On some extreme cohesive properties of alpha-Plutonium: temperature dependence of elastic moduli, large pressure derivative of bulk modulus and Grūneisen parameter
α-Pu的基本内聚性质,如弹性模量的温度变化,体积模量的压力导数的大值和Gruneisen参数在文献中的异常值尚未完全理解。在这次交流中,我们提供了新的见解。
2016-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Influence of elastic strain on the thermodynamics and kinetics of lithium vacancy in bulk LiCoO2
采用密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算,研究了弹性应变对LiCoO2中锂空位形成和迁移的影响.应变相关的能量直接从缺陷细胞,也从弹性偶极子张量(Gij)的基态和鞍点配置的线性弹性理论。我们分析了有限的尺寸效应的计算Gij,比较的预测的线性弹性模型与直接计算的缺陷细胞下的应变和讨论的差异。基于我们的数据,我们计算的空位浓度和流动性的变化,由于在体LiCoO2阴极的外部应变的存在下。我们的研究结果表明,弹性面内和面外应变可以显着改变散装LiCoO2的离子电导率的数量级,从而强烈影响锂二次电池的性能。
2017-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Elastic properties of bulk and low-dimensional materials using Van der Waals density functional
在这项工作中,我们提出了一个高通量的第一性原理研究的弹性性质的散装和单层材料,主要使用vdw-DF-optB 88功能。我们讨论了弹性响应的趋势与维数的变化。我们确定了层状材料的剥离能和弹性常数之间的关系,可以帮助指导材料中的VDW键合的搜索。我们还预测了一些新的材料与拉胀行为。在结构和弹性性能的不确定性,由于列入VDW相互作用进行了讨论。我们研究了11,067种散装材料和257种单层材料。最后,我们发现,散装和单层对应的弹性常数的趋势可以是非常不同的。所有的计算结果都在易于使用的网站上公开提供:https://www.ctcms.nist.gov/~knc6/JVASP.html和https://jarvis.nist.gov/。我们的数据集可用于识别工业应用中的刚性和柔性材料。
2018-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Negative bulk modulus and possibility of loss of elastic stability near tricritical transitions in thin films on substrates
在朗道类方法,我们研究异常的弹性模量在衬底上的薄膜相变。我们考虑的情况下,类似于许多实验的情况下,在自由晶体中的一级跃迁将转换成二级的薄膜,如果系统保持均匀。然而,它示出,除了其可疑的热力学盈利能力,低对称相的均匀状态可能会变得绝对不稳定,这是通过改变其体积模量的符号的信号。
2017-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Learning interpretable surface elasticity properties from bulk properties
本文提出基于神经网络的方程学习器,从原子模拟中学习可解释的表面弹性质,揭示了表面弹性的几何驱动和材料依赖性,建立了体性质到表面弹性的映射。
2025-12-02 cond-mat.mtrl-sci
On the accuracy of commonly used density functional approximations in determining the elastic constants of insulators and semiconductors
我们已经进行了密度泛函计算,使用一系列的本地和半本地以及混合密度泛函近似的结构和弹性常数的18个半导体和绝缘体。我们发现,大多数近似在晶格常数方面的误差很小,约为1%,而在弹性常数和体积模量方面的误差则大得多,约为10%.此外,我们发现,在弹性常数,$c_{ij}$的误差,是更大的体积模量的误差相比。根据泛函和使用的误差估计,弹性常数和体积模量之间的误差差异可能相当大,大约是两倍。根据我们的研究,用于确定结构和弹性性质的整体性能最好的密度泛函近似是PBESol,紧随其后的是两个混合泛函PBE 0和HSE,以及AM 05泛函。
2015-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Brillouin scattering and molecular dynamics study of the elastic properties of Pb(Mg1/3Nb2/3)O3
本文报道了由布里渊散射光谱和分子动力学(MD)模拟得到的Pb(Mg 1/3 Nb 2/3)O3(PMN)单晶室温弹性常数和体积模量的完整数据。从布里渊的体积模量被发现是103 GPa,在一个很好的协议与早期的X射线研究。我们还推导出沿所有主轴的折射率,并发现PMN是光学各向同性的,折射率为2.52 +/- 0.02。PMN表现出机械各向异性,A=1.7。使用随机位点模型的PMN的MD模拟高估了20-50 GPa的弹性常数和体积模量为148 GPa,但机械各向异性匹配布里渊结果A = 1.7。我们还确定了各种模型的PMN的弹性常数,我们发现在化学有序的基础上的弹性常数的变化。
