Structural and Magnetic Dynamics in the Magnetic Shape Memory Alloy Ni$_2$MnGa
磁性形状记忆Heusler合金是一种多铁性材料，它的稳定性取决于电子、磁性和结构有序之间的相互作用。为了研究这些相关性，我们使用时间分辨的X射线衍射和磁光克尔效应实验来测量Heusler合金Ni $_2$ MnGa薄膜中的激光诱导动力学，并揭示了一组系统固有的时间尺度。我们观察到一个相干声子，我们确定为调制结构的振幅和超快相变导致的无公度调制的淬火在300~fs的几个ps的恢复时间。热驱动的马氏体相变到高温立方相的过程通过在几ps内的成核和受声速限制的畴生长进行。退磁时间为320~fs，与结构调制的淬灭相当。
2014-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Crystal Structures of Ni$_2$MnGa from Density Functional Calculations
用密度泛函理论计算了铁磁Ni $_2$ MnGa的不同晶体结构，重点研究了调制结构10 M和14 M.这些对于理解Ni $_2$ MnGa马氏体的稳定性及其作为形状记忆材料的功能是重要的。在计算中对调制结构进行了优化，并讨论了它们与无调制结构的关系。调制结构的出现与在Ni $_2$ MnGa中观察到的软TA $_2$声子模有关。后者与Ni $_2$ MnGa中费米面的特殊嵌套行为有关。调制结构的特定形状通过由Ga的\textit{p} -轨道和Ni的\textit{d} -轨道介导的共价相互作用来稳定。当考虑Ni $_2$ MnGa的声子色散谱时，这种相互作用的作用变得清晰可见，其中在Ni的声学振动模式和光学模式的耦合中发生一些特征异常。
2004-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Combined experimental and theoretical investigation of the premartensitic transition in Ni$_2$MnGa
本文报道了磁性形状记忆合金Ni-$_2$-MnGa在$100K < T < 250K$温度范围内的紫外光电子能谱（UPS）测量和支持比热、热膨胀、电阻率和磁矩测量。所有的测量都检测到明显的预马氏体转变（$T_\mathrm{PM}\sim 247K$）和马氏体转变（$T_\mathrm{M} \sim 196K$）的特征。温度依赖的UPS显示出一个戏剧性的耗尽状态（赝能隙）在$T_\mathrm{PM}$位于费米能级以下0.3 eV。第一性原理电子结构计算表明，在$T > T_\mathrm{PM}$的UPS谱中，在0.3eV处观察到的峰是由Ni-d少数自旋电子引起的.低于$T_\mathrm{M}$，该峰消失，导致在能量约0.8eV处的增强的态密度。这种增强反映了Ni-d和Mn-d电子对多数自旋态密度的贡献，并伴随着费米面的显著重构。
2008-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Theory of Martensitic Transformation Precursors
本文发展了马氏体相变前兆现象的声子理论。扩展了Grüneisen的热膨胀理论，该理论讨论了变形相关的低能声子对经历不完全声子软化的前马氏体立方晶体的结构、热和弹性行为的影响。它揭示了自发对称性破缺、预马氏体相变、声子畴和粗花呢结构。该理论自然地解释了普遍存在的过渡前异常，这是很难解释从传统的相变理论。
2014-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Martensitic Transformation Precursors: Phonon Theory and Critical Experiments
本文从新的理论和实验角度讨论马氏体前体现象。在声子畴假设的驱动下，基于声子不完全软化的前提，并采用玻恩的非谐晶格统计力学的动力学方法，我们发展了一个Gruneisen型声子理论，该理论通过声子布居的“旋节分解”预测了前马氏体相变，并且在不诉诸静态缺陷的情况下，在热膨胀的相同物理基础上解释了前体“异常”，两者都是非谐晶格的固有性质。该理论揭示了这种前马氏体转变的性质为声子伪Jahn-Teller不稳定性转变，并预测了弹性和声子畴的形成，其行为的主要特征是晶格振动的动态对称性破缺，而不是晶格的静态对称性破缺，作为Le Chatelier原理的一个特例，内部弛豫响应于施加的应力，通过声子人口重新分布的领域。预测严格测试原位三维声子漫散射和布拉格反射，使用高能同步辐射X射线单晶衍射，观察奇异域现象在预马氏体奥氏体是从根本上不同于通常的铁弹域切换现象在马氏体相。该理论从声子畴的观点一致地解释了马氏体前体“异常”。
2015-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Premartensitic transition driven by magnetoelastic interaction in bcc ferromagnetic $Ni_{2}MnGa$
