Shear induced crystallization of an amorphous system
采用分子动力学模拟和随后的聚类分析方法研究了稳态剪切流对玻璃体系结晶过程的影响。结果揭示了剪切流对系统拓扑有序化过程的两种相反的影响。剪切促进了分离的微晶的形成，并抑制了大团簇的出现。剪切诱导的有序化分两个阶段进行，其中第一阶段主要与微晶的生长有关，而第二阶段是由于所产生的簇的调整和它们的晶格方向的渐进对齐。研究了应变和剪切速率对结晶过程的影响。特别是，我们发现两个合理的剪切速率和剪切下的非晶系统的有序化所需的特征时间尺度之间的唯象关系。
2008-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Crystallization of amorphous alloy of Fe-Cu-Nb-Si-B under the influence of high-power flashing optical radiation
用X射线衍射散射法研究了Fe-Cu-Nb-Si-B系5 BDSR金属玻璃在气体放电闪光灯产生的非相干光辐射影响下的晶化过程。它表明，根据输入功率的大小的闪光灯的合金的结构变化很大的辐射后：在保持非晶结构或形成的几个结晶相在合金中具有不同的定量含量的过程中的短程顺序的变化。找到了形成纳米晶结构的条件。根据Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami动力学分析表明，闪光照射下的初级结晶机制与众所周知的Finemet型合金相关：快速成核，然后是具有D 03结构的纳米晶相α-Fe（Si）的生长减缓。
2010-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Study of the glass transition in the amorphous interlamellar phase of highly crystallized poly(ethylene terephthalate)
聚对苯二甲酸乙二酯（PET）是一种半结晶聚合物，可以从非晶态加热到不同程度的结晶。即使当初级结晶已经完成，二次结晶可以发生进一步退火和修改的非晶层间相的特性。在这项工作中，我们研究了高度结晶的PET的玻璃化转变，并以何种方式通过二次结晶改性。将无定形PET样品在140 ℃和180 ℃之间的温度下退火4小时。用差示扫描量热法监测二次晶化过程，用热激去极化电流法研究剩余层间非晶相的玻璃化转变。采用非等温窗口极化来解决具有明确定义的弛豫时间的模式中的弛豫，随后将其调整为几个标准模型。对实验结果的分析表明，协同效应在层间非晶区有很大程度的降低。结晶温度上的模式的演变表明，大规模的运动逐渐取代更本地化的，具有更高的频率，因为结晶发生在更高的温度。因此，对于较高的退火温度，非晶层间相的玻璃化转变温度趋于较低值。的玻璃化转变的量热扫描的演变模拟从所获得的结果，并显示出相同的行为。这些结果的解释方面，目前的看法有关二次结晶进行了讨论。
2010-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Kinetics of crystallization of FeB-based amorphous alloys studied by neutron thermo-diffractometry
本文用中子热衍射法研究了Fe_（70）Cr_（10）B_（20）和Fe_（80）Zr_（10）B_（10）两种金属玻璃的晶化动力学。结构变化与磁化强度的温度依赖性直接相关。Fe 70 Cr 10 B20的结晶过程分为两步：先共晶α-Fe（bcc）和亚稳的四方相（Fe0.8Cr0.2）3B，然后再共晶转变为稳定相（Fe0.75Cr0.25）2B和更多的α-Fe偏析。这些四元相是磁各向异性的，从而引起大幅度增加的磁性。这种行为类似于Fe 80 B20合金，Cr原子取代了两个晶相中的Fe位置。Fe_（80）Zr_（10）B_（10）也表现出两步过程，其中发生两种多晶型转变。
2008-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Isothermal Annealing Effects on $β$-Relaxations and Crystallization Behaviors in Amorphous GeTe
本文研究非晶GeTe等温退火对β弛豫和结晶的影响，发现退火抑制β弛豫并增强Peierls畸变，从而减缓结晶动力学，降低结晶随机性。
2025-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Percolation-driven $β$ -relaxation enables resonant acceleration of crystallization in amorphous phase-change materials
