Symmetry Conditions for Non-reciprocal Light Propagation in Magnetic Crystals
最近的研究表明,在低对称磁性晶体中,光学过程中存在着互易性的破坏。在这些晶体中,对于反向传播的光束,光速可以不同。相应地,它们可以显示出强的方向各向异性,例如方向相关吸收,也称为方向二向色性[S. Bordács等人,8,734(2012); M. Saito等人,日本物理学会77,013705(2008)]。基于对称性的考虑,我们确定的磁点组的材料,可以主机这样的方向各向异性,也提供了一个列表的可能的候选材料来观察这些现象。在大多数情况下,晶体的对称性不仅允许光学过程的方向各向异性,而且还允许粒子束和标量波的传播。我们还预测了新类型的定向光学各向异性-除了光磁电效应和磁手征二向色性迄今调查-并指定磁点群的晶体,它们可以出现。
2012-12-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Wave vector substar group in reciprocal lattice space and its representation
本文建立了波矢子星群的新概念及其表示,使在研究晶体平移对称破缺时,与传统的朗道理论不同,只能考虑波矢星参与相变的特定臂,而不能考虑波矢星的所有臂。我们表明,使用新的概念,我们可以有效地调查与平移对称性破缺晶体的有趣的物理性质。由此可见,对与可约表象有关的复杂相变,如钙钛矿型KMnF_3多铁性晶体和高温超导体La_(2/3)Mg_(1/2)W_(1/2)O_3的相变的研究,(La_4Mg_3W_3O_(18))化合物的新概念大大简化,波矢子星群及其表示理论成为能积极促进各种对称性研究的有力数学工具固态晶体的断裂现象。
2016-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Analyzing Heat Transport in Crystalline Polymers in Real and Reciprocal Space
本文结合实空间分子动力学与倒易空间 Boltzmann 输运方法,研究聚乙烯和聚噻吩热输运,强调机器学习势及高阶非谐性对获得一致热导率的关键作用。
2025-03-18 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Non-reciprocal neutral ferroelectric domain walls in BiFeO3
该研究通过从头算原子模拟揭示BiFeO3中(112)取向R180畴壁的非互易性,并指出其为纯绝缘体系中能量最低的平面畴壁。
2025-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Identification of chirality of chiral multifold fermions in anti-crystals
倒易空间中手征多重费米子的手征性与实空间中晶格结构的手征性有关。在这项工作中,我们提出了一个策略,通过二阶光输运检测和识别反手性多重费米子在双折射系统。手征晶体通过反演操作相关联,并且不能通过任何实验操作彼此重叠,并且对于给定的k点,晶体中的手征多重费米子具有相反的手征性。由手征费米子主导的二阶电荷电流的符号变化表示手征的变化。这种策略可以有效地利用体输运来研究倒易空间和实空间中手征性之间的关系。
2020-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Reciprocal Space Imaging of Ionic Correlations in Intercalation Compounds
自第一个锂离子电极开发以来,碱性离子嵌入层状材料在电池技术中发挥了重要作用。嵌入物之间的库仑排斥导致嵌入物亚晶格的有序化,这阻碍了离子扩散并影响电池性能。虽然常规衍射可以识别在充电循环期间在离散嵌入剂浓度下可能发生的长程序,但它不能确定在也破坏离子迁移率的其他浓度下的短程序。在这篇文章中,我们表明,使用实空间变换的单晶漫散射,测量与高能量同步辐射X射线,允许一个模型无关的测量的离子相关性的长度尺度的温度依赖性沿每个晶体轴在钠插层V $_2$ O $_5$。这里描述的技术提供了一种新的方式来探测晶体材料中的结构有序的演变。
2019-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Band structure diagram paths based on crystallography
本文按晶体学对称性分类倒易空间特殊k点,给出覆盖所有必要点线的标准化能带路径,并通过开源 SeeK-path 与在线服务实现任意晶体的自动计算和可视化。
2016-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Identification of coherent twin relationship from high-resolution reciprocal space maps
孪晶是一种常见的晶体学现象,它通常发生在晶体的降晶相变过程中。一旦形成,孪晶畴在定义物理性质方面发挥重要作用:例如,孪晶畴支撑铁电体中的巨压电效应、铁弹性体中的超弹性和马氏体合金中的形状记忆效应。不幸的是,仍然缺乏实验方法的成像和表征的孪生域模式。在这里,我们提出了一个理论框架和算法识别的孪生对铁弹域和识别的相干孪生关系,使用高分辨率的倒易空间映射的X射线衍射强度分裂布拉格峰周围。具体地说,我们适应的几何理论的孪晶铁弹晶体(Fousek和Januarc,1969年)的X射线衍射图案的分析。我们推导出必要的方程和轮廓的布拉格峰之间的分离的计算算法,从可能的相干孪晶域衍射,通过无失配接口连接到彼此。我们证明了这种分离总是垂直于机械匹配域之间的平面界面。作为例子,我们提出的分析之间的分离衍射峰从四面体和菱面体域的高分辨率倒易空间图的BaTiO 3和PbZr 1-xTixO 3晶体。该方法可用于分析多畴模式对外界扰动(如电场、温度或压力变化)的响应。