2007-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Elastic, electronic, thermodynamic and transport properties of XOsSi (X=Nb, Ta) superconductors: A first-principles exploration
采用第一性原理计算研究了最近报道的两种锇基超导体XOsSi(X=Nb,Ta)的弹性、电子、热力学、输运和超导性质。首次计算了XOsSi的弹性常数和弹性模量。体积模量、杨氏模量和剪切模量的计算值均大于组分混合规则的平均值。NbOsSi和TaOsSi这两种化合物被发现是相对硬的材料,在性质上是弹性稳定的和可延展的。所获得的定向体积模量和剪切各向异性因子表明,两种化合物具有较高的弹性各向异性。剪切各向异性因子显示出比这些化合物的各向异性百分比更高的弹性各向异性。德拜温度和体积模量随压力增加而增加,但随温度降低,这与金属的情况相同。TaOsSi的磁化率符合居里定律,而NaOsSi由于其离域磁矩和电子比热与温度的线性关系稍有偏离而不符合居里定律。计算得到的XOsSi化合物的能带结构显示出金属性质。在这两种情况下,d轨道对总态密度都有主要贡献。较小的电子-声子耦合常数意味着XOsSi(X=Nb,Ta)是弱耦合超导体。
2017-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Nanoindentation of Porous Bulk and Thin Films of LSCF
在本文中,我们展示了如何可靠的测量多孔陶瓷薄膜可以通过适当的纳米压痕实验和分析。采用纳米压痕法研究了混合导电钙钛矿材料LSCF 6428的室温力学性能。使用球形压头,使得接触面积远大于多孔微结构的尺度。在900- 1200 ℃烧结后,随着孔隙率从45%降低到5%,块体样品的弹性模量从33.8 GPa增加到174.3 GPa,硬度从0.64 GPa增加到5.32 GPa。压头下的致密化被认为对所测量的弹性模量的影响很小。致密样品中的残余孔隙率被发现占压痕和脉冲激励测量的弹性模量之间的差异。通过在900- 1200 ℃下烧结,还制备了具有可接受的压痕表面粗糙度的无裂纹LSCF 6428膜。可靠的测量薄膜的真实性能,通过数据外推法提供的压痕深度与薄膜厚度的比率是在0.1至0.2的范围内。对于给定的孔隙率,膜和块体材料的弹性模量近似相等。采用纤维束扫描电镜(FIB-SEM)对压痕前后薄膜的三维微观结构进行了表征。实际微结构的弹性形变的有限元建模显示出与纳米压痕结果的极好的一致性。
2015-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Elastic properties of LaNiO$_{3}$ from first-principles calculations
通过应用密度泛函理论(DFT)近似,我们提出了第一性原理研究的实验验证相的金属钙钛矿LaNiO $_{3}$的弹性性质。为了提高计算的准确性,我们首先根据DFT方法再现LaNiO $_{3}$体材料低温晶体结构和电子态密度的性能,选择最合适的DFT方法。然后,我们继续与最常见的菱面体以及高温立方和应变诱导单斜相的单晶弹性常数和机械稳定性。连同计算出的单晶体弹性常数,推导出的多晶性能,包括体积,剪切,杨氏模量,泊松比,维氏硬度,声速,德拜温度,和各向异性指数,补救现有的知识缺口的弹性和机械行为的LaNiO $_{3}$,至少从理论的角度来看。
2015-01-30 cond-mat.mtrl-sci
An elastic model for the In-In correlations in In(x)Ga(1-x)As semiconductor alloys
在Keating势下研究了In(x)Ga(1-x)As半导体合金中弹性效应引起的随机性偏离。我们的模型是基于蒙特卡罗模拟上的大型(4096个原子)的超晶胞,进行了两种类型的边界条件:完全周期性的边界条件表示的散装,而沿x和y方向的周期性边界条件和在z方向上的自由表面模拟外延生长环境。我们发现,在体中识别的In-In相关性往往会在外延生长的样品中增强。
2000-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic ferroelectric properties of strained tetragonal PbZr0.2Ti0.8O3 obtained on layer-by-layer grown, defect-free single crystalline films
PbZrxTi 1-xO 3(PZT)是目前最重要的铁电材料之一。大块单畴单晶PZT从来没有被合成为一个显着的组成范围内的固溶体相图。这使得PZT的基本性质处于争论之中。无缺陷单晶薄膜的合成使我们能够明确地确定描述铁电材料的本征量,如自发极化和介电常数。采用脉冲激光沉积法(PLD)在SrTiO 3(001)单晶衬底上生长了无缺陷的应变PbZr 0. 2 Ti 0. 8 O 3薄膜。采用PLD法制备的SrRuO 3单晶薄膜作为底电极。PZT薄膜具有方形形状的磁滞回线和剩余极化值高达Pr= 110 μ C/cm 2,这是相当高的理论值预测(无应变)散装单晶PZT的调查组合物。薄膜的介电常数eps 33 = 90,压电系数d33= 50 pm/V。
2006-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Extrinsic contributions in a nonuniform ferroic sample: Dielectric, piezoelectric and elastic
多畴铁电体样品中畴壁极微小运动对小信号介电常数的贡献Δ ε是多年来的研究课题。在铁弹性铁电体中,这种运动也有助于它们的压电(通过Delta_d)和弹性(通过Delta_s)性质。关于它们同时存在的数据很少,但现有的数据表明,正如预期的那样,Delta_d、Delta_d和Delta_s相互成比例。为了理解非本征贡献的大小,必须理解作用于畴壁的回复力的来源。在目前的贡献的理论已经发展的基础上的模型的板状样品中的铁电-铁弹块提供了一个非铁性的表面层。畴壁在块体中的运动导致块体和层中的电能和弹性能的变化,这提供了回复力的来源。这使得有可能确定所有提到的外在贡献。我们讨论了该模型的适用性,为单晶和陶瓷颗粒的可用数据。
2007-02-13 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Calculation of Elastic Moduli of Early-Late Transition Metal Alloys
出于对高强度非晶态金属弹性性能的兴趣,我们研究了选择的结晶相的弹性性能。使用第一性原理方法,我们计算弹性模量在各种化学体系中含有过渡金属,特别是早期(Ta,W)和晚期(Co,Ni)。理论预测的合金弹性性能进行验证,镍钽与实验测量,使用共振超声光谱比较。我们计算的弹性模量与有效介质理论的比较表明,合金化导致相对于纯元素的平均值的体积模量的增强,以及预测和计算的剪切模量的相当大的偏差。具体而言,我们发现相对于有效介质理论的体积模量的增强,并提出了一个候选系统的高强度,韧性金属玻璃。利用力常数、电子态密度和晶体重叠哈密顿布居分析了化学体系弹性性质的变化趋势。我们解释我们的研究结果的合金的电子结构。
2014-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Elastic properties of mono- and polycrystalline hexagonal AlB2-like diborides of s, p and d metals from first-principles calculations
采用全势线性缀加平面波(FP-LAPW)方法和交换关联势的广义梯度近似(GGA),对18个稳定、亚稳定和假想的六方晶体的弹性性质进行了系统的从头计算(类AlB 2)金属二硼化物MB 2,其中M = Na、Be、Mg、Ca、Al、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Ag和Au。对于单晶MB 2,得到了优化的晶格参数、独立弹性常数(Cij)、体模量(B)、剪切模量(G),并与现有的理论和实验数据进行了比较分析。第一次数值估计的一组弹性参数的多晶MB 2陶瓷(在框架的Voigt-Reuss-Hill近似),即体积和剪切模量,压缩性,杨氏模量,泊松比,拉梅系数进行。
2008-04-06 cond-mat.mtrl-sci
DFT based investigation of bulk mechanical, thermophysical and optoelectronic properties of PbTaSe2 topological semimetal
PbTaSe 2是一种非中心对称的拓扑半金属。在这项工作中,我们探讨了结构,弹性,机械,键合,电子,声学,热,光学性能的PbTaSe2。电子键结构的计算确认半金属字符。费米表面拓扑结构显示电子和空穴片。单晶弹性常数表明PbTaSe 2是弹性稳定的。该化合物是软的,脆的,同时具有高度的可加工性。它还具有非常高的干润滑性。各种各向异性指标表明,PbTaSe2是弹性各向异性的层状字符。研究了声子动力学。声子色散曲线表明,该化合物是动态稳定的,在声学和光学分支之间有明显的频率间隙。PbTaSe 2的德拜温度、声子热导率和熔化温度较低。该化合物具有中等的Grüneisen参数。成键特征以离子键为主,同时也有金属键的贡献。详细研究了其光学参数。光谱显示金属特征。该化合物非常有效地反射可见光(反射率高于60%)。它也是紫外线的有效吸收剂。该化合物相对于入射电场的偏振方向表现出明显的光学各向异性。
2023-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Correlations Between Local Elastic Heterogeneities and Overall Elastic Properties in Metallic Glasses
通常认为金属玻璃(MG)在宏观尺度上是均匀的固体;然而,最近的实验和模拟表明MG包含纳米尺度的弹性不均匀性。尽管这些研究结果的根本重要性,定量的了解仍然缺乏固有的MG的局部弹性不均匀性。Eshelby的理论的基础上,在这里,我们开发了一个微观力学模型,相关的局部弹性不均匀性的属性,是非常难以测量的实验,可测量的整体弹性性能的MG,如剪切/体积模量和泊松比。我们的理论模型得到了验证,从不同的MG退火到不同程度的实验数据。特别是,我们发现,退火后的MG的泊松比的减少与一个大得多的剪切软化流体静压软化,和$vice$ $versa$在局部弹性不均匀性。提取不同的MG的体积与剪切模量软化的相对程度,并发现密切依赖于特定的组合物和它们的延展性。讨论了泊松比准则对镁合金延性和时效动力学的影响。
2016-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Modeling of experimentally observed topological defects inside bulk polycrystals
本研究开发了计算多晶晶粒内实验观测缺陷弹性场的严谨方法,结合锆样品的近场高能X射线衍射显微镜测量数据,识别出亚晶界的表观旋错线缺陷并计算其弹性场。
2023-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio calculation of the shock Hugoniot of bulk silicon
我们描述了一个简单的退火过程,以获得Hugoniot轨迹(状态访问的冲击波)为一个给定的材料在计算上有效的方式。我们应用这种方法来确定Hugoniot轨迹体硅从头算分子动力学与力从密度泛函理论,高达70 GPa。由于相变或屈服,冲击波可以分裂成多个波,这一事实在此通过明确基于其屈服应变指定任何先前波的强度来考虑。点对应于单轴弹性压缩沿三个晶轴和一些冲击后的阶段,包括塑性屈服状态,近似由各向同性应力配置后的弹性波的预定强度。结果比较以及现有的实验数据冲击硅。
2015-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Computational study of structural, elastic, electronic, phonon dispersion relation and thermodynamic properties of orthorhombic CaZrS$_3$ for optoelectronic applications
本文通过第一性原理计算研究正交相CaZrS$_3$的结构、弹性、电子、声子和热力学性质,证实其动力学稳定且具有韧性,为其光电应用提供理论依据。
2023-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Elastic and structural instability of cubic Sn3N4 and C3N4 under pressure
我们使用原位高压角色散X射线衍射测量,以确定在压力高达约26 GPa的立方氮化锡Sn3N4的状态方程。虽然我们没有发现任何结构相变的证据,我们的体积模量(B)的估计是145 GPa,远低于早期的理论估计和其他IV族氮化物。我们证实和理解这些结果与第四族氮化物的结构,弹性和振动特性的互补第一性原理分析,并预测Sn3N4的结构转变在更高的压力为88 GPa相比,早期的预测40 GPa。我们的立方氮化物的比较分析表明,立方C3N4的体积模量是最高的(379 GPa),而它是结构不稳定的,不应该存在于环境条件下。
2010-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Fully analytic valence force field model for the elastic and inner elastic properties of diamond and zincblende crystals
利用Martin提出的价力场模型,我们提出了三种相关的方法,通过这些方法我们可以解析地确定价力场参数。介绍的方法允许容易的推导价力场参数的Kleinman参数$ζ$和散装性质的锌精矿和金刚石晶体。我们从一个适合于共价和弱离子材料的模型开始,其中价力场参数是根据$ζ$和体弹性常数$C_{11}$、$C_{12}$和$C_{44}$导出的。我们发现,这个模型打破了材料变得更加离子化,特别是当弹性各向异性因子$A = 2C_{44}/(C_{11}-C_{12}) > 2$。分析模型可以稳定的离子材料,包括马丁的静电项与有效的阳离子和阴离子电荷的价力场模型。包含通过光学声子模式分裂确定的有效电荷提供了一个稳定的模型,但两个考虑的材料(GAN和AlN)。一个稳定的模型被认为是通过利用内弹性常数$E_{11}$,以确定在库仑相互作用中使用的有效电荷的大小的所有材料。实验计算表明,该模型能较好地描述超晶格和合金的结构弛豫,再现了关键的声子能带结构特征。
2019-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Non-linear elastic effects in phase field crystal and amplitude equations: Comparison to ab initio simulations of bcc metals and graphene
我们研究了相位场晶体模型中的非线性弹性形变,并推导了振幅方程。两个来源的非线性被发现,其中之一是基于几何非线性表示通过有限应变张量。它反映了连续体模型的欧拉结构,并正确地描述了刚度的应变依赖性。通常,相关应变张量与左柯西-格林变形张量有关。在各向同性的一维和二维情况下,弹性能可以通过正确的变形张量等效地表示。预测的各向同性低温非线性弹性效应与体心立方的体积模量导数$K'=4$的Birch-Murnaghan状态方程直接相关。二维的推广建议使用$K'_{2D}=5$。这些预测是在协议与各种体心立方元素和石墨烯的大应变体变形的从头计算结果。如果考虑密度波振幅的应变依赖性,则会出现物理非线性,并导致弹性弱化。对于各向异性变形,振幅的大小取决于它们与所施加应变的相对取向。
2016-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced softening in bulk modulus due to magneto-elastic coupling in Nd$_2$CoFeO$_6$ double Perovskite
该研究结合高压XRD、拉曼光谱及磁场实验,揭示Nd$_2$CoFeO$_6$在1.1 GPa处的压缩率异常源于Co$^{3+}$高自旋—低自旋转变及磁弹性耦合。
2023-08-21 cond-mat.mtrl-sci
A Theoretical Study Of Elastic, Electronic, Optical and Thermodynamic Properties Of AlB2 AND TaB2
用从头算方法研究了AlB_2和TaB_2的结构、弹性、电子、光学和热力学性质。我们采用了CASTEP程序中的平面波赝势和广义梯度近似。计算了各向异性材料的独立弹性常数、体积模量、杨氏模量、剪切模量、各向异性因子、Pugh比等。这一结果表明,AlB2和TaB2是机械稳定的。我们还计算了它的能带结构和态密度。能带结构结果表明,AlB_2和TaB_2具有金属性。为了更好地理解电子性质,我们还计算了介电函数,折射率,吸收系数,电导率,损耗函数和反射率。吸收系数和电导率的计算结果与能带结构的计算结果吻合较好。从考虑声子效应的准谐波德拜模型出发,导出了温度和压力对体系体积模量、德拜温度、比热以及热膨胀系数的影响,并将弹性和电子性质的计算结果与实验测量和不同能带结构的计算结果进行了比较。
2014-09-10 cond-mat.mtrl-sci
High-pressure structural, elastic and electronic properties of the scintillator host material, KMgF_3
本文从理论和实验两方面研究了氟过氧化合物KMgF_3的高压结构行为。在局部密度近似和广义梯度近似下进行密度泛函计算,用于交换和相关效应,如在全势能线性松饼-锡轨道方法中所实施的。原位高压粉末X射线衍射实验进行了最大压力为40 GPa,使用同步辐射。我们发现,立方Pm \bar{3} m晶体对称性持续整个研究的压力范围。计算得到的平衡晶格常数、体弹性模量和弹性常数等基态性质与实验结果吻合较好。通过分析KMgF_3的体积模量与剪切模量之比,我们认为KMgF_3是脆性的。在常温下,KMgF_3是一种间接间隙绝缘体,间隙随压力的增加而增大。
2007-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical Study of Elastic Properties of SiC nanowires of Different Shapes
采用密度泛函理论和经典分子动力学研究了不同形状和有效尺寸的碳化硅纳米线的原子结构和弹性性质。表面松弛导致表面重建与分裂的线几何形状的六方(表面)和立方(体)相。有效杨氏模量和应变能的理论计算使我们能够解释不同类型的SiC纳米线的关键实验数据。
2009-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Rayleigh surface waves of extremal elastic materials
本文基于连续介质理论研究了极端弹性材料中瑞利表面波的传播,推导了色散关系和偏振特性,并用pantographic微结构超材料验证了理论结果,为利用极端弹性材料控制表面波提供了理论基础。
2024-06-11 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Observation of distorted tilted conical phase at the surface of a bulk chiral magnet with resonant elastic x-ray scattering
利用共振弹性X射线散射在Cu₂OSeO₃表面观察到稳定的扭曲倾斜锥形相,揭示了磁场下磁结构的有序态与Skyrmions共存的现象。
2024-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
MechElastic: A Python Library for Analysis of Mechanical and Elastic Properties of Bulk and 2D Materials
MechElastic Python软件包使用从任何从头计算密度泛函理论(DFT)代码获得的弹性系数矩阵($C_{ij}$)评估块体和2D材料的机械和弹性特性。该软件包的当前版本读取VASP、ABINIT和Quantum Espresso代码的输出(但它可以很容易地推广到任何其他DFT代码),并根据用户的要求执行适当的弹性常数后处理。该程序还可以检测输入结构的晶体对称性,并使用Born-Huang标准测试所有晶体类的机械稳定性。各种有用的材料特性,如弹性模量,纵向和横向弹性波速度,德拜温度,弹性各向异性,二维层模量,硬度,Pugh比,柯西压力,Kleinman参数和Lame系数,可以使用该程序进行估计。该程序的另一个现有特征是采用ELATE包[J. Phys.:康登斯Matter 28,275201(2016)],并在三维中绘制几个弹性特性的空间变化,例如泊松比、线性压缩率、剪切模量和杨氏模量。此外,MechElastic软件包可以通过读取输入的能量/压力与通过数值计算或实验获得的体积数据,绘制各种状态方程(EOS)模型(如Murnaghan、Birch、Birch-Murnaghan和Vinet)的能量和压力的EOS曲线。该软件包特别适用于材料弹性和机械性能的高通量分析。
2021-07-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.comp-ph
Tailored elastic surface to body wave Umklapp conversion
沿表面引导的弹性波在物理学、超声检测、机械振动和表面声波装置中占主导地位;表面瑞利波的精确操纵及其与偏振体波的耦合提出了一个挑战,该挑战提供了释放有效能量收集和振动缓解装置所需的波传输的灵活性。我们设计弹性超颖表面,由连接到弹性衬底的棒谐振器的梯度阵列组成,连同声子-电子系统中Umklapp散射的关键见解,使我们能够利用晶体动量的转移;我们将瑞利表面波模式转换为形成可调谐光束的体波。实验,理论和模拟验证,这些定制的Umklapp机制在耦合表面瑞利波反向体剪切波和压缩波独立地发挥了关键作用,从而创建无源自相控阵列允许可调重定向和波聚焦内的散装介质。
2019-12-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Machine learning for characterizing uncertain elastic properties of fused filament fabricated materials for topology optimization applications
本文提出一种神经网络模型,利用DIC表面应变场量化FFF打印件块体与熔合层弹性模量的随机分布,并在合成数据上验证了高精度预测能力。
2024-08-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Elastic electron scattering in quantum corrals: The importance of the shape of the adatom potential
本文报道了贵金属表面吸附原子量子阱中表面电子波的弹性散射理论。我们开发了一种散射矩阵技术,使我们能够考虑到一个现实的散射中心的平滑电位分布。我们的计算定量再现所有的实验观察,这是在以前的理论(处理吸附原子作为点散射体),需要额外的非弹性散射到散装渠道,以实现与实验的协议。因此,我们的研究结果表明,表面态不耦合到体电子。
2004-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Elastic properties of superconducting LiFeAs from first principles
本文报道了用第一性原理FLAPW-GGA方法计算最近发现的超导LiFeAs弹性性质的结果。独立的弹性常数(Cij),体积模量,压缩性和剪切模量进行了评估和讨论。此外,首次对多晶LiFeAs陶瓷的弹性参数进行了数值估算。
2009-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Temperature-dependent elastic constants of thorium dioxide probed using time-domain Brillouin scattering
本文报道了单晶二氧化钍在77 - 350 K温度范围内的绝热弹性常数。时域布里渊散射(TDBS)是一种全光学、非接触式皮秒超声技术,用于产生和检测垂直于晶体表面在体相中传播的相干声学声子。在水热法生长的二氧化钍单晶样品中,沿(100)和(311)晶向监测到了这些相干的声晶格振动。由测量的体声速确定了立方晶体的三个独立的弹性常数(C11,C12和C44)。沿(100)方向的纵波提供了C11的直接测量。C44和C12的测量是通过调整相对于晶轴的偏振角来增强(311)取向晶体中准剪切模的强度来实现的。我们发现软化的三个弹性常数的幅度为~2.5%,在测量的温度范围内。良好的协议之间的测量弹性常数与先前报道的值在室温下,和测量温度依赖的体积模量与计算值之间。我们发现,半经验模型捕捉晶格非谐性充分再现所观察到的趋势。我们还确定了声学Gruneisen非谐参数从实验得出的温度依赖的体积模量和先前报道的温度依赖的值的体积热膨胀系数和热容。这项工作提出了测量的温度依赖性的弹性在单晶二氧化钍在低温下,并提供了一个基础,测试从头算理论模型和评估的影响,非谐性的热物理性质。
2023-03-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Theoritical Investigations On The Elastic Properties Of Bifeo3 Using Eos
不同的状态方程(EOS)已被用于研究在给定温度下作为体积压缩的函数的压力。通过对压力-体积导数性质的评价,对低压缩(<10 GPa)下固体状态方程进行了临界检验,计算了BiFeO_3的等温体积模量及其压力导数。计算了体积模量、剪切模量、杨氏模量和泊松比等弹性模量随压力的变化关系。弹性模量的值已获得由纵波速度和横波速度。纵、横波速度和泊松比与实验结果一致。结果表明,B-M状态方程的计算结果与Stacey状态方程的计算结果吻合较好。
2012-07-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Bulk Magnesium Diboride, Mechanical and Superconducting Properties
