New class of planar ferroelectric Mott insulators via first principles design
无机钙钛矿氧化物铁电体近来对于光伏应用产生了很大的兴趣;然而，现有的材料遭受过度的电子带隙和不足的电极化的强度。混合钙钛矿铁电体的最近复苏解决了上述缺陷，但它们对环境影响非常不稳定，无机分辨率可能仍然是最佳的。在这里，我们使用第一性原理计算来设计一个低带隙，平面铁电体，通过利用层状双钙钛矿氧化物AA $^\prime $ BB $^\prime$ O $_6$的复杂性。我们利用一个$\ne$ A $^\prime$大小不匹配，一个名义上空的$d$ -壳的B-网站上，和A阳离子轴承孤对电子，以实现一个大的铁电极化。另外，选择B $^\prime\ne$ B以实现完全电荷转移和B $^\prime$ -位点上的Mott敏感填充，从而产生低带隙。这些原理在BaBiCuVO $_6$、BaBiNiVO $_6$、BaLaCuVO $_6$和PbLaCuVO $_6$中示出，其可以在逐层生长中实现。这类新材料可能会导致稳定，高效的光伏发电。
2015-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Instability of the layered orthorhombic post-perovskite phase of SrTiO$_3$ and other candidate orthorhombic phases under pressure
虽然空间群为$I4/mcm$的四元反铁电畸变（AFD）相对于SrTiO $_3$在低于105 K时出现是公知的，但是在文献中也存在正交相的一些暗示，或者在较低温度和高压下。先前提出的SrTiO $_3$的正交层状结构，称为具有空间群$Cmcm$的后钙钛矿或CaIrO $_3$结构，已被证明具有比立方或四方相显着更高的能量，并且在比立方钙钛矿更大的体积下具有其最小体积。因此，它不能对应于SrTiO $_3$的高压相。我们还研究了另一种$Pnma$相位获得两个八面体旋转不同的轴。发现该相具有比$I4/mcm$相稍低的能量，尽管没有发现其母相、同相倾斜的$P4/mbm$相的存在。替代铁电四方晶系和斜方晶系结构也被认为是。在我们的零温度计算中没有发现这些现象，但在以前的文献中已经提出在更高的温度下发生。
2018-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Geometric dependence of exchange bias in tilted three-dimensional CoFe/IrMn microwires
TU Wien（维也纳工业大学）；Leibniz Institute for Solid State and Materials Research Dresden（德累斯顿莱布尼茨固体和材料研究所）；TU Dresden（德累斯顿工业大学）
本研究通过两光子光刻与磁控溅射结合，制备了倾斜三维CoFe/IrMn微丝，揭示了非平面几何结构对交换偏置效应的影响。
2026-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Refining perovskite structures to pair distribution function data using collective Glazer modes as a basis
钙钛矿中八面体倾斜的结构建模通常使用所得空间群的对称性约束来完成。在大多数情况下，这引入了更多的自由度比那些严格需要只描述八面体倾斜。因此，将八面体倾斜与其他结构扭曲（如阳离子位移和八面体扭曲）分开可能是一个挑战。本文报道了发展的限制建模纯八面体倾斜和实施的限制diffpy-CMI，一个功能强大的软件包来分析对分布函数（PDF）数据。该程序允许PDF中来自刚性倾斜的特征与非刚性松弛分离，提供了倾斜的直观图像，并且由于它具有比无约束空间群拟合少得多的可细化变量，因此提供了倾斜分量的稳健和稳定的细化。它进一步证明了该模型在具有已知Glazer倾斜系统$α^+ β^- β^-$的典型倾斜钙钛矿CaTiO $_3$上的使用。Glazer模型在低于$r$ = 14 A时拟合λ与相应的空间群模型$Pnma$，并且由于真实材料中的非刚性变形，在较高的$r$时逐渐变得比空间群模型更差。
2022-02-28 cond-mat.mtrl-sci
A New Line Defect in NdTiO3 Perovskite
过氧化氢氧化物由于其在容纳不同大小和价态的阳离子方面的结构灵活性而形成折衷的一类材料。他们主机众所周知的点和平面缺陷，但到目前为止，没有线缺陷已被确定以外的位错。使用分析扫描透射电子显微镜（STEM）和从头计算，我们已经检测到并表征了一种新的线缺陷的NdTiO 3钙钛矿的原子和电子结构。它在STEM图像中显示为旋转45度的钙钛矿电池。它由自组织的Ti-O空位线取代Nd柱周围的中心Ti-O八面体链含有Ti 4+离子，而不是在主机中的Ti 3+。该线缺陷中的不同Ti价引入了在单一优选方向上设计奇异导电性质和在该莫特绝缘体中定制新颖的期望官能度的可能性。
