Exchange bias-like effect in TbFeAl intermetallic induced by atomic disorder
在金属间化合物TbFeAl中观察到类交换偏置效应，该化合物在$T^h_c \approx$ 198 K和$T^l_c \approx$ 154 K分别出现一次和二次磁相变。在等温磁化强度$M (H)$中观察到2 K时的{ \em跳跃}特征，而在高于8 K时消失.低于10~K的场冷磁化等温线显示出类似于交换偏置的环移，这也得到了{ \em训练效应}的支持。在TbFeAl中观察到显著的矫顽场，在2~K时为$H_c \approx$ 1.5~T，在初始增加之后，显示随后随温度降低。交换偏置场，$H_{eb}$，显示出轻微的增加和随后的平稳与温度。认为Fe和Al之间固有的晶体学无序和Tb $^{3+}$的高磁晶各向异性是导致交换偏置效应的原因。TbFeAl是最近报道的具有磁热效应的化合物，交换偏置的发现使其成为一种多功能化合物。在TbFeAl上得到的结果推广了晶体无序材料中交换偏置的观察，并为寻找具有{ \em交换偏置原子无序的材料提供了动力。}
2016-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Na-Au intermetallic compounds formed under high pressure at room temperature
高压粉末X射线衍射实验表明，钠和金在室温下反应，并在高压下形成新的Na-Au金属间化合物。我们已经确定了四个金属间相高达60 GPa。第一相（相I）是已知的具有四重CuAl 2型结构的Na 2Au。在0.8GPa左右转变为第二相（相II），其成分为Na 3Au，具有三角Cu 3As型或六方Cu 3 P型结构。在3.6 GPa时，第II相进一步转变为第III相。相III具有与立方BiF 3型结构相同的成分Na 3Au。最后，第三阶段在54 GPa左右转变为第四阶段。相IV给出宽的衍射峰，表明大的结构无序。
2011-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Development and Validation of Interatomic Potential for Sc and Al-Sc Alloys: Thermodynamics, Solidification, and Intermetallic Ordering
Merrimack College（梅里马克学院）
本文提出了一种用于钪和铝-钪合金的改进嵌入原子方法势能，通过统一热力学和凝固行为，实现了对合金相变和有序结构的准确模拟。
2025-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Complex magnetism of lanthanide intermetallics unravelled
我们解释了一个深刻的复杂性的磁相互作用的一些技术相关的钆金属间化合物使用从头计算的电子结构理论，其中包括无序的本地时刻和强$f$电子相关性。该理论正确地发现GdZn和GdCd是简单的铁磁体，并预测了GdCd的居里温度随着+1.5 K kbar $^{-1}$的压力的显著大的增加，我们的实验测量+1.6 K kbar $^{-1}$证实。此外，我们发现了GdMg中铁磁-反铁磁竞争的起源，表现为低温下的非共线，倾斜的磁序。用Zn取代35%的Mg原子消除了这种转变，与长期的实验数据非常一致。
2015-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Effect of alloying additions on the lattice ordering of Ti$_2$AlNb intermetallic
Indian Institute of Science（印度科学学院）
本研究通过密度泛函理论和微动弹性带计算，考察六种合金元素对Ti$_2$AlNb金属间化合物O相无序化的影响，发现Mo和W可动力学抑制反位形成，降低Ti和Nb扩散率，提升抗蠕变性能。
2025-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Defect processes in Be$_{12}$X Beryllides
用密度泛函理论模拟计算了Be $_{12}$ X金属间化合物（X = Ti，V，Mo或W）中本征点缺陷的稳定性，并讨论了其在聚变能应用中的作用.发现肖特基无序是能量最低的完全无序过程，在Be $_{12}$ V和Be $_{12}$ Ti的情况下与Be Frenkel无序紧密匹配。反相和X Frenkel无序具有明显更高的能量。考虑了Be双空位、Be双晶和X物种在两个Be位上的容纳等小团簇点缺陷。一些双间隙、双空位和X $_{2Be}$组合表现出负结合焓（即，成簇是有利的），尽管这是取向依赖性的。预测没有一个Be $_{12}$ X金属间化合物表现出显著的非化学计量比，排除了非化学计量比作为用于容纳由于中子嬗变引起的Be耗尽的机制。
2017-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Single-Phase High-Entropy Intermetallic Compounds (HEICs): Bridging High-Entropy Alloys and Ceramics
为了填补传统高熵合金与新兴高熵陶瓷之间的知识空白，采用机械合金化和放电等离子烧结技术制备了高熵金属间化合物（HEICs）。值得注意的是，几种四或五组分等摩尔铝化物，如B2相（Fe 1/5Co 1/5 Ni 1/5 Mn 1/5Cu 1/5）Al，首次被制成单相HEIC。热力学建模和可逆的，温度依赖性，相稳定性实验表明，这样的B2相HEIC是熵稳定相。这些HEIC的结构类似于HEC的结构，在一个且仅一个子晶格中具有几乎相等分数的四个或五个元素的高熵混合，但具有显著（~10%）的反位缺陷（不同于典型的HEC）。提出了一种新的形成单一B2相HEIC的相稳定性规则。还制备了主要为D 022相的另外五种HEIC。这项研究拓宽了已成功制造的等摩尔，单相，高熵材料的家庭。
2019-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Novel thermal effects across first order magnetic transition in Ta doped $HfFe_2$ intermetallic
报道了金属间化合物合金中一级反铁磁（AFM）-铁磁（FM）相变的热效应。它们显示了当从样品中提取热量时升温的实例，以及当在Ta掺杂的$HfFe_2$中跨越AFM-FM转变向样品提供热量时冷却的实例，从而分别提供了亚稳态过冷AFM和过热FM状态的无可争辩的证据。由市售材料制备的磁性固体中的这种热效应已被首次报道。这种转变是分多步进行的，用原子力显微镜-原子力显微镜转变的淬火无序展宽和经典成核理论进行了解释。存在磁场时的测量符合上述框架。
