The electronic structure of zircon-type orthovanadates: Effects of high-pressure and cation substitution
研究了四种含孤立钒酸根离子的三元金属氧化物的电子结构。锆型YVO 4，YbVO 4，LuVO 4和NdVO 4的高压光吸收测量高达20 GPa的研究。基于密度泛函理论的第一性原理计算也被执行来分析作为压力的函数的电子能带结构。费米能级附近的电子结构主要来源于钒酸根离子的分子轨道，但阳离子取代影响这些电子状态。所研究的钒酸盐，与NdVO 4的例外，经历锆白钨矿结构相变，导致带隙能量的崩溃。压力系数dEg/dP显示锆石相为正值，白钨矿相为负值。NdVO 4经历了一个锆石独居石白钨矿结构序列与两个相关的带隙崩溃。
2012-01-25 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
In situ high-pressure synchrotron x-ray diffraction study of CeVO4 and TbVO4 up to 50 GPa
采用金刚石对顶砧装置，以氖为传压介质，在50 GPa压力下对锆型TbVO_4和CeVO_4进行了室温角色散X射线衍射测量。在TbVO 4中，我们发现在6.4 GPa下压力引起的不可逆结构相变从锆石到白钨矿型结构的证据。在33.9 GPa下发现了第二次向M-富铝尖晶石型结构的转变，这是可逆的。锆型CeVO 4具有两个压力诱导的转变。首先，在5.6 GPa下不可逆地转变为独居石型结构，然后在14.7 GPa下可逆地转变为正交结构。在实验中没有发现额外的相变或化学分解的证据。还确定了不同相的状态方程和轴向压缩系数。最后，与其他钒酸盐相比，讨论了结构转变的顺序和压缩性，并评论了非流体静力学的影响。
2012-01-25 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Phase stability of lanthanum orthovanadate at high-pressure
当单斜独居石型LaVO_4（空间群为P21/n）在室温下压缩到12 GPa时，发现了向另一种单斜相的相变，高压相的结构与空间群相同（P21/n），但具有更大的晶胞，其中原子数增加了一倍。该转变导致LaVO 4的密度增加8%。这种转变的发生已被确定通过X射线衍射，拉曼光谱，从头计算。这三种技术的结合，使我们能够准确地表征的压力演变的晶胞参数和拉曼（和IR）的活性声子的低和高压相。特别是，室温状态方程已被确定。由压力驱动的晶体结构的变化引起LaVO 4晶体的颜色急剧变化，这表明在单斜向单斜转变的背后，LaVO 4的电子性质发生了重要的变化。
2016-03-23 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Pressure-induced changes of the vibrational modes of spin-crossover complexes studied by nuclear resonance scattering of synchrotron radiation
记录了自旋交叉复合物STP和ETP的核非弹性散射（NIS）谱（STP = [Fe（1，1，1-三[N-（2-吡啶基甲基）-N-甲基氨基]甲基g-乙烷）]（ClO 4）2和ETP = [Fe（1，1，1-三[N-（2-吡啶基甲基）-N-甲基氨基]甲基g-丁烷）]（ClO 4）2）在30 K和室温下以及在环境压力和外加压力下（2.6 GPa）。通过降低温度和在室温下施加压力观察到从高自旋（HS）到低自旋（LS）状态的自旋转变，并且由于LS异构体中较小的体积而被分配给铁键拉伸模式的硬化。
2012-06-15 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Dissociation of high-pressure solid molecular hydrogen: Quantum Monte Carlo and anharmonic vibrational study
本文对高压下固体氢的分子-原子跃迁进行了理论研究。我们使用扩散量子蒙特卡罗方法计算竞争相的静态晶格能和基于密度泛函理论的振动自洽场方法计算非谐振动性质。我们发现一个小的，但显着的贡献，从非谐振动能量。在374 GPa下发现了从分子Cmca-12直接到原子I4_1/amd相的转变。振动的贡献降低了91 GPa的转变压力。离解压力对同位素组成不太敏感。我们的结果表明，量子熔化发生在有限的温度。
2014-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Mn-Intercalated MoSe$_2$ under pressure: electronic structure and vibrational characterization of a dilute magnetic semiconductor
插层为改变二维层状材料的物理性质提供了一种很有前途的方法。在这里，我们调查的电子和振动性质的二维层状MoSe $_2$插入原子锰在环境和高压高达7 GPa的拉曼散射和电子结构计算。光学声子的行为进行了实验研究与金刚石压砧细胞和计算通过密度泛函理论计算。实验和理论表明，光学声子的行为非常一致。先前拉曼非活性A $_{2u}$模式被激活，并增强嵌入和压力，和一个新的拉曼模式出现在减压，表明一个可能的局部结构转变的开始，涉及键合或捕获的嵌入剂在2D层状材料。密度泛函理论计算表明，在低Mn浓度和低压下，Mn $_x$ MoSe $_2$的费米能级向导带移动，自旋极化增加.我们的研究结果表明，嵌入和加压的范德瓦尔斯材料可以允许一个获得稀磁半导体与可控性能，提供了一个可行的路线，为自旋电子应用的新材料的发展。
2020-09-01 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Spectroscopic Studies of the Vibrational and Electronic Properties of Solid Hydrogen to 285 GPa
本文报道了在85-140 K、285 GPa静压下固体氢的拉曼散射和可见-近红外吸收光谱。我们得到的振动子和声子模式的压力依赖性与先前确定的较低的压力。结果表明，有序的分子相III的最高压力达到的稳定性，并提供对绝缘体到金属的过渡压力的约束。
2001-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Vibrational and thermodynamic properties of high-pressure phases in LiYF_4