我们表明，磁弹性耦合之间的磁化强度和振幅的短波长的声子，使存在一个一阶预马氏体相变从bcc到微调制相位在$Ni_{2}MnGa$。这种磁致弹性耦合已被实验证实的交流磁化率和超声波测量下施加的磁场。用高灵敏度量热计测得的潜热约为9 J/mol。该值与所提出的模型预测的值非常一致。
1997-09-23 cond-mat.mtrl-sci
A critical discussion of calculated modulated structures, Fermi surface nesting and phonon softening in magnetic shape memory alloys Ni$_2$Mn(Ga, Ge, Al) and Co$_2$Mn(Ga, Ge)
用第第一性原理计算研究了Heusler合金Ni $_2$ Mn（Ga，Ge，Al）和Co $_2$ Mn（Ga，Ge）的电子结构、声子动力学、结构不稳定性和马氏体相变的性质.计算结果表明，除了费米面嵌套等电子特性外，光学声子和声学声子模的杂化对调制马氏体结构的稳定也是重要的。
2004-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Lattice Dynamics of Martensitic Transformations Examined by Atomistic Simulations
采用EAM型原子间相互作用势对Fe（80）Ni（20）合金进行了分子动力学模拟。我们目前的结果，显示在纳米尺度上的热诱导奥氏体转变过程中的非均匀剪切系统的发展。此外，通过计算动力学结构因子，得到了马氏体相的声子色散关系。在接近转变温度时，声子色散显示出异常，这可能与奥氏体转变过程中微观结构的形成有关。
1997-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Phase-field modeling of paramagnetic austenite-ferromagnetic martensite transformation coupled with mechanics and micromagnetics
提出了一种模拟磁性马氏体相变的三维相场模型。该模型考虑了顺磁性立方奥氏体到铁磁性四方马氏体的转变，因为它发生在磁性Heusler合金，如Ni 2 MnGa中，并且基于具有温度依赖系数的Landau 2-3-4多项式。顺磁-铁磁转变是通过内插作为铁弹畴的序参量的函数的微磁能来捕获的。该模型是在真实空间的有限元（FE）方法数值实现。在马氏体状态的有限元模拟表明，该模型是能够正确地夺回铁弹和磁性微观结构，以及外部刺激的影响。模拟结果表明，当施加磁场或压应力时，顺磁奥氏体向铁磁马氏体转变向更高的温度移动。的相变温度的变化对外部刺激的强度的依赖性也被揭露。磁热材料中的相变的模拟对于高能效磁热冷却装置的开发具有高度兴趣。
2022-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Classical potential describes martensitic phase transformations between the $α$, $β$ and $ω$ titanium phases
描述钛的$α$、$β$和$ω$相之间的马氏体转变（包括成核和生长）需要精确的经典势。优化参数的修改嵌入原子势的数据库的密度泛函计算产生一个准确的和可转移的潜力，通过比较实验和密度泛函数据的声子，表面和堆垛层错能量和能量障碍均匀马氏体相变验证。分子动力学模拟绘制出钛的压力-温度相图。在该势下，$α$和$β$之间的马氏体相变发生在常压和1200 K，$α$和$ω$之间的马氏体相变发生在常压，$β$和$ω$之间的马氏体相变发生在1200 K和8 GPa以上，三相点发生在8 GPa和1200 K。马氏体$α-ω$转变的动力学的分子动力学探索显示出快速移动的界面，具有30毫电子伏/欧姆$^2$的低界面能。该势可用于研究钛的缺陷和相变。
2007-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Hysteretic phononic band structures arising from martensitic phase transformations
Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学物理研究所）；Departamento de Investigación en Física de la Universidad de Sonora（索诺拉大学物理研究系）
研究形状记忆合金（NiTiCu）与聚合物间隔层（Parylene C）交替组成的一维周期复合棒中纵向弹性波的传播，发现材料滞回性导致周期结构的集体声学响应出现滞回现象，带隙边缘在温度-频率平面形成闭环。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular dynamic simulation of a homogeneous bcc -> hcp transition