2016-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Octahedral Tilting in Halide Double Perovskites: Disentangling Lone-Pair Chemistry and Geometric Effects
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
通过结合结构描述符和几何度量，研究57种卤化物双钙钛矿在0K下的八面体倾斜及四方相与立方相的相对稳定性，发现倾斜角度和能量偏好主要与Goldschmidt容差因子相关，孤对电子阳离子虽增强倾斜但主要源于离子尺寸影响，并利用机器学习势连接0K倾斜能与有限温度行为。
2026-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Double Antisymmetry and the Rotation-Reversal Space Groups
最近引入了旋转反转对称性来概括晶体中刚性静态旋转的对称性分类，例如钙钛矿结构中的倾斜八面体和二氧化硅结构中的倾斜四面体。这种操作对晶体群论有重要的影响，即新的对称群是正确描述晶体中旋转反转对称性的必要条件。当旋转反转对称性和时间反转对称性与空间群对称性一起考虑时，发现晶体结构可以表现出17，803种对称性，称为双重反对称。这些对称群有可能促进对晶体中多面体旋转、晶体的磁结构及其耦合的理解。双反对称空间群的完整列表可以在本工作的补充材料中找到，也可以在我们的网站上找到：http://sites.psu.edu/gopalan/research/symmetry/
2013-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Efficient light-emitting diodes based on oriented perovskite nanoplatelets
溶液处理的平面钙钛矿发光二极管（LED）有望成为高性能和高成本效益的电致发光（EL）器件，非常适合大面积显示和照明应用。利用具有高比率的水平跃迁偶极矩（TDM）的发射层预期会提高平面LED的光子外耦合。然而，基于各向异性钙钛矿纳米发射体的LED仍然是低效的（外部量子效率，EQE <5%），这是由于难以同时控制TDM的取向、实现高光致发光量子产率（PLQY）以及在组装的纳米结构的膜中实现电荷平衡。在这里，我们证明了有效的EL从原位生长的连续钙钛矿膜，包括一个单层的面向取向的纳米片。钙钛矿纳米片膜的水平TDM的比率为~ 84%，显著高于各向同性发射体的水平TDM的比率（67%）。纳米片膜显示出约75%的高PLQY。这些优点使LED的峰值EQE达到23.6%，代表了最高效的钙钛矿LED。
2021-09-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
First-principles investigation of thermodynamics and electronic transitions in vacancy-ordered rare-earth perovskite nickelates
本文利用DFT+U计算系统研究了稀土镍酸盐$R$NiO$_{2.5}$的氧空位有序构型，发现square planar构型更稳定且为绝缘体，而brownmillerite构型呈金属性，并揭示了稀土阳离子尺寸对热力学稳定性和电子结构的影响规律。
2024-12-27 cond-mat.mtrl-sci
Informatics-based learning of oxygen vacancy ordering principles in oxygen-deficient perovskites
本研究针对缺氧钙钛矿中氧空位有序化规律问题，提出基于(111)赝立方层均匀平面空位模式的生成算法，结合第一性原理计算明确稳定性影响因素，为定向设计新型化合物的空位结构提供了依据。
2023-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Out-of-plane orientated self-trapped excitons enabled polarized light guiding in 2D perovskites
该研究利用空间限域结晶制备高面外取向自陷激子的二维钙钛矿微片，实现半高全宽超120 nm的宽带偏振光导波。
2024-04-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Magnetotransport of Weyl semimetals with tilted Dirac cones
