Slip competition and rotation suppression in tantalum and copper during dynamic uniaxial compression
当压缩时，由于塑性引起的旋转，金属试样通常会经历其晶体学织构的变化。超快X射线衍射技术使得测量在纳秒时间尺度上动态压缩到行星内部通常遇到的那种压力的目标中的这种旋转成为可能。轴和局部旋转的程度可以提供线索的快速单轴压缩激活的塑性机制的组合，从而提供有价值的信息，在极端的加载条件下操作的基本位错动力学。我们提出了大规模的分子动力学模拟的冲击诱导晶格旋转的三个模型晶体的行为，其特征在于先前在动态压缩实验：钽冲击沿其[101]方向，和铜冲击沿[001]或[111]。我们发现，在所有这三种情况下，由模拟预测的纹理变化是一致的实验测量使用原位X射线衍射。我们发现，虽然钽加载沿[101]和铜加载沿[001]都表现出显着的旋转，由于不对称的多重滑移，沿[111]冲击的铜的取向被预测为稳定的竞争，对称等效滑移系统所产生的相反的旋转。
2022-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Intermittent in-situ high-resolution X-ray microscopy of 400-nm porous glass under uniaxial compression: study of pore changes and crack formation
本文利用原位纳米CT结合数字图像相关与FFT相场模拟，研究400纳米孔径可控孔隙玻璃在单轴压缩下的孔隙变形与±45度剪切带裂纹形成机制。
2023-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Piezoelectric polyvinylidene fluoride-based epoxy composites produced by combined uniaxial compression and poling
本文提出了一种简单、有效的方法，将单轴压缩和随后的极化相结合，制备压电聚偏氟乙烯基环氧复合材料。所得到的压电因子的值略高于纯压电聚偏氟乙烯。该复合材料对机械刺激的响应迅速，并很快达到饱和电压输出。该复合材料是有前途的大块压电器件的创建，不同于通常的拉伸膜，利用环氧树脂基体的物理化学a。压电系数d31与机械刺激的标本研究，规模根据双对数表示。
2019-09-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spin melting and refreezing driven by uniaxial compression on a dipolar hexagonal plate
利用蒙特卡罗模拟研究了有限长偶极六边形平板的冻结特性。六边形板是从具有类FCC（ABCABC）堆叠结构的三层堆叠三角形晶格中切割出来的。在本研究中，退火模拟进行了单轴压缩的双极板在层堆叠的方向。我们发现自旋熔化和再冻结驱动的单轴压缩。熔化和再冻结中的每一个与由压缩引起的基态的变化一一对应。基态序的冻结温度彼此显著不同，这引起了目前感兴趣的自旋熔化和再冻结。我们认为，这些现象起源于有限尺寸效应与偶极-偶极相互作用的独特的各向异性性质相结合。
2006-09-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Uniaxial compression of crystalline HCP titanium: an atomistic modelling study of size effects
University of Turku（图尔库大学）
通过分子动力学模拟，研究模型尺寸和应变率对α-钛压缩力学响应的影响，发现弹性质独立于尺寸和应变率，而塑性变形中尺寸效应显著，且系统尺寸与应变率强耦合。
2026-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Uniaxial Phase Transition in Si : Ab initio Calculations
基于先前提出的热力学分析，我们研究了五个Si相在单轴压缩下的相对稳定性使用从头计算方法。这五个相是金刚石，β-锡，sh，sc和hcp结构。通过考虑任意两个相之间的相变，研究了可能的相变模式。通过分析不同因素对相对相稳定性的影响，找出了在单轴压缩条件下降低相变压力的主要因素。我们还表明，它是可能有相变发生时，只有在单轴压缩相，尽管没有相变时，在静水压力。考虑到所有五个阶段，在单轴压缩的相图构建的压力低于20 GPa。发现稳定相为金刚石、β-TiN和SH结构，即与静水压条件下相同。根据相图，如果所施加的单轴压力在增加时满足Px>Pz的条件，则从金刚石到sh相的直接相变是可能的。类似地，当单轴压力从sh相稳定的Px>Pz变化到β-tin相稳定的Px<Pz时，也可能在压力增加时发生sh-到β-tin的转变。
2002-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Probing and steering bulk and surface phonon polaritons in uniaxial materials using fast electrons: hexagonal boron nitride
Materials Physics Center, CSIC-UPV/EHU（材料物理中心，CSIC-UPV/EHU）；CIC NanoGUNE BRTA（纳米技术研究中心 NanoGUNE）；Department of Electricity and Electronics, EHU/UPV（电气与电子工程系，巴斯克国立大学）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊卡巴斯基克，巴斯克科学基金会）；Donostia International Physics Center DIPC（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
研究快电子与各向异性材料中极化子模式的耦合机制，揭示电子速度和光轴角度对体表面声子极化子激发的影响，为操控极化子波传播提供新方法。
2020-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Hierarchy of Lifshitz transitions in the surface electronic structure of Sr$_2$RuO$_4$ under uniaxial compression
我们报告的层状钙钛矿Sr $_2$ RuO $_4$在大的面内单轴压缩下的表面处的电子结构的演变，导致各向异性$B_{1g}$应变的${\varepsilon_{xx}-\varepsilon_{yy}=-0.9\pm0.1\%}$。从角度分辨的光电发射，我们展示了如何驱动一系列的Lifshitz转换，重塑低能量的电子结构和丰富的频谱的van Hove奇点的表面层的Sr $_2$ RuO $_4$主机。从比较紧束缚模型，我们发现，应变主要是由键长的变化，而不是修改八面体倾斜和旋转角度。我们的研究揭示了氧化物表面的结构扭曲的性质，以及如何有针对性地控制这些可以用来调整态密度奇点的费米能级，从而铺平了道路，可能实现丰富的集体状态的Sr $_2$ RuO $_4$表面。
2023-03-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
First-principles study of PbTiO$_3$ under uniaxial strains and stresses
利用密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了PbTiO $_3$在单轴应变和应力下的行为。我们表明，无论施加的单轴机械约束，该系统保持一个纯粹的铁电基态，与沿约束方向（$FE_z$相）或沿垂直于它（$FE_x$相）的伪立方轴之一的极化对齐。这与各向同性或双轴机械约束的情况下，新的相结合的铁电和antiferrodistortive运动已被报道。在单轴应变下，PbTiO $_3$从压应变下的$FE_x$基态转变为拉应变下的$FE_z$基态，超过了临界应变$η_{zz}^c \approx +1$.在单轴应力下，PbTiO $_3$表现出在压缩下的$FE_x$基态（$σ_{zz} < 0$）或在拉伸下的$FE_z$基态（$σ_{zz} > 0$）。然而，在这里，在临界值$σ_{zz} \approx$ $+2$ GPa和$- 8$ GPa下，在压应力和拉应力下也预测结构参数的突然跳跃。这种行为似乎类似于负各向同性压力下的预测，并可能揭示实际上有用的，以提高纳米器件的压电响应。
2014-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Tension-compression asymmetry in superelasticity of SrNi2P2 single crystals and the influence of low temperatures
本研究针对具有三分之一正交坍缩结构的SrNi₂P₂单晶，通过不同温度下的拉压试验结合理论计算，揭示了其超弹性的拉压不对称性及温度依赖差异，并指出该特性可能带来反向弹热效应，为相关材料研究提供了基础见解。
2024-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Bandgap Engineering of Strained Monolayer MoS2
单层MoS 2的声子能带结构的特征在于声学和光学分支之间的大能隙，这保护了声学模式的振动不被光学声子模式散射。因此，声子带隙工程是具有实际意义的声子相关的机械或热性能在单层二硫化钼的操纵。我们进行声子分析和分子动力学模拟来研究张力对声子带隙的影响和压缩引起的单层MoS 2的不稳定性。我们的关键发现是，声子带隙可以通过单轴张力变窄，并完全关闭在ε =0.145;而双轴张力对声子带隙的影响是有限的。我们还证明了压缩诱导屈曲的单层二硫化钼。通过对单层MoS 2薄膜弯曲模式的能带结构分析，得到了薄膜发生屈曲的临界应变，并通过分子动力学模拟和欧拉屈曲理论进行了验证.我们的研究表明，单轴拉伸作为一种有效的方法操纵的声子带隙的单层二硫化钼，而双轴压缩作为一个强大的工具，阴谋屈曲单层二硫化钼。
2014-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Optimal time-dependent polarized current pattern for fast domain wall propagation in nanowires: Exact solutions for biaxial and uniaxial anisotropies
纳米磁学中的一个重要问题是降低技术上有用的畴壁（DW）传播速度所需的电流。基于修正的Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程，同时考虑了Slonczewski自旋转移矩和类场矩，推导了DW沿纳米线快速传输的最佳自旋电流模式.在这样的条件下，DW的速度在双轴线可以提高多达十倍的速度相比，在实验中取得的。此外，自旋极化的快速变化可以帮助DW脱钉。可能的实验实现进行了讨论。
2010-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fast domain wall propagation in uniaxial nanowires with transverse fields
在沿其轴向的磁场下，单轴纳米线中的畴壁运动比完全各向异性的情况慢得多，通常慢几个数量级（无量纲吉尔伯特阻尼参数的平方）。然而，随着横向于导线的磁场的增加，这种行为急剧逆转;直到临界场强，类似于Walker击穿场，单轴导线中的畴壁比完全各向异性导线（没有横向场）中的畴壁传播得更快。超过这个临界磁场强度，旋进运动开始，平均速度减小。我们的结果是基于领先的顺序解析计算的速度和临界场以及数值解的Landau-Lifshitz-Gilbert方程。
2013-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other math-ph
Finite strain homogenization of periodic rod networks with application to semi-flexible biopolymers
Indian Institute of Technology, Delhi（印度德里理工学院）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
本研究采用有限应变计算均匀化方法，结合特殊柯西杆理论，对8链和14链周期性半柔性生物聚合物网络的响应进行分析，重现其特有力学现象，结果与实验数据吻合，还可表征螺旋杆网络的拉伸行为。
2026-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ab initio Investigation of Elasticity and Stability of Metal Aluminum
基于赝势平面波（PP-PW）方法和局域密度泛函理论（LDFT）方法，得到了铝沿[001]和[111]方向的单轴加载和单轴变形以及沿[010]和[001]方向的双轴比例拉伸的应力-应变全曲线。在单轴加载过程中，确定了能量-拉伸和载荷-拉伸的某些一般特性;在每个过程中，存在三种特殊的无应力结构：f.c.c.，不列颠哥伦比亚省和f.c.t.对于[001]; f.c.c.，S.C.和BC。（111）。利用稳定性判据，我们发现除了自然f.c.c. c外，所有这些状态都是不稳定的，并且总是与剪切失稳一起发生。结构稳定f.c.c.稳定的B.C.C.通过沿任何等效的[001]和[111]方向的单轴压缩，都不能获得这种构型。两个方向的拉伸强度相似。对于较高能垒的[111]方向，抗压强度大于[001]方向。随着双轴比例延伸率的增加，应力和抗拉强度增加，但临界应变变化不明显。我们的结果添加到现有的从头算数据库中用于拟合和测试原子间相互作用势。
1998-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Size-strain characteristics of lead and gold under fast ramp compression
M.N. Miheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院乌拉尔分支 M.N. 米赫耶夫金属物理研究所）；NANOTECH Centre, Ural Federal University（乌拉尔联邦大学纳米技术中心）
研究通过威廉逊-霍尔分析揭示了铅和金在快速斜坡压缩下的晶粒尺寸和晶格应变特性，揭示了bcc-Pb的超细晶粒结构及金的高应变特征。
2025-12-16 cond-mat.mtrl-sci
Exciton binding energies and luminescence of phosphorene under pressure
磷烯的光学响应可以通过施加适度的单轴压缩而逐渐改变，因为材料经历到间接带隙半导体的转变，并最终转变为半金属。应变不仅调谐价带和导带局部极值之间的间隙，而且调谐有效质量，从而调谐激子各向异性和结合强度。在这篇文章中，我们从理论的角度考虑如何激子的稳定性和由此产生的发光能量的单轴应变下的演变。我们发现，激子的结合能可以是大到0.87 eV在真空中为5%的横向应变，其中最高的二维材料。此外，发光峰的大位移及其与应变的线性关系表明，它可以用来直接探测单层的应变状态。
2015-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Uniaxial-strain Control of Nematic Superconductivity in Sr$_{x}$Bi$_2$Se$_3$
向列相态的特征在于没有平移有序的旋转对称性破缺。近年来，人们发现了超导能隙自发地提升晶格转动对称性的超导现象。然而，配对机制和机制决定的取向仍然没有得到解决。第一步是通过施加外部破缺磁场来证明向列性的控制，以确定耦合到晶格的符号和强度。在这里，我们报告的第一次控制的超导性的Sr $_x$ Bi $_2$ Se $_3$，通过外部施加的单轴应力的取向。亚结构域的抑制表明，它是$Δ_{4y}$状态，是最有利的压缩下沿基础Bi-Bi键。这些结果提供了一个不可避免的一步，了解独特的拓扑超导电性的微观起源。
2019-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.str-el
Low-Force Elastocaloric Refrigeration via Bending
弹性热冷却已被确定为高全球变暖潜势蒸汽压缩冷却的有前途的替代方案。采用的两个关键瓶颈是需要庞大/昂贵的致动器来提供足够的单轴应力和不足的弹性热材料疲劳寿命。本文定义了作为一种新兴的低力和低疲劳弹热加热和冷却机制的轴对称弯曲的物理性能，并进一步证明了一个连续的旋转驱动冷却原型使用多晶Ni50.7Ti48.9。在单轴拉伸和四点弯曲热机械试验期间，使用红外热成像来确定弹性热材料性能。一个系统的研究揭示了应变速率（从0.001到0.025 s-1），最大应变（从2%到8%），和应变模式的温度演变，机械响应，和性能系数的影响。四点弯曲实验表明，温度降低高达11.3°C，材料性能系数在2.31和21.71之间，与单轴拉伸相比，所需的驱动力降低了6.09至7.75倍。Lüders带的缺失和弯曲过程中机械耗散的减少代表了微结构退化的减少和疲劳寿命的提高。基于旋转的弹性热冷却原型被示出为提供类似的热机械性能，具有离散的热和冷区、连续冷却、廉价的旋转致动和可扩展性的附加益处，这代表了紧凑、长寿命和廉价的弹性热冷却的显著进步。
2021-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Ultrahigh Elastically Compressible and Strain-Engineerable Intermetallic Compounds Under Uniaxial Mechanical Loading
金属间化合物具有独特的原子排列，通常会导致特殊的材料性能，但它们的极端脆性通常会在小于1%的有限应变下导致断裂，并阻止它们的实际应用。因此，对于它们来说，表现出塑性或某种形式的结构转变以在失效发生之前吸收和释放足够量的机械能是至关重要的。该研究报告了ThCr 2Si 2结构的金属间化合物（CaFe 2As 2）和其结构的混合物（CaKFe 4As 4）（直径为2 μm，高度为6 μm）可以通过可逆的变形诱导晶格坍塌在高达17%的应变下表现出超弹性，导致比大多数工程材料高几个数量级的回弹模量。这种超弹性还可以实现应变工程，这是指通过弹性应变来修改材料特性。密度泛函理论计算和低温纳米力学测试预测，CaKFe 4As 4的超导电性可以通过超弹性过程在断裂发生之前打开/关闭，即使在单轴压缩下，这在大多数工程应用中是有利的切换加载模式。我们的研究结果表明，其他成员具有相同的晶体结构（超过2500金属间化合物），和基于它们的替代系列应检查表现出类似的超弹性和应变工程的功能特性的可能性。
2019-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Controlling frustrated magnetism on the kagome lattice by uniaxial-strain tuning
通过 $in$ $situ$ 单轴应力受控打破 kagome 格子化合物对称性，发现应变线性增强转变温度，证实受阻释放对磁有序的关键作用，并揭示强受阻系统中的不完全反铁磁转变。
2022-09-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
In situ micropillar compression of an anisotropic metal-organic framework single crystal
了解金属有机框架（MOF）在其弹性限度之外的复杂力学行为，将允许在化学工程、光电子学、能量转换装置和传感器件中的实际应用的设计。通过原位压缩微柱，测定了铜叶轮MOF（HKUST-1）沿（100）和（111）晶面的单轴应力-应变曲线。我们显示出强烈的各向异性弹性响应，其中杨氏模量之比为E（111）~ 3.6 × E（100），随后是广泛的塑性流动。同样，屈服强度也有相当大的不同，其中Y（111）~ 2 x Y（100），这是由于潜在的骨架各向异性。我们使用微柱劈裂测量断裂韧性。虽然原位试验显示了不同的开裂行为，但两个刻面的综合韧性值相当，Kc约为0.5 MPa m^1/2。这项工作提供了新的见解多孔框架延展性在微米级和故障的债券断裂。
2022-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Chain level insights into tensile-compressive asymmetry in glassy and semicrystalline polymers
使用分子动力学模拟，我们提供了链级的见解的不同之处，在重排聚合物的单轴拉伸和压缩变形下，在玻璃和半结晶样品的不同链长。聚合物在拉伸和压缩下的组织结构是明显不同的。链沿着拉伸轴对齐，导致它们的键和端到端矢量的净全局有序化，而在压缩下，聚合物将它们自身排列在垂直于压缩轴的平面中，导致键和链端到端矢量的反有序化的出现。此外，聚合物在张力下展开的程度更大，并且与压缩下的链相比，它们变形更少。这两个响应之间的差异强烈依赖于链长，并且在中间链长处最大。
2019-01-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
X-ray diffraction strains in laser-ablated aluminum, nickel, sodium and Invar: pressures to 475 GPa
本文通过原位纳秒 X 射线衍射测量激光烧蚀 Al、Ni、Na 和 Invar 在数百 GPa 下的轴向与面内应变，以区分静水压缩与单轴应变模型。
2025-08-28 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