2021-10-27 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Unit cell determination of epitaxial thin films based on reciprocal space vectors by high-resolution X-ray diffractometry
提出了一种基于倒易空间矢量(RSVs)的高分辨X射线衍射法(HR-XRD)测定外延薄膜布拉菲晶格类型和精确晶格参数的新方法。以单晶衬底的晶格参数为参考,修正了薄膜的RSVs实验系统误差。总结了RSVs的校正、原始单胞的推导、通过矩阵计算转化为Niggli单胞和Bravais单胞的一般过程,并分别在三维倒易空间和6D G6-空间中描述了这一过程的两种方法。讨论了用这种新方法得到的晶格参数的标准误差的估计。整个方法说明了实验数据的例子。对ITO(Indium tin oxide)薄膜的晶格参数,最佳结果的误差为0.0006 μ m。这种新的RSV方法为外延薄膜的晶体结构研究提供了一条实用而简洁的途径,也可应用于表面和界面结构的研究。
2013-11-14 cond-mat.mtrl-sci
A simple recipe to create three-dimensional reciprocal space maps
先进的X射线源和具有巨大动态范围的零噪声探测器的组合显著增加了映射晶格倒易空间的机会。这在基于外延薄膜的新器件设计中尤为重要。在这项工作中,我们提出了一个简单的方法来绘制倒易空间图所涉及的三维几何,以及一个例子的计算机代码,让X射线用户编写自己的代码。实验数据用于说明应用程序的代码是从碲化锑外延薄膜上的氟化钡衬底。
2022-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Reciprocal Space Analysis of Short Range Order Intensities by the Cluster Variation Method
一个倒易空间制定的集群变化,以提取有效的对合金中的相互作用,从实验的短程顺序扩散强度。应用该方法分析了$Fe-19.5 {\%} Al$单晶中子漫散射的短程有序贡献。与真实空间方法进行了详细的比较,为三个不同层次的近似。对于在这项研究中使用的最高水平的近似,有效的对相互作用的第五个邻居。
1994-11-09 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
Novel 3D Reciprocal Space Visualization of Strain Relaxation in InSb on GaAs Substrates
提出RSPV三维倒易空间可视化方法以分离倾斜与应变,并通过XRD、ECCI和AFM证明2°偏角GaAs衬底可生长出更低粗糙度、更低TDD的高质量InSb晶体。
2024-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Real-Space Quantification of Exciton Localization in Acene Crystals Using Wannier Function Decomposition
本文提出WFDX方法,通过Wannier函数分解在实空间量化并苯晶体中激子局域化,揭示环数、自旋和动量影响,并支持倒空间插值,为激子性质分析提供通用工具。
2025-10-08 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Evaluation of Circular Complex Permeability in Single-Crystal Yttrium Iron Garnet at Cryogenic Temperatures
本文提出利用TE11n圆偏振谐振模式在300 K至2 K下直接测量低损耗铁氧体圆复数磁导率,并以单晶YIG验证其可提取饱和磁化强度和阻尼常数。
2025-08-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph quant-ph
Representation of Crystallographic Subperiodic Groups in Clifford's Geometric Algebra
本文说明了在Clifford几何代数中三维晶体学空间群的表示之后,如何进一步用类似的方法表示Clifford几何代数中的162个所谓的晶体学亚周期群。构造了一个新的紧致几何代数群表示符号,它允许读出几何代数生成元的完整集合。此外,为了清楚起见,明确地陈述了所选择的生成器。群符号是基于在几何代数中点群的versors(Clifford单项式,Lipschitz元素)的表示。关键词:次周期群,克利福德几何代数,向量表示,frieze群,杆群,层群。
2013-06-10 cond-mat.mtrl-sci math.RA math.RT
Structured Light Modal Interface via Liquid-Crystal Planar Optics
本研究提出并实验验证了一种基于液晶几何相位的平面像散延迟器,利用分数傅里叶变换实现轨道角动量态在模态球上的相互转换,为高维信息处理提供了易部署的模态接口。
2023-11-20 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Decoding Crystallographic Surface Chirality from Real Space and Momentum Space Images by Machine Learning
Prayoga Institute of Education Research(普拉约加教育研究机构);RPTU University Kaiserslautern-Landau(凯泽斯劳滕-兰道理工大学);University of Augsburg(奥格斯堡大学)
提出双域机器学习框架,通过原子模型和费米面投影图像解码晶体表面手性,在费米面投影上达到~99%分类精度,并可直接迁移至实验图像。
2026-09-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Wannier interpolation of reciprocal-space periodic and non-periodic matrix elements in the optimally smooth subspace