外尔半金属（WSM）在磁输运过程中由于守恒定律的破坏而表现出手征反常。在这里，我们分析了WSM的磁输运的存在下的时间反转的破缺倾斜参数。利用半经典玻尔兹曼方程推导出了小倾斜极限下的磁导率的解析表达式。我们预测一个平面霍尔电流横向电场和平面内包含磁场和电场和比例线性倾斜参数。在电场和磁场彼此平行的情况下，也存在倾斜诱导的横向电导率，这是常规霍尔电流完全消失的情况。
2019-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Role of charged defects on the electrical and electro-mechanical properties of rhombohedral Pb(Zr,Ti)O3 with oxygen octahedra tilts
氧八面体倾斜是钙钛矿中常见的结构现象，并且已经成为深入研究的主题，特别是在菱面体Pb（Zr，Ti）O3（PZT）中。早期的研究表明，倾斜八面体对PZT陶瓷的电畴转换行为、介电和压电性能有很大的影响。然而，在一种类似的方式提出的倾斜，带电的缺陷，与氧空位，也可能会抑制畴壁的运动，导致宏观上在捏磁滞回线和降低压电响应。在这里，我们回顾了早期的研究菱面体PZT陶瓷与倾斜八面体考虑可能的作用，倾斜和带电缺陷畴壁运动。我们发现，所观察到的捏滞回线可能与存在的缺陷复合物含有带电的氧空位，而不是倾斜，在某些情况下建议。无论是否存在长程有序倾斜菱面体PZT，带电缺陷的影响也是突出的弱场介电常数和压电性能，特别是在亚赫兹驱动条件下的电导率，相关的运动的氧空位，引起强的频率色散。
2016-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Deep-blue light emitting diode based on defect variations of a 2D hybrid organic-inorganic low dimensional perovskite semiconductor
2D杂化有机-无机半导体（HOIS）是低成本的自组装半导体，由于其固有的稳定激子，即使在室温下也被证明对于新型光电子器件至关重要。2D HOIS相对于3D类似物是化学稳定的，但其固有的各向异性使其在器件（包括电致发光（EL）器件）中的实现复杂化。我们报告的合成，表征，阴极发光和EL的一个新的二维HOIS，（4-氟苯乙胺-H）2 PbBr 4，和它的缺陷变化（DVs）。后者，与原始材料相比，允许第一次通过在导电阳极基板上涂覆DV并使用Ga/In液滴阴极来简单制造原型蓝色EL器件。DV的优化可以导致改进的发光器件（LED），并且这里的工作预计将为利用HOIS DV提供激励，因为这些DV与工业规模合成兼容。与其薄膜容易提供EL的原始碘类似物相反，在仔细沉积后，只有DV或与MoS 2纳米尺寸片晶的混合物提供EL。这些表现出破坏微米级2D HOIS片晶的平面非导电性质的缺陷，通常平行于基板排列，从而提供电流流动的机制。最后，与使用未改性的胺相比，由于胺尾部之间的排斥，氟改性的胺的选择增强了DV作为LED材料的功能性，从而导致弱结合的稳定的装饰的2D无机片材。
2018-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Surface anchoring on layers of grafted liquid-crystalline chain molecules: A computer simulation
通过对液晶软椭圆体模型的蒙特卡罗模拟，研究了一层接枝液晶链分子是否会在向列相流体中引起倾斜。链是相当短的（四个单体），并由相同的粒子作为溶剂。它们附接到有利于平行（平面）对准的基板。在低接枝密度，基板占主导地位，我们观察到平面排列。在增加接枝密度，我们发现一个一阶过渡从平面倾斜排列。在过渡之外，相对于表面法线的倾斜角连续减小。可接近的锚固角度的范围相当大。
2002-05-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Insights into Chemical and Structural Order at Planar Defects in a Functional Oxide Using Multislice Electron Ptychography
本文利用多层电子叠层衍射成像技术对Pb2MgWO6双钙钛矿中的化学反相边界进行三维表征，揭示了其倾斜结构、化学互混及类反铁电畸变，并结合DFT计算阐明了其形成机制与工程应用潜力。
2024-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Defect Structure of the High-Dielectric-Constant Perovskite Cacu3ti4o12
