PO 2到5毫托，无论总的背景气体压力（Ptotal），生长模式，或生长速率。我们的研究结果表明，在PLD的低能量动力学阶段的BTO表面的热力学稳定性可以发挥重要的作用，在表面/界面终止的形成。这一工作为在功能氧化物异质结构中实现终端工程铺平了道路。
2017-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced elastic stability of a topologically disordered crystalline metal--organic framework
本研究通过对比拓扑非周期MOF（TRUMOF-1）与有序MOF-5，发现非周期拓扑可抑制弹性不稳定性，增强框架弹性稳定性，为框架材料力学设计提供反直觉新思路。
2023-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Atomic Ordering in Cubic Bismuth Telluride Alloy Phases at High Pressure
研究了一系列碲化铋化合物从有序金属间相到替代合金再到半有序相的压力诱导相变。用角色散X射线衍射法观察到Bi_4 Te_5、Bi_2 Te和Bi_2 Te化合物在室温下压缩到14--19GPa时形成无序体心立方（bcc）晶体结构的合金。BiTe和Bi 2 Te合金以及先前发现的Bi 2 Te 3和Bi 4 Te 3的高压合金都被发现在约100°C的非常温和的温度下温和退火后显示出原子有序性。在退火时，BiTe从bcc转变为B2（CsCl）晶体结构类型，并且其他相采用其半无序变体，其特征在于在两个晶体学位点之一上的置换无序。相变压力和合金相的原子体积在Bi_mTe_n系列中表现出系统的变化，包括端元Bi和Te。采用第一性原理计算研究了B2型BiTe的电子结构和化学键性质，并确定了有序转变的驱动力.计算得到的B2型BiTe的费米面具有复杂的结构，并预测在20 ~ 60 GPa之间会发生三次拓扑变化。
2016-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Nature of the bonded-to-atomic transition in liquid silica to TPa pressures
第一性原理计算和分析的热力学，结构和电子性质的液体SiO $_2$的特点键合到原子的过渡在0.1- 1.6 TPa和10 $^4$-10 $^5$ K（1- 7 eV），高能量密度制度有关了解行星内部。我们发现强离子键，成为短暂的过渡期间，由于高动力学，与敏感性的转变温度的压力，和我们计算的Hugoniots同意与过去的实验数据。这些结果通过澄清早期地球和大型行星的“岩石”（氧化物）成分中键离解过程的性质，调和了以前的实验和理论发现。
2021-12-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.chem-ph
Magnetic order, disorder, and excitations under pressure in the Mott insulator Sr$_2$IrO$_4$
在原位库仑相互作用和自旋轨道耦合的相互作用的保护下，高压下的Sr $_2$ IrO $_4$是具有顺磁基态的莫特绝缘体的罕见例子。在这里，使用光学拉曼散射，我们测量的声子和磁振子的演变在Sr $_2$ IrO $_4$的压力下，并确定三个不同的磁有序相，最终超过18 GPa的自旋无序状态。一个强大的一级结构相变驱动磁演化在$\sim$ 10 GPa的IrO $_6$笼中的结构各向异性降低，导致海森堡自旋和自旋翻转过渡到$c$轴对齐的反铁磁秩序之间的各向同性交换相互作用越来越多。在海森堡$J_\mathrm{eff}=1/2$赝自旋的无序相中，自旋激发是准弹性的并且连续到10 meV，可能在Sr $_2$ IrO $_4$中托管无带隙量子自旋液体。
2021-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Cluster-based machine learning potentials to describe disordered metal-organic frameworks up to the mesoscale
该研究提出基于团簇的机器学习方法，通过提取局部分子片段扩充训练数据，开发出能准确描述介观尺度无序金属有机框架空间缺陷的机器学习势，并揭示了缺陷对UiO-66衍生结构力学性质的影响。
2025-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Linear response separation of a solid into atomic constituents: Li, Al, and their evolution under pressure
我们提出了由Ball引入的广义伪原子概念的第一个实现，并采用enatom这个名字来减少混淆。这个enatom，它由一个独特的分解的总电荷密度（或潜在的）的任何固体到一个重叠的atomiclike贡献的总和，移动刚性与核的一阶，使用（数值）线性响应方法计算，并分析了面心立方Li和Al在0，35，和50 GPa的压力。这两种简单的面心立方金属（Li是面心立方的，在20-40 GPa范围内是良好的超导体）在压力下表现出不同的物理行为，这反映了Li中共价性的增加和Al中共价性的缺乏。Li和Al中原子电荷和势的非刚性（变形）部分具有相反的符号;它们在压力下只在Li中变大。这些结果建立了一种方法的enatom，其潜在的建设，可用于获得一个真实的空间理解的振动特性和电子-声子相互作用的固体。
2007-02-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Pressure and chemical substitution effects in the local atomic structure of BaFe2As2
用扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）方法研究了BaFe_2As_2、Ba（Fe{0. 937}Co{0. 063}）_2As_2和Ba{0. 85}K{0. 15} Fe_2As_2超导体在As_K吸收边的局域原子结构中K、Co替代和准流体静压（P<9 GPa）的影响. As-Fe键长被发现被Co和K取代略微减小（<~ 0.01埃），而相应的德拜沃勒因子没有任何可观察到的增加。此外，该键被证明是可压缩的（k = 3.3（3）x10^{-3} GPa^{-1}）。在压力和化学取代作用下观察到的As-Fe键的收缩可能与局部Fe磁矩的减小有关，并且应该是Fe基超导体相图中的一个重要的调谐参数。
2012-04-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Quantum Monte Carlo study of the phase diagram of solid molecular hydrogen at extreme pressures