2015-07-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Temperature-dependent magnetocrystalline anisotropy of rare earth/transition metal permanent magnets from first principles: The light RCo$_5$ (R=Y, La-Gd) intermetallics
更有效的稀土/过渡金属（RE-TM）永磁体的计算设计需要精确地计算有限温度下的磁晶各向异性（MCA），因为该性质对磁晶各向异性设置了上限。在这里，我们提出了一个第一性原理的方法来计算MCA的RE-TM磁铁，充分考虑温度对底层电子的影响。巡游电子的TM磁性用无序局域磁矩图描述，定域RE-4f磁性用晶体场论描述。我们使用我们的模型，这是免费的可调参数，计算的MCA的RCo $_5$（R=Y，La-Gd）磁体系列的温度为0- 600 K。我们正确地发现了一个巨大的单轴各向异性SmCo $_5$（21.3兆焦耳米$^{-3}$在300 K）和两个有限的温度自旋重取向转变NdCo $_5$。计算还表明，在CeCo $_5$和PrCo $_5$显着的价态效应。我们的计算为几十年的RE-TM实验研究提供了定量的，第一性原理的见解。
2019-10-16 cond-mat.mtrl-sci
High Temperature Enthalpy Increment and Thermodynamic Functions of ZrCo: An Experimental and Theoretical Study
ZrCo金属间化合物是国际热核聚变实验堆（ITER）计划中的氚存储材料。从实验和理论两方面研究了ZrCo金属间化合物的热力学性质，以确定其用于氢同位素存储的适用性。用高温反滴式量热计在645-1500 K范围内测定了ZrCo的热焓增量。一组热力学函数，如熵，吉布斯自由能函数，热容，吉布斯自由能和焓值的ZrCo计算使用本研究中获得的数据。ZrCo（s）在642-1497 K温度范围内获得的焓增量和热容的多项式表达式如下：H（T）- H（298.15 K）（J/mol）= 25.682x（T/K）+ 29.804x10e-4（T/K）**2+ 2.1864x10e+5（K/T）- 8655.5 Cp（J/K/mol）=25.682 + 5.916x10e-3（T/K）- 2.1864x10e+5（K/T）** 2用从头算方法计算了ZrCo在0 K时的生成焓为-55 kJ mol-1。利用Debye-Grüneisen准调和近似计算了ZrCo的熵（S）和比热容（Cv和Cp）。比热（CP）和熵的实验值和理论计算值之间的一个很好的协议。
2015-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic Stabilization of Precipitates through Interface Segregation: Chemical Effects
沉淀硬化依赖于高密度的金属间沉淀物，是用于强化结构合金的常用技术。结构合金通常通过高密度的小尺寸金属间沉淀物来强化。然而，在高温下，沉淀物粗化以减少界面的过量能量，导致由沉淀物提供的强化显著降低。在某些三元合金中，二次溶质偏析到界面并导致形成高密度的纳米尺寸沉淀物，其提供增强的强度并抵抗粗化。为了了解所涉及的化学效应，并确定这样的系统，我们开发了一个热力学模型的框架下，定期纳米晶溶液模型。对于不同的整体成分、温度和热力学参数，通过最小化相对于特定区域（本体固溶体、界面和沉淀物）浓度和尺寸的吉布斯自由能函数来评估Mg-Sn-Zn合金的平衡构型。结果表明，Mg/Mg $_2$ Sn界面Zn偏析可使Mg $_2$ Sn析出相稳定在纳米尺度，提高Zn浓度可使析出相稳定，防止高温下的粗化。再加上列入弹性应变能的影响和输入的计算知情的界面热力学参数在未来，该模型预计将提供一个更现实的预测偏析和沉淀物稳定的三元合金的结构的重要性。
2017-03-16 cond-mat.mtrl-sci
On the anomalous thermal evolution of the low-temperature, normal-state specific heat of various nonmagnetic intermetallic compounds
不同类型金属间化合物的低温正常态比热和电阻率曲线显示出异常的热演化。这种异常表现为线性化的C/T-T^2曲线斜率的突变和R-T曲线的下降，两者都在相同的T_βγ处。它与热力学相变无关，而是与声子或电子子系统的态密度曲线中的异常有关。将这两个反常表示为分别位于kB.θ_L（晶格）和kB.θ_E（电子）处的附加Dirac型δ函数，可以得到总比热的解析表达式。将该表达式与各种化合物的实验比热曲线进行最小二乘拟合，满意地再现了异常热演化的所有特征。得到的拟合参数（特别是索末菲常数γ 0和德拜温度θ D）与文献报道的值相比是有利的。进一步分析表明：（i）（T_βγ）/（θ_D）= 0.2（1 \pm 1/ \surd 6）和（ii）γ_{0} { \propto }（θ_D）^2，这两个关系式与实验结果都是合理的.最后，这种分析（基于上述论点）证明了常用程序的合理性，该程序根据θ_D的热变化或额外的爱因斯坦模式来处理上述异常。
2011-11-13 cond-mat.mtrl-sci
High-throughput calculations combining machine learning to investigate the corrosion properties of binary Mg alloys
镁合金作为结构材料和生物医用材料具有广阔的应用前景，但其耐蚀性差限制了其进一步的应用。为了避免费时费力的实验验证，本文设计了一种基于第一性原理计算的高通量计算策略，从热力学和动力学两个角度对含金属间化合物的二元镁合金进行耐腐蚀性能的筛选。首次发现了相对于镁基体具有低平衡电势差的稳定二元金属间化合物。然后，这些Mg金属间化合物的表面上的氢吸附能的计算，和腐蚀交换电流密度进一步计算的析氢反应（HER）动力学模型。在此基础上，利用功函数（W_f）和加权第一电离能（WFIE）建立了具有合适氢吸附能的Mg金属间化合物的机器学习模型。的ML模型的泛化测试五个新的二元Mg金属间化合物的平均均方根误差（RMSE）为0.11 eV。本研究不仅预测了一些有前途的二元Mg金属间化合物，可以抑制电偶腐蚀，但也提供了一个高通量的筛选策略和ML模型的耐腐蚀合金的设计，这可以扩展到三元Mg合金或其他合金系统。
2022-01-22 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Thermal conductivity in intermetallic clathrates: A first principles perspective
