Giant Thermal Conductivity Enhancement in Multilayer MoS2 under Highly Compressive Strain
多层MoS2具有沿面内和跨面方向的高度各向异性的热导率，这可能阻碍电子器件中的散热。在金刚石对顶砧单元中，通过静水压力产生约9%的跨平面压缩应变，我们观察到多层MoS2的跨平面热导率增加约12倍。我们的实验和理论研究表明，这种剧烈的变化来自于大大加强的层间相互作用和严重修改的声子色散沿跨平面方向，与电子热导率的贡献可以忽略不计，尽管它的增强4个数量级。多层MoS2在周围环境中的各向异性热导率在高压缩应变下变得几乎各向同性，有效地从2D向3D散热过渡。这种应变调谐方法也使得结构、热和电性能的并行调谐成为可能，并且可以扩展到整个2D范德华固体家族，直到两层系统。
2017-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Semimetallic State in Compressive-strained SrIrO3 Films Revealed by Transport Behaviors
正交晶系SrIrO 3是一种典型的自旋-轨道耦合关联金属，在外界刺激下表现出多样化的物理性质。在SrTiO_3衬底上外延生长的SrIrO_3薄膜中观察到非线性霍尔效应和弱的温度依赖性电阻。推测SrIrO_3为斜方晶系的半金属氧化物。然而，在（La，Sr）（Al，Ta）O3（LSAT）衬底上生长的SrIrO 3薄膜中观察到线性霍尔效应和不敏感的温度依赖性电阻，这表明由于SrIrO 3薄膜在不同的压缩应变下的能带结构变化而导致的可调谐半金属态。通过倒易空间映射和电子衍射的应变状态分析、载流子密度和迁移率计算以及压应变下电子能带结构的演化（紧束缚近似预测），详细探讨了这种演化的机制。这可能表明，应变引起的能带位移导致的半金属调谐SrIrO 3薄膜上生长的SrTiO 3到LSAT衬底。我们的研究结果说明了SrIrO 3性能的可调谐性，并铺平了道路，以诱导新的物理状态SrIrO 3，如拟议的拓扑绝缘体状态的异质结构。
2014-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Strain effect on power factor in monolayer $\mathrm{MoS_2}$
采用局域密度近似（LDA）和自旋轨道耦合（SOC）方法研究了单层$\mathrm{MoS_2}$的电子结构和热电性质（包括压应变和张应变）与双轴应变的关系. LDA和LDA+SOC结果均表明$\mathrm{MoS_2}$是一种晶格常数优化的直接带隙半导体。研究发现，SOC对功率因数有重要影响，在n型掺杂时，SOC可以提高功率因数，但对p型掺杂有明显的不利影响。压应变和拉应变都能引起直接-间接能隙转变，对功率因数有显著影响。计算结果表明，在直接-间接带隙转变的临界应变下，压应变能显著提高n型掺杂的功率因数，而拉应变能显著提高p型掺杂的功率因数。这些可以解释为应变引起的偶然简并，这导致改进的塞贝克系数。计算结果表明，n型掺杂比p型掺杂能提供更好的功率因数。这些结果使我们相信，n型掺杂可以通过压应变改善单层$\mathrm{MoS_2}$的热电性能。
2016-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Strain driven sequential magnetic transitions in strained GdTiO3 on compressive substrates: a first-principles study
用第一性原理方法研究了压应变对应变GdTiO 3磁基态和电子结构的影响。与同类的YTiO 3和LaTiO 3在（001）LaAlO 3衬底上的反铁磁性不同，应变GdTiO 3的基态在LaAlO 3衬底上由原来的铁磁性转变为G型反铁磁性，而不是A型反铁磁性，尽管Gd3+位于Y3+和La3+之间。只有当面内压应变足够大时，例如在（001）YAlO3衬底上，基态才最终变为A型。能带结构的计算表明，这些压缩应变GdTiO 3保持绝缘，虽然在这些应变GdTiO 3的带隙变化不大。
2014-10-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Advanced resistivity model for arbitrary magnetization orientation applied to a series of compressive- to tensile-strained (Ga,Mn)As layers
从理论和实验上研究了不同应变（Ga，Mn）As层的纵向和横向磁电阻率随磁化方向的变化。使用具有不同In浓度的（In，Ga）As模板，在一系列（Ga，Mn）As层中的应变逐渐从压缩变化到拉伸。解析表达式的电阻率推导出从一系列的扩展电阻率张量相对于磁化方向余弦。为了对实验数据进行定量建模，必须包括高达四阶的项。导出的表达式一般适用于任何单晶立方和四方晶系铁磁体，并适用于任意的表面取向和电流方向。该模型唯象地考虑了纵向和横向各向异性磁电阻以及反常霍尔效应。从实验和理论之间的比较得到的电阻率参数被发现系统地随应变层。
2008-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Modeling and Simulation of Strained Heteroepitaxial Growth
我们引入了一个非晶格模型与连续的粒子距离和对潜在的相互作用，它允许应变异质外延生长的动力学蒙特卡罗（KMC）模拟装置的有效模拟。我们详细讨论了应用我们的模型模拟三个重要的应变弛豫机制：第一，在应变吸附膜的失配位错的形成进行了研究。我们发现一个幂律失配依赖的临界层厚度，与各种实验研究。第二，我们研究了自组装岛形成在一个薄的吸附物润湿层（Stranski-Krastanov生长）。我们表明，增加的扩散障碍的基板上是一个可能的动力学原因形成一个稳定的润湿层。岛的形成可以归因于吸附物材料的部分弛豫，其影响吸附物颗粒的扩散屏障。岛的尺寸和密度的失配，温度和粒子通量的依赖性是在良好的定性协议与金属有机气相外延实验。最后，我们认为表面合金化是多组分体系中的应变弛豫机制。平衡模拟表明，绑定和应变能之间的竞争产生规则的条纹图案。在非平衡条件下，我们发现斑图形成以及实验观察到的岛屿分歧。与格子气模型的比较表明，条纹的形成可以完全是由于动力学效应，但错配是必不可少的表面结构的分枝和稳定。
