We study the effects of atomic vibrations on the solid-state chemical shielding tensor using first principles density functional theory calculations. At the harmonic level, we use a Monte Carlo method and a perturbative expansion. The Monte Carlo method is accurate but computationally expensive, while the perturbative method is computationally more efficient, but approximate. We find excellent agreement between the two methods for both the isotropic shift and the shielding anisotropy. The effects of zero-point quantum mechanical nuclear motion are important up to relatively high temperatures: at 500 K they still represent about half of the overall vibrational contribution. We also investigate the effects of anharmonic vibrations, finding that their contribution to the zero-point correction to the chemical shielding tensor is small. We exemplify these ideas using magnesium oxide and the molecular crystals L-alanine and beta-aspartyl-L-alanine. We therefore propose as the method of choice to incorporate the effects of temperature in solid state chemical shielding tensor calculations the perturbative expansion within the harmonic approximation. This approach is accurate and requires a computational effort that is about an order of magnitude smaller than that of dynamical or Monte Carlo approaches, so these effects might be routinely accounted for.
High sensitivity of 17O NMR to p-d hybridization in transition metal perovskites: first principles calculations of large anisotropic chemical shielding
采用第一性原理嵌入团簇方法计算了典型过渡金属氧化物ABO_3钙钛矿晶体中氧的化学屏蔽张量σ。我们的主要发现是：（1）去屏蔽的σ_x ~ σ_y和屏蔽的σ_z分量（z沿Ti-O键）之间存在较大的σ各向异性;（2）在所有研究的体系中，各向同性σ_iso和单轴σ_ax分量作为B-O-B键不对称性的函数几乎呈线性变化。我们发现，各向异性和线性变化引起的大顺磁贡献sigma_x和sigma_y由于虚跃迁之间的O（2 p）和未占用的B（nd）的状态。计算得到的各向同性δ_iso和单轴δ_ax化学位移与最近BaTiO_3和SrTiO_3单晶~（17）O NMR测量结果符合得很好。在PbTiO_3和PbZrO_3中，δ_iso的计算值与NMR粉末谱测量值也符合得很好。在PbZrO_3中，对五个不同化学位置的delta_iso计算表明了实验结果的修正。在我们的计算中发现，σ对共价O（2 p）-B（nd）相互作用的强烈依赖性表明，17 O NMR光谱与第一性原理计算相结合，可以成为研究复杂钙钛矿合金中局部结构的特别有用的工具。
First-principles calculations of $^{17}$O NMR chemical shielding in Pb(Zr$_{1/2}$Ti$_{1/2}$)O$_3$ and Pb(Mg$_{1/3}$Nb$_{2/3}$)O$_3$: linear dependence on transition-metal/oxygen bond lengths
采用第一性原理密度泛函理论（DFT）计算了钙钛矿合金Pb（Zr $_{1/2}$ Ti $_{1/2}$）O $_3$（PZT）和Pb（Mg $_{1/3}$ Nb $_{2/3}$）O $_3$（PMN）的氧化学位移张量.嵌入团簇的量子化学方法和GIPAW方法[C.] J. Pickard和F. Mauri，{ \it Phys. Rev. B} { \bf 63} 245101（2001）]用于周期性边界条件。从这两种方法的结果是在良好的协议PZT和原型钙钛矿。仅使用GIPAW获得PMN结果。发现各向同性$δ_\mathrm{iso}$和轴向$δ_\mathrm{ax}$化学位移均随最近距离过渡金属/氧键长$r_\mathrm{s}$近似线性变化。使用这些结果，我们反对钛聚簇PZT，从最近的$^{17}$ O NMR魔角旋转测量所示。我们的研究结果表明，$^{17}$ O NMR测量，再加上第一性原理计算，可以是一个重要的探针的复杂钙钛矿固溶体的局部结构。
Chemical-state analyses of Ni, Zn, and W ions in NiWO$_4$-ZnWO$_4$ solid solutions by X-ray photoelectron spectroscopy
用X射线光电子能谱学研究了NiWO $_4$ -ZnWO $_4$微晶固溶体中Ni、Zn、W的化学状态。记录的Ni 2 p、Zn 2 p和W 4 f光电子线以及Ni L $_2$ M $_{23}$ M $_{45}$、Zn L $_3$ M $_{45}$ M $_{45}$和W N $_4$ N $_{67}$ N $_{7}$俄歇跃迁线的光谱显示出随Zn浓度增加而显著的变化。结合解析的光电子和俄歇跃迁线的位置来构建固体溶液中金属离子的所谓化学状态图（瓦格纳或俄歇参数图）。随着锌浓度的增加，俄歇参数增加，镍和减少，从而证明了降低和增加的电子极化率周围的核心电离的镍和W离子，分别。同时，锌氧键的性质和锌离子周围的局域结构没有改变。结果表明，Zn ~（2+）对NiWO $_4$的稀释作用是伴随着Ni-O键离子性的增加和W-O键共价性的增加。这些变化归因于[NiO PDMATHAMT]和[WO PDMATHAMT]结构单元之间的电荷重新分配。我们表明，一个仔细的深入分析的XPS数据与实验室为基础的X射线光电子能谱学系统可以给化学敏感，定性信息的变化，在第一协调领域的每个金属离子。这些信息只能通过基于同步加速器的技术（例如X射线吸收光谱）获得。
Li$_{14}$Mn$_{2}$S$_{9}$ and Li$_{10}$Si$_{2}$S$_{9}$ as a pair of all-electrochem-active electrode and solid-state electrolyte with chemical compatibility and low interface resistance