无机包合物例如Ba $_8$ Ga $_{x}$ Ge $_{46-x}$和Ba $_8$ Al $_{x}$ Si $_{46-x}$通常表现出非常低的热导率。这一重要性质的定量计算描述已被证明是困难的，部分原因是由于大晶胞，无序的作用，以及电子载流子和声子都有助于传输的事实。在这里，我们进行了系统的分析的温度和成分的依赖性的低频模式与客体物种在Ba $_8$ Ga $_{x}$ Ge $_{46-x}$和Ba $_8$ Al $_{x}$ Si $_{46-x}$（“摇铃模式”），以及在化学计量Ba $_8$ Ga $_{16}$ Ge $_{30}$的热输运。为此，我们占声子-声子相互作用的温度依赖的有效原子间力常数（TDIFCs），我们发现这是至关重要的，以实现准确的描述晶格部分的热导率。虽然热导率的分析通常主要集中在Rattler模式上，但是在这里，示出了在室温下具有$\hbarω\gtrsim\,10\,\text{meV}$的模式占晶格热传输的50%。最后，计算了电子对热导率的贡献，结果表明Wiedemann-Franz定律仅近似满足。因此，在分离电子和晶格对实验数据的贡献时，采用正确的前因子是至关重要的。
2019-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of H Sorption and Corrosion Properties of Sm2MnxNi7-x (0<x<0.5) Intermetallic Compounds Forming Reversible Hydrides
金属间化合物是能量转换的关键材料，因为它们形成可用于固态储氢或用作电池阳极的可逆金属间化合物。ABy化合物（A =稀土（RE）; B =过渡金属; 2 < y < 5）是满足实际应用所需性质的良好候选物。它们可以被描述为AB 5和AB 2亚基沿着c晶轴的堆叠。后者子单元带来了更大的容量，而前者提供了更好的循环稳定性。然而，ABy二进制文件没有显示出足够好的应用程序属性。氢化后，它们表现出多平台行为和不良的可逆性，归因于H诱导的非晶化。这些缺点可以通过在A和/或B位点上的化学取代来克服，从而导致稳定的可逆的双链反应。本文研究了Sm_2Mn_xNi_（7-x）（0 <= x < 0.5）赝二元体系。通过X射线衍射、化学分析、扫描电子显微镜、热重分析和磁性测量等手段对合金的结构、热力学和腐蚀性能进行了分析和解释。意外的电池参数变化的报告和解释可能形成的结构缺陷和不均匀的Mn分布在Ni亚晶格。对于x > 0.3，可逆容量得到改善，导致更大和更平坦的等温曲线，允许可逆容量>1.4重量%。在腐蚀方面，该二元化合物在碱性介质中发生腐蚀，生成稀土氢氧化物和纳米多孔镍。对于Mn取代的化合物，除了上述那些之外，还形成了新的腐蚀产物，因为锰在腐蚀早期阶段启动了发生的牺牲阳极机制。
2020-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Realization of the kagome spin ice state in a frustrated intermetallic compound
自旋冰是物质的奇异相，其特征是受抑自旋遵守当地的冰规则，类似于水冰中的电偶极子。在二维空间中，人们可以类似地定义在戈薇晶格上排列的面内伊辛类自旋的冰规则。这些冰规则要求每个三角形格子都有一个单独的格子，并可以导致各种独特的秩序和激励。使用实验和理论方法，包括磁力测量，热力学测量，中子散射和蒙特卡罗模拟，我们建立HoAgGe作为一个晶体（即非人工）系统，实现了戈薇自旋冰态。该系统的特点是各种部分和完全有序的状态和一系列的场诱导相在低温下，都符合戈薇冰规则。
2020-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Excitonic Correlations in the Intermetallic Fe2VAl
金属间化合物Fe_2V_Al在输运过程中表现为非金属性质，在热力学和光电子能谱数据中表现为强金属性质。它在其能带结构中具有高度分化的一组价带和导带，导致具有非常低的载流子密度的半金属系统。赝能隙本身是由于Al态与Fe和V的d轨道的相互作用，但由此产生的载流子几乎没有Al特征。广义梯度修正的局部密度能带结构以及自旋-轨道耦合的影响被证明是显着的，减少了三倍的载流子密度。以虚晶体的方式，每单元掺杂0.5个电子，这种双金属化合物会产生0.5个玻尔磁子的瞬间，并破坏赝能隙。我们评估了形成激子凝聚体和激子维格纳晶体的趋势，发现两者都不太可能。我们提出了一个模型，即所观察到的性质是由两个不同的电子（例如在V上）和空穴（t_2g在Fe上）的低密度（每350个公式单元一个符号的载流子）的互穿晶格产生的激子关联引起的。
1998-03-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Twisting of 2D kagomé sheets in layered intermetallics
二维层状材料和范德华固体中的化学键是理解和利用其独特的电子，磁性，光学，热学和超导特性的核心。本文报道了在T = 100（2）K时，通过X射线衍射测量发现金属kagomé MgCo 6 Ge 6中自发的双向双层扭曲（扭曲角~ 4.5°），这是通过激光布里奇曼法制备单晶实现的。尽管从T ~ 300 K到100 K冷却时出现静态扭曲，但在物理性质测量中没有发现相变的证据。结合存在的爱因斯坦声子模式贡献的比热，这意味着扭曲存在于所有温度下，但在室温下是热波动。晶体轨道Hamilton布居分析表明，当耦合到连接相邻层的强键合和刚性（Ge 2）二聚体时，层间的合作扭曲稳定了Co-kagomé网络。在晶体结构中的位移无序的进一步建模显示存在第二，镁缺乏，堆叠序列。这种替代的堆叠顺序也表现出层间扭曲，但具有不同的图案，与由于Mg的去除而导致的电子计数的变化一致。磁化强度，电阻率和低温比热测量都与泡利顺磁性，强相关金属一致。我们的研究结果提供了至关重要的洞察化学概念如何导致有趣的电子结构和层状材料的行为。
2021-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamical and topological properties of metastable Fe3Sn
结合实验数据、第一性原理计算和Calphad估计，研究了Fe-Sn体系的热力学和拓扑输运性质.采用密度泛函理论计算了金属间化合物的有限温度热容。通过使用实验和DFT结果以及来自先前出版物的所有可用数据，实现了Fe-Sn相图的一致的热力学评估。因此，首次将亚稳相Fe 3Sn引入到现有的亚稳相图中，并在新测量的校正温度范围内校正了Fe 5Sn 3和Fe 3Sn 2的相位置。此外，计算了Fe 3Sn的反常霍尔电导率和反常能斯特电导率，将磁化方向和掺杂视为扰动来调节这种输运性质。观察到增强的反常Hall和Nernst电导率源于节线和小间隙区域的组合，可以通过在Fe位置掺杂Mn和改变磁化方向来调节节线和小间隙区域