使用透射电子显微镜（TEM），我们研究了CaCu 3 Ti4 O 12，一个有趣的材料，表现出巨大的介电响应，高达千赫兹的频率，在很宽的温度范围内。无论是在单晶，也不是在多晶样品，包括烧结散装和薄膜，我们没有观察到的孪晶畴在文献中建议。然而，在单晶中，我们看到了非常高密度的位错，其Burger矢量为[110]，以及具有阳离子无序和平面缺陷的区域，其位移矢量为1/4[110]。在多晶样品中，与晶粒内部相比，我们观察到许多晶界缺氧。缺陷相关的结构紊乱和不均匀性，作为一个内部的势垒层电容（IBLC）在半导体矩阵，可以解释非常大的介电响应的材料。我们在CaCu 3 Ti4 O 12的结构缺陷的TEM研究支持最近提出的形态学模型，与分隔导电区域和阻塞区域。
2004-12-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ruddlesden-Popper defects act as a free surface: role in formation and photophysical properties of CsPbI3
本研究探究了CsPbI₃中Ruddlesden-Popper缺陷的形成机制与作用，发现其原子排布类似自由表面可稳定相位，RP面电子学良性但拐点反位缺陷有害，提出增减策略可同时提升稳定性与光性能，机制可推广至其他钙钛矿体系。
2025-03-02 cond-mat.mtrl-sci
How unconventional oxidation state Au$^{2+}$ is stabilized in halide perovskite Cs$_4$Au$_3$Cl$_{12}$: a first-principles study of its polaron crystal nature
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
通过第一性原理计算，发现Cs4Au3Cl12中Au2+的稳定源于极化子晶体的形成，其中[Au2+Cl4]2-和[Au3+Cl4]1-方形平面基序的电子局域化及晶格畸变抑制了歧化反应。
2026-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Optically Tunable Threshold Switching and Thermally Activated Transport in Planar Ag/MAPbI$_3$ Thin Single-Crystal Devices
University of Salerno（萨莱诺大学）；University of Cagliari（卡利亚里大学）；University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
该研究制备了Ag/MAPbI₃平面单晶器件，发现其具有超低暗电流，光照下出现阈值开关和极性滞回，揭示了Ag/钙钛矿界面耦合离子过程的输运机制。
2026-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamic Local Structure in Caesium Lead Iodide: Spatial Correlation and Transient Domains
本文利用基于原子簇展开的机器学习力场研究 CsPbI3 的局域结构，揭示八面体倾斜的双阱势能景观及较高对称性相中的平面状动态低对称区域，并报道其时空尺度与空间排布。
2023-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Berry curvature induced thermopower in type-I and type-II Weyl Semimetals
贝里曲率的作用类似于动量空间中的磁场，它改变了载流子的流动和熵。这在Weyl半金属中引起了一些有趣的磁电和磁热输运现象。%，包括平面霍尔效应和平面能斯特效应。在这里，我们探讨的Berry曲率和轨道磁化的热势倾斜I型和II型外尔半金属的影响，使用半经典玻尔兹曼输运形式主义。我们分析计算的完整的磁导率矩阵，并使用它来获得不同方向的磁场$(B)$，相对于倾斜轴的热功率矩阵。我们发现，Weyl节点的倾斜诱导线性磁场项的电导率矩阵，以及在热电势矩阵。当沿倾斜轴施加$B$场时，线性$B$项出现在塞贝克系数中。在垂直于倾斜轴的平面中施加磁场导致二次$B$平面能斯特效应、线性$B$面外能斯特效应和二次$B$塞贝克系数校正。
2019-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Semiclassical transport in two-dimensional Dirac materials with spatially variable tilt
本文用玻尔兹曼理论研究倾斜随空间变化的二维狄拉克材料，发现由时空几何诱导的几何平面霍尔效应，并指出零偏压电流可探测太赫兹辐射。
2024-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci gr-qc