我们对均匀体系中马氏体bcc → hcp相变进行了分子动力学模拟。该系统演变成三个马氏体变体，共享一个共同的最近邻矢量沿体心立方<111>方向，加上面心立方区域。成核发生在局部，随后是随后的生长。我们监测的时间相关的散射S（q，t）在转变过程中，并发现异常，布里渊区相关的散射类似于实验观察到的一些系统以上的转变温度。这种散射被证明是相关的弹性应变与变换，并不直接相关的声子响应。
2001-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous phonon behavior in the high temperature shape memory alloy: TiPd:Cr
Ti 50 Pd 50-xCrx是一种高温记忆合金，其马氏体相变温度强烈依赖于Cr成分。在相变之前，预马氏体相存在与波矢为q 0 =（0.22，0.22，0）的无公度调制立方晶格。在立方相的漫散射的温度依赖性测量作为一个函数的温度为x=6.5，8.5，和10在。%.研究了晶格动力学，揭示了[110]-TA 2横声子支的反常温度和q依赖性。声子线宽是广泛的整个布里渊区，并随着温度的降低而增加，与预期的非谐性的行为。在q 0时未观察到异常。计算结果与声子结构的第一性原理计算进行了比较。
2007-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamics of the high temperature shape memory alloy Nb-Ru
Nb-Ru是一种高温记忆合金，其在TM 900 ℃下经历从母立方b相到四立方b'相的马氏体转变。声子色散曲线的测量表明，在q=0极限下对应于弹性常数C ′ = 12（C_（11）-C_（12））的[110]-TA_2声子支具有反常的温度依赖性。当接近TM时，几乎整个树枝随着温度的降低而软化。低q声子能量的温度依赖性表明，当T接近TM时，弹性常数将接近0，表明二级跃迁。在立方相中没有观察到额外的晶格调制。
2006-03-01 cond-mat.mtrl-sci
A new paradigm for modulated phases in multi-stage structural transformations
对于多阶段，位移结构转变，我们提出了一个一般的框架，占各种中间调制相位，弹性常数，声子和相关的热力学异常。基于调制相的存在或不存在，我们将这些转变分为四类，并将这种方法应用于四种不同的代表性材料：Ni-Mn-Ga，NiTi（Fe），Ni-Al，Cu-Zn-Al和α-U。我们认为，从上面接近马氏体相变时观察到的弹性常数（s）和声子频率的异常增加是一个签名的conmensurate调制相位。
2002-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Discovery of Light-induced Metastable Martensitic Anomaly Controlled by Single-Cycle Terahertz Pulses
我们报告了一个超快的光致相变与一个惊人的长寿命的马氏体异常驱动的阈值以上的单周期太赫兹（THz）脉冲在Nb $_3$ Sn。低频电导率的非热、太赫兹诱导的耗尽表明通过去除其简并性（其增强马氏体相）而增加了高能$Γ_{12}$带的间隙分裂。相反，光泵浦导致$Γ_{12}$间隙熔化。这种光诱导的非平衡马氏体不稳定性持续到临界温度$\sim$ 100 K，即，超过平衡温度的两倍，并且可以稳定超过技术相关的纳秒时间尺度。与第一性原理模拟一起，我们确定了一个引人注目的太赫兹调谐的结构波动，通过E $_u$声子，以实现非平衡有序在高温下远远超过那些平衡态。
2020-08-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Broken Dynamic Symmetry and Phase Transition Precursor
对称性破缺是Landau相变理论的核心概念，但该理论只考虑了晶格的静态对称性，而忽略了晶格振动的动态对称性，因而无法解释普遍存在的相变前兆现象。我们表明，不完全声子软化相变前导致动态对称性破缺，其自然后果表现为各种前兆“异常”，已难以理解从传统理论。利用三维同步辐射X射线声子漫散射技术对热弹性Ni-Mn-Ga单晶马氏体相变前高静态对称奥氏体相中的非均匀声子畴进行了实验观察，证实了动态对称破缺的观点。它为金属、合金和陶瓷中普遍存在的相变前体现象提供了自然的机制和物理理解。
2013-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamics in magnetic superelastic Ni-Mn-In alloys. Neutron scattering and ultrasonic experiments
用中子散射和超声方法研究了两种接近Ni $_{50}$ Mn $_{34}$ In $_{16}$磁超弹性成分的Ni-Mn-In Heusler合金单晶的晶格动力学。本文报道了该合金系统的低阶声子色散曲线和弹性常数的实验测定。我们发现TA $_{2}$分支的频率相对较低，并且在波数$ξ_{0} \approx 1/3$处表现出小的倾斜异常，其随着温度的降低而软化。与此声子的软化，我们还观察到软化的剪切弹性常数$C'=(C_{11}-C_{12})/2$。这两种温度软化对于经历马氏体转变的bcc基固体是典型的，并且反映了立方晶格对抗$\{110\}$平面沿$<1\bar{1}0>$方向的剪切的动力学不稳定性。此外，我们还测量了在外加磁场中的声子色散分支和弹性常数，旨在表征磁弹性耦合。