2022-03-02 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Thermodynamics of Al$_{10}$V: An Analytical Treatment of Localized Anharmonic Modes
本文提出解析处理局域非谐模的框架，将强非谐振动纳入第一性原理热力学计算，再现低温热膨胀和比热异常，并揭示客体原子对高温稳定Al$_{10}$V相的关键作用。
2025-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Tracing crystal-field splittings in the rare earth-based intermetallic CeIrIn$_5$
稀土金属间化合物中的晶体电场态显示出与这些系统中发生的多体物理的复杂纠缠，并且已知导致过多的电子相。在这里，我们试图跟踪不同的贡献，在CeIrIn $_5$，重费米子化合物和成员的CePDMATHABMN在$_5$（$M$ = Co，Rh，Ir）家庭的晶体电场（CEF）分裂。为此，我们利用高分辨率的共振角分辨光电子能谱（ARPES），并提出了一个光谱研究的电子结构，这种非常规的超导体在很宽的温度范围内。因此，我们展示了如何ARPES可以用于结合热力学测量或中子散射解开不同的贡献CEF分裂稀土金属间化合物。我们还发现，在CeIrIn $_5$中的杂化比CeCoIn $_5$中的杂化更强，并且杂化对费米体积增加的影响比预期的要小得多。通过提供$4f_{7/2}^{1}$分裂的第一个实验证据，在CeIrIn $_5$中，八重态分裂成四个双峰，我们清楚地证明了所谓的$4f_{7/2}^{1}$态的多体起源。
2018-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Predicting Coherent B2 Stability in Ru-Containing Refractory Alloys Through Thermodynamic Elastic Design Maps
Merrimack College（梅里马克学院）
本研究提出一种物理引导的机器学习框架，通过热力学弹性设计图预测含钌难熔合金中B2稳定性，揭示多组分合金化对消除弹性惩罚的重要性。
2026-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Isotope effect, Thermodynamic and Elastic properties of ZrCo and ZrCoH3: An ab-initio study
金属间化合物ZrCo及其氧化物是重要的氢同位素存储材料。本文报道了ZrCo和ZrCoX_3（X= H，D和T）的动力学、热力学和弹性性质。电子结构的计算采用平面波赝势方法，同位素对振动和热力学性质的影响已通过冻结声子方法证明。结果表明，ZrCoH 3与其同位素类似物在声子频率和零点能方面存在显著差异。例如，光学模式和声学模式之间的能隙以ZrCoT 3> ZrCoD 3> ZrCoH 3的顺序减小。当X = H、D和T时，ZrCoX_3（包括ZPE）的生成能分别为-146.7、-158.3和-164.1 kJ/（摩尔ZrCoX_3）。此外，还研究了氢化后ZrCo弹性性能的变化。结果表明，ZrCo和ZrCoH 3在常压下都是机械稳定的。使用计算的弹性模量确定ZrCo和ZrCoH 3的德拜温度。
2014-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Cu-Au, Ag-Au, Cu-Ag and Ni-Au intermetallics: First-principles study of phase diagrams and structures
经典的冶金系统-贵金属合金-已经形成了各种合金理论的基准，被重新审视。采用第一性原理完全弛豫广义势LAPW方法计算了Cu-Au、Ag-Au、Cu-Ag和Ni-Au合金的相稳定性、热力学性质和键长。(i)我们的理论计算正确地再现了Ag-Au和Cu-Au在T=0 K时形成化合物以及Ni-Au和Cu-Ag在T=0 K时发生相分离的趋势。(ii)在所有可能的结构中，Cu/sub 3/Au（L1/sub 2/）和CuAu（L1/sub 0/）是Cu/sub 1-x/Au/sub x/中最稳定的低温相，其转变温度分别为530 K和660 K，而实验值分别为663 K和670 K。与以前的第一性原理研究相比，本研究的显著改进归功于对原子弛豫的更精确的处理。(iii)LAPW形成谱表明，通常认为的CuAu/sub 3/的稳定相L1/sub 2/不是富Au合金的基态，而是有序<100>超晶格的稳定相。(iv)我们提取非构型的（例如，振动）熵的形成，并获得大的值的尺寸失配系统：0.48 k/sub B//原子在Ni/sub 0.5/Au/sub 0.5/（T=1100 K），0.37 k/sub B//原子在Cu/sub 0.14/Ag/sub 0.86/（T=1052 K），和0.16 k/sub B//原子在Cu/sub 0.5/Au/sub 0.5/（T=800 K）。(v)用8原子/晶胞的特殊…
1997-10-21 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic interpretation of reactive processes in Ni-Al nanolayers from atomistic simulations
通过放热反应可以形成金属间化合物的金属构成具有多种应用的一类反应性材料。Ni-Al薄交替层被认为是研究各种反应过程的模型纳米金属多层膜。然而，在混合后的短时间尺度的反应动力学并不完全理解。在这项工作中，我们计算的自由能的Ni-Al合金的组成和温度为不同的固相使用热力学积分的基础上，国家的最先进的原子间相互作用势的函数。我们使用这些信息来解释分子动力学（MD）模拟双层系统在800 K和零压力，无论是在等温和等焓条件。我们发现，一个无序相总是形成后混合作为一个更稳定的纳米晶体B2相的前体。我们观察到的反应的热力学轨迹所计算的状态变量。模拟时间高达30 ns，这提供了一个窗口，以前没有观察到的现象在MD模拟。我们的研究结果提供了深入了解早期的实验反应时间尺度，并建议的路径（隔离的反应物）$\rightarrow$（无序相）$\rightarrow$（B2结构）总是实现的，而不考虑所施加的边界条件。
2013-12-28 cond-mat.mtrl-sci
The thermodynamics of hydride precipitation: the importance of entropy, enthalpy and disorder
采用密度泛函理论研究了氢/α-Zr固溶体和氢化锆相的热力学。使用统计学上显著数量的随机生成结构结合特定准随机结构和具有一定浓度范围的固溶体，对α、γ和δ α以及固溶体中的无序进行建模。这是结合使用的系统的热力学参数的计算，包括温度相关的显热焓，构型熵和振动熵的系统中的不同的晶体，从声子态密度。结果发现，沉淀的ZrO 2是不化学上有利的Zr-H固溶体含有小于300 ppm的H，这表明一种机制必须导致局部浓度的H原子的量大于发现全球实验样品中含有ZrO 2。温度驱动反应向溶液方向发展，主要是由于熵效应。通常，γ氢化物是最稳定的相，尽管它在能量上非常接近δ-相。沉淀的显热焓有助于稳定HCP沉淀，沉淀过程中的构型熵变有利于FCC沉淀。没有热力学的贡献被发现是可以忽略不计的驱动降水。
2014-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous electronic transport in Quasicrystals and related Complex Metallic Alloys
我们分析了准晶α-AlMnSi，1/1-AlCuFe和复杂的金属相AlMnda-AlMn的近似物的输运性质。这些相在它们的局部原子结构中呈现出强烈的相似性，并且与现有的准晶相有关。在实验上，它们呈现出不寻常的传输特性，具有低电导率和类似金属和绝缘特性的混合。我们计算的能带结构和量子扩散在完美的结构没有无序，并介绍简单的近似，允许处理的影响，无序。我们的研究结果表明，标准的布洛赫-玻尔兹曼理论是不适用于这些金属间相。事实上，他们的色散关系是平坦的，表明小的带速度和修正的量子扩散，不考虑在半经典布洛赫-玻尔兹曼计划成为主导。我们称这种状态为小速度状态。一个简单的弛豫时间近似来处理无序的影响，使我们能够重现的主要实验事实的电导率定性，甚至定量。
2013-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Experimental and theoretical study of the influence of disorder on diffuse first-order phase transitions: NaNbO3: Gd and KTaO3: Li as examples
我们考虑的后果，当地的混乱系统经历一阶相变。这些系统可以具有相当不同的性质。如具有巨大磁电效应的锰酸盐、掺杂反铁电体、生物膜等。蒙特卡罗计算表明，无序增加了高温和低温相共存的温度间隔，这提供了不同于经典均匀系统热力学的无序系统中的热力学。
2005-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Testing the r$^2$SCAN density functional for the thermodynamic stability of solids with and without a van der Waals correction
材料发现的一个中心目标是对热力学性质进行准确和可靠的数值描述，例如形成和分解的过程。的r $^2$ SCAN修订的强约束和适当规范（SCAN）元广义梯度近似（元GGA）平衡数值稳定性与高的一般精度。为了评估固态热力学的r $^2$ SCAN描述，我们使用r $^2$ SCAN、SCAN和PBE以及两种色散校正变体SCAN+ rVV 10和r $^2$ SCAN+ rVV 10评估了超过1,000种固体的形成和分解谱、平衡体积和基本带隙。我们表明，r $^2$扫描实现的精度与扫描，并经常提高扫描的已经很好的精度。尽管经常观察到SCAN+ rVV 10使SCAN的形成能力变差，并且对SCAN的细胞体积预测没有实质性校正，但是r $^2$ SCAN+ rVV 10预测的形成能力比r $^2$ SCAN稍微更不准确，并且比r $^2$ SCAN稍微更准确的细胞体积。从GGA水平到元GGA水平，预测地层压力的平均绝对误差减小了1.5 ~ 2.5倍。较小的减少，在误差中观察到的分解的crackpies。对于金属间化合物系统，$^2$ SCAN比SCAN更适合于形成金属间化合物。对于几类系统--过渡金属、金属间化合物、弱结合固体和分解成化合物的碎片--GGA与元GGA相当。总的来说，r $^2$ SCAN和r $^2$ SCAN+ rVV 10可以被推荐为用于材料发现的稳定的通用元GGA。
2022-08-04 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
First-principles investigations into the thermodynamics of cation disorder and it's impact on electronic structure and magnetic properties of spinel $Co\left(Cr_{1-x}Mn_{x} \right)_{2}O_{4}$
Mn掺杂的多铁性$CoCr_{2}O_{4}$的最新实验表明，在尖晶石晶格中的四面体和八面体配位位点之间的Mn原子的可能分布引起在不同浓度的Mn原子取代Cr的制度下的结构参数和饱和磁化强度的不同变化。一个成分依赖的磁补偿行为指向的磁性成分的作用转换。本文利用第一性原理电子结构计算的结果，研究了$Co\left(Cr_{1-x}Mn_{x}\right)_{2}O_{4}$体系中阳离子无序的热力学及其对体系结构、电子和磁性的影响。我们已经计算了作为Mn浓度和温度的函数的阳离子无序的变化，并发现在实验的退火温度下，许多系统表现出阳离子无序。我们的研究结果支持的解释的实验结果的定性变化，在子晶格occupancy和相关的磁化行为，与组合物。从电子结构的变化出发，利用晶体场论的思想，分析了该体系的结构、磁性和电子性质随组成和阳离子无序度的变化。我们的研究提供了一个完整的微观图片的影响，负责组成依赖的行为差异的属性，该系统。本工作奠定了一个总体框架，从第一性原理计算的结果的基础上，理解和分析的替代磁性尖晶石氧化物$A\left(B_{1-x}C_{x} \right)_{2}O_{4}$在阳离子无序的存在下。
2016-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Decoding Grain Boundary Thermodynamics in High-Entropy Alloys in a 5D Space: Coupled Segregation and Disordering