Wuhan National High Magnetic Field Center and School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院）；Institute of Physics (IA), RWTH Aachen University（亚琛工业大学物理研究所）；Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik II (IWE II), RWTH Aachen University（亚琛大学电气工程材料研究所II）；Institut für Werkstoffe der Elektrotechnik I (IWEI), RWTH Aachen University（亚琛大学电气工程材料研究所I）；Center for Alloy Innovation and Design (CAID), State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials, Xi’an Jiaotong University（西安交通大学材料力学行为国家重点实验室合金创新与设计中心）；Department of Chemistry, Aarhus University（奥胡斯大学化学系）；CENSEMAT Center for Sustainable Energy Materials, Aarhus University（奥胡斯大学可持续能源材料中心）
通过共振激发β-弛豫，利用介电弛豫驱动的原子渗透加速非晶相变材料结晶过程。
2026-03-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Real-time observation of the isothermal crystallization kinetics in a deeply supercooled liquid
低于熔化温度时，$T_m$晶体是典型的元素或分子体系的稳定相。然而，将液体冷却到低于$T_m$，结晶是不可避免的。液体可以过冷，最终形成低于玻璃化转变温度$T_g$的玻璃。尽管它们具有长的寿命和产生表观稳定性的强势垒的存在，但过冷液体和玻璃保持固有的亚稳态和对晶体的热稳定性不稳定。在这里，我们研究了在深过冷液体在1100 K，大约一半之间的$T_m$和$T_g$的原型强玻璃形成剂GeO $_2$的等温结晶动力学。结晶过程已通过时间分辨中子衍射观察了约三天。数据显示，无定形结构向α-石英相连续重组，最终材料由陷入低密度残余无定形基质的结晶域组成。的衍射图案的定量分析，可以确定的时间演变的相对分数的晶体和非晶，这是通过一个经验模型解释的结晶动力学。这种方法提供了一个很好的描述的实验数据，并确定了晶体和非晶之间的捕食者-猎物一样的机制，密度变化作为阻挡屏障。
2016-11-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Experimentally Constrained Molecular Relaxation: The case of hydrogenated amorphous silicon
我们已经将我们的实验约束分子弛豫技术（P. Biswas { \it et al}，Phys. Rev. B { \bf 71} 54204（2005））扩展到氢化非晶硅：构建了具有7.4%氢的540原子模型和具有22%氢的611原子模型。从一个随机构型出发，利用物理相关约束、{ \it ab initio}相互作用和实验静态结构因子，我们构建了氢化非晶硅的真实模型。我们的模型证实了存在一个高频局域带的振动态密度由于Si-H振动，已观察到在最近的振动瞬态光栅测量等离子体增强化学气相沉积薄膜的氢化非晶硅。
2007-09-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Reverse Monte Carlo modeling of amorphous silicon
本文提出了一种研究非晶四面体半导体的反向蒙特卡罗算法。考虑到一些约束条件，描述四面体键的几何形状以及径向分布函数，我们构建了一个模型的非晶硅使用逆蒙特卡罗技术。从一个完全随机的配置，我们产生了一个模型的非晶硅含有500个原子密切再现实验静态结构因子和键角分布和改进的协议与电子性质。与现有的逆向蒙特卡罗模型进行了比较，并强调了实验数据之外的适当约束的重要性。
2004-01-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Computer simulation of low-energy excitations in amorphous silicon with voids
利用经验分子动力学方法研究了纯非晶硅4096原子大模型和在此基础上建立的一组具有不同尺寸空洞的模型的低能振动，通过对动力学矩阵的精确对角化，得到了模型的数值振动本征值和本征向量.计算结果表明，在含空洞的非晶硅模型中，存在着结构相当复杂的局域低能振动激发。根据它们的空间定位模式，我们试图将这些激发分类为与空隙相关的模式和与空隙与硅网络应变区相互作用相关的“混合”模式。
1999-09-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Femtosecond Laser-induced Crystallization of Amorphous Sb2Te3 film and Coherent Phonon Spectroscopy Characterization and Optical Injection of Electron Spins
采用飞秒激光辐照晶化技术将非晶Sb_2Te_3薄膜转变为晶化薄膜。利用高灵敏度的相干声子谱（CPS）技术研究了非晶Sb_2Te_3薄膜在辐照后的晶化过程。CPS揭示了对应于晶体Sb 2 Te 3的特征声子模式的两个声子模式的振动强度，随着激光照射能量密度（LIF）的增加而增强，显示出LIF的结晶度的上升，并且飞秒激光照射是一种良好的后处理技术。利用时间分辨圆偏振泵浦-探测光谱研究了激光诱导晶化Sb_2Te_3薄膜的电子自旋弛豫动力学。实验结果证实了自旋相关的光学跃迁选择定则的有效性和基于自旋光栅的类Sb 2 Te 3拓扑绝缘体自旋等离激元集体模瞬态光学探测方案的可行性.