利用准谐晶格动力学和分子动力学模拟的互补技术，研究了LiYF $_{4}$在几次压力诱导相变后由于结构变化而引起的动力学行为的可能变化.在整个布里渊区的声子谱和各自的吉布斯自由能计算的三个高压多晶型的LiYF $_{4}$是稳定的T = 0，目的是了解它们的相对稳定性作为压力和温度的函数的体积压缩和振动熵。分子动力学模拟提供了关于温度驱动的二级转变以及随后的压力驱动的一级相变中的动力学效应的定性印象。此外，计算还预测了I相和IIa相在低温下的反常热膨胀，而在随后的压力释放过程中，II相$\to$向III相转变的不可逆性。
2004-06-19 cond-mat.mtrl-sci
{\it Ab-initio} study of structural and vibrational properties of KN$_3$ under pressure
采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算和对DFT进行半经验色散修正以处理范德华相互作用，研究了KN $_3$在压力下的结构稳定性和振动性质.与标准密度泛函理论相比，色散修正计算的结构性质与实验结果符合较好。晶格模式和叠氮离子弯曲模式的频率被发现很好地再现我们的计算。随着压力增加，E $_g$模式变得软化，如实验中所观察到的。尽管E $_g$模式软化，但分子内相互作用的增强保持晶格稳定。
2013-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Pressure Dependence of Electronic, Vibrational and Optical Properties of wurtzite-Boron Nitride
本文通过第一性原理研究了纤锌矿型氮化硼在宽压力范围内的电子、振动和光学性质，为其在光电及恶劣环境中的介电应用提供理论依据。
2023-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature vibrational properties of multiferroic MnWO4 under quasi-hydrostatic compression up to 39 GPa
在室温、准流体静力学条件下（39.3GPa），对多铁性钨酸锰（MnWO4）进行了高压拉曼光谱研究。低压黑钨矿相经历了相变在25.7 GPa，约8 GPa的压力高于在以前的作品中发现的，其中使用较少的流体静力学压力传输介质。的压力依赖性的拉曼活性模式的低压和高压相的报道和讨论比较，在文献中的MnWO4和相关的黑钨矿的结果。根据最低频率的拉曼模的强度线性下降直到相变结束，提出了从低压相到高压相的逐渐压力诱导相变。
2014-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Structural, Vibrational, Elastic and Topological Properties of PaN Under Pressure
电子，结构，振动和弹性性能的PAN已在环境和高压下进行了研究，使用第一原理方法与几个常用的参数化的交换相关能。广义梯度近似（GGA）令人满意地再现了基态性质。在压力下，发现PaN经历了一个结构转变，从NaCl的R-3 m结构附近的58 GPa。（1，0，0）和（1，1，0）方向的声学声子支的高压行为以及C44弹性常数的异常，表明结构发生了转变。在GGA交换关联下，电荷密度的拓扑转变发生在结构转变附近，这可以被视为量子相变，其中序参量服从平均场标度律。然而，当调用其他交换相关泛函（局域密度近似（LDA）和混合泛函）时，拓扑转变是不存在的。因此，这构成了一个例子，GGA和LDA导致定性不同的预测，它是非常感兴趣的实验研究是否发生这种拓扑转变。
2013-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of the vibrational spectra of single-component solids with pressure: some universalities
本文用数值方法研究了具有幂律（A型）或指数（B型）排斥部分的单组分固体零温振动谱随压力的演化。根据这些数据和一些半解析计算，我们的主要结果可以概括如下。对于A型电位：（i）平均频率与压强呈幂律关系;（ii）以平均频率为频率单位的归一化振动态密度（NVDOS）随压强的增加而饱和。这种渐进NVDOS独立于势的吸引分量，因此定义了普适类;以及（iii）在较高的压力下，德拜频率和平均频率具有相同的压力依赖性，并且这种依赖性对于无定形形式和两种晶体形式是相同的研究（FCC和HCP）。对于B型势，上述现象将在宽范围的中间压力下保持良好的近似。我们建议的色散关系，将解释这些意见的缩放形式。还研究了声速随压力演化的各个方面。特别是，我们表明，伯奇定律规定的密度和声速之间的线性关系将持有良好的非常高的压力，只有在特殊情况下。我们还分析了文献中实验室实验和{ \it ab initio}计算的数据，发现与我们从模型势研究中得出的结论一致。我们对此协议作出解释。
2011-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
High-pressure phase diagram of hydrogen and deuterium sulfides from first principles: structural and vibrational properties including quantum and anharmonic effects
采用第一性原理密度泛函理论计算方法研究了高温超导三氢化硫和三氘化硫在高压$Im\bar{3}m$和$R3m$相中的结构和振动性质。当压力降低时，可能发生菱面体转变$Im\bar{3}m \rightarrow R3m$，伴随着氢键不对称化和三角晶格畸变的发生。在静水条件下，我们发现，与最近一些实验中提出的相反，如果存在菱面体扭曲，它主要影响氢键，而由此产生的细胞扭曲很小。我们估计，发生的应力各向异性约$10\%$可以解释这种差异。假设流体静力条件下，我们计算的临界压力时，菱面体转变发生。量子和非谐效应，这是相关的，在这个系统中，包括在非微扰水平的随机自洽谐波近似（SSCHA）。在这种方法中，我们通过计算自由能Hessian来确定转变压力。我们发现，量子非谐效应是负责一个强大的减少的临界压力与经典谐波的方法。此外，我们观察到一个突出的同位素效应，因为我们估计更高的压力转换为D ${}_3$ S比H ${}_3$ S。最后，在SSCHA中，我们计算了$Im\bar{3}m$相的非简谐声子谱函数。系统的强非谐性被证实的发生非常大的非谐加宽导致复杂的非洛伦兹线的形状。然而，对于例如通过红外光谱可获得的在区中心处的振动光谱，加宽非常小（线宽最多约为2~meV）并且非谐声子准粒子被很好地定义。
2018-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Structural and vibrational study of Zn(IO3)2 combining high-pressure experiments and density-functional theory
本研究结合 X 射线衍射、拉曼光谱与第一性原理计算，揭示 Zn(IO3)2 在高压下发生两次细微同对称相变，并给出其状态方程、压缩性及声子特性。
2024-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Structural and vibrational properties of phenanthrene under pressure
用拉曼光谱和同步辐射X射线衍射技术测量了菲在30.2GPa高压下的结构和振动性质。在2.3 GPa和5.4 GPa压力下，共混物的Raman光谱发生了两次相变，分子间和分子内振动模式发生了明显的变化，当压力高于10.2 GPa时，Raman光谱中的Raman峰全部消失。进一步压缩到20.0 GPa以上时，在Raman光谱中观察到三个宽谱带，分别位于1600、2993和3181 cm $^{-1}$附近，强烈表明菲已转化为无定形氢化碳。X射线衍射结果表明，在0 ~ 2.2GPa范围内，Ⅰ相的结构为$P_{\rm}2_{1}$空间群，Ⅱ相的结构为$P_{\rm}$ 2/ \emph{m}空间群，Ⅲ相的结构为$P_{\rm}$ 2/\emph{m} + \emph{Pmmm}空间群，在5.6- 11.4GPa范围内，11.4GPa以上的结构为\emph{Pmmm}空间群。虽然菲在20.0GPa以上已经非晶化，但基于X射线衍射图案，非晶氢化碳簇合物仍然保持结晶特征。结果表明，高压下菲的长程周期性和局域无序态共存。
2013-03-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
High pressure structural, elastic and vibrational properties of green energetic oxidizer ammonium dinitramide
二硝酰胺铵（ADN）是未来火箭推进剂配方中最有前途的绿色含能氧化剂之一。在目前的工作中，我们报告了一个详细的理论研究的新兴氧化剂的结构，弹性和振动特性的静压下使用各种色散校正方法来捕获弱分子间（范德华力和氢键）的相互作用。计算得到的基态晶格参数、轴向压缩系数和物态方程与实验结果符合较好。分子间相互作用的强度已使用计算的压缩性曲线和弹性模量相关。除此之外，我们还观察到结构参数和弹性常数作为压力的函数的不连续性。分子间相互作用的图像表示和量化由3D Hirshfeld表面和2D指纹图谱描述。此外，在环境压力下计算的红外（IR）光谱显示，ADN被发现有更大的吸湿性比高氯酸铵（AP）由于存在强氢键。与压力相关的红外光谱显示，蓝移和红移的弯曲和拉伸频率，导致削弱和加强的氢键低于和高于5 GPa，分别。在计算的结构，机械，和红外光谱的突变表明，ADN可能会经历一个一级结构转变为高压相约5-6 GPa。从预测的爆轰性能，ADN被发现有高和低的性能特点相比，铵基高能氧化剂和众所周知的二次炸药，分别。
2016-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Structural, vibrational, and quasiparticle band structure of 1, 1 - diamino-2, 2 - dinitroethelene from ab-initio calculations
采用第一性原理计算研究了压力对层状分子晶体FOX-7的结构和振动性质的影响。我们观察到显着的变化，在计算的结构性质与不同的修正处理范德华相互作用的密度泛函理论（DFT），与标准的DFT泛函相比。特别是，计算得到的基态晶格参数，体积和体积模量与Grimme的计划被发现符合得很好与实验。计算的振动频率表明FOX-7在压力下的分子内和分子间相互作用的依赖性。此外，我们还发现了一个显着的增加，在N-H。O氢键在压缩下的强度。这可以通过氮、氢和氧原子之间键长的变化以及在压力下计算的红外光谱来解释。最后，计算的带隙约为2.3 eV的GGA，并提高到5.1 eV的GW近似，这揭示了在高能量密度材料进行准粒子计算的重要性。
2014-02-16 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles study of vibrational and non-collinear magnetic properties of the perovskite to post-perovskite pressure transition of NaMnF3
我们进行了第一性原理研究的结构，振动，电子和磁性的NaMnF 3下施加各向同性压力的性质。我们发现NaMnF 3在8 GPa下经历了从Pnma畸变钙钛矿结构向Cmcm后钙钛矿结构的重构相变。这通过Mn-F-Mn键的突然变化来证实，其中晶体从Pnma相中的角共享八面体变为Cmcm相中的边缘共享八面体。磁有序也从Pnma相中的G型反铁磁有序变为Cmcm相中的C型反铁磁有序。有趣的是，我们发现高自旋d轨道填充保持在相变，这在已知的磁性后钙钛矿结构中从未观察到。我们还发现了一个高度非共线磁有序的Cmcm后钙钛矿相，驱动一个大的铁磁倾斜的自旋。我们讨论了这些结果的有效性与在我们的研究中使用的GGA+U交换相关功能的U和J参数，并得出结论，大的自旋倾斜是一个有前途的性能后钙钛矿氟化物。
2014-07-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Vibrational Features of Water at the Low-Density/High-Density Liquid Structural Transformations