以Alfa Aesar二硼化镁粉末为原料,采用热等静压法合成直径达30 mm的块状样品。在2kbar,1000 C下进行HIP,并在压力下冷却(DMCUP循环),得到完全致密(或低孔隙率)的材料,其具有与最佳报道相当的急剧超导转变和临界电流。用共振超声光谱法测量了材料的弹性常数。它们的值为最致密的样品(体积模量142.5 GPa和杨氏模量272.5 GPa)接近固体二硼化镁的理论预测值。孔隙率是弹性常数较低值的原因。断裂韧性是基于显微硬度和弹性常数的测量进行评估。上临界场和不可逆场与在3GPa下烧结的样品的数据相当。热等静压样品的微观结构特性是增强磁通钉扎的原因。方法允许缩放样品的大小和复杂形状的制造。
2002-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Molecular dynamics of n-hexane: A quasi-elastic neutron scattering study on the bulk and spatially nanochannel-confined liquid
我们提出了非相干准弹性中子散射测量的波矢量传输范围从0.4 AA^{-1}到1.6 AA ^{-1}的液体正己烷限制在圆柱形,平行排列的纳米通道的平均直径为6 nm,长度为260微米的单片,中孔硅。它们是补充,并比较,在从50 K到250 K的温度范围内的散装系统上的测量。大量液体的飞行时间光谱可以通过微观平移以及快速局部旋转、热激发、分子的随机运动来建模。在纳米受限状态的液体,这是由蒸汽冷凝制备的,我们发现两个分子群体具有不同的动力学,一部分是不动的时间尺度上的1 ps到100 ps探测在我们的实验和第二个组件的自扩散动力学略慢于观察到的散装液体。在250 K时,不动组分约为5%,随温度的升高而逐渐增加,在160 K(低于体晶化温度20 K)时,不动组分突然增加,表明孔的冻结
2012-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Elastic Properties of Carbon Nanotubes and Nanoropes
利用经验力常数模型研究了碳纳米管和纳米棒的弹性性质。对于单壁和多壁纳米管的弹性模量被证明是不敏感的结构的细节,如螺旋度,管半径和层数。计算的拉伸杨氏模量和扭转剪切模量与金刚石相当,而体积模量较小。由单壁纳米管组成的纳米环具有高拉伸弹性模量、柔性和重量轻的理想弹性特性。
1997-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Prediction on Elastic Properties of Nb-doped Ni Systems
在第一性原理模拟的基础上,系统地研究了5种Nb掺杂Ni体系的结构、形成焓和力学性能(弹性常数、体积模量、剪切模量和硬度)。计算的平衡体积随Nb浓度的增加而增加。计算的弹性常数和形成焓表明,所有的Nb掺杂的Ni系统是机械和化学稳定的在我们的研究。在准确计算了体系的体积模量和剪切模量后,还可以预测体系的硬度。结果表明,当Nb含量低于4.9%时,硬度随Nb含量的增加而增加,超过4.9%后,硬度在本研究范围内有所下降。
2019-05-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lattice-mediated bulk flexoelectricity from first principles
我们提出的推导和代码实现的第一性原理方法来计算晶格介导的贡献散装挠曲电张量。该方法基于我们最近对密度泛函微扰理论的分析长波长扩展[Royo和Stengel,Phys. Rev. X 9,021050(2019)],并避免了在以前的实现中采用的关于波矢量的繁琐的数值导数。为了证实我们的结果,我们重新审视和数值验证的总和规则,涉及flexoelectricity和均匀的弹性,将它们推广到制度,有限的力量和应力。我们还重新审视了应力下弹性张量的定义,特别是关于现有的线性响应实现。我们证明了我们的方法的性能,通过将其应用到代表性的立方晶体和钛酸锶$_3$的tetrahydroxide低温多晶型,获得良好的协议与现有的文献数据。
2021-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of electronic band structure and elastic properties of superconducting nanolaminate Ti2InC
采用全势线性缀加平面波方法和交换关联势的广义梯度近似(FLAPW-GGA)计算了新发现的超导纳米叠层Ti 2 InC的电子和弹性性质.讨论了能带结构、态密度和费米面特征。优化的晶格参数,独立的弹性常数,体积和剪切模量,压缩性进行了评估和讨论。首次对多晶Ti_2InC陶瓷的弹性参数进行了数值估算。
2008-11-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Elastic properties of ternary arsenide SrFe2As2 and quaternary oxyarsenide LaOFeAs as basic phases for new 38-55K superconductors from first principles
本文报道了用第一原理FLAPW-GGA方法计算了新发现的“1111”和“122”38- 52 K超导体的两个相关相,即三元砷化物SrFe_2As_2和四元氧砷化物LaOFeAs的弹性性质。独立的弹性常数(Cij),体积模量,压缩性,和剪切模量进行评估和讨论。此外,多晶LaOFeAs和SrFe_2As_2陶瓷的弹性参数的数值估计进行的第一次。
2008-07-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Contrasting Elastic Properties of Heavily B- and N-doped Graphene, with Random Distributions Including Aggregates