2011-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetization controlled by crystallization in soft magnetic Fe-Si-B-P-Cu alloys
软磁材料具有低矫顽场和高磁导率。最近，由于具有几十纳米的小晶粒尺寸的纳米晶合金表现出与金属玻璃相当的低矫顽场，因此使用退火金属玻璃获得的纳米晶合金引起了人们的极大兴趣。纳米晶软磁材料通过控制晶粒尺寸来获得优异的软磁性能，晶粒的微观结构对软磁性能有着重要的影响。在本研究中，我们研究了由退火金属玻璃得到的Fe-Si-B-P-Cu纳米晶软磁合金的磁性。在晶化过程中，观察结果揭示了所产生的组织和软磁性能之间的相关性。
2022-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Topological and topological-electronic correlations in amorphous silicon
本文研究了非晶硅的几种结构模型，并讨论了它们共同的结构和电子特性。我们注意到短期债券之间的空间相关性，以及长期债券之间的类似相关性。这种效应在系统的第一原理松弛和有限温度下持续存在。接下来，我们探讨了带尾态的性质，发现这些态具有有序结构。我们详细的本地几何形状和带尾之间的相关性。
2007-09-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
The Effect of Strained Bonds on the Electronic Structure of Amorphous Silicon
几种非晶硅结构的产生使用一个经典的分子动力学（MD）协议的熔化和淬火与不同的淬火速率。这些结构的计算的电子性质的分析表明，中间带隙态密度的a-Si，这是感兴趣的太阳能电池和薄膜晶体管的应用可以关联到键角标准偏差。我们还发现这个参数可以很好地决定a-Si的过剩能量，这是理论上生成实际a-Si原子结构的一个重要判据。
2020-12-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Surface Crystallization of Monoatomic Pd Metallic Glasses
从无定形原子结构结晶通常被视为追求较低能量状态的自发过程，但对于合金系统，由于固有的结构和组成复杂性，通常难以阐明。在这里，通过电子束照射，我们发现表面限制，从而在单原子Pd金属玻璃，这是由于表面和内部之间的结构差异的系统中的尺寸依赖的结晶。表面晶化的平衡厚度是可控的，这为制备新型纳米结构提供了一种很有前途的方法。该研究被认为提供了从纳米尺度到块体尺寸的固体非晶到结晶相变的一般理解。
2020-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic Origin of Urbach Tails in Amorphous Silicon
指数带边已经在各种材料中观察到，包括晶体和非晶体。在本文中，我们推断这些尾巴在非晶和有缺陷的晶体硅的结构起源的直接计算与电流{ \it ab initio}方法。我们发现，指数尾出现在放松模型的金刚石与适当的点缺陷。在非晶硅（a-Si）中，我们发现网络中存在短键和长键的结构丝，并且在两个带尾的极端边缘附近的尾态也是连续的，在结构丝上有许多局域化。我们连接的存在下，这两个灯丝系统的缺陷和/或拓扑紊乱的存在下，结构松弛。
2008-02-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Real space information from Fluctuation electron microscopy: Applications to amorphous silicon
复杂材料的理想模型必须满足关于系统的所有可用信息。通常，该信息由实验数据、隐含于复杂的原子间相互作用的信息和潜在的其他{ \it先验}信息组成。通过将第一性原理或紧束缚信息与实验数据结合起来，我们开发了一种方法：实验约束分子弛豫（ECMR），它使用{ \it all}可用的信息。我们应用该方法来模拟中程有序非晶硅使用起伏电子显微镜（FEM）的数据作为实验信息。本文对中程有序的次晶模型进行了研究，提出了一种基于非晶硅中空穴的次晶模型。我们的工作表明，薄膜的非晶硅显示中程秩序（在FEM实验）可以准确地表示由一个连续的随机网络模型与不均匀性组成的有序晶粒和空隙分散在网络中。
2007-07-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Universal two-step crystallization of DNA-functionalized nanoparticles
我们研究了通过DNA杂交可逆地束缚的纳米颗粒的结晶动力学。我们表明，结晶容易发生，只有在一个狭窄的温度“槽”，并始终通过两步的过程，介导的高度连接的无定形中间体进行。对于较低温度的淬火，非晶态下解链的动力学足够慢，以致结晶受到动力学阻碍。这解释了在这些系统中形成晶体的困难。蛋白质和胶体结晶行为的强烈相似性表明，这些不同的系统以一种明显普遍的方式结晶。
2010-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Vibrational properties of amorphous silicon from tight-binding O(N) calculation
在紧束缚方法的框架下，我们提出了一个O（N）算法来研究非晶硅的振动性质。的动力学矩阵元素已在谐波近似利用短程性质的密度矩阵计算的振动态密度，然后从标准的O（$N^4$）算法获得相同的比较数值评估。为了说明的目的，1000个原子的模型进行了研究，使用参与数计算的振动本征态的局域化特性。
2002-01-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Microstructure, vacancies and moments of nuclear magnetic resonance of hydrogenated amorphous silicon
最近的氢化非晶硅红外吸收光谱实验表明，当氢浓度高达14%时，样品中存在单空位和双空位。出于这一观察，我们研究了氢的微观结构中的两个模型网络的富氢非晶硅的分布（氢），缺陷的存在下，特别强调的性质，以及在低和高浓度的氢的核磁共振谱的特征。我们的研究揭示了空缺的存在，这是模型网络的内置功能。该研究还证实了网络中存在各种氢化物构型，包括从硅单晶和硅双晶到开链状结构，这些结构已在红外和核磁共振实验中观察到。根据网络中自旋（氢）分布的知识计算了核磁共振谱的宽线宽和窄线宽。
2010-08-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Mechanism of saponite crystallization from a rapidly formed amorphous intermediate
虽然粘土是地球风化引擎中至关重要的矿物相，但目前还不清楚它们是如何在（接近）环境压力和温度的表面环境中形成的。大多数合成路线，试图让人们了解合理的机制，依赖于热液条件，但许多地质研究表明，粘土实际上可能形成在中等温度（< 100摄氏度）。C）在大多数陆地环境中。在这里，我们提出了低温（25-95度）的机制。C）合成镁粘土皂石的结晶。我们描述了在反应的各个子阶段的途径，因为我们来自高能X射线衍射，红外光谱和透射电子显微镜数据。我们的研究结果表明，皂石通过两个阶段的过程结晶：1）快速（几分钟）共沉淀，其中约20%的可用镁结合到铝硅酸盐网络中，然后2）慢得多的结晶机制（数小时至数天），其中剩余的镁逐渐结合到生长的皂石片结构中。
2020-06-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Energy landscape of relaxed amorphous silicon
我们分析了一个很好的放松1000原子模型的非晶硅的能量景观的结构，使用激活-弛豫技术（ART新）。从一个最小值开始产生超过40，000个事件，我们发现激活机制本质上是局部的，它们在整个模型中均匀分布，并且激活能受到断裂一个键的成本的限制，而与机制的复杂性无关。活化能垒分布的整体形状也对配置的确切细节不敏感，这表明良好松弛的配置基本上看到相同的环境。这些结果强调了这种材料中弛豫的局部性质。
2003-01-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Microstructural Evolution and Crystallization Behavior of Amorphous Medium-Entropy Ti-Nb-Zr-Ag Thin Films
New Technologies Research Centre, University of West Bohemia（新技术中心，西波希米亚大学）；H.H. Wills Physics Laboratory, University of Bristol（布里斯托尔大学 H.H. 威尔斯物理实验室）；Laser Center HM, Munich University of Applied Sciences HM（慕尼黑应用科学大学 HM 激光中心）；Department of Physics, University of Warwick（华威大学物理系）
含Ag的非晶中熵合金通过退火展现出稳定的结晶结构，为生物医学应用提供了多功能表面涂层的潜力。
2026-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Anderson transition and thermal effects on electron states in amorphous silicon
我讨论的基础上大规模计算与现实的几千个原子模型的电子态的非晶硅的性质。一个相对简单的本地化扩展（安德森）过渡模型进行审查。然后，考虑了热无序对局域电子态的影响。研究发现，在容易接近的条件下，局域态（带隙或带尾）及其共轭能可能会发生剧烈的波动。简要讨论了非绝热原子动力学对掺杂或光激发系统的可能重要性。
1999-09-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependent vibrational spectra in non-crystalline materials: application to hydrogenated amorphous silicon
基于从头算分子动力学、改进的信号处理技术和计算机可视化技术，提出了一种新的无参数非晶态材料结构、动力学和电子性质的模拟方法。该方法已被广泛测试，通过调查氢和硅动力学在氢化非晶硅（a-Si：H）。通过比较理论和实验的振动光谱，我们演示了如何将振动特性与结构稳定性，成键和氢扩散。我们提取的微观特征，不能通过其他技术，即氢迁移和相关的键切换，悬挂键钝化，低氢活化能，和a-Si：H稳定性一般，我们表明，通过分析的测试案例，我们的方法提供了一个严格和现实的描述非晶材料。我们还表明，这种方法提供了访问非晶硅的其他重要的宏观特性的可能性，并可用于模拟所有方面的a-Si：H动力学，包括有害的Staebler-Wronski效应。
2007-11-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Interplay of Crystallization and Amorphous Spinodal Decomposition during Thermal Annealing of Organic Photoactive Layers
Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg for Renewable Energy, Forschungszentrum Jülich（亥姆霍兹埃尔朗根-纽伦堡可再生能源研究所，于利希研究中心）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）；Technion Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
本研究通过相场建模揭示热退火过程中晶体生长与非晶分相的相互作用，为有机光电材料的形态控制提供理论依据。
2025-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of solid state crystallization of boron polymorphs at ambient and high pressures
本文系统地研究了多晶型硼（α-B_（12），β-B_（106），γ-B_（28），T-B_（52））与非晶硼（am-B）之间的固态相变。很明显，阶段的奥斯特瓦尔德规则在相变过程中起着重要的作用，不仅是无定形硼，但也结晶形式。我们观察到四硼酸盐T-B_（52）从高纯度（99.99%）的非晶相结晶，然而，它不能容易地与B_（50）C_2硼化合物区分。影响非晶相转变的因素很多，不仅可以观察到已知的am-B \rightarrow α-B12和am-B \rightarrow β-B106转变，而且还可以观察到迄今尚未报道的am-B \rightarrow T-B52转变。在~14 GPa下，结晶顺序变为β-B106 \rightarrow α-B12 \rightarrow γ-B28，而在~11 GPa下仍观察到T-B52的中间结晶。这明确地表明，α-B12在高压下比β-B106更稳定，并且使得在非常高的压力和中等温度（低于1600 K）下，即在其稳定性范围之外，可以将高纯度的普通β相至少部分地转化为α-B12。
2011-10-08 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Activated mechanisms in amorphous silicon: an activation-relaxation-technique study
在低温下，非晶硅中的动力学通过一系列离散的激活事件发生，这些激活事件局部重组拓扑网络。使用的激活-松弛技术，一个数据库，包含超过8000个这样的事件被生成，和事件进行了分析，相对于他们的能量障碍和不对称性，位移和体积膨胀/收缩。特别注意那些事件对应的扩散协调缺陷。的能量是没有明确的相关位移，也没有与缺陷密度以及放松配置。然而，我们发现与局部体积膨胀的一些相关性：它倾向于增加约4 eV/μ $^3$。这些事件的拓扑性质也进行了研究，他们表现出意想不到的丰富多样性。
1999-05-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Tight-binding study of structure and vibrations of amorphous silicon
我们提出了一个紧束缚计算，第一次，准确地描述了非晶硅的结构，振动和弹性特性。我们计算原子间的力常数，并找到一个非物理的功能的Stillinger-Weber经验势，与一个非常注意的错误，与该潜在的径向分布函数。我们还发现，径向分布函数的固有的第一峰是不对称的，与通常的假设在衍射数据的分析。我们使用我们的结果的正常模式的频率和偏振矢量，以获得径向分布函数上的零点展宽效应，使我们能够直接比较理论和高分辨率的X射线衍射实验。
2004-05-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Textured organic ferroelectric films from physical vapor deposition and amorphous-to-crystalline transition
铁电性是微观电偶极子的集体行为，晶化是铁电性产生的关键。另一方面，不受控制的晶化导致不均匀的形貌和随机的晶体取向，这削弱了铁电薄膜的应用潜力。在这项工作中，我们介绍了一种薄膜的制造方法，低温物理气相沉积，然后抑制结晶，与电性能实时监测原位测量。采用该方法制备了2-甲基苯并咪唑（MBI）薄膜，其分子晶体是质子转移型双轴铁电体，并且倾向于生长成刺猬状球晶形貌。原位测量证实，结晶，对应于一个明确的过渡的物理性质，主要发生在沉积后变暖。这使得微米厚的膜在盘状形态与一个偏振轴沿面外方向对齐的制造，而测得的自发极化和矫顽场是可比的单晶值。这些结果标志着薄膜生长的一个重要进展，预计将广泛受益于分子材料薄膜的功能特性取决于结晶，以实现所需的形态和结晶度的制造。
2021-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Mesoscale computational study of the nano-crystallization of amorphous Ge via a self-consistent atomistic - phase field coupling
锗是许多相变材料中的基本元素，即可以在其结晶相和非晶相之间进行可逆转变的系统。它们被广泛用于当前的数字电子产品中，并为下一代非易失性存储器设备带来了巨大的希望。然而，这些应用所需的超快相变可能是非常复杂的，即使是单组分系统，这些现象的物理理解仍然缺乏。在本文中，我们研究了在高温下从非晶薄膜结晶Ge的成核和生长相场模型通知的基本材料性质的原子计算。的原子计算捕获的Ge晶格的各向异性，这导致在界面能和迁移率的取向依赖性的全部。这些取向关系，然后准确地恢复相场模型在有限厚度通过一种新的参数化策略的基础上的不变性解决方案的Allen-Cahn方程。通过这种多尺度方法，我们研究了成核和生长之间的相互作用，发现结晶Ge晶粒的平均半径和成核速率之间的关系遵循简单的Avrami型标度律。我们认为，这些可以用来覆盖一个广泛的区域的成核率空间，从而方便与实验比较。
2013-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Atomic vibrations in disordered systems: Comparison of disordered diamond lattices and a realistic amorphous silicon model