本文提出在最优光滑子空间中直接进行多维插值,以替代Fourier插值处理倒空间周期与非周期矩阵元,实现光学性质在超密动量网格上的高效计算。
2024-10-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Inversion of the Diffraction Pattern from an Inhomogeneously Strained Crystal using an Iterative Algorithm
通过在迭代相位恢复算法中加入约束条件,得到了高度非均匀应变晶体中的位移场。这些约束包括直接的空间密度均匀性,以及对位移场的不同分量的符号和导数的约束。该算法被应用到一个实验的倒易空间地图测量使用高分辨率X射线衍射从硅线阵列和获得的位移场的分量是非常好的协议与使用有限元模型计算的。
2007-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Quasi-nodal lines in rhombohedral magnetic materials
凝聚态物理中一个公认的结果表明,在包含滑移反射对称性的对称群中结晶的材料在能带上具有节线。这些节线是拓扑保护的,出现在倒易空间中反射的固定平面上。在存在反演对称时,能带是简并的,并且固定平面上的节线可以杂交或交叉。在前一种情况下,避免了交叉,从而在能隙小的倒易空间上产生线,而在后一种情况下,节线将持续存在,从而产生狄拉克或双节线。此外,如果材料在滑动反射对称性被破坏的铁磁相中结晶,则节线杂交,从而在能隙小的倒易空间中限定线。在这项工作中,我们集中我们的努力,由于磁化杂交的节线的研究,我们创造了一个术语的准节线的那些线在倒易空间的能隙是小的(小于什么可以检测到的实验)。我们研究了磁性空间群为167.107和161.71的磁性三氟化合物和三氧化物,并证明了这些材料上准节线的存在。此外,我们表明,每当准节线位于费米能级周围,然后有趣的电荷和自旋输运效应的诱导,可以用来检测实验这些线。特别感兴趣的是PdF3和LiCuF3的半金属铁磁相,其中异常霍尔电导的大信号是由于费米能级上的准节线的存在。
2021-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math.AT
Analytic 3D vector non-uniform Fourier crystal optics in arbitrary $\bar{\bar{\varepsilon}}$ dielectric
本文通过推广Berry和Dennis的均匀平面波模型,建立非均匀傅里叶晶体光学框架,推导3×2转移矩阵,分析材料四特性对电场本征系统的影响,并发现新奇光学现象,连接晶体光学、傅里叶光学和非线性光学。
2025-10-17 cond-mat.mtrl-sci math.AP physics.optics
Representation of Crystallographic Subperiodic Groups by Geometric Algebra
我们解释了如何在几何代数中表示3D晶体学空间群,它是进一步可能类似地表示162个所谓的亚周期群的晶体学几何代数。我们构造了一个新的紧凑的几何代数群表示符号,它允许读出完整的几何代数生成元集。为了清楚起见,我们还明确地说明选择了哪些生成器。群符号是基于几何代数中的点群用向量(Clifford群,Lipschitz元素)表示。
2013-06-06 cond-mat.mtrl-sci math.GR math.RA
Reciprocal space mapping of magnetic order in thick epitaxial MnSi films
本文报道了在厚膜极限条件下,用掠入射小角中子散射(GISANS)和互补离镜面中子反射(OSR)测量了Si(111)上外延MnSi单晶薄膜的磁序。GISANS和OSR提供了一种直接倒易空间映射的方法,揭示了在平行和垂直于薄膜的磁场下垂直于薄膜的磁调制,其中额外的极化中子反射计(PNR)和磁化测量与文献非常一致。无论磁场方向如何,我们的数据并不表明存在更复杂的自旋纹理,特别是形成skyrmions。这种观察建立了一个明显的差异,在垂直场下,其中skyrmion晶格占主导地位的相图与块状样品的类似厚度的MnSi。扩展的X射线吸收精细结构测量表明,小位移的Si位置内的未应变的晶胞控制的磁状态,代表薄膜和薄的散装样品之间的主要区别。
2017-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Reciprocal and real space maps for EMCD experiments
电子磁手征二向色性(EMCD)是利用透射电子显微镜(TEM)定量测量磁性的新兴工具,具有纳米分辨率的可能性。几何条件,数据处理和电子枪设置被发现影响EMCD信号。在这篇文章中,特别注意获得一个可靠的定量测量的比率的轨道自旋磁矩使用能量过滤衍射图案。为此,我们描述了一种数据处理、归一化和镜轴选择的方法。实验结果得到了基于动态衍射和密度泛函理论的理论模拟的支持。电子枪的特殊设置,即所谓的远距聚焦模式,能够实现更高的电子束强度,以及减少伪影对信号的影响。使用这些设置,我们展示了获取EMCD信号的真实空间映射的原理。这使得磁性材料的先进表征具有卓越的空间分辨率。
2009-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Modeling the Influence of Antifreeze Proteins on Three-Dimensional Ice Crystal Melt Shapes using a Geometric Approach
纯轴对称冰晶的融化以前已经被我们在所谓的几何晶体生长的框架内描述过。非平衡冰晶形状演变的超活性抗冻蛋白(hypAFPs)的存在下,实验观察到假设椭圆形的几何形状(“柠檬”或“大米”的形状)。为了分析这样的形状,我们利用潜在的对称性六角形冰Ih和扩展二维几何模型到三维重现实验溶解过程。几何模型的开发将是有用的hypAFPs和冰之间的相互作用机制的定量测试。
2012-07-12 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP