On melt solutions for the growth of CaTiO$_3$ crystals
当钛酸钙晶体从化学计量的熔体中生长时，它们以立方钙钛矿结构结晶。在冷却至室温时，它们经历随后的相变至四方晶系和正交晶系的变型。这些相变是破坏性的，并导致严重损坏的晶体。本文介绍了差热分析数据的几个前瞻性的溶剂，目的是确定一个系统提供的可能性，进行晶体生长的未扭曲的CaTiO $_3$晶体结晶显着低于熔点直接在低温改性。从混合物CaF $_2$：TiO $_2$：CaTiO $_3$ = 3：1：1（摩尔比），可以生长未变形的、至少毫米尺寸的CaTiO $_3$晶体。
2018-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Melt-growth dynamics in CdTe crystals
我们使用一个新的，基于量子力学的键序势（BOP），以揭示熔体生长动力学和精细尺度的缺陷形成机制在CdTe晶体。以前的半导体分子动力学模拟已经显示出定性的不正确的行为，由于缺乏一个原子间的潜力，能够预测的晶体生长和性能趋势的熔体$\rightarrow$晶体转变过程中遇到的许多过渡结构。在这里，我们展示了成功的分子动力学模拟的熔体生长在CdTe使用BOP，显着改善了其他潜在的不同阶段的属性趋势。我们的模拟结果在熔体生长过程中的缺陷形成的详细了解。同样重要的是，我们表明，新的BOP使缺陷的形成机制进行研究，在规模水平与经验分子动力学模拟方法与保真度水平接近量子力学方法
2012-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Melt Grown ZnO Bulk Crystals
氧化锌的块状晶体可以通过布里奇曼技术在压力下从熔体中生长。这种使用铱坩埚的新技术显示出生产具有良好结晶完整性的大单晶的潜力。直径达33 mm、长度达50 mm的晶体已得到证实。通过反复使用坩埚，可以大大降低杂质含量。
2009-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Growth of Self Organized Eutectic Fibers from LiF-Rare Earth Fluoride Systems
由LiREF 4基质（RE = Y，Gd）内的LiF原纤维的有序排列组成的Eu 3+纤维可以用微下拉方法以超过120 mm/h的足够大的牵拉速率生长。在300 mm/h的拉伸下，单个原纤维之间的距离可以按比例缩小到1微米。LiF-LiYF 4比LiF-LiGdF 4具有更强的形成小面共晶团的倾向，这是由前者的较大熔化熵解释的。
2013-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Finite size effects on surface excess quantities: application to crystal growth and surface melting of epitaxial layers
从宏观上看，表面熔化或生长模式的相变可用经尺寸效应修正的吉布斯过剩量来描述。本研究的目的是考虑这样的修正量来描述外延层的表面熔化和Stranski Krastanov转变。引入的尺寸效应可以预测Sttranski Krastanov生长模式的润湿层平衡厚度，并描述和分类两种不同的熔化情况：由一级相变引起的不完全预熔化和由连续过热引起的连续预熔化
2004-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Crystal growth of LiGd1-xLuxF4 solid solutions by zone melting technique
混合物（1 - x）LiGdF 4 + x LiLuF 4（0.50？\leq x \leq 0.75）在反应性HF气氛下进行单区熔化循环，旨在研究LiGd 1-xLuxF 4固溶体的晶体生长。通过扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱法和X射线粉末衍射法对铸锭进行了相鉴定和成分研究。与LiGd 1-xLuxF 4固溶体的形成有关的酒吧的透明区域被发现在混合物中的Lu的初始量成比例地扩大。Gd偏析到锭的末端。
2012-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Iron single crystal growth from a lithium-rich melt
从Li $_{84}$ N $_{12}$ Fe $_{\sim 3}$的熔体中生长出具有菱形十二面体习性的α-Fe单晶。在$T \approx 800^\circ$ C左右的温度下，沿一侧形成几毫米的晶体。在进一步冷却时，生长与Fe掺杂的Li $_3$ N的形成竞争。不列颠哥伦比亚省。通过X射线衍射、电子衍射、磁化强度测量和化学分析，证实了α-Fe单晶的结构和良好的样品质量。用载气热萃取法测得氮浓度为90 ppm。扫描电子显微镜没有发现任何氮化铁沉淀的迹象。