最近在压力$p \approx 2\;000$ ~Atm附近的温度$T=277$ ~K处观察到了水在压缩时的结构转变[R.M. Khusnutdinoff，A.V. Mokshin，J. Non-Cryst. Solids \textbf{357}，1677（2011）]。发现这些转变与前两个配位壳层内的主要结构变化以及氢键网络的变形有关。在本文中，我们详细研究了这些结构的变化对水的振动分子动力学的影响，通过分子动力学模拟的基础上的模型变形虫势（$T=290$ ~K，$p=1.0 ÷10\;000$ ~Atm）。状态方程和等温压缩性被认为是（$p$，$T$）的范围内。在$THz$频率范围内提取的振动态密度显示了两种不同的模式，其中高频模式与压力无关，而低频模式具有强烈的非单调压力依赖性，并在压力$p \approx 2000$ ~Atm处表现出阶梯状行为。局部结构和振动性质的扩展分析发现，在第二配位壳层范围内与分子重排相关的液-液结构转变的初级结构和振动方面之间存在强相关性。
2011-12-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Orientation- and pressure-dependence of the vibrational response of a monolayer crystal on a vicinal diamond surface
本研究通过偏振拉曼光谱发现，高压下单层WS2在邻晶金刚石表面的振动响应强烈依赖于表面原子台阶取向，锯齿方向沿台阶时2LA模式强度骤降。
2025-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Vibrational states and disorder in continuously compressed model glasses
在本文中，我们提出了一个二维非晶材料的振动本征向量的数值研究，以前深入研究的角度来看，机械性能和振动本征频率[7-10]。注意在这里的弹性不均匀性（EH），以及这些固有的异质结构如何影响振动本征向量和它们的平面波分解的这种材料的力学性能之间的连接。不同的静水压力的系统进行了分析，并使用以前的研究结果，更深入地了解玻色子峰的情况。本文还研究了连续致密石英玻璃的振动谱，发现玻色子峰的脉动与横波的脉动具有相同的压力依赖性。
2011-06-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced transition from the dynamic to static Jahn-Teller effect in (Ph$_{4}$P)$_{2}$IC$_{60}$
在宽频率范围（200 - 20000 cm $^{-1}$）内对\PhC 60进行高达9 GPa的高压红外透射测量，以监测压力下的振动和电子/振动激发。\C 60 a\的四个基本T $_{1u}$模式已经在最低施加压力下分裂成双峰，并且随着压力的增加而硬化。几个阳离子模式和富勒烯相关的模式分裂成双峰在2 GPa左右，最突出的一个是G $_{1u}$模式。振动模式的分裂可以归因于从动态到静态的Jahn-Teller效应的转变，在高压下由空间拥挤引起。在近红外-可见光谱范围内观察到四个吸收带。讨论了\C 60 a中LUMO电子态之间的跃迁，这些跃迁由于Jahn-Teller畸变而分裂，并且可以与振动模式耦合。各种失真和相应的对称性降低进行了讨论。观察到的吸收带的红移表明，分裂的LUMO电子态的压力施加后减少。
2012-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High pressure crystal structures of orthovanadates and their properties
正钒酸盐的压力诱导相变引起了许多有趣的物理现象。观察到的转变通常涉及材料的大体积塌陷以及电子和振动性质的急剧变化。在某些情况下，相变涉及钒的配位变化，这对钒酸盐的物理性质具有重要影响。在这个角度来看，我们探讨了目前的知识MVO4钒酸盐的压缩下的行为。特别是，我们总结了结构，振动和电子性质的研究和一些说明性的例子，在感兴趣的化合物的高压研究进行了讨论。系统地了解MVO4化合物的高压行为，把重点放在可能与实际应用相关的结果上。本文综述了在极压下正钒酸盐研究的最新进展和未来的挑战，以及可能对相关氧化物研究产生影响的结论。在不久的将来可能导致令人兴奋的突破的主题的一些想法也将被提出。
2020-07-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Rare-gas solids under pressure: A path-integral Monte Carlo simulation
在等温-等压系综中，采用路径积分蒙特卡罗模拟方法，研究了惰性气体固体（Ne，Ar，Kr和H2O）在静水压力下的流动。这些模拟的结果进行了比较与现有的实验数据，并与那些从准谐波近似（QHA）。这种比较使我们能够量化的晶格振动的整体非谐性及其对稀有气体固体的几个结构和热力学性质的影响。振动能随压力增加，但这种增加比弹性能的增加慢，弹性能在高压下占主导地位。在PIMC模拟中，发现振动动能大于相应的势能，并且两者之间的相对差随着所施加的压力的升高而减小。QHA的准确性随着压力的升高而增加。
2006-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Single-walled carbon nanotube bundle under hydrostatic pressure studied by the first-principles calculations
采用第一性原理计算研究了静水压力下坍缩的（10，10）单壁碳纳米管束的结构、电子、光学和振动性质.在本研究中观察到的一些特点：首先，一个塌陷的结构，这是不同的人字形和平行结构之前获得的。其次，沿对称轴\textit{$Γ$X}出现了由坍缩引起的赝能隙。第三，塌缩管之间的相对取向对其电子、光学和振动性质有重要影响，这提供了一种有效的实验方法来明确区分三种不同的塌缩结构。
2007-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Temperature and Pressure Dependent Vibrational Properties of Pristine and Doped Vacancy-Ordered Double Perovskite
National Centre for High Pressure Studies, Department of Physical Sciences, Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校物理科学系高压研究中心）；Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校）；Department of Chemical Sciences, and Centre for Advanced Functional Materials, Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校化学科学系及先进功能材料中心）
本研究通过温度和压力依赖的拉曼光谱等方法，揭示了Sb掺杂对Cs₂TiCl₆双钙钛矿振动性质的调控作用，发现低温下出现异常拉曼模式M₁及非谐振常数变化，但其起源尚不明确。
2025-12-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structural, Vibrational, and Electronic Behavior of Two GaGeTe Polymorphs under compression
本研究通过实验与理论结合，揭示了GaGeTe两种多型体在高压下的各向异性压缩性、相变行为及电子结构演变，发现其高压相变特征与III-VI半导体相似，并在3 GPa以上因带隙打开失去拓扑特性。
2023-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Effects of compression on the vibrational modes of marginally jammed solids
与大多数结晶固体相比，玻璃具有大量过量的低频振动模式。我们表明，这样的功能是一个必要的后果，固体的弱连通性，并在过剩的模式的频率是非常敏感的压力。我们特别分析了两个系统，其角频率为w的振动模式的密度D（w）显示出与填充分数的标度行为：（i）模拟通过有限范围的纯排斥势相互作用的粒子的堵塞包装，由零温度下的弱压缩球体组成，以及（ii）具有相同接触网络的系统，但是其中任何接触的颗粒之间的力（因此总压力）被设置为零。我们在这两种情况下解释了观察到的a）当w变为0时D（w）向非零常数收敛，b）低频截止w* 的出现，以及c）w* 随着压缩的幂律增加。这两个系统之间的差异发生在较低的频率。修改后的系统的态密度在w* 处显示出突然的平台，低于该平台，我们预计系统将表现为正常的、连续的弹性体。在未修改的系统中，压力降低了过量模式的频率。尽管压力具有失稳效应，但对稳定性的要求产生了每个粒子额外接触数的下限dz：dz > p^（1/2），这推广了存在压力时的麦克斯韦刚性准则。在模拟中观察到这种缩放行为。最后讨论了冷却过程对微结构和简正模密度的影响。
2005-08-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Electronic, vibrational, and electron-phonon coupling properties in SnSe$_2$ and SnS$_2$ under pressure
锡硒化物和锡硫化物类材料在高压下经历多次结构转变，导致周期性晶格畸变、超导性和拓扑非平凡相，但关于这些系统中的结构转变存在许多争议。我们进行第一性原理计算的密度泛函理论的框架内，我们的结果与现有的实验SnSe $_2$的仔细比较表明，高压结果之间的明显矛盾可以归因于实验条件的差异。我们进一步证明，在静水压力下的$\sqrt{3} \times \sqrt{3} \times 1$超结构可以稳定在20 GPa以上的SnS $_2$通过最近发现的情况下的SnSe $_2$的周期性晶格畸变，这种压力诱导的相变是由于费米面嵌套和电子-声子耦合的动量波矢量$\mathbf{q}$ = $(1/3, 1/3, 0)$的综合效应。此外，我们还研究了非绝热修正对声子频率计算的影响，并表明当考虑这些影响时，高能$A_{1g}$声子模的理论与实验之间的定量一致性得到了改善.最后，我们研究的性质最近观察到的超导状态在SnSe $_2$在非静水压力和预测的出现超导性与一个可比的临界温度在SnS $_2$在类似的实验条件下。有趣的是，在周期性晶格畸变相，临界温度被发现降低了一个数量级，由于费米面的重组。
2020-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Vibrational Fingerprints of Competing Structural and Polar Phases in CuInP2S6
University of Rochester（罗切斯特大学）
本研究采用第一性原理密度泛函理论计算，确定CuInP2S6各相的振动指纹与拉曼选择定则，为解读其拉曼和红外测量、识别竞争相提供理论框架。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of structural, vibrational and lattice dielectric properties of hafnium oxide
采用超软赝势和平面波基，在密度泛函理论中研究了HfO2的晶体结构、带心声子模和相关的介电响应。本文采用局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）对低压HfO2多晶型体的结构进行了研究。无论是交换相关方案得到的完全放松的结构同意与实验相当好，虽然LDA产生更好的整体协议。通过有限差分法计算玻恩有效电荷张量和力常数矩阵后，通过将张量分解为单个红外激活声子模式的贡献来计算三个HfO2相的晶格介电极化率张量。
2002-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Structure and vibrational properties of methane up to 71 GPa
单晶同步辐射X射线衍射，拉曼光谱，和第一性原理计算已被用来确定分子甲烷的高压（HP）相的结构高于20 GPa高达71 GPa。HP相的结构是三方R3，其可以表示为立方相B的畸变，先前在7-15 GPa下记录并在此确认。通过第一性原理计算得到了HP相中氢原子的19个位置。分子占据四个不同的晶体学网站在B相和11个网站在HP相，这导致分裂的拉曼光谱中检测到的分子拉伸模式，并分配在这里基于22一个很好的协议从第一原理计算的拉曼光谱。
2021-10-14 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Vibrational Properties of Nanoscale Materials: From Nanoparticles to Nanocrystalline Materials