2004-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Anomalous High Strain Rate Compressive Behavior of Additively Manufactured Copper Micropillars
微尺度动态测试对于理解材料在应用相关应变率下的行为至关重要。然而，尽管近二十年来进行了大量的微观力学研究，但对微尺度金属的测试在很大程度上仅限于准静态应变率。在这里，我们报告了原始3D打印铜微柱在从$\sim0.001$ s $^{-1}$到$\sim500$ s $^{-1}$的应变率下的动态压缩测试。研究发现，微晶铜微柱以类似单剪切的方式变形，在所有应变率下都表现出弱的应变率依赖性。超细晶（UFG）铜微柱，但是，变形均匀通过桶形，并显示出很强的速率依赖性和小的激活体积在应变速率高达$\sim0.1$ s $^{-1}$，这表明位错成核的变形机制。在较高的应变速率下，屈服应力显著饱和，导致应变速率敏感性降低两个数量级，激活体积增加四倍，这意味着变形机制向集体位错形核过渡。
2022-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Interplay of Strain Relaxation and Chemically Induced Diffusion Barriers: Nanostructure Formation in 2D Alloys
我们研究了在亚单层异质外延过程中，由本体不混溶的吸附物组成的交替条纹纳米结构的形成。我们评估了文献中考虑的两种机制的影响：（i）交替排列的吸附物物种的应变弛豫，及（ii）由于化学诱导的扩散障碍的动力学偏析。一个模型三元系统的两个吸附物与相反的失配相对于基板，和对称的结合研究的非晶格以及晶格动力学蒙特卡罗模拟。我们发现，机制（i）或（ii）都不能单独解释已知的实验观察。相反，需要两者的结合。我们提出了一个非晶格模型，它允许定性再现的条纹图案以及岛的衍生物与最近的实验观察CoAg/Ru（0001）[R。Q. Hwang，Phys. Rev. Lett. 76，4757（1996）]。的条纹宽度和岛的分歧程度上的错配和两种吸附质类型之间的相互作用强度的定量依赖关系。试图捕捉一个简化的格子气模型的基本特征表明，一个详细的非本地效应的纳入是必要的。
2004-11-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
First-principles study of the effect of compressive strain on oxygen adsorption in PdNiCu-alloy-core@PdIr-alloy-shell catalysts
钯基（Pd基）核@壳催化剂可以通过选择适当的核组成、表面合金化和压缩应变来改性以实现所需的氧吸附性能。本文研究了Pd3Ni@PdIr（111）、Pd3CuNi@PdIr（111）和Pd3Cu@PdIr（111）合金-核@合金-壳催化剂中压缩应变、核组成和表面合金化对分子氧吸附的影响。使用无应变催化剂的实验晶格参数，-1%至-5%，系统地引入应变。计算的表面Pd和表面Ir原子的双氧吸附能表明，Pd3CuNi@PdIr催化剂在给定的压缩应变下具有最低的双氧吸附能。Bader电荷计算表明，Pd3CuNi@PdIr催化剂表面是最电荷耗尽的。d-带模型显示了一个中间的d-带中心下移的表面Pd原子，和最高的下移的表面Ir原子。由于电荷耗尽、d带中心移动和表面合金效应之间的协同作用，Pd3CuNi@PdIr催化剂具有最低的双氧吸附能。实验获得的催化剂表面质量活性与理论计算的表面Pd和表面Ir的d带中心之间的关系是火山形的，Pd3CuNi@PdIr催化剂位于火山的顶点。催化剂的活性顺序为：Pd3CuNi@PdIr > Pd3Cu@PdIr> Pd3Ni@PdIr。这项工作揭示了配体和应变效应的重要性，以及表面合金化的合金核@合金壳催化剂的微调期间，从第一原理的催化剂的合理设计。
2019-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Ultrathin epitaxial ferroelectric films grown on compressive substrates: Competition between the surface and strain effects
利用平均场Landau型理论分析了生长在不同立方衬底上的外延铁电薄膜的极化特性，这些薄膜在薄膜平面内产生双轴压应力。通过外推长度的概念考虑了薄膜表面对自发极化的本征影响。该理论同时考虑了厚衬底对薄膜晶格施加的失配应变的影响。数值计算进行了PbTiO 3和BaTiO 3薄膜的表面层的极化减少的假设下。薄膜的平均偏振计算为膜厚，温度和失配应变的函数。结果表明，由于薄膜晶格的面内压缩，外延薄膜中的负本征尺寸效应减小。在室温下，平均极化的强烈降低可能只发生在薄膜（厚度~ 1 nm）。理论预测进行了比较与现有的实验数据上生长的SrRuO 3涂层SrTiO 3的钛酸钡薄膜的极化特性。
2001-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Compressive strain-induced metal-insulator transition in orthorhombic SrIrO3 thin films
我们研究了外延正交SrIrO 3薄膜在压应变下的电子性质。亚稳态，正交SrIrO 3薄膜的合成在各种基板上使用epi稳定技术。我们已经观察到，随着面内晶格压缩的增加，薄膜的直流电阻率（\r{ho}）增加了几个数量级，并且d \r{ho} /dT从正值变为负值。然而，光学吸收光谱显示德鲁德样，金属响应没有光学间隙开放的所有压缩应变薄膜。在磁场下的输运测量表明，压缩应变薄膜在低温下具有负磁阻效应。我们的研究结果表明，弱局域化是负责应变诱导的金属-绝缘体转变的正交SrIrO 3薄膜。
2014-06-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Equilibrium shape and dislocation nucleation in strained epitaxial nanoislands
本文采用二维原子模型，利用简单的原子间对势，数值研究了小应变外延岛的平衡形状、形状转变和位错成核。我们首先绘制出平衡岛形状的相图作为岛的大小（N = 105个原子）和晶格失配与基板的函数，并表明，纳米级的岛屿有四个通用的平衡形状，与弹性连续理论的预测相反。对于增加基板吸附的吸引力，我们发现岛屿上形成一个有限的润湿层上观察到的Stranski-Krastanow增长。我们还研究了不同形状的岛屿之间的过渡和位错成核在最初的相干岛屿的能量障碍和过渡路径。特别是，我们发现，位错成核自发地在边缘的吸附物-衬底界面以上的临界尺寸或晶格失配。