2018-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Local collective dynamics at equilibrium BCC crystal-melt interfaces
我们提出了一个经典的分子动力学研究的集体动力学性质的共存液相平衡体心立方（BCC）铁晶体-熔体界面。对于三个界面取向（100），（110）和（111），集体动力学的特征在于通过计算的中间散射函数，动力学结构因子和密度弛豫时间在一个连续的局部区域的兴趣。在所有三个BCC晶体-熔体界面取向的集体动力学的各向异性加速观察。这一趋势与先前观察到的液-气界面局部集体动力学的减缓明显不同[Acta Mater 2020;198：281]。通过研究界面密度弛豫时间，我们重新审视了最近发展的凝固晶体-熔体界面动力学系数的时间相关的Ginzburg-Landau（TDGL）理论的有效性，结果与非平衡MD模拟测量的CMI动力学系数的大小和动力学各向异性非常一致
2022-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Finite size effects on surface excess quantities: application to crystal growth and surface melting of epitaxial layers
从宏观的角度来看，表面熔化或二维（2D）向三维（3D）生长模式（Stranski-Krastanov转变）的相变可以用尺寸效应适当修正的吉布斯过剩量来描述（因为通常的吉布斯过剩量只对半无限系统有很好的定义）。本研究的目的是考虑这样的修正量来描述外延层的表面熔化和Stranski-Krastanov转变。通过引入这种尺寸效应，我们可以预测出在Stranski-Krastanov生长模式下的润湿层的平衡厚度，并可以描述和分类两种不同的熔化情况：由一级相变所引起的不完全熔化和由连续过热所引起的连续预熔化
2007-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Femtosecond laser induced structural dynamics and melting of Cu (111) single crystal. An ultrafast time-resolved x-ray diffraction study
利用飞秒、8.04 KeV的X射线脉冲，研究了400 nm、100 fs激光脉冲辐照下云母衬底上150 nm Cu（111）单晶的晶格动力学。对于低于损伤和熔化阈值的泵浦能量密度，我们观察到由于形成爆炸力而导致的晶格收缩，以及周期为~69 ps的相干声学声子。在较大的泵浦能量密度下，通过监测探测fs X射线摇摆曲线的强度演化，实时测量了固液相变、退火和再结晶，并与理论模拟结果一致。实验数据表明，熔化过程是一个纯粹的热相变。这项研究提供了，在实时，一个超快的时间分辨的详细描述发生的重要过程，作为一个结果，飞秒光脉冲与Cu（111）晶体表面相互作用。
2016-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Growth Angle and Melt Meniscus of the RF-heated Floating Zone in Silicon Crystal Growth
本文介绍了一种用射频加热浮区法生长圆柱形2”硅晶体过程中生长角的直接测量方法。根据过程中拍摄的高分辨率照片，该生长角评价为11°{ \pm }2°。此外，使用Laplace-Young方程对熔体的自由表面进行建模。该模型必须包括由表面环电流近似计算的电磁压力。将结果与来自视频帧的实验自由表面进行比较。可以表明，如果考虑正确的生长角，则计算的自由表面将仅拟合实验确定的自由表面。
2011-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Features of synthesis of TbCr$_3$(BO$_3$)$_4$ single crystals by solution-melt method
本文对比三钼酸铋与钨酸锂助熔体系，确定了高温生长三方 TbCr$_3$(BO$_3$)$_4$ 单晶的钨酸锂体系组分及相变温度，并表征其 X 射线性质。
2023-12-11 cond-mat.mtrl-sci
On the effect of oxygen partial pressure on the chromium distribution coefficient in melt-grown ruby crystals
在不同气氛下用提拉法生长了红宝石小晶体，并用湿化学法分析了其实际铬含量。铬的分配系数k被认为是强烈依赖于氧分压p（O2）。它的范围从k=0.3（还原性气氛）到k=1.2（轻度氧化性气氛），并且k与log（p（O2））呈良好的线性关系。在热力学平衡计算的基础上对实验数据进行了讨论。
2012-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Direct calculation of the crystal-melt interfacial free energies for continuous potentials: Application to the Lennard-Jones system
扩展到连续势劈壁分子动力学模拟方法最近开发的硬球系统[物理评论快报85，4751（2000）]，我们计算的晶体-熔体界面自由能，$γ$，作为晶体取向和温度的函数的Lennard-Jones系统。在三相点，T* = 0.617，结果与Broughton和Gilmer [J. Chem. Phys. { \bf 84}，5759（1986）]早期的裂解电位计算一致，然而，当前计算的更高精度允许我们精确地确定$γ$的各向异性。从我们的数据中，我们发现，在所有温度下研究，$γ_{111} < γ_{110} < γ_{100}$。与我们以前的硬球计算结果以及Asta、Hoyt和Karma [Phys. Rev. B，66100101（R）（2002）]最近对Ni的计算结果进行了比较。
2003-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Direct calculation of the hard-sphere crystal/melt interfacial free energy
我们提出了一个直接计算的晶体/熔体的界面自由能，$γ$，直径$σ$硬球系统的分子动力学计算机模拟。计算是通过热力学积分沿解理定义的可逆路径，使用专门构造的可移动硬球壁，单独的大块晶体和流体系统，然后合并，形成一个接口。我们发现界面自由能具有轻微的各向异性，对于（100）、（110）和（111）面心立方晶体/流体界面，$γ$分别为0.62 $\pm 0.01$、0.64 $\pm 0.01$和0.58 $\pm 0.01 k_BT/σ^2$。这些值与较早的密度泛函计算和最近测量聚苯乙烯球的胶体流体的晶体成核速率的实验一致，这些实验已经被解释[Marr和Gast，Langmuir { \bf 10}，1348（1994）]以给出$0.55 \pm 0.02 k_BT/σ^2$的硬球系统的$γ$的估计，略低于这里报道的直接测定值。
2000-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Step-wise Behavior of Vortex-Lattice Melting Transition in Tilted Magnetic Fields in Single Crystals Bi2Sr2CaCu2O8+d
通过面内电阻率测量研究了Bi_2Sr_2CaCu_2 O_（8 +d）单晶在远离c轴向ab面倾斜的磁场中的涡旋晶格熔化转变。为了避免在传统的输运测量中阻碍熔化转变的表面势垒效应，我们使用了电接触的Corbino几何。首次获得了Bi_2Sr_2CaCu_2 O_（8 +d）熔融转变的完整Hc-Hab相图。c轴熔化场分量Hc-melt表现出新颖的、阶梯式的面内磁场Hab依赖性，并在交叉涡旋晶格结构的基础上进行了讨论。在ab面附近观察到的电阻行为的急剧变化表明从一级到二级相变的转变。
2000-06-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The Mechanism of the Ultra-Fast Crystal Growth of Pure Metals from their Melts
纯镍晶体从其熔体中以每秒70米的速度生长。这种非凡的生长速度导致了金属晶体可能提供下一代相变材料的建议。金属的巨大晶体生长速率是没有激活控制的动力学的结果，与晶体生长的经典理论的预测形成鲜明对比。虽然存在的增长动力学没有障碍，现在已经确立了在原子熔体，没有物理解释的激活障碍的情况下订购已成立。这是一个悖论，在液态金属中的扩散是由热激活，而相同的原子的运动，因为他们组织成一个晶体不是。在本文中，我们使用计算机模拟的结晶在纯金属明确解决的起源生长动力学没有障碍。
2018-08-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Molecular dynamics simulation of binary hard-sphere crystal/melt interfaces
本文用分子动力学模拟研究了二元硬球系统（100）和（111）无序面心立方（FCC）晶体/熔体界面的结构和热力学。这项研究是我们以前工作的扩展，[Phys.Rev.E54，R5905（1996）]，其中报道了（100）界面的初步数据。密度和扩散分布上的细粒度和粗粒度的尺度进行计算和分析，导致的结论是，平衡界面偏析是最小的，在这个系统中。
1999-03-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Phase Equilibria and Crystal Growth for LiREF4 Scheelite Crystals
白钨矿型激光晶体LiREF 4仅对于分别为元素Er、Tm、Yb、Lu或可能的Y中的一种的RE才全等熔化。当RE = Eu、Gd、Tb、Dy或Ho时，相应的白钨矿在形成相应的稀土氟化物的条件下发生包埋熔融。含两种或两种以上RE的LiREF_4混晶的熔化行为尚不清楚。当RE为Gd和Lu的混合物时，富Gd固溶体在形成（Gd，Lu）F3的情况下包晶熔化，富Lu固溶体直接熔化而不形成其它固相。
2009-02-09 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Molecular Dynamics Computer Simulation of Crystal Growth and Melting in Al50Ni50
采用分子动力学方法模拟了Al 50 Ni 50的熔化和晶化过程，采用嵌入原子型势模拟颗粒间的相互作用。模拟板状几何结构中的系统，其中在细长模拟箱中间的AlNi的B2相通过两个平面界面与液相分离，从而考虑（100）晶体取向。通过确定界面速度的温度依赖性，提供熔化温度的准确估计。动力学增长系数k= 0.0025m/s/K，比最近单组分金属模拟研究中的结果小两个数量级。经典的Wilson-Frenkel模型不能定量描述晶体生长动力学。我们认为，这是由于忽略了扩散过程中的液晶界面。
2008-02-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Structural short-range forces between solid-melt interfaces
我们预测的晶体固-熔界面的结构相互作用使用振幅方程，这是来自经典的密度泛函理论或相场晶体模型。在固-熔界面处的界面厚度的尺度上的固体有序指数衰减;两个这样的配置文件的重叠导致短程相互作用，这主要是由最长范围的密度波进行，这可以促进晶界预熔。我们计算这些相互作用的尾巴，根据两个晶体的相对平移完全解析和预测的相互作用势，并将其与数值模拟进行比较。对于晶界的相互作用，预计衰减速度为两个晶体没有取向差的两倍。
2012-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Formation of Chain-Folded Structures from Supercooled Polymer Melts
在分子动力学模拟中观察到从熔体形成链折叠结构，类似于聚合物晶体的层流。结晶和随后的熔融温度与反层状厚度线性相关。在晶体中的单链构象的分析表明，大多数链重新进入同一片层的紧密折叠。模拟进行了一个介观珠弹簧模型，包括一个特定的角度弯曲的潜力。他们表明，链刚度单独，没有一个有吸引力的粒子间的潜力，是一个足够的驱动力，形成链折叠lamellae。
2000-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The Displacement Field Associated with the Freezing of a Melt and its Role in Determining Crystal Growth Kinetics
与冻结的金属和盐的原子位移计算处理晶体生长作为一个分配问题，通过使用最佳的运输算法。将这些位移转换成时间尺度的基础上的动力学的散装液体，我们表明，我们可以预测的激活能晶体生长速率，包括激活能显着小于那些在液体中的原子扩散。例外，这一成功，纯金属冻结成面心立方晶体很少或没有活化能，进行了讨论。分配算法产生的原子位移使我们能够量化晶体结构和液体笼长度在确定晶体生长动力学的温度依赖性的关键作用。
2020-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Growth-related profiles of remanent flux in bulk melt-textured YBaCuO crystal magnetized by pulsed fields
研究了熔体织构YBa_2Cu_3O_7（YBCO）晶体在高达6 T的准静态和脉冲磁场中磁化后的剩余磁通量分布。研究表明，只要磁脉冲足够尖锐，且其幅值远远超过二次穿透磁场，脉冲磁化技术对样品的非均匀性就变得非常敏感。利用这种方法，在适当的磁脉冲参数下，我们特别证明了YBCO晶体在生长扇区（GS）中的生长响应于弱连接的宏观排列--它们大多出现在GS内部，而不是沿着GS边界。
2001-05-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Laser-diode-heated floating zone (LDFZ) method appropriate to crystal growth of incongruently melting materials
针对传统的灯加热浮区法存在的光聚焦范围宽、光聚焦不均匀等问题，特别是对非一致性熔化材料的晶体生长造成困难，提出了激光二极管加热浮区法（LDFZ）。我们模拟了LDFZ方法的光聚焦特性，使照射光均匀并主要限制在熔融区。我们设计并组装了LDFZ炉，并通过实际晶体生长演示了它的工作原理。该方法适用于各种材料，并且即使对于不一致熔化的材料也能够稳定且可再现地生长晶体。我们已经成功地在晶体生长的代表性不一致的熔融材料，如BiFeO 3和（La，Ba）2CuO 4，这是很难通过常规方法生长。LDFZ方法还建立了对样品偏心和高效加热的耐受性。
2012-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Peaked bulk crystal nucleation in charged sphere melts from salt concentration dependent crystallization experiments at very low metastability
我们确定了散装晶体成核率在低亚稳带电球的水悬浮液。实验进行依赖于电解质浓度和两个不同的粒子数密度。随时间变化的成核速率显示出明显的初始峰值，而凝固后的晶体尺寸分布偏向于更大的晶粒尺寸。在每个浓度下，成核速率密度最初随盐浓度的增加而呈指数下降。然而，完整的数据集，显示出一个意想不到的缩放的成核速率密度与亚稳态倍的粒子数密度。用经典成核理论对结果进行参数化处理，发现核表面和成核势垒的界面自由能非常低，远低于热能。我们尝试性地将我们的观察结果归因于由所采用的条件化技术引入并充当成核种子的双重态的存在。
2021-11-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Physical simulation of nucleation and crystallization processes in transparent organic melts
该研究利用透明有机熔体液滴法，通过结晶动力学曲线揭示了过热温度、保温时间及过冷度对100÷200 μm液滴形核的影响，证实杂质在异质形核中起决定性作用，为铸造阶段控制铸件组织提供科学依据。
2024-06-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Fragility and thermal expansion control crystal melting and the glass transition
该研究利用非仿射晶格动力学推导 $T_g$ 与 $T_m$ 的解析关系，解释二者约 $2/3$ 的普遍比值及其与 $m/α$ 的正比规律。
2025-03-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
The growth of ZnO crystals from the melt
氧化锌（ZnO）的特殊性质使这种材料对发光二极管，激光器和压电换能器等非常不同的应用感兴趣。这些应用中的大多数是基于在合适的衬底上生长的外延ZnO层，优选地是体ZnO。不幸的是，ZnO的热化学性质使得单晶的生长困难：三相点1975 ℃，1.06巴和在熔点p_O2 = 0.35巴时的高氧逸度导致普遍的观点，即用于技术应用的ZnO晶体只能通过水热法或从固体ZnO的“冷坩埚”生长。已知这两种方法都具有显著的缺点。我们的热力学计算和晶体生长实验表明，与广泛接受的假设相反，ZnO可以在金属坩埚中熔化，如果使用具有“自调节”p_O_2的气氛。这一新的结果被认为是提供了新的前景ZnO晶体生长的标准技术，如布里奇曼法。
2008-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.chem-ph
Property Decoupling across the Nucleus-Melt Interface during Polymer Crystal Nucleation
提出了空间分布，其定量地捕获聚合物性质（例如，链段排列、密度和势能）随着离原型聚乙烯熔体中的新生聚合物晶体（核）的距离而变化。它揭示了核和它们的接口的空间范围是度量依赖的核内部是固体样的程度。随着与核的距离增加，一些性质（例如密度）比聚合物链段排列更快地衰减为熔融状行为，这表明聚合物核存在于向列状液滴中。这种向列状液滴区域与不是核的一部分的有序聚合物片段的增强形成相一致。它是更有利的，找到非成分有序的聚合物段附近的核比在周围的亚稳熔体，指向一个核诱导其他核的形成的可能性。这些发现提供了非流动条件下聚合物晶体成核和流动条件下聚合物晶体成核之间的概念桥梁，并用于合理化以前的结果。
2020-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.atm-clus