建立氢的相图是实验物理和理论物理的一个重大挑战。单靠实验无法建立高压下固态氢的原子结构，因为氢对X射线的散射很弱。相反，我们对原子结构的理解主要基于密度泛函理论（DFT）。通过比较拉曼光谱的低能量结构中发现的DFT搜索与实验光谱，候选原子结构已被确定为每个实验观察到的阶段。不幸的是，DFT预测金属结构在高达400 GPa的广泛压力范围内具有能量优势，其中实验已知氢是非金属的。在这里，我们表明，更先进的理论方法（扩散量子蒙特卡罗计算）发现金属结构是没有竞争力的，并预测相图与实验合理的协议。这大大加强了候选原子结构精确地模拟实验观察到的相的说法。
2015-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Effect of pressure on the order-disorder phase transitions of $B$-cations in $AB'_{1/2}B''_{1/2}$O$_3$ perovskites
类钙钛矿氧化物$AB'_{1/2}B''_{1/2}$ O $_3$可经历不同的$B$ -阳离子有序度，其可通过合适的合成条件或合成后处理而变化。在这项工作中，较早提出的统计模型的有序-无序相变的$B$ -阳离子扩展到占压力的影响。根据组成，压力被发现要么增加或减少的有序-无序相变温度。在实验室可达到的压力下，相变温度随压力的变化在许多情况下可达几百K，这可能会显著改变原子的有序度。这项工作旨在帮助确定压力如何影响原子有序度，并刺激研究压力对钙钛矿中原子有序-无序相变的影响。
2019-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Benchmarking average atom potentials derived from atomic cluster expansions
Laboratory of Materials Design and Simulation (MADES), Institute of Materials, École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院材料研究所材料设计与模拟实验室）
本文基准测试了从线性原子团簇展开直接导出的平均原子势，证明其能从小型训练数据重现Fe-W和Mo-Nb无序合金的DFT性质，并强调化学位点基组选择的重要性。
2026-10-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Intermixing of Fe and Cu on the atomic scale by high-pressure torsion as revealed by DC- and AC-SQUID susceptometry and atom probe tomography
研究了高压扭转对制备Cu-14 Fe（wt.%）过饱和固溶体的影响，研究了从微观结构的调查，得到一个稳定的状态与纳米晶粒。的变形状态进行了分析与原子探针断层扫描，揭示了增强的溶解度和富铁颗粒的存在。DC-磁滞回线在变形状态下显示出抑制的长程相互作用，并且当在500°C下退火时朝向典型的体磁滞回线演变。变形状态的交流阻抗测量揭示了超顺磁性阻挡峰的存在，以及磁阻相，而后者的过渡遵循Almeida无磁线，与原子探针断层扫描的微观结构调查相吻合。交流阻抗谱表明，在250°C退火时，阻挫态消失。
2020-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Temperature and Pressure-Induced Atomic Structure Evolution During Solidification of Zr50Nb50 Metallic Melt via Molecular Dynamics Simulation
利用分子动力学模拟研究 Zr50Nb50 熔体在温度与压力下的结构演化，发现不同压力下发生向类晶体结构的一级相变，且最终凝固系统主要由类体心立方团簇组成。
2023-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Unraveling the Atomic-Scale Pathways Driving Pressure-Induced Phase Transitions in Silicon
University of Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）
本研究通过分子动力学和固态 nudged elastic band 计算揭示硅在压力下相变的原子尺度机制，结合实验数据解释非均质成核现象。
2024-08-22 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Ab initio study of pressure stabilised NiTi allotropes: pressure-induced transformations and hysteresis loops
采用密度泛函理论研究了静水压力引起的化学计量比NiTi同素异形体的变化。通过模拟准静态压力变化的方式模拟压力诱导的转变，我们表明，实验观察到的B19'相（在其散装形式）相对于另一个单斜相，B19”不稳定。B19”相的较低对称性导致在压力诱导的相变期间Ti和Ni原子（不共享单个晶面）的独特原子轨迹。这种原子轨迹的唯一性被认为是形状记忆能力的必要条件。正向和反向压力诱导跃迁B19“{$\leftrightarrow$ }B19”表现出滞后现象，该滞后现象被证明源于迄今为止未预料到的Born-Oppenheimer能面的复杂性。
2011-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic correlations in the disordered ferromagnetic alloy Ni-V revealed with small angle neutron scattering
我们目前的小角中子散射（SANS）数据收集多晶镍$_{1-x}$ V $_x$样品与$x\geq0.10$确认随机原子分布。我们的目的是确定相关的长度尺度的磁性相关性在铁磁样品与低临界温度$T_c$，显示的迹象，磁性不均匀性的磁化和$μ$ SR数据。SANS研究揭示了这种随机无序铁磁合金中的长程序和短程磁关联共存的特征。我们展示了极化分析的优势，从占主导地位的核散射确定的主要磁贡献。
2020-01-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Uncovering liquid-substrate fluctuation effects on crystal growth and disordered hyperuniformity of two-dimensional materials
该研究利用相场晶体模型揭示液体衬底涨落通过短程噪声促进二维晶体结晶与晶粒生长，并诱导无序超均匀结构，为快速制备高质量薄膜提供新机制。
2024-09-18 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