2005-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Embedded trilayer graphene flakes under efficient tensile and compressive loading
嵌入ABA三层石墨烯片加载在聚合物梁上的拉伸和压缩的机械响应通过G或2D峰的应变灵敏度通过同时拉曼测量来监测。所研究的薄片的一个特性是它包含三层和双层部分。Bernal堆叠双层用作应变传感器，旨在评估通过剪切从聚合物基质到各个石墨烯层的负载转移的效率。对于处于拉伸状态的三层石墨烯，两个峰都发生了红移，并且首次报道了G峰的分裂。在压缩，所研究的样品是一个几乎孤立的三层，其中两个峰蓝移到一个临界压缩应变。发现该临界应变是在单层石墨烯的情况下发现的值的四分之一，尽管三层比薄得多的单层表现出更高的弯曲刚度。
2016-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Origin and Enhancement of Topological Responses in Ferrimagnetic Antiperovskite Mn4N
本研究利用第一性原理计算揭示了反钙钛矿Mn4N中AHE和ANE的内禀起源，发现应变可显著增强AHE，其非单调特征源于Berry曲率演化及新Weyl点的形成与移动。
2023-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced Biaxial Compressive Strain Tuning of 2D semiconductors via Hot Dry Transfer on Polymer Substrates
本研究提出在低温冷却前对聚合物衬底预应变的热干法转移方法，将更高水平的双轴压应变引入单层WS₂，实现了创纪录的激子蓝移，揭示了低温下应变转移效率提升源于衬底杨氏模量增大。
2025-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural Stability and Optoelectronic Properties of Tetragonal MAPbI3 under Strain
近年来，有机-无机杂化钙钛矿材料因其优异的光电性能在光电子器件的应用中引起了广泛的关注。在钙钛矿太阳能电池的制造过程中，钙钛矿薄膜不可避免地存在由非化学计量组分和外部载荷引起的残余应力。然而，它们对钙钛矿太阳能电池的结构稳定性和光伏性能的影响仍然不清楚。本文采用第一性原理计算研究了外加应变对四元MAPbI 3结构稳定性和光电性质的影响。我们发现，I-离子的迁移势垒在压应变存在下增加，而随着拉应变的增加而降低，表明压应变可以增强卤化物钙钛矿的结构稳定性。此外，MAPbI 3在压缩应变下的光吸收和电子性质也得到改善。三轴应变和双轴应变下的带隙变化在一定的应变范围内是一致的，这是由于带边位置主要受赤道面上Pb-I键的影响。我们的研究结果为实现MAPbI 3基钙钛矿太阳能电池的商业应用提供了有益的指导。
2020-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Tc=21K in epitaxial FeSe0.5Te0.5 thin films with biaxial compressive strain
采用脉冲激光烧蚀法在不同衬底上生长了不同厚度的高纯外延FeSe 0. 5 Te 0. 5薄膜。通过改变薄膜厚度，观察到Tc高达21 K，明显大于体值。结构分析表明，a轴随薄膜厚度的变化显着，并线性相关的Tc。后者的结果表明，在提高Tc的压缩应变的重要作用。Tc还与Fe-（Se，Te）键长和键角有关，表明有进一步增强的可能。
2009-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Computational study of (111) epitaxially strained ferroelectric perovskites BaTiO3 and PbTiO3
用密度泛函理论计算了PbTiO 3和BaTiO 3在（111）外延应变下的相变行为。从+0.015的拉伸应变到-0.015的压缩应变，PbTiO 3经历了从C2到两个Cm再到R3 m的相变。总极化被认为是几乎独立的应变。对于相同的应变范围，BaTiO 3经历从单一Cm相，通过R3 m，然后到R-3 m的相变。在这种情况下，压缩应变的施加抑制并且然后完全抑制向非极性R-3 m相转变时的极化。
2008-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Covalent Nitrogen Doping and Compressive Strain in MoS2 by Remote N2 Plasma Exposure
二维材料的可控掺杂对于异质结和p-n同质结中的理想器件性能是高度期望的。在此，我们提出了一种有效的策略，通过远程N2等离子体表面处理掺杂的二硫化钼与氮。通过使用原位X射线光电子能谱学监测N2等离子体暴露时MoS 2的表面化学，我们确定了MoS 2中存在共价键合的氮，其中硫族元素硫被氮取代被确定为掺杂机制。此外，电特性表明，P型掺杂的二硫化钼是通过氮掺杂，与理论预测一致。值得注意的是，我们发现，氮的存在下，可以诱导压缩应变的MoS 2结构，这代表了第一个证据的应变诱导的替代掺杂在过渡金属二硫属化物材料。最后，我们的第一原理计算支持这种应变的实验证明，并阐明了氮掺杂浓度和压缩应变之间的相关性在二硫化钼。
2016-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of interfacial strain on spin injection and spin polarization of Co2CrAl/NaNbO3/Co2CrAl magnetic tunneling junction
采用第一性原理计算研究了半金属全Heusler合金Co2CrAl和铁电钙钛矿NaNbO3组成的磁性隧道结中界面应变对自旋注入和自旋极化的影响.在非平衡格林函数技术的框架内计算了自旋相关的相干隧穿。自旋极化和隧道磁电阻（TMR）都受到界面应变的影响，但它们对压应变和张应变的响应是不同的。由于界面原子之间的耦合较强，在压应变下，整个界面的自旋极化完全保留，而拉伸应变显著增强界面态，并导致自旋极化和TMR的大幅下降。