纳米团簇和纳米晶材料的振动态密度（VDOS）是从分子动力学模拟使用经验紧束缚势导出的。结果表明，纳米团簇内部的VDOS可以理解为相应的体相体系在毛细管压力作用下的VDOS。在纳米粒子的表面处，VDOS在低能量下表现出强烈的增强，并且显示出与在平坦的晶体表面附近发现的类似的结构。对于纳米晶材料的增加VDOS被发现在高和低的声子能量，与实验结果一致。来自晶粒中心、晶界和内表面的单个VDOS贡献表明，在纳米晶材料中，VDOS增强主要是由晶界贡献引起的，表面原子仅起次要作用。虽然毛细管压力也存在于纳米晶材料的晶粒内部，但它们对VDOS的影响与簇的情况不同，这可能是由于模式通过晶界的晶粒间耦合。
2003-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Solid helium at high pressure: A path-integral Monte Carlo simulation
用路径积分蒙特卡罗方法研究了hcp和fcc相的固体氦（~ 3 He和~ 4 He）。模拟进行了等温等压（NPT）合奏在压力高达52 GPa。这使得人们可以研究同位素效应对晶体体积和振动能在很宽的参数范围内的温度和压力的依赖性。所得到的室温状态方程与实验数据符合较好。发现固态氦的动能E_k大于振动势能E_p，在低压下E_k/E_p约为1.4，随压力的增加而减小，并趋于1，与谐波固体一样。这些模拟的结果进行了比较与以前的NVT合奏路径积分模拟所产生的。较早的近似的有效范围进行了讨论。
2006-06-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Vibrational Origin of the Barocaloric Effect in the Spin-Crossover Complex Fe(pap-5NO2)2: A Combined DFT and Mean-Field Study
Universidade do Estado do Rio de Janeiro（里约热内卢州立大学）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学）
本研究结合DFT与平均场理论，明确自旋交叉配合物Fe(pap-5NO2)2的barocaloric效应主要源于金属-配体振动贡献，定量重现实验结果并确定其熵变机制。
2026-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Electron-Phonon Coupling and the Metalization of Solid Helium at Terapascal Pressures
用第一性原理方法研究了1-40 TPa和0- 10，000 K压力和温度范围内的固态He。在自洽场框架内计算了非谐振动性质，包括内能和自由能、密度-压力关系、应力张量、热膨胀和电子带隙的电子-声子耦合重整化.我们发现，一个准确的描述电子-声子耦合需要我们使用一个非微扰的方法。在0 K时的金属化压力为32.9 TPa，比以前发现的大。振动效应很大;例如，在P=30 TPa时，与静态值相比，电子-声子耦合使带隙增加2.8 eV，热膨胀使带隙进一步增加0.1 eV。讨论了计算的金属化压力对白矮星冷却的影响。
2013-11-05 astro-ph.SR cond-mat.mtrl-sci
Multiscale insight into the Cd1-xZnxTe vibrational-mechanical properties -- High-pressure experiments and ab initio calculations
该研究通过高压实验与第一性原理计算揭示了Cd1-xZnxTe合金在宏观与键尺度上的声子耦合差异，发现压力可调控基体状与分散化学键的极性/非极性耦合过程，从而实现复杂介质中基于渗流的开-关声子开关。
2023-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Comparative high-pressure study on rare-earth entropy fluorite-type oxides
Universitat de Valencia（瓦伦西亚大学）；Institut de Ciència dels Materials de la Universitat de València（瓦伦西亚大学材料科学研究所）；University of Zagreb（萨格勒布大学）；Diamond Light Source Ltd.（钻石光源有限公司）；CELLS-ALBA Synchrotron Light Facility（CELLS-ALBA同步辐射光源设施）
研究两种氟石型稀土氧化物在高压下的结构稳定性与振动特性，揭示配位熵、离子尺寸和压力的复杂相互作用。
2026-04-09 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Pressure-driven vibrational and structural peculiarities in the honeycomb layered magnetoelectrics Mn4(B)2O9 (B= Nb, Ta)
Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research（高压科学先进研究中心）；Bhabha Atomic Research Centre（巴哈原子研究中心）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；School of Pure and Applied Physics, Mahatma Gandhi University（马哈拉施特拉甘地大学纯应用物理学院）；Elettra-Sincrotrone Trieste S.C. p. A.（的里雅斯特电子同步加速器公司）；Hard X-Ray Applications Lab, Synchrotron Utilisation Section, RRCAT（印度核科学研究三角区强X射线应用实验室）；Shanghai Ke（上海科）
研究Mn4Nb2O9和Mn4Ta2O9在高压下的结构和振动特性，揭示压力诱导的相变机制及磁电性能变化。
2026-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Path-integral simulation of ice VII: Pressure and temperature effects