Predicting morphotropic phase boundary locations and transition temperatures in Pb- and Bi-based perovskite solid solutions from crystal chemical data and first-principles calculations
使用从第一性原理计算获得的数据，我们表明，准同型相界（MPB）的位置和转变温度在MPB的铁电钙钛矿解决方案可以预测与定量准确性的组成阳离子的属性。通过密度泛函理论计算发现，Pb（B $'$ B $''$）O $_3$ -PbTiO $_3$，BiBO $_3$-PbTiO $_3$和Bi（B $'$ B $''$）O $_3$ -PbTiO $_3$中PbTiO $_3$在MPB处的摩尔分数与B阳离子的离子尺寸（容差因子）和离子位移呈线性关系.这种依赖性是由于局部排斥和A-阳离子位移排列相互作用之间的竞争。包含第一原理位移数据也允许在MPB的过渡温度的准确预测。得到的结构-性能的相关性被用来预测准同型相界和转变温度在尚未合成的固溶体。
Effect of chemical disorder on the electronic stopping of solid solution alloys
采用实时含时密度泛函理论，在较宽的速度范围内，详细研究了镍基等原子固溶体合金NiCr，NiFe和NiCo对质子和α射弹的电子阻止本领.最近开发的数值电子结构方法被用来探测电子-离子耦合的基本方面的非微扰，并在一个完全原子的上下文中，捕捉原子尺度的无序的效果。特殊的电子能带结构和态密度的影响反映在低速极限行为中。我们比较我们的合金与纯镍靶的结果，以了解合金化如何影响电子停止。我们发现，NiCo和NiFe有类似的停止行为，镍，而镍铬有一个渐进的停止能力，这是一个多的因素，两个大于其同行的速度低于0.1 a. u。我们表明，低速极限的电子阻止本领可以通过控制加宽的d-带通过化学无序来操纵。在这种情况下，布拉格的添加剂规则停止的复合材料也失败的镍铬。
Ab-initio chemical potentials of solid and liquid solutions and the chemistry of the Earth's core
基于密度泛函理论，提出了一套用{ \em ab initio}方法计算固液混合物化学势的通用方法。该方法的目的是给一个{ \em ab initio}的方法来处理共存的固体和液体溶液之间的化学平衡，特别是分配比的溶质之间的解决方案。对于液相，该方法是基于热力学积分的一般技术，应用于计算与溶剂和溶质原子的连续相互转化相关的自由能的变化，所需的热平均值由DFT分子动力学模拟计算。对于固相，自由能，因此化学势得到使用DFT计算的振动频率的系统包含取代溶质原子，与非谐波的贡献计算，在需要的地方，通过热力学积分。的实际使用的方法说明，应用它们来研究地球的核心，模拟为解决方案的S，Si和O的Fe的外部液体和内部固体部分之间的化学平衡。计算对核心的化学成分有很强的约束，并允许估计内核/外核边界的温度。
Machine Learning Modeling of Temperature-Dependent Optoelectronic Properties of Anharmonic Solid Solutions
Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）；Research Center in Multiscale Science and Engineering, Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学多尺度科学与工程研究中心）；Departament d’Enginyeria Electrònica, Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学电子工程系）；Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA)（加泰罗尼亚高级研究学院）
Atomic-scale Imaging of Iodide-Gold Interactions in Nanoconfined Liquid-Solid Interfaces
Department of Materials, Royal School of Mines, Imperial College London（帝国理工学院皇家矿业学院材料系）；Max Planck Institute for Sustainable Materials（马克斯·普朗克可持续材料研究所）；Univ. Rouen Normandie, INSA Rouen Normandie, CNRS, Groupe de Physique des Matériaux, UMR 6634（鲁昂诺曼底大学，鲁昂诺曼底国立应用科学学院，法国国家科学研究中心，材料物理小组）
Classification of Metal - Insulator Transitions: Relating characteristic Properties to Quantum Chemical Bonding Descriptors
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University（哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院）；School of Advanced Materials JNCASR（JNCASR高级材料学院）；Forschungszentrum Jülich GmbH（于利希研究中心有限公司）
Revealing the Physico-Chemical Basis of Organic Solid-Solid Wetting Deposition: Casimir-Like Forces, Hydrophobic Collapse, and the Role of the Zeta Potential
Metallic solid-state hydrogen storage crystals achieved through chemical precompression under ambient conditions
Key Laboratory of Material Simulation Methods & Software of Ministry of Education, College of Physics, Jilin University（吉林大学物理学院教育部材料模拟方法与软件重点实验室）；Institute of Atomic and Molecular Physics, Jilin University（吉林大学原子与分子物理研究所）；Institute of Theoretical Chemistry, College of Chemistry, Jilin University（吉林大学化学学院理论化学研究所）
Thermodynamic stability of Fe/O solid solution at inner-core conditions
我们提出了一种新的技术，它允许完全{ \em ab initio}计算的替代杂质在高温晶体中的化学势，包括谐波和非谐波晶格振动。该技术使用的热力学积分和参考模型的组合最近开发的{ \em从头计算的液体和非谐固体的自由能。我们应用的技术的情况下，在h. c. p.铁在地球的核心条件下，早期的静态{ \em从头计算表明是非常不稳定的替代氧杂质。我们的研究结果表明，熵效应所产生的大振动振幅的氧杂质给氧化学势的主要减少，使溶解在高压铁中的氧可以稳定在几个摩尔%的浓度下的核心条件。