力常数和位置无序已被引入到金刚石晶格模型中，试图模仿一个现实的非晶硅模型的振动特性。这两种类型的障碍本身都不足以模仿现实模型。通过比较这些模型的谱密度，它表明，这两种疾病的组合是一个更好的表示，但仍然不完全令人满意。拓扑无序在这些模型中进行了研究，通过重新编号的原子和检查的动力学矩阵图形。实际模型的动力学矩阵与位置无序晶格模型的动力学矩阵相似，这意味着两个系统中的短程有序是相似的。
2004-09-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Internal mechanical dissipation mechanisms in amorphous silicon
利用激活-弛豫技术，我们在非晶硅（a-Si）模型中寻找二能级系统（TLS）。TLS是与内部机械耗散相关的机制，并且是最大引力波探测器的最敏感频率范围内的主要噪声源，也是许多量子计算机中退相干的主要来源之一。我们发现，在a-Si中，感兴趣的TLS的大部分分为两个主要类别：键缺陷跳跃的邻居交换拓扑缺陷和Wooten-Winer-Weaire键交换。这些类别的分布在很大程度上取决于a-Si的制备时间表。我们使用我们的结果来计算非晶硅的机械损耗，导致在室温下的0.001的损耗角，在某些配置中在150 K时降低到0.0001。我们的建模结果表明，多类事件可能会导致实验相关的TLS在无序材料，因此，可能需要多种衰减策略，以减少其影响。
2022-09-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Two-Level Systems in Evaporated Amorphous Silicon
在$e$ -束蒸发非晶硅（$a$ -Si）中，分别由比热$C$和内耗$Q^{-1}$测量确定的二能级系统（TLS）$n_{0}$和$\overline{P}$的密度已被证明变化超过三个数量级。在这里，我们表明，$n_{0}$和$\overline{P}$是成比例的比例常数，这是一致的测量时间依赖性提出的黑色和Halperin，并不需要引入额外的异常TLS。然而，$n_{0}$和$\overline{P}$强烈地依赖于膜的原子密度（$n_{\rm Si}$），该原子密度依赖于膜厚度和生长温度两者，这表明$a$ -Si结构是异质的，具有在致密的非晶网络中形成的纳米空隙或其它较低密度区域。文献数据的综述表明，这种原子密度依赖性不是$a$ -Si所独有的。这些发现表明TLS不是无定形网络所固有的，而是需要异质结构才能形成。
2015-06-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Nanocrystalline Zr3Al Made through Amorphization by Repeated Cold Rolling and Followed by Crystallization
反复冷轧使金属间化合物Zr 3Al发生严重变形。通过X射线衍射表明，这导致非晶化。TEM研究表明，非常小的纳米晶体的均匀分布的碎片是存在于非晶基体中，这是不解决的X-射线衍射。在加热到773 K后，非晶结构的结晶导致非平衡Zr 2Al相的小晶粒（直径为10 - 20 nm）的完全纳米晶结构。可以得出结论，保留在非晶相的碎片作为核。在加热到973 K后，晶粒长大到直径约100 nm，并开始形成化合物Zr 3Al，这与合金成分相对应。
2010-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Predicting emergence of crystals from amorphous matter with deep learning
Google DeepMind（谷歌DeepMind）
针对非晶相结晶产物预测难题，提出利用通用深度学习势采样局部结构基元结晶路径的方法，可高精度预测多类无机材料的初始成核晶体结构，为合成新亚稳态晶体提供新途径。
2023-10-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cs.LG
Signatures of paracrystallinity in amorphous silicon
本研究通过机器学习驱动的量子力学精度模拟，系统采样淬火非晶硅构型空间，证明次晶态模型与现有实验观测一致，为非晶硅结构理论提供了统一解释。
2024-07-23 cond-mat.dis-nn 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
Effect of low-temperature annealing on the void-induced microstructure in amorphous silicon: A computational study
我们提出了一个计算研究的空隙诱导的微结构在非晶硅（$\it a$ -Si）通过产生超大型模型的$\it a$ -Si的空隙体积分数为0.3 $\%$，在小角X射线散射（SAXS）实验中观察到。本文用约化对关联函数和非晶硅原子形状因子的傅里叶变换计算散射强度，研究了小角X射线散射中空洞形貌与散射强度之间的关系。低温（$\le$ 600 K）退火对散射强度和空隙的微观结构的影响已得到解决，特别强调的形状和大小的空隙，通过研究原子重排的空隙表面和计算的平均回转半径的空隙从表面原子的空间分布和强度图在Guinier近似。该研究表明，低温退火可以导致相当大的孔隙表面的重组，这是清楚可见的三维形状的空隙，但它可能不一定反映在一维散射强度图。
2018-08-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Nucleation and crystallization process of silicon using Stillinger-Weber potential
我们在NVT系综下研究了Stillinger-Weber硅中的均匀形核过程。一个明确的一阶从液体到晶体相的转变，观察到动力学和结构的证据的转变。在0.75 T_m时，临界团簇尺寸约为175个原子.团簇的寿命分布作为其达到的最大尺寸的函数遵循逆高斯分布，这是最近从经典成核理论（CNT）预测的。然而，虽然有一个定性的协议与CNT，从模拟获得的自由能曲线显着不同的理论预测，这表明最近发现的低密度液相可以在成核过程中发挥作用。