采用路径积分分子动力学（PIMD）模拟方法研究了压力和温度对冰VII结构和热力学性质的影响。温度在25和450 K之间，以及压力高达12 GPa。原子间的相互作用，通过使用有效的q-TIP 4P/F势的柔性水建模。我们分析了摩尔体积，体积模量，原子间距离，动能和原子离域在不同温度下的压力依赖性。PIMD模拟的结果进行了比较与那些来自准谐波近似（QHA）的振动模式，这有助于评估非谐效应的重要性，以及冰VII的性质上的不同模式的影响。QHA描述高压相的准确性随着温度的升高而降低，但随着压力的增加，这种近似变得更加可靠，因为非谐性变得不那么相关。与低压立方冰的比较。
2015-11-27 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Hydrogen-Bond Density Drives the Order-Disorder Phase Transition from Orientational to Vibrational in Polyalcohol Plastic Crystals
Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）；University of Tours（图尔大学）
该研究通过分子动力学模拟发现，多元醇塑料晶体的相变熵特征随氢键密度增加发生反转，氢键密度可调控其热响应的幅度与压力鲁棒性，为新型压热和热能存储材料设计提供了思路。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Beta-PtO2: Phononic, thermodynamic, and elastic properties derived from first-principles calculations
β-PtO 2是一种有用的过渡金属二氧化物，但其基本的热力学和弹性性质尚未得到研究。利用第一性原理计算，我们系统地研究了β-PtO 2的结构、声子、热力学和弹性性质。利用声子谱和振动态密度研究了压力下β-PtO 2的晶格动力学和结构稳定性。β-PtO 2的光学模式的振动频率随压力升高而增加;这一结果与现有的实验数据相当。然后，在声子计算的基础上，确定了热容和它们的压力响应。研究了德拜温度与压力的关系，并从两个不同的方面对结果进行了比较。通过Voigt-Reuss-Hill近似估计β-PtO 2的弹性模量。β-PtO 2的体积模量随压力线性增加，但剪切模量几乎与压力无关。我们的研究表明，弹性刚度系数C44，C55和C66起主要作用的剪切模量的缓慢变化。
2019-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Understanding high pressure hydrogen with a hierarchical machine-learned potential
氢的相图有许多不寻常的功能，通常是很好地再现密度泛函计算。不幸的是，这些计算未能提供很好的物理见解，为什么这些功能发生。在本文中，我们参数化的分子氢，允许长时间和大规模的模拟模型潜力。该模型显示了良好的再现相图，包括对称性破缺相II，有效填充相III和熔融曲线中的最大值。它还提供了振动频率的极好再现，包括振动频率的最大值$ν(P)$和负热膨胀。通过对冗长的分子动力学的详细研究，我们对观测和计算的性质给出了直观的解释。所有固体结构近似于六方密排，对称性被分子取向破坏。在高压下，相I显示出分子取向之间的显着短程相关性。拉曼频率的转换是由于相邻分子之间的耦合增加，而不是键的减弱。液体比紧密堆积的固体更致密，因为在分子分离低于2.3 μ m时，有利的相对取向从四极能量最小化切换到空间排斥最小化。后者允许分子更紧密地结合在一起，而原子不会更紧密，但这在紧密堆积层的约束下无法实现。
2020-04-15 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Phonon instability and structural phase transition in Vanadium under high pressure
本文给出了VB族金属V、Nb和Ta在几兆巴压力下的第一性原理计算结果。在V中预测了一个独特的结构相变序列BCC-->（在60 GPa）菱面体（角度=110.5度）-->（在~ 160 GPa）菱面体（角度=108.5度）-->（在~ 430 GPa）BCC。Nb和Ta中不存在类似的转变。
2007-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Thermal effects on lattice strain in hcp Fe under pressure
我们计算了c/a晶格应变随温度的变化，在高压下使用第一性原理线性响应准谐波计算的基础上的全势线性muffin tin轨道（LMTO）方法和粒子在细胞（PIC）模型的振动配分函数使用紧束缚总能量方法。紧束缚模型显示出良好的协议与全电子LMTO方法。当hcp结构稳定时，由PIC和线性响应晶格动力学计算的hcp Fe的几何平均频率和Helmholtz自由能吻合得很好，轴比随温度和压力的变化也吻合得很好.现场非谐性被证明是小的熔化温度，和PIC给出了一个很好的估计，其符号和幅度。在低压下，hcp Fe在大的c/a比下变得动态不稳定，并且PIC模型可能在结构接近晶格不稳定的地方失败。PIC近似很好地描述了远离不稳定性的振动行为，因此是计算材料高温性质的合理方法。我们的研究结果表明，从早期的PIC研究，这给了更大的轴比随温度的增加，或报告PIC和晶格动力学结果之间的差异很大的显着差异。
2007-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Using forces to accelerate first-principles anharmonic vibrational calculations
高能级振动计算已经被用来研究各种各样的材料使用密度泛函理论（DFT）方法的非谐性。我们发展了一种新的和有效的方法来描述强非谐系统使用振动自洽场（VSCF）方法。到目前为止，计算中最昂贵的部分是在感兴趣的区域内精确的玻恩-奥本海默（BO）能量表面的映射。在这里，我们提出了一种改进的方法，减少了计算成本的映射。在这种方法中，我们使用的数据从一组能量计算不同的振动扭曲的材料和相应的力的原子。使用能量和力的结果是氢分子的测试情况下，固体氢在高压下，包括映射的二维子空间的BO表面，和bcc相的金属锂和锆。力数据的使用使非谐计算的速度提高了40%。
2017-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Supporting Material for: Superionicity and Polymorphism in Calcium Fluoride at High Pressure