2009-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Terahertz Optics Driven Phase Transition in Two-Dimensional Multiferroics
位移马氏体相变在具有快速开关速度的基于半导体的数据存储应用中具有潜在的前景。除了传统的相变材料外，最近发现的二维铁电材料由于其快速的铁电开关动力学特性而受到广泛关注，这将极大地提高数据存储密度和读写速度。在这项研究中，我们提出了一个太赫兹激光与中等强度和选定的频率可以触发铁性有序开关的二维多铁性，这是一个无损伤的非接触的方法。通过第一性原理计算，我们从理论上和计算上研究了两种实验制备的多铁性（铁电和铁弹）材料\b{eta} -GeSe和α-SnTe单层的光致电子、声子和力学响应.我们表明，不同的取向变量的相对稳定性，可以有效地操纵通过太赫兹激光，这是选择性和强烈耦合的横向光学声子模式的偏振方向。从一种取向变体到另一种取向变体的转变可以是无势垒的，表明超快转变动力学和常规成核-生长相变过程是可以避免的。
2020-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Electrical- and magneto-transport across the thermo-elastic martensitic transformation in anti-site-disordered off-stoichiometric Co-Fe-Ti-Si Heusler alloy thin films
School of Physics, University of Hyderabad（海德拉巴大学物理学院）；UGC - DAE Consortium for Scientific Research（UGC-DAE科学研究中心）；Defence Metallurgical Research Laboratory（国防冶金研究实验室）
研究揭示了反位紊乱对Co-Fe-Ti-Si Heusler合金薄膜输运性质的影响，发现其在马氏体相变中表现出独特的电阻率和磁电阻特性，为形状记忆和自旋电子器件提供了新机遇。
2025-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
The Premartensite and Martensite in Fe50Rh50 System
本研究通过透射电子显微镜探究不同温度淬火的Fe50Rh50合金，发现其热应力下存在预马氏体态及马氏体相变，提出原子剪切模型，为理解金属间化合物特性提供参考。
2023-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Temperature driven $α$ to $β$ phase-transformation in Ti, Zr and Hf from first principles theory combined with lattice dynamics
晶格动力学方法用于预测晶体中的相变通常处理谐波声子谱，因此不适用于其中一个竞争晶体结构在谐波近似下不稳定的重要情况，例如Ti，Zr和Hf中的hcp到bcc马氏体相变中涉及的bcc结构。在这里，我们提出了一个表达式的自由能，不遭受这样的缺点，我们表明自洽的{ \it从头计算}晶格动力学计算（SCAILD），的临界温度的hcp bcc相转变的Ti，Zr和Hf，可以有效地计算从两个阶段之间的自由能差。这开辟了定量研究的可能性，从第一原理理论，温度诱导的相变。
2011-07-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Phase discovery with active learning: Application to structural phase transitions in equiatomic NiTi
Harvard University（哈佛大学）；John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University（哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院）；Robert Bosch LLC, Research and Technology Center（罗伯特·博世有限公司研究与技术中心）
本文利用主动学习训练四种DFT泛函的NiTi机器学习力场，发现只有SCAN模型能预测可逆B19'→B2相变，其余模型揭示了一种新的高压相，从而建立了位移型相变自动化研究协议。
2024-01-10 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.comp-ph