2004-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Molecular dynamics simulation of silicon nanoparticle crystallization during laser-induced forward transfer printing
University of Arkansas（阿肯色大学）
本研究通过分子动力学模拟揭示了LIFT印刷中硅纳米颗粒结晶过程，发现纳米限制可诱导单晶结构形成，为单晶器件制造提供理论支持。
2026-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Optical Absorption and Electron Paramagnetic Resonance of the E'-alpha Center in Amorphous Silicon Dioxide
本文报道了用光学吸收谱（OA）和电子顺磁共振谱（EPR）联合研究非晶二氧化硅（a-SiO_2）中的E '-α点缺陷。这种缺陷已在β射线照射和热处理的缺氧a-SiO2材料中进行了研究。我们的结果指出，E '-α中心是负责OA高斯带峰值为5.8 eV，并具有0.6 eV的半高宽（FWHM）。相关电子跃迁的振子强度估计为0.14。此外，我们已经发现，这OA带是非常相似的E '-γ中心在相同的材料中诱导，这表明相关的电子跃迁涉及高度本地化的结构上共同的两个缺陷的状态。
2008-05-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Propagating elastic vibrations dominate thermal conduction in amorphous silicon
非晶态固体中的热原子振动可以通过它们是作为弹性波传播还是由于缺乏原子周期性而不传播来区分。在a-Si中，先前的工作得出结论，非传播波是热传输的主要贡献者，而传播波被限制在小于几个THz的频率，并且被非谐性散射。在这里，我们提出了一个晶格和分子动力学分析的振动a-Si，支持一个定性不同的图片中，传播的弹性波占主导地位的热传导和散射的弹性波动，而不是非谐性。我们明确地证明了频率接近10太赫兹的振动的传播性质，使用触发波计算实验。我们的工作表明，大多数热量是通过在a-Si中传播弹性波进行的，并展示了一条通过操纵弹性波动来实现非晶材料极端热性能的途径。
2017-04-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Character of the reaction between molecular hydrogen and silicon dangling bond in amorphous SiO_2
在不同温度下原位研究了激光照射非晶SiO_2（二氧化硅）中产生的硅悬挂键缺陷（E'中心）的扩散H2钝化。结果表明，E'心与H_2反应的活化能为0.38eV，反应动力学不受扩散限制。并与前人对二氧化硅中另一个基本的顺磁点缺陷--非桥氧空穴中心的研究结果进行了比较。此外，提出了与文献数据的表面E'中心，嵌入在二氧化硅薄膜中的E'中心的反应性质，并与理论计算进行比较。特别地，与表面E'心与H_2的反应性质的密切一致导致得出这样的结论：体E'和表面E'的种类与它们与分子氢的反应性质是不可区分的。
2007-03-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Examining normal modes as fundamental heat carriers in amorphous solids: the case of amorphous silicon
几十年来，原子振动的简正模分解一直被用来提供对非晶态固体中热输运的微观理解。在简正模方法中，很自然地假设原子围绕其平衡位置振动，并且各个简正模是传输热量的基本振动激发。随着简正模方法和实验测量的预测的丰富，我们仔细地分析了这些计算在非晶硅，一个模型非晶态固体。我们发现了一些差异，表明在非晶态固体中，将单个简正模作为基本热载体处理可能是不准确的。此外，我们对非晶硅的经典和从头算分子动力学模拟证明了很大程度的原子扩散，特别是在高温下，从而得出结论，从液体动力学的角度而不是从结晶固体的角度出发，可以更好地描述非晶态固体中的热输运
2021-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Model for crystallization kinetics: Deviations from Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami kinetics
我们提出了一个简单而通用的模型，以了解从著名的Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami动力学理论中发现的金属再结晶和非晶半导体结晶的偏差。我们分析了动力学的转变和产品材料的晶粒尺寸分布，发现我们的模型和现有的实验数据之间有很好的整体协议。如此获得的信息可以帮助将由于沿着一些区域预先存在的各向异性而引起的上述实验偏差与沉积期间非晶相的一定程度的结晶度或更一般地与衬底的杂质或粗糙度相关联。
1999-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
A microscopic description of light induced defects in amorphous silicon solar cells
使用量子和经典的计算方法相结合，我们在非晶硅的电子结构模型，以获得负责太阳能电池的光致退化的微观原子配置的理解。我们证明，应变硅键的区域可能是重要的悬空键为载流子的陷阱。此外，我们的研究结果表明，缺陷优先形成时，在非晶硅中的区域包含一个洞和光诱导激发。这些结果与实验观察到的温度、时间和压力的令人困惑的依赖关系一致。
2008-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio estimate of temperature dependence of electrical conductivity in a model amorphous material: hydrogenated amorphous silicon
我们提出了一个从头计算的直流电导率的非晶硅和氢化非晶硅。Kubo-Greenwood公式被用来获得直流电导率，通过热平均超过扩展的动态模拟。它的应用无序固体进行了讨论。电导率计算了一个很宽的温度范围内，掺杂是探索在一个天真的方式，通过移动费米能级。我们观察到了Meyer-Neldel电导率规则，其中E_MNR = 0.06 eV，a-Si：H的电阻温度系数为电阻温度系数TCR ~ -2.0% K^-1。在一般情况下，实验趋势再现这些计算，这表明在其他无序系统的载流子输运建模的方法可能的效用。
2007-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Extended-range order in tetrahedral amorphous semiconductors: The case of amorphous silicon
本文用Monte Carlo和分子动力学模拟得到的超大原子模型研究了非晶硅（$a$ -Si）中原子对关联函数中存在的扩展有序。扩展范围的秩序表现为径向振荡的形式，在20-40埃的长度尺度上，这是通过直接分析原子的径向分布在遥远的配位壳层和比较相同的从信息论的角度来看，从一类部分有序的网络的Si原子和无序配置的晶体硅。该研究表明，扩展范围的径向振荡主要源于径向有序的传播，从最初的几个原子壳层的距离高达40埃。这些振荡的影响上的第一个尖锐的衍射峰（FSDP）的结构因子得到一个半解析表达式的静态结构因子的$a$ -Si，并计算与截断的径向信息从遥远的壳的FSDP的强度的误差估计。结果表明，扩展范围的振荡没有任何明显的影响的位置和强度的FSDP，这主要是由中程原子的相关性的长度为20埃的非晶硅。
2022-02-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Atomistic simulation of nearly defect-free models of amorphous silicon: An information-based approach
我们提出了一种基于信息的总能量优化方法来产生几乎无缺陷的非晶硅结构模型。利用无序四面体网络的几何、结构和拓扑信息，我们已经证明，生成非晶硅的结构构型是可能的，这优于从传统的反向Monte Carlo和分子动力学模拟获得的模型。这里提出的新的数据驱动的混合方法是能够产生原子模型的结构和电子特性，这是与那些从修改后的Wooten-Winer-Weaire（WWW）模型的非晶硅。结构，电子和热力学性质的混合模型进行比较，从使用机器智能为基础的潜力和有效的经典分子动力学模拟，在最近的文献中报道的最佳动力学模型。我们已经表明，与WWW模型，我们的混合模型代表了迄今为止最好的结构模型之一，结合实验衍射数据和一些结构约束的总能量为基础的蒙特卡罗方法。
2019-01-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Atomistic simulation of light-induced changes in hydrogenated amorphous silicon
我们采用从头算分子动力学方法模拟氢化非晶硅对光照的响应（Staebler-Wronski效应）。我们获得了更好的微观理解的PV操作，计算H原子的运动，和模式的光致降解的photopolics。澄清了现有的aSi：H光致变化模型，说明了Branz 3的氢碰撞模型基本正确。
2005-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Atomic and electronic structures of a vacancy in amorphous silicon
局部地，在良好退火的非晶硅中的原子结构看起来类似于晶体硅。我们在这里解决的问题是否点缺陷，特别是空位，在非晶硅也类似于晶体。从密度泛函理论计算大量的几乎无缺陷的配置，放松后，原子已被删除，我们得出的结论是，几乎没有相似之处。该分析是基于形成能，弛豫能，键长，键角，Voronoporous体积，配位，原子电荷和电子间隙状态。所有这些量在非晶硅中跨越一个大的和连续的范围，而原子的去除导致形成一到两个键缺陷和局部原子密度的降低，键合网络的弛豫是非常有效的，并且空位的签名通常不同于晶体中的空位。
2019-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Amorphous to Crystalline Transformation: How Cluster Aggregation Drives the Multistep Nucleation of ZIF-8
本研究结合谐波光散射与 NMR 波谱，揭示 ZIF-8 经带电 PNCs 聚集、释放配体质子形成中性 APPs 并入单体后结晶的多步成核机制。
2025-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Relaxation and derelaxation of pure and hydrogenated amorphous silicon during thermal annealing experiments
用拉曼光谱和差示扫描量热法分析了纯非晶硅（a-Si）和氢化非晶硅（a-Si：H）材料在热退火实验中的结构弛豫。与a-Si不同，从a-Si：H中放出的热不能用Si-Si网络应变的弛豫来解释，但它揭示了键角应变的弛豫。由于退火后的弛豫状态是非常相似的纯和氢化材料，我们的研究结果提供了强有力的实验支持预测的a-Si和晶体硅之间的构型间隙。
2010-07-08 cond-mat.mtrl-sci