在这份补充文件中，我们解释了我们的从头计算密度泛函理论计算和晶体结构的压力下进行的CaF 2搜索的细节。我们还计算了立方萤石相Frenkel对缺陷的形成能与P的关系，以及预测的高温单斜P2_1/c相的振动声子谱和结构数据。压缩SrF 2和BaF 2的计算焓能量。
2014-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Structural stability, vibrational and bonding properties of potassium 1,1$'$-dinitroamino-5,5$'$ bistetrazolate: An emerging green primary explosive
1，1 $'$ -二硝基氨基-5，5 $'$双四唑钾（K $_2$ DNABT）是一种富氮（50.3 $\%$，按重量计，\ce{K2C2N12O4}）绿色起爆药，具有高性能特征，即爆速（D = 8.33 km/s）、爆压（P = 31.7 GPa）和快速起爆能力，可替代现有的有毒起爆药。本文报道了K $_2$ DNABT的结构、状态方程、振动光谱、电子结构和吸收光谱的密度泛函理论计算结果。我们用DFT-D2方法讨论了弱色散相互作用对结构和振动性质的影响。我们发现各向异性压缩性（b $<$ a $<$ c）的压力依赖的结构特性。预测的体积模量表明，该材料比氰尿三叠氮（\ce{C3N12}）更硬，比叠氮化铅（\ce{Pb(N3)2}）更软。所有的振动模式的一个完整的归属已作出，并与现有的实验结果进行了比较。计算的区域中心IR和拉曼频率显示出蓝移，这导致压缩后晶格的硬化。此外，我们还计算了电子结构和吸收光谱使用最近开发的Tran Blaha-修改的Becke Johnson势。结果表明，K $_2$ DNABT是一种直接带隙绝缘体，带隙为3.87 eV，价带顶主要由氧和氮原子的$2p$ -态控制. K $_2$ DNABT在四唑盐分子内表现出混合的离子（钾离子和四唑盐离子之间）和共价特征。离子键的存在表明，所研究的化合物是相对稳定和不敏感的共价原色。从计算的吸收光谱，材料被发现在紫外光…
2015-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Role of vibrational entropy in the stabilization of the high-temperature phases of iron
研究了常压下纯铁（α-Fe，γ-Fe和δ-Fe）bcc和fcc相在各自相变温度附近的声子色散。在开放的bcc结构中，沿T1 [π π 0]和T1 [π π 2 π]的横声子具有特别低的能量。这些声子的本征矢量对应于向fcc γ相转变所需的位移。特别是这些声子，而且所有其他声子随着温度的升高而显著软化。比较fcc和两个bcc相的热力学性质，结果表明，高温bcc相主要是由振动熵稳定，而对于fcc相的稳定，电子熵提供了同等的贡献。
2014-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Elasticity of Diamond at High Pressures and Temperatures
本文将密度泛函理论与局域密度近似、准谐波近似和振动态密度相结合，计算了金刚石单晶在0-500 GPa和0-4800 K的高压和高温下的弹性常数、体模量和剪切模量。与实验值在环境压力和高温下的比较表明，第一次与我们的第一性原理结果验证我们的方法的一个很好的协议。我们发现，金刚石的各向异性因子增加到40%，在高压和温度无关。
2012-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Modulating charge density and inelastic optical response in graphene by atmospheric pressure localized intercalation through wrinkles
用于化学气相沉积的石墨烯与其金属基底之间的氧化物阻挡层的插入是石墨烯转移到电介质支撑体的无污染替代方案，这通常是实现电子器件所需的。低成本的方法，特别是在大气压下，是可取的，但它们是否可以实现仍然是一个悬而未决的问题。结合互补的微观分析，提供结构，电子，振动和化学信息，我们展示了自发反应性嵌入石墨烯和铱衬底之间的1.5 nm厚的氧化物带，在大气压和室温下。我们发现，形成带状物所需的含氧分子是通过石墨烯褶皱提供的，石墨烯褶皱充当分子进入其自由端的有效扩散的隧道。发现插层氧化物带改变了石墨烯-载体相互作用，导致形成准自立式高质量石墨烯，其电荷密度在几个10-100 nm宽的带中被调制了几个10 - 12 cm-2，其中非弹性光学响应由于振动模式的软化而改变-拉曼G和2D带的红移为6和10 cm-1，分别
2013-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic properties of ε-Fe with thermal electronic excitation effects on vibrational spectra
六方晶系铁（ε-Fe）的热力学性质是研究行星核内部结构和动力学性质的基础。尽管它们对行星科学的重要性，在相关条件下对ε-Fe的实验研究仍然具有挑战性。因此，从头计算是至关重要的，以阐明该系统的热力学性质。在这里，我们使用的自由能计算方案的基础上的声子气体模型与温度相关的声子频率兼容。我们研究了电子热激发的影响，它引入了温度对声子频率的依赖性，以及在极端压力（P）和温度（T）条件下ε-Fe的热力学性质的含义。我们忽略声子-声子相互作用，即，非谐性及其对声子频率的影响。然而，目前的计划也适用于T相关的非谐波频率。我们的结论是，热电子激发对振动性质的影响是不显着的~ 4,000 K在200 GPa，但不应该被忽略在更高的温度或压力。然而，静态自由能Fst必须始终完全包括TS连续统中的热激发效应。等熵状态方程的结果与最近在国家点火装置（NIF）进行的高达1,400 GPa的斜坡压缩实验的数据吻合得很好。
2021-02-21 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
High-Pressure Amorphous Nitrogen
本文用多种光谱技术研究了双原子固态氮在宽的压力-温度范围内的相图和稳定极限。在80- 270 GPa和10- 510 K范围内发现了一种新的窄禁带半导体相$η$。在这些条件下产生的$η$相的振动和光学性质表明，它在很大程度上是无定形的，并反向转变为新的分子相。发现$η$相的带隙随着压力的增加而减小，这表明在280 GPa以上的带重叠可能导致金属化。
2001-05-04 cond-mat.mtrl-sci