我们专注于B-和N-掺杂的石墨烯在高达20%的浓度范围内的弹性性能。利用密度泛函理论计算了一组具有代表性的具有无序杂质模式(包括聚集体)的超原胞的杨氏模量、体积模量、剪切模量和泊松比。与早期的工作相比,它表明,掺杂氮甚至加强了石墨烯层,而掺入硼诱导模拟STM图像中看到的大的结构和形态变化。杨氏模量和剪切模量分别随着氮或硼的掺杂强度而增加或减少,而体积模量和泊松比则表现出相反的趋势。这两种杂质的样品的弹性性质与电子结构密切相关,特别是对于重掺杂(>12%)。掺杂剂的局部排列和杂质的聚集或分离在确定所研究的系统的刚度中起着至关重要的作用。有趣的是,这些发现对含B和含N的样品是相反的。
2013-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Elastic higher-order topological insulator with topologically protected corner states
拓扑无隙边缘态的特征在于体能带的拓扑不变量和Berry相位,提供了惊人的技术来鲁棒地控制电子、光子和声子的无反射传播。最近,一个新的家庭的拓扑相,支配的体积极化,已被观察到,导致发现的高阶拓扑绝缘体(HOTI)。到目前为止,HOTI只在离散的力学和电磁系统以及具有量子化四极极化的电路中得到了证明。在这里,我们实现了一个二维(2D)连续弹性系统的能带可以很好地描述的高阶拓扑状态。我们在实验中观察到了带隙的一维边缘态、带隙的零维角态和拓扑保护的零维角态。与平凡的角落模式相比,拓扑的,免疫缺陷,是强大的本地化在钝角,但不是锐角的角落。拓扑形状相关的角点状态为设计拓扑保护但可重构的0维局部本征模开辟了一条新的途径,并为弹性能在2维体模、1维边模和0维角点模之间的拓扑变换提供了一个良好的平台.
2018-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Elastic properties and chemical bonding in ternary arsenide SrFe2As2 and quaternary oxyarsenide LaFeAsO - basic phases for new 38-55K superconductors
本文报道了用第一原理FLAPW-GGA方法计算新发现的“122”和“1111”38- 55 K超导体的两个相关层状相,即三元砷化物SrFe_2As_2和四元氧砷化物LaFe_AsO-基本相的弹性性质。独立的弹性常数(Cij),体积模量,压缩性,和剪切模量进行评估和讨论。首次对SrFe_2As_2和LaFeAsO多晶陶瓷的弹性参数进行了数值估算。此外,化学键在这些阶段的特点进行了讨论。
2008-07-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Interconnection of point defect parameters in solids with bulk properties: Application to diamond
我们表明,缺陷熵和缺陷的缺陷在金刚石中的空位形成的焓的值,有一个比例,这是一个预测的模型提出了四十年前。这个模型,它互连的形成吉布斯能与体弹性和膨胀率的数据,最近也被发现的价值在高$T_c$ -超导体,以及在玻璃形成液体。
2017-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
A smooth cascade of wrinkles at the edge of a floating elastic film
图案化状态的机制,其中容纳打破平移对称性的相边界或样品壁已解决的背景下,在第一型超导体的朗道分支,细化磁畴,和压缩弹性片。我们通过研究漂浮在流体表面上的聚合物薄片来探索这个问题,该聚合物薄片装饰有平行皱纹的图案。在片材的边缘处,该波纹状轮廓与流体弯月面相遇。而不是分支的皱纹成一代又一代的越来越小的尖锐的褶皱,我们发现了一个平滑的级联,其中粗图案在散装相匹配的精细结构的边缘连续引入离散的,更高的波数傅立叶模式。所观察到的多尺度形态是由一个无量纲的参数,量化的相对强度的边缘力和刚度的散装模式。
2009-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft nlin.PS
Strain-induced orbital energy shift in antiferromagnetic RuO2 revealed by resonant elastic x-ray scattering
长期以来,在其基态下,RuO 2被认为是一种普通的金属顺磁物质。最近的中子和X射线衍射表明,块体RuO 2是一个反铁磁体(AFM)与TN高于300 K。此外,外延应变诱导新的超导电性的薄膜的RuO 2低于2 K。在这里,我们提出了一个共振弹性X射线散射(REXS)研究在Ru L2边缘的应变RuO 2薄膜表现出应变诱导超导性。我们观察到一个方位角调制的100布拉格峰一致的倾斜AFM中发现散装。最值得注意的是,在显示出新型超导性的应变薄膜中,我们观察到Ru eg轨道向更高能量发生了~1 eV的位移。在较厚的松弛膜和具有不同应变方向的膜中,能量位移较小。我们的研究结果提供了进一步的证据的实用程序的外延应变作为一个调谐参数在复杂的氧化物。
2022-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el