2012-04-03 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Investigations of the Atomic, Electronic, and Thermoelectric Properties of Equilibrium and Strained Bi2Se3 & Bi2Te3, with van der Waals Interactions
Bi 2 Se 3和Bi 2 Te 3是具有技术重要性的层状化合物，是优异的热电材料以及拓扑绝缘体。我们报告密度泛函理论计算的原子，电子和热电性质的应变块体和薄膜Bi 2 Se 3和Bi 2 Te 3，集中在一个适当的描述范德华相互作用。计算结果表明，考虑Cooper交换的van der Waals密度泛函能很好地再现未应变Bi_2Se_3和Bi_2Te_3的实验层间距.有趣的是，我们预测的原子结构是在更好的协议与实验确定的结构从Nakajima比从Wyckoff获得的，特别是对于Bi 2 Se 3的原子结构的差异定性地改变电子能带结构。使用Nakajima结构获得的能带结构和理论优化的结构，与使用Wyckoff结构获得的结构相比，与以前的光电发射测量报告更好地一致。通过对不同面内应变和单轴应变下Bi_2Se_3和Bi_2Te_3块体和薄膜的原子结构的优化计算，预测了块体和薄膜的电子带隙随面内拉伸应变而减小，随面内压缩应变而增大.我们还预测，使用半经典玻尔兹曼方法，Bi_2Te_3的n型塞贝克系数的大小可以通过压缩面内应变增加，而Bi_2Se_3的n型塞贝克系数可以通过拉伸面内应变增加。此外，面内功率因数的n掺杂的Bi2Se3可以增加与压缩单轴应变，而n掺杂的Bi2Te3可以增加的压缩面内应变。...
2013-08-07 cond-mat.mtrl-sci
2D Black Phosphorus Carbide: Rippling and Formation of Nanotubes
最近，人们预测了一种新型层状材料--碳化磷（PC）的同素异形体，并且已经成功地制备了其中的一些结构。在这里，通过使用第一性原理计算，我们研究了波纹的PC单层，层状PC的最稳定的修改之一，在大的压缩应变的影响。与磷烯类似，层状PC被发现具有非凡的弯曲能力，并在沿其扶手椅方向施加足够大的应变下形成具有大曲率的波纹。的带隙尺寸，功函数，和杨氏模量的波纹PC单层的预测是高度可调的应变工程。此外，直接-间接的带隙转变下观察到的压缩应变范围从6到11%。PC单层沿扶手椅方向波纹的另一个重要特征是其在极端压缩应变下滚动成PC纳米管（PCNT）的可能性。这些不同尺寸的管表现出高的热稳定性，具有很高的杨氏模量，以及可调谐的带隙，可以从0到0.95 eV变化。此外，对于这两种结构，波纹PC和PCNTs，我们已经解释了它们在压缩应变下的性质的变化，其结构参数的修改。
2020-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Multiple strain-induced phase transitions in LaNiO3 thin films
利用Raman散射和第一性原理模拟研究了在不同单晶衬底上生长的LaNiO 3外延薄膜的应变效应。新的拉曼模式，不存在于散装或完全放松的薄膜，出现在压缩和拉伸应变，表明对称性降低。有趣的是，拉伸和压缩应变膜的拉曼光谱和潜在的晶体对称性是不同的。广泛的映射的LaNiO 3相稳定性的模拟解决，表明各种晶相确实是稳定的应变下，可能会影响电子轨道层次。计算的拉曼频率再现的实验光谱的主要特征，支持模拟预测的多个应变驱动的结构转变的有效性。
2016-03-02 cond-mat.mtrl-sci
High Strain Rate Compressive Deformation Behavior of Nickel Microparticles
Max Planck Institute for Sustainable Materials（马克斯·普朗克可持续材料研究所）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；Aix-Marseille Univ. CNRS, CINAM（艾克斯-马赛大学法国国家科学研究中心CINAM）
本研究首次分析了镍微粒在不同应变率和温度下的压缩变形行为，通过分子动力学模拟揭示了位错成核机制。
2024-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Impact of biaxial and uniaxial strain on V$_2$O$_3$
使用第一性原理计算，我们确定的作用，压缩和拉伸的单轴和等双轴应变的结构，电子和磁性的V $_2$ O $_3$。我们发现，压缩应变增加的能量成本从高温顺磁金属相过渡到低温反铁磁绝缘相。这种能量差的变化可以用低温结构中反铁磁排列的V-V键长的变化来解释。我们已经获得的见解提供了一个微观的解释，在金属-绝缘体转变温度的变化，已在实验中观察到的V $_2$ O $_3$薄膜生长在不同的基板上。
2019-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Structural and electronic properties of epitaxially-strained LaVO_3 from density functional theory and dynamical mean-field theory
采用密度泛函理论和动力学平均场论研究了外延应变对LaVO 3晶体结构和电子性质的影响。两种不同的生长取向的晶体被认为是，一个保持体Pbnm空间群对称性和另一个引起的对称性降低到P2_1/m。在CFDFT结构中，对于这里考虑的所有拉伸应变，以及对于小于-3%的压缩应变，两种生长取向同样有利。对于较强的压缩应变，P2_1/m取向是有利的，并显示出完全抑制八面体倾斜沿面外方向。磁有序结构没有显示出完全的倾斜抑制，但趋势表明在压缩应变下平面外V-O-V键角类似地减小。我们的DMFT计算表明，在符合室温实验，体顺磁性莫特绝缘状态的LaVO_3是强大的对外延应变可达到的薄膜，因为轨道波动的抑制抵消了带宽增加的效果与压缩应变。在较强的压缩应变下，P2_1/m几何构型中的V-O-V键的拉直干扰了轨道波动的抑制，因此更强烈地扰动Mott相，尽管不足以实现金属相。
2015-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrocaloric effect in BaTiO$_3$: a first-principles-based study on the effect of misfit strain
我们解决的问题是如何在外延薄膜的原型铁电BaTiO $_3$的电热效应的影响，夹持衬底和衬底引起的失配应变。我们使用分子动力学模拟和基于第一性原理的有效哈密顿量来计算不同外延约束下的绝热温度变化$ΔT$。我们的研究结果表明，与唯象理论相一致，由基板夹紧减少了最大$ΔT$相比，散装钛酸钡$_3$。另一方面，压缩失配应变导致$ΔT$的强烈增加，并将电热效应的最大值转移到更高的温度。相当小的压缩应变$-0.75$ %足以获得大于相应体积值的$ΔT$。
2014-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Strain-driven light polarization switching in deep ultraviolet nitride emitters
残余应变在决定氮化物外延层的结晶质量和改变其能带结构方面起着关键作用;这常常导致几种有趣的物理现象。例如，发现在AlyGa 1-yN（x<y）模板上生长的AlxGa 1-xN层中的压缩应变导致价带在比预期高得多的Al组分处的反交叉。这种情况下，即使在存在大的和负的晶场分裂能量的AlxGa 1-xN层。压缩应变的合理大小可以支持来自AlxGa 1-xN量子阱的垂直光发射（在c平面外），直到x \approx 0.80，这对于设计为在250 nm以下操作的具有横向电极化的强度特性的深紫外发光二极管的开发是期望的。
2011-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Influence of compressive strain on the hydrogen storage capabilities of graphene: A density functional theory study
原始石墨烯不适合在环境条件下储氢，因为它仅通过范德华相互作用结合氢分子。然而，氢分子的吸附能可以通过在石墨烯单层上掺杂或修饰金属原子来提高。由于氢吸附中的氧干扰和金属原子的聚集问题，掺杂和装饰过程是具有挑战性的。为了提高石墨烯的吸氢能力，我们研究了压缩应变下石墨烯单层的储氢性能。我们发现，在6%的双轴压缩应变下，石墨烯的4 * 4 * 1超晶胞可以在石墨烯表面上方吸附10个H $_2$分子。H $_2$的平均结合能为-0.42 eV/H $_2$，非常适合可逆氢吸附.我们提出，石墨烯的4 * 4 * 1超级电池可以吸附总数为20个H $_2$分子，导致9.4%的高氢吸收。用分电子态密度图和表面电荷密度图研究了碳、氢原子轨道间的相互作用和电荷转移过程。在压缩应变的存在下，石墨烯的C-C键周围的电子密度增加，由此氢分子被强烈吸附。
2022-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of Strain Relaxation and the Burstein-Moss Energy Shift on the Optical Properties of InN Films Grown in the Self-Seeded Catalytic Process
首次采用常压化学气相沉积技术在蓝宝石衬底上生长了高光学质量的InN薄膜。采用自催化方法来克服InN薄膜的成核势垒。在该过程中，在反应性NH3的存在下进行成核位点的接种和随后的生长。利用拉曼光谱和光致发光光谱研究了应变和Burstein-Moss（BM）能移对InN薄膜光学性质的影响。拉曼光谱分析表明，在所有的薄膜中存在压应变，并发现随着生长温度的升高而松弛。在620 ℃生长的薄膜中，随着等离子体-声子相互作用的开始，观察到A1（LO）声子模的非对称展宽。观察到InN的带隙（1.2 eV）的大的蓝移作为膜中的压缩应变以及BM位移的集体结果。使用光致发光光谱中的BM位移来计算载流子密度。最后，由于薄膜中存在压应变以及BM效应，进一步观察到带边发射的蓝移。
2016-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Band gap engineering of MoS$_2$ upon compression
二硫化钼（MoS $_2$）是一种具有直接带隙的单层纳米材料，是一种很有前途的二维纳米电子器件材料。在这项工作中，我们研究了电子结构的MoS $_2$在压缩和拉伸应变与第一性原理密度泛函计算不同的层数。结果表明，可以针对实验可获得的应变（即，$\pm 0.15$）设计带隙。然而，压缩应变可导致屈曲，其可阻止使用大的压缩应变。然后，我们研究了压缩的稳定性，计算临界应变，结果在屈曲的不同长度的独立纳米带的开始。结果表明，短的结构，或少层的MoS $_2$，显示半导体到金属的转变时，压缩应变没有屈曲。
2016-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Roles of Structural Coordination and Strain Orientation in the Phase Stability of Ferroelectric HfO$_2$
本文通过第一性原理计算，揭示了Y掺杂、O空位与(111)取向压缩双轴应变的协同作用可最优稳定HfO₂铁电相，并从结构配位与晶体学角度阐明了应变取向优势。
2024-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Strain Induced Enhancement of Thermoelectric Properties of Monolayer WS2 through Valley Degeneracy
二维过渡金属二硫属化合物由于其低维性、独特的态密度和载流子的量子限制而显示出巨大的潜力，是一种很有前途的热电材料。采用密度泛函理论结合半经典Boltzmann输运理论研究了机械应变对单层WS 2热电性能的影响。Seebeck系数和带隙随应变的变化也遵循相同的趋势。对于n型材料，弛豫时间标度的功率因子（S2 σ/τ）通过施加压缩应变而增加，而对于p型材料，其随着施加拉伸应变而增加。通过施加单轴压缩应变，已经观察到n型材料的功率因数增加了77%。晶格热导率随温度的升高而降低，导致在施加单轴压缩应变下ZT积增加近40%。从研究中，它是观察到的单轴压缩应变是更有效的所有类型的应变，以提高单层WS 2的热电性能。这种应变诱导的单层WS 2热电性能的增强可能为高质量热电器件的制造打开一个新的窗口。
2019-05-24 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Thermoelectric transport of strained CsK$_2$Sb: The role of electron velocities and scattering within extended Fermi surfaces
本研究利用第一性原理计算揭示压缩应变通过调控 CsK$_2$Sb 的能带、费米速度与散射，显著提升 n 型并小幅提升 p 型热电性能。
2025-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Unusual anisotropic response of the charge carrier mobility to uniaxial mechanical strain in Rubrene crystals
本文系统地研究了Rubrene单晶在单轴机械应变下的电荷输运，在平行或垂直于电流方向的拉伸和压缩应变下，在晶体的两个面内输运方向上。陷阱态密度保持不变。场效应迁移率作为分子间输运的基准数据，发现随着压缩应变而增加，反之亦然，其幅度为-1.5 cm 2/Vs/ %应变，与输运方向无关。一个非常显著的结果是当晶体垂直于输运方向应变时迁移率的变化。虽然这种增强可以从改进的波函数重叠定量地解释，但垂直方向上的流动性提高得更多，这与基于后期扩展和通常的泊松比的简单几何考虑相反。这一结果强调了有机分子晶体中应力引起的动力学波函数重叠变化的中心作用。
2016-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Effect of strain on the electronic and magnetic properties of bilayer T-phase VS2: A first-principles study
本文采用DFT第一性原理计算研究双层T相VS2在拉伸和压缩应变下的电子结构与磁性，揭示应变对易面各向异性、交换参数及居里温度的调控规律。
2023-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain engineered domain structure and their relaxation in perpendicularly magnetized Co/Pt deposited on flexible polyimide
对具有灵活性的快速、节能自旋电子器件的需求需要额外的能量来进行磁化操纵。应力和应变已经显示出它们将磁特性调谐到期望水平的潜力。在这里，我们报告了一个系统的研究的影响，拉伸和压缩应力的磁各向异性（MA）。进一步研究了应力对垂直磁化Co/Pt薄膜中畴结构和磁化弛豫机制的影响。据观察，一个最小的面内拉伸应变增加了38 $\%$的初始值的膜的介电常数，而一个非常小的变化的介电常数已被发现在压缩应变。在拉伸应变下，铁磁畴的尺寸减小，而在压缩应变下没有观察到变化。在亚矫顽磁场下测量的磁化强度在应变状态下产生较长的弛豫时间。
2020-01-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Compressive-strain induced enhancement of exchange interactions and short-range magnetic order in Sr$_2$IrO$_4$ investigated by Raman spectroscopy
利用Raman光谱研究了面内失配应变下准二维反铁磁莫特绝缘体Sr $_2$ IrO $_4$外延薄膜中的双磁振子激发.随着面内双轴压缩，双磁振子峰的能量增加，并且在高于Néel温度的较宽温度范围内仍然可以观察到该峰，这表明$\it{J}_{eff}$ = 1/2赝自旋之间的超交换相互作用的应变诱导增强。从密度泛函理论计算，我们发现，增加的最近邻跳跃参数和交换相互作用的双轴压缩应变，与实验观察一致。我们的实验和理论研究结果提供了系统的，理论指导的应变控制的初级交换相互作用在5 $\it{d}$过渡金属氧化物的前景。
2019-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Controlling the cation distribution and electric polarization with epitaxial strain in Aurivillius-phase Bi$_5$FeTi$_3$O$_{15}$
利用第一性原理电子结构计算方法研究了面内双轴（外延）应变对Aurivillius相化合物Bi $_5$ FeTi $_3$ O $_{15}$阳离子分布和电极化的强度的影响。我们的计算表明，Fe $^{3+}$阳离子的位置偏好可以通过外延应变控制。拉伸应变增强了对Aurivillius相结构的类钙钛矿层内的内部位点的偏好，而压缩应变有利于占据钙钛矿层内的外部位点，即，靠近Bi $_2$层的位置。控制磁性阳离子的分布为控制磁稀体系的磁序提供了可能。此外，电极化的强度的大小是强烈的应变依赖性，在拉伸应变下增加和压缩应变下减少。玻恩有效电荷的分析揭示了强烈的异常电荷，Bi $^{3+}$阳离子和Ti $^{4+}$阳离子。
2016-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and magnetic properties of silicene monolayer under bi-axial mechanical strain: a first-principles study
二维范德华异质结构的电子和磁性的机械控制为自旋电子学和信息相关技术的进一步发展提供了新的可能性。利用密度泛函理论研究了含铬原子的硅烯单分子膜在小双轴应变（$-6\%< ε< 8\%$）作用下的结构、电子和磁性.我们的研究结果表明，没有应变的Cr掺杂硅烯纳米片具有磁性金属，半金属或半导体性质取决于类型的取代。我们还表明，与单体和垂直二聚体取代的磁矩变化非常弱的应变。然而，与水平二聚体取代相关的磁矩降低时，无论是压缩或拉伸应变施加到系统。此外，我们发现，最大的半导体带隙约为0.13 eV的零应变下的垂直铬掺杂硅烯。最后，双轴压缩应变导致Cr垂直二聚体取代的磁矩的不规则变化。
2022-02-22 cond-mat.mtrl-sci
From semiconductor to metal: A reversible tuning of electronic properties of mono to multilayered SnS$_\mathrm{2}$ under applied strain
通过施加应变来控制2D材料的电子特性的变化已经成为设计用于定制应用的材料的有前途的方式。使用第一性原理密度泛函理论计算，我们表明，虽然电子结构和间接带隙的SnS $_\mathrm{2}$不改变显着的层数，它们可以通过施加双向拉伸（BT），双向压缩（BC），和正常的压缩（NC）应变可逆地调整。单层到多层SnS $_\mathrm{2}$在BT、BC和NC应变下分别在0.17、$-$ 0.26和$-$ 0.24的应变值下表现出可逆的半导体到金属转变（S-M）。由于较弱的层间耦合，在NC应变下SnS $_\text{2}$中实现S-M转变所需的临界应变值远高于MoS $_\mathrm{2}$。BT、BC和NC菌株的S-M转变分别由S- $p_z$和Sn-$s$、$p_x$ / $p_y$和Sn-$s$以及S- $p_z$和Sn- $s$轨道之间的相互作用引起。
2015-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Strong enhancement of direct magnetoelectric effect in strained ferroelectric-ferromagnetic thin-film heterostructures
本文用非线性热力学理论描述了铁电薄膜在铁磁衬底上加磁场时，由于极化变化而产生的直接磁电效应。它示出的ME响应强烈地依赖于膜的初始应变状态。的ME极化系数的异质结构，包括Terfenol-D基板和压缩应变锆钛酸铅（PZT）薄膜，稳定在平面外的极化状态，被发现是可比的散装PZT/Terfenol-D层压复合材料。同时，ME电压系数达到50 V/（cm Oe）的巨大值，这大大超过了所观察到的块状复合材料的最大静态ME系数。这一显着的特点是解释了一个有利的组合相当大的应变敏感性的极化和低的电容率在压缩应变PZT薄膜。该理论还预测，在不同的铁电相之间的应变诱导的转变的ME系数进一步急剧增加。
2009-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Evidence of structural strain in epitaxial graphene layers on 6H-SiC(0001)
利用俄歇电子能谱（AES）和去偏振拉曼光谱（Raman）研究了在Si端6 H-SiC（0001）上外延生长石墨烯层的早期阶段。散射光的去偏振分量的选择导致C-C键信号相对于二阶SiC拉曼信号显著增加，这允许分辨亚单层生长，包括对于$\sim$ 3的AES C/Si比的类金刚石碳基质中的单个局部C=C二聚体，以及具有离域电子和狄拉克单带色散的应变石墨烯层，AES C/Si比为$>$ 6。发现在室温下测量的线性应变是压缩的，这可以归因于石墨烯和SiC的热膨胀系数之间的大差异。在固定的退火温度下，可以通过调节生长时间来改变压缩应变的大小。
2008-11-20 cond-mat.mtrl-sci
Lattice Relaxation in Epitaxial BaTiO$_3$ Thin Films
我们利用同步加速器X射线衍射研究了外延BaTiO $_3$（BTO）薄膜中与铁电转变相关的面外晶格驰豫。无论是在压缩应变或拉伸应变，有证据表明两个结构相变作为温度的函数。转变温度$T_C$是应变的强函数，其可以比本体中相应的$T_C$高多达100 K。在压应变下，BTO晶胞的四方性意味着第一铁电相的极化是面外的，而在拉伸应变下，极化是面内的。在较低温度下的转变可以对应于$aa\to r$或$c\to r$转变，遵循Pertsev \textit{et al}的符号。畴的取向与理论预测一致。
2005-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring the structural and electronic properties of graphene-like ZnS monolayer using biaxial strain
我们的第一性原理全势密度泛函理论（DFT）计算表明，单层的ZnS（ML-ZnS），这是预测采用石墨烯样的平面蜂窝结构与直接带隙，经历应变引起的修改时，其结构和带隙面内均匀双轴应变（$δ$）。ML-ZnS在大于0.92%的压缩应变下发生屈曲;屈曲参数$Δ$（= 0.00 Ω\，对于平面ML-ZnS）随着压缩应变的增加而线性增加（$Δ= 0.435$ Ω\，在$δ= - 5.25$ %下）。当拉伸应变为2.91%时，ML-ZnS的直接带隙转变为间接带隙。在我们考虑的$|δ| < 6%$的应变值内，带隙显示出随拉伸（压缩）应变线性减小（非线性增大以及减小）的变化。这些预测可能在未来的应变传感器和其他纳米器件，如纳米机电系统（NEMS）的潜在应用。
2014-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mapping strain and structural heterogeneities around bubbles in amorphous ionically conductive Bi$_2$O$_3$
本研究利用 4D 扫描透射电子显微镜探究了氩辐照下非晶 Bi$_2$O$_3$ 气泡周围的应变与结构变化，提出测量应变场以估算气泡内部压力的方法，揭示了气泡引起的局部结构有序化与压缩应变梯度。
2025-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Giant Tuning of Electronic and Thermoelectric Properties by Epitaxial Strain in p-Type Sr-Doped LaCrO3 Transparent Thin Films
研究了外延应变对p型透明掺锶LaCrO 3薄膜的结构、电学和热电性能的影响。为此，高品质的全应变La 0.75 Sr 0.25 CrO 3（LSCO）外延薄膜生长在三个不同的（伪）立方（001）取向的钙钛矿氧化物衬底：LaAlO 3，（LaAlO 3）0.3（Sr 2AlTaO 6）0.7，和DyScO 3的分子束外延。LSCO薄膜和衬底之间的晶格失配引起了范围从-2.06%（压缩）到+1.75%（拉伸）的面内应变。电导率可以控制在2个数量级以上，范围从0.5 S/cm（拉伸应变）到35 S/cm（压缩应变）。因此，塞贝克系数S可以从127微V/K（压缩应变）到208微V/K（拉伸应变）以几乎2的因子精细地调节。有趣的是，我们表明，热电功率因数可以因此调整了近2个数量级。的压缩应变产生了显着的增强的3倍，2%的压缩应变相对于几乎放松的膜。这些结果表明，外延应变是一个强大的杠杆，以控制LSCO的电性能，并提高其热电性能，这是非常感兴趣的各种设备和关键应用，如热能采集器，冷却器，透明导体，光催化剂，和自旋电子存储器。
2021-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Epitaxial strain induced magnetic transitions and phonon instabilities of the tetragonal SrRuO3
利用密度泛函理论计算了四元SrRuO 3（SRO）在外延应变影响下的磁性和动力学性质。研究发现，在xy平面上的拉伸和压缩应变都能引起Ru原子磁矩的突变。特别地，在面内约4%的压缩应变下，诱导铁磁到铁磁转变。当拉伸应变大于3%时，Ru的磁矩随应变的增加而逐渐下降，表现为弱铁磁状态。我们发现，这种磁转变可以定性地解释的Stoner模型。此外，在Γ点的冻结声子计算表明，结构不稳定性可以发生在压缩和拉伸应变。这种不稳定性是非常相似的铁电钙钛矿氧化物，即使SRO仍然是金属在我们研究的范围内。这可能对以SRO为组分的氧化物超电池的物理性质产生影响。
2012-12-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strain Engineering of the Band Gap of HgTe Quantum Wells using Superlattice Virtual Substrates
碲化汞量子阱是一种二维拓扑绝缘体。它的带隙相对较小（通常在10 meV的量级），这限制了对低温下纯拓扑电导的观察。在这里，我们利用应变依赖性的能带结构的碲化汞量子阱来解决这个限制。我们使用GaAs上的$\text{CdTe}-\text{Cd}_{0.5}\text{Zn}_{0.5}\text{Te}$应变层超晶格作为虚拟衬底，通过可调的晶格常数来控制量子阱的应变。我们提出的磁输运测量，这表明从半金属过渡到二维TI制度在宽量子阱，当应变从拉伸到压缩。最值得注意的是，我们证明了一个大大增强的能隙的55毫电子伏在严重压缩应变量子阱。这个值超过了常见的II-VI衬底上的最高可能的间隙的2-3倍，并扩展了拓扑电导占主导地位的制度，以更高的温度。
2016-08-04 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced topological insulator phase transition in HgSe
采用从头算方法研究了HgSe（非中心对称体系）在[001]和[110]两种不同单轴应变下的能带结构和nu_0拓扑不变量的变化.压缩[001]和[110]应变都导致在γ附近的（晶体场）带隙（最大值约为37 meV）的打开，以及沿着垂直于应变的方向的骆驼背（反骆驼背）形状的价（导）带的伴随形成，其中最小值（最大值）在γ处。我们发现Z_2不变量nu_0=1，从而证明HgSe是一个强拓扑绝缘体（TI）.随着应变的进一步增加，带隙减小，在临界应变值（这取决于应变类型）处消失，其中HgSe经历从强TI到平凡（正常）绝缘体的过渡。HgSe在拉伸[110]单轴应变下表现出类似的行为。另一方面，通过施加[001]拉伸单轴应变，HgSe保持正常绝缘体。在压缩[110]拉伸应变下的非极性（110）表面的互补电子结构计算显示在Gamma点处的两个狄拉克锥，其自旋手征态与顶部和底部板表面相关联。
2013-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Effect of strain on electronic and thermoelectric properties of few layers to bulk MoS$_{2}$
MoS $_2$的电子和热电性质对外加应变的敏感依赖性在应变电子学的新兴领域开辟了各种应用。使用基于第一性原理的密度泛函理论计算，我们表明，可以通过施加i）正常压缩（NC），ii）双轴压缩（BC），和iii）双轴拉伸（BT）应变来调整几层的MoS $_2$的带隙。在所有三种类型的应变下观察到可逆的半导体到金属转变（S-M转变）。在NC应变的情况下，发生S-M转变的阈值应变随着层数的增加而增加，并且对于体块变得最大。另一方面，在BC和BT应变下，S-M转变的阈值应变随着层数的增加而减小。不同类型的施加应变的S-M转变的机制的差异进行了解释。此外，还利用Botzmann输运理论研究了应变类型和层数对输运性质的影响。我们优化的传输性能作为层数和施加的应变的函数。3L-和2L-MoS $_2$分别在NC和BT应变下成为最有效的热电材料。计算的热电势很大，可以与一些最好的热电材料相媲美。这三种类型的应变的可行性之间的比较进行了讨论。
2014-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Strain Engineering of Altermagnetic Symmetry in Epitaxial RuO$_2$ Films
University of Minnesota（明尼苏达大学）；University of Minnesota-Twin Cities（明尼苏达大学双城分校）；Kyung Hee University（庆熙大学）
通过第一性原理计算揭示应变调控RuO₂薄膜中交替磁序的形成机制，发现应变增强费米面不稳定性和交替磁性，不同衬底导致不同磁序状态。
2026-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Strain Relief in Cu-Pd Heteroepitaxy
我们对Pd/Cu（100）和Cu/Pd（100）异质结进行了实验和理论研究，以探索它们的结构和失配应变弛豫。采用脉冲激光沉积法在室温下生长了超薄Pd和Cu薄膜。对于Pd/Cu，压应变通过在[100]和[010]方向上运行的失配位错网络释放，这些位错网络在几个单层之后已经出现。与此形成鲜明对比的是，对于Cu/Pd，拉伸覆盖层保持相干高达约9 ML，之后发生多层生长。拉伸和压缩情况之间的强烈不对称性与连续弹性理论相矛盾，并且在应变膜的结构参数中也是明显的。基于经典多体势的分子动力学计算证实了明显的拉压不对称性，并与实验数据吻合良好。
2005-03-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Unlocking the Potential of GeS Monolayer: Strain-Enabled Control of Electronic Transports and Exciton Radiative Lifetimes
本研究采用多种理论方法探究GeS单层的电子输运与激子辐射寿命，发现应变可大幅调控载流子迁移率与激子复合时间，为定制其光电性质适配器件需求提供了途径。
2023-06-11 cond-mat.mtrl-sci