晶界对材料的微观组织演变和各种性能有着重要的影响。然而，由于高熵合金（HEAs）中多种元素的偏析和界面无序的复杂耦合，对GBs的基本认识还很缺乏，这可能会产生新的现象，并对经典理论提出挑战。在这里，通过结合大规模的原子模拟和机器学习，我们证明了预测GB属性作为四个独立的组成自由度和温度在5D空间中的函数的可行性。随后，第一次为五元HEAs构建了体相图的GB对应物。数据驱动的发现进一步揭示了HEAs中新的耦合隔离和无序效应。值得注意的是，对大型数据集的分析发现了一个临界补偿温度，在该温度下，所有元素的偏析几乎同时消失。虽然机器学习模型可以通过黑盒方法预测GB属性，但构建了基于数据的替代分析模型（DBAM），以提供更多的物理见解和更好的可移植性，具有良好的准确性。这项研究不仅提供了一个新的范式，使预测的GB性能在一个5D空间，但也发现了新的GB偏析现象，在HEAs超越了经典的GB偏析模型。
2021-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic route of Nb3Sn nucleation: Role of oxygen
本研究针对Nb3Sn合金传统Sn扩散成核机制的不足，通过不同氧化物界面实验发现氧的作用及SnOx中间相，提出热力学成核新路径，为高质量Nb3Sn超导体的生长优化与合成提供指导。
2023-07-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Machine learning search for stable binary Sn alloys with Na, Ca, Cu, Pd, and Ag
本研究利用MAISE-NET机器学习势加速从头算全局搜索，扫描超两百万候选相，在五种M-Sn二元体系中预测出29种热力学稳定的金属间化合物，显著扩展了已知稳定材料库。
2023-10-31 cond-mat.mtrl-sci
A computational study of the configurational and vibrational contributions to the thermodynamics of substitutional alloys: the Ni3Al case
我们已经开发了一种方法来研究的热力学的有序-无序转变的n-组分替代合金，结合非平衡方法，它可以有效地计算自由能，与蒙特卡罗模拟，其中构型和振动自由度同时被认为是在平等的基础上。此外，通过适当地约束系统，我们能够计算由于键比例，原子尺寸失配和体积效应对振动熵的贡献。我们已经应用这种方法来计算构型和振动的贡献，作为温度的函数的Ni 3Al合金的熵。我们发现键比例效应降低了有序-无序转变时的振动熵，而尺寸失配和键比例效应结合在一起并不改变转变时的振动熵.我们还发现，在有序-无序转变的体积增加导致0.08 kB/原子的振动熵增加，这是显着的构型熵增加0.27 kB/原子相比。我们的计算表明，包含振动降低了约30%的有序-无序转变温度仅考虑构型自由度确定。
2009-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio Determination of Phase Stabilities of Dynamically Disordered Solids: rotational C2 disorder in Li2C2
本文利用基于从头算分子动力学的应力-应变热力学积分方法，确定了Li2C2中旋转C2动态无序立方相与有序正交相之间的自由能差和相稳定性，并指出该方法与机器学习力场结合是研究动态无序材料的有效途径。
2023-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Onset of magnetism in B2 transition metals aluminides
本文给出了无序bcc结构Fe（x）Al（1-x）（0.4<x<0.75），Co（x）Al（1-x）和Ni（x）Al（1-x）（x=0.4; 0.5; 0.6）合金在1：1化学计量比附近的电子结构以及具有点缺陷的B2（FeAl，CoAl，NiAl）相的电子结构的从头计算结果。计算中使用相干势近似的Korringa-Kohn-Rostoker方法（KKR-CPA）的无序的情况下和紧束缚线性松饼-锡轨道（TB-LMTO）方法的金属间化合物。我们特别研究了Fe-Al和Co-Al系统中磁性的开始作为缺陷结构的函数。我们发现FeAl和CoAl化合物中出现了与过渡金属反位缺陷相关的大的局部磁矩，与实验结果一致。此外，我们还发现两个亚晶格上的空位通过减少电荷转移到TM原子上而增强了磁矩。无序的Fe-Al合金是铁磁有序的整个范围内的组成研究，而Co-Al成为磁性只有Co浓度>0.5。
1998-12-29 cond-mat.mtrl-sci
Collective excitations and thermodynamics of disordered state: new insights into an old problem
长期以来，无序一直被认为是理论物理学家试图理解系统行为的可怕敌人。在这里，我们回顾了最近积累的数据，并提出，从计算热力学性质的角度来看，无序的问题可能不会像迄今为止所假设的那样严重。我们特别强调，与长期持有的观点相反，集体激发在无序系统中不会衰减。随后，我们讨论了最近的实验，理论和模拟结果有关的集体激发在无序介质中，并显示这些结果铺平了道路，了解热力学的无序系统：玻璃，液体，超临界流体和自旋玻璃。从最近的工作中一个有趣的见解是认识到，无序系统的热力学性质的最重要的变化只取决于其基本长度，原子间的分离。我们讨论了如何建议的理论与以前的方法的基础上一般多体统计力学框架。
2014-08-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Thermodynamics of Sodium-Lead Alloys for Negative Electrodes from First-Principles
National University of Singapore（新加坡国立大学）；Indian Institute of Science（印度科学学院）；University of Houston（休斯顿大学）
该研究采用第一性原理多尺度方法构建Na-Pb体系成分相图，分析热力学性质并估算钠合金化电压，阐明重要相界，发现中等和高钠浓度下无固溶体行为，为钠离子电池铅基负极材料开发提供理论依据。
2024-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Size Effect on Order-Disorder Transition Kinetics of FePt Nanoparticles
从理论上研究了高温退火过程中FePt纳米粒子的有序-无序转变动力学。一个模型的开发，以解决的热力学和动力学方面的有序过程的纳米粒子的大的表面体积比的影响，特别是，无序纳米粒子内的L10有序域的成核和生长。的尺寸和形状依赖的过渡动力学定量解决了修订的约翰逊-梅尔-Avrami方程，其中包括校正的偏差所造成的主导表面成核在纳米级系统和不可忽略的大小的有序核。基于该模型的计算结果表明，较小的纳米粒子的动力学更活跃，但牺牲较少的转化。获得完全有序纳米粒子的主要障碍是消除反相边界。结果还定量地证实了有序存在一个尺寸限制，超过这个尺寸限制，通过退火诱导有序-无序转变是不可能的。理论、实验和计算机模拟结果之间有很好的一致性。
2014-01-05 cond-mat.mtrl-sci
The symmetry-adapted configurational ensemble approach to the computer simulation of site-disordered solids
占位无序是晶体结构中晶格位置的非周期性占据，是固体物理和化学中普遍存在的现象。实例是矿物固溶体、合成非化学计量化合物和金属合金。使用衍射技术对这些材料的实验研究仅提供其结构的平均信息。然而，这些固体中的许多感兴趣的性质是由局部几何形状和无序程度决定的，这从实验或理论上逃脱了“平均晶体”的描述。在本文中，我们描述了一种方法的计算机模拟的网站无序的固体，考虑配置合奏和统计力学的基础上，通过利用晶格的晶体对称性的占位配置的数量减少。热力学和非热力学性质，然后定义从统计学中的自适应配置合奏。我们将简要地总结和讨论这种方法在材料科学中的一些最新应用。
2016-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Simulation of Cu-Mg metallic glass: Thermodynamics and Structure
我们得到了适用于研究Cu-Mg金属玻璃的有效介质理论（EMT）原子间相互作用势参数。我们目前的热力学和结构的结果，从模拟这样的玻璃在一系列的组合物。我们用恒温恒压的分子动力学，以尽可能慢的速度从熔体中冷却，得到了低温构型。在冷却过程中，我们已经进行了热力学分析的基础上的焓和它的导数，比热，从它的玻璃化转变温度可以确定的温度依赖性。我们还进行了结构分析，使用径向分布函数（RDF）和共同邻居分析（CNA）。我们的分析表明，通常与金属玻璃相关的第二峰的分裂实际上与玻璃化转变本身没有什么关系，而仅仅是与液态中存在的结构特征相关的峰变窄的结果。事实上，Cu-Cu RDF的分裂温度远高于$T_g$。CNA还强调了金属间合金和类似组成的金属玻璃的结构之间的强烈相似性。我们还研究了过冷区的扩散系数。它的温度依赖性表明脆弱的液体行为，典型的二元金属玻璃。另一方面，在$1.5 k_B/\mathrm{at.}$附近的相对低的比热跃变表明明显的强液体行为，但这可以通过由于高冷却速率引起的转变的宽度来解释。
2003-09-29 cond-mat.mtrl-sci
The application of radiation diffuse scattering to the calculation of phase diagrams of F.C.C. substitutional alloys
利用无序f.c.c.替代合金的原子混合能的傅立叶分量可以估计。我们必须使用无序相相应倒空间点k处漫散射强度的测量数据，然后确定参数w（k）。非理想固溶体的统计热力学由这些能量参数{w（k）}决定。因此，可以得到合金的组态自由能，F = U-TS（U -内能，S -熵），进而确定其基本热力学特征，不仅包括其相图，还包括浓度依赖的有序-无序转变温度，温度和浓度的长程序参数依赖性，化学活性，热容量等。一些热力学性质的计算框架内的热力学热力学方法f.c.c.-镍铁合金漫散射强度值取自文献中的数据。
2014-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Atomic Ordering in Cubic Bismuth Telluride Alloy Phases at High Pressure
研究了一系列碲化铋化合物从有序金属间相到替代合金再到半有序相的压力诱导相变。用角色散X射线衍射法观察到Bi_4 Te_5、Bi_2 Te和Bi_2 Te化合物在室温下压缩到14--19GPa时形成无序体心立方（bcc）晶体结构的合金。BiTe和Bi 2 Te合金以及先前发现的Bi 2 Te 3和Bi 4 Te 3的高压合金都被发现在约100°C的非常温和的温度下温和退火后显示出原子有序性。在退火时，BiTe从bcc转变为B2（CsCl）晶体结构类型，并且其他相采用其半无序变体，其特征在于在两个晶体学位点之一上的置换无序。相变压力和合金相的原子体积在Bi_mTe_n系列中表现出系统的变化，包括端元Bi和Te。采用第一性原理计算研究了B2型BiTe的电子结构和化学键性质，并确定了有序转变的驱动力.计算得到的B2型BiTe的费米面具有复杂的结构，并预测在20 ~ 60 GPa之间会发生三次拓扑变化。
2016-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Griffiths-like phase in the quaternary Heusler compound NiFeTiSn
四元Heusler化合物NiFeTiSn可以被认为是由奇异的赝隙化合物Fe 2 TiSn通过用Ni取代一个Fe原子而得到的。与Fe 2 TiSn相反，其显示出无序诱导的铁磁相，NiFeTiSn的基态是反铁磁的，具有自旋倾斜的特征。有趣的是，NiFeTiSn显示出一个类似格里菲斯的阶段，其特征在于孤立的铁磁簇达到反铁磁状态之前。格里菲斯相可能与铁和钛网站之间的反位无序，从我们的粉末X-射线衍射研究明显。该化合物还显示出相当不寻常的电阻率的温度依赖性，这可以解释为在系统中的流行的结构紊乱。NiFeTiSn被证明是一个罕见的例子，其中格里菲斯样相是在半导体3D过渡金属基金属间化合物与反铁磁基态观察。
2022-04-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Machine-learning approach for the phase stability and mechanical properties of disordered alloys at finite temperature
School of Physics, AMBER and CRANN Institute, Trinity College, Dublin 2, Ireland（都柏林三一学院物理学院、AMBER与CRANN研究所）
本研究以Ni-Pd体系为原型，构建高效机器学习势，证实Ni-Pd固态溶液约600 K时热力学稳定，为无序合金研究提供高通量工作流程，可扩展至多组分体系。
2026-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Anisotropy and Metamagnetic Transitions in Er3Pt2Sb4.55 with A Distorted Square Net Lattice
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
报道了新型稀土基化合物Er3Pt2Sb4.55的晶体生长、结构、磁、热和电输运性质，发现其具有扭曲方形晶格网络、长程反铁磁序和基于Jeff=1/2 Er3+的变磁转变。
2026-06-23 cond-mat.mtrl-sci
A Thermodynamic Constraint for the Electronic Structure of Fe-Ni Alloys at Room And High-Temperature
本文通过团簇建模从高温热力学数据推断电子对熵的贡献，并与电子输运测量结果相互印证，提出一种在室温和高温下约束 Fe-Ni 合金电子结构的新方法。
2025-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Crystal lattice rules disordered states
基于经典的统计热力学，我们开发了一种理论方法，提供了新的见解宏观和微观物理性质是如何通过晶格凝聚物质的桥接。我们发现，为了确定宏观的物理性质和它们的温度依赖性在平衡无序状态下，一些特别选择的微观状态的信息，建立从晶格的几何特征，是足够的。这些特殊的状态被发现是独立的组成元素，以及温度，这是在统计热分析的标准概念，其中一组主要有助于确定宏观物理性质取决于温度和组成元素。通过对实际合金宏观物性的预测，并与完全热力学模拟预测结果进行比较，验证了理论方法的有效性和适用性。本文的研究结果提供了一种基于特殊微观态的宏观物理性质的有效和系统的预测，而不需要任何给定系统的相互作用信息。
2015-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Non-equilibrium thermodynamics of charge separation in organic solar cells
本文对有机太阳能电池中电荷分离过程的非平衡态热力学进行了新的理论描述。利用随机热力学理论，我们将光激发有机双层膜中的声子辅助动力学和电子空穴对的复合与热力学自由能联系起来。分析了能量无序和离域对自由能、平均能和熵的影响。对于高能量的无序，网站人口很好地描述了平衡。我们观察到显着偏离平衡的离域电子-空穴对在小能量的障碍，有效的OSC。我们的研究结果强调，既需要一个大的吉布斯熵和大的初始分离，以实现有效的电荷分离。随着电荷之间距离的增加，自由能垒的降低不一定与分离产率相关。我们提出的框架可以进一步阐明瞬态热力学自由能，允许以前无法进入的洞察到个人的热力学贡献的能量和熵的亚ns时间尺度。瞬态模拟揭示大吉布斯熵的ps-时间尺度上，即使是最高的障碍，这可以解释的有效分离的“热”CT状态。
2021-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Physical properties of single crystalline BaSn5
我们提出了一个全面的研究二元金属间化合物超导体，BaSn 5。用Sn助熔剂生长出了高质量的BaSn_5单晶。详细的热力学和输运测量进行了研究BaSn 5的正常和超导态的性质。这种材料似乎是一种强耦合的多带超导体。Hc 2（T）几乎是各向同性的。观察到De Haas-van Alphen振荡，并从FFT谱估计了两个有效质量。流体静压使超导转变温度以~-0.053K/kbar的速率下降。
2012-01-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
On the Robustness of Machine Learning Models in Predicting Thermodynamic Properties: a Case of Searching for New Quasicrystal Approximants
AIRI；National University of Science and Technology MISIS（国立科技大学 MISIS）
本研究针对机器学习预测热力学性质的鲁棒性不足问题，通过构建嵌套准晶近似相数据集并训练多种模型，揭示训练样本变化导致预测结果差异，并提出预训练与顺序训练技巧以提升稳定性。
2024-11-07 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.comp-ph
Thermodynamic and Transport Properties in Disordered Kitaev Models
系统地研究了描述具有巡游Majorana费米子分数激发和局域通量的量子自旋液体的Kitaev模型中键随机性和位稀释效应。我们发现，在高温区域的巡回马约拉纳费米子释放他们的熵，这两种类型的障碍抑制纵向热导率，同时保持比热几乎不变。这表明这两种无序都减少了马约拉纳费米子的平均自由程。另一方面，在低温区，与熵释放从本地化通量相关的其他比热峰被抑制的两种情况下，但它被拓宽，并转移到较低的温度侧的键随机性，而位置和宽度几乎不变的网站稀释。对比行为也被发现在热霍尔效应下的磁场;半量子化的热霍尔电导率是脆弱的对网站稀释，而它仍然为键的随机性，尽管降低的起始温度。通过对磁通凝聚和Majorana激发能隙的计算，从拓扑性质的稳定性方面讨论了这两种不同的行为。
2020-04-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A thermodynamic metric quantitatively predicts disordered protein partitioning and multicomponent phase behavior
Princeton University（普林斯顿大学）
本文提出一个热力学模型，通过学习低维表示预测IDR在复杂混合物中的相行为，提供几何直观的预测并解决IDR生物物理中的核心问题。
2026-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Finite-Temperature Thermodynamics of Cu(100) Oxidation: Missing-Row Reconstruction, Defect States, and Order-Disorder Transition from Nested Sampling
Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft（马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所）；Initiative for Computational Catalysis, Flatiron Institute（计算催化倡议，平托研究所）
该研究采用嵌套采样模拟结合机器学习原子间势，预测Cu(100)氧化的缺失行重构，表征温度依赖的表面演化、缺陷态及有序-无序转变，为理解表面与外部条件耦合提供第一性原理级方法。
2026-08-14 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
