Ab initio Study of Valley Line on a Total-Energy Surface for Zone-Center Distortions of Ferroelectric Perovskite Oxides BaTiO3 and PbTiO3
采用从头算结构优化技术确定了钙钛矿型铁电氧化物带心畸变的总能量面谷线，并应用于钛酸钡BaTiO 3和钛酸铅PbTiO 3.所提出的技术是对King-Smith和Vanderbilt的方案[Phys.Rev.B49，p.5828（1994）]的改进，该方案将总能量作为原子位移幅度的函数进行评估。数值计算结果表明，总能量可以表示为一个四阶函数的原子位移振幅在BaTiO 3，但不是在PbTiO 3。
2004-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Hot-electron mediated ion diffusion in proton-irradiated magnesium oxide
本文提出第一性原理框架研究质子辐照氧化镁，发现热电子介导的离子扩散机制，并揭示其依赖于入射离子速度，为实验观测非平衡电子-离子动力学提供理论预测。
2018-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Antiferromagnetism in a nanocrystalline high entropy oxide (Co,Cu,Mg,Ni,Zn)O : Magnetic constituents and surface anisotropy leading to lattice distortion
这项研究首次表明，在具有极端化学无序的晶格中，由于磁效应而导致的晶体结构变形是可能的。多元等摩尔过渡金属氧化物（（Co，Cu，Mg，Ni，Zn）O）是一种高熵氧化物，由于其在电化学储能等领域的独特应用潜力而受到广泛关注。在目前的调查中，纳米晶ME TMO合成三个自下而上的方法。通过X射线衍射和拉曼光谱揭示的岩盐晶体结构中的畸变的存在，以及与来自SQUID和EPR研究的磁性测量相关，可以归因于交换伸缩（来自磁性组分）和磁各向异性（来自减小的微晶尺寸）的加性效应。首次将铁掺杂到ME TMO中，以表明更高量的磁性成分增加了晶格中的畸变。纳米晶ME TMO也表现出芯壳磁行为的分叉温度以下所产生的未补偿或倾斜的自旋在表面。首次报道了纳米晶ME TMO的Neel温度高达700 K。这项研究有助于揭示这种高熵材料的结构和磁性，并预示着一个明确的范围，更好地了解影响高熵氧化物晶体结构的因素。
2020-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Jahn-Teller Distortion-Driven Lattice Parameter Tunability in Coherent High-Entropy Oxide Thin Films
Department of Materials Science and Engineering, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系）
本研究通过制备不同Cu含量的MgCoNiCuZnO高熵氧化物薄膜，发现Cu驱动的Jahn-Teller畸变与Co价态变化共同控制晶格参数，且Cu畸变是与Co价态同等重要的结构调控参数。
2026-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Interplay of octahedral rotations and breathing distortions in charge ordering perovskite oxides
利用群论方法研究了$AB$ O $_3$类钙钛矿的结构与性质的关系，这些钙钛矿具有八面体旋转和八面体呼吸畸变（CBD）。八面体的旋转在钙钛矿家族中是普遍存在的，而呼吸扭曲的出现-导致$B$ O $_6$八面体近似均匀膨胀和收缩的氧置换模式-在具有单一化学独特$B$ -位点的组合物中更罕见。CBD的存在依赖于$B$ -位点阳离子的电子不稳定性，轨道简并或价态波动，并且通常伴随着电荷顺序金属-绝缘体转变或$B$ -位点阳离子排序出现。我们列举了从旋转和呼吸晶格模式获得的结构变体，并制定了一个一般的朗道功能描述它们的相互作用。我们使用这些信息，并将其与统计相关技术相结合，以评估原子尺度上的临界温度代表性的电荷有序镍酸盐和铋酸钙钛矿失真的作用。我们的研究结果提供了新的微观见解的基础结构-性能的相互作用，在电子和磁性相界，建议合理的路线来定制功能氧化物的行为设计。
2013-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional ferroelectricity induced by octahedral rotation distortion in perovskite oxides
二维铁电性自从在范德瓦尔斯材料的单层膜中被发现以来，引起了人们的广泛关注。通过第一性原理计算，我们发现八面体旋转畸变引起的二维铁电性广泛存在于钙钛矿双层体系中。钙钛矿容限因子对钙钛矿单层和双层的晶格动力学和基态结构起着至关重要的作用，从而为筛选这种混合的非正常铁电性提供了重要指标。通常，通过正交孪晶态的铁电开关具有最低的能垒。外延应变可以通过改变八面体旋转和倾斜畸变的幅度来有效地调节铁电极化和铁电开关。增加的压缩应变通过抑制倾斜畸变而引起极性到非极性的相变。在与衬底的界面处的八面体畸变的协同效应可以降低反转模式的能垒，甚至可以改变最低能量的铁电开关路径。
2022-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Electron spin mediated distortion in metallic systems
在结晶固态系统中，原子位置偏离其理想晶格位置会导致畸变，并可能导致结构[1]和功能特性[2]的变化。分子系统中的畸变传统上被理解为Jahn-Teller畸变[3]，而对于一维金属链，Peierls畸变机制已被提出[4]。在真实的三维金属系统中，缺少对畸变的基本描述，这是我们设计具有吸引人的结构性能的合金所需要的。本研究提出了在金属系统中的变形的演变的磁体积效应所产生的由于系统的磁基态。特别是在Cr的情况下，由于其他过渡金属的存在，可以看到显著的失真。Cr与过渡金属合金作为候选系统，研究电荷不相称，自旋翻转，磁体积效应和费米面嵌套之间的相关性。这项研究提供了一个新的解释，由于其独特的磁性合金中观察到的Cr的强化效果。
2019-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Extreme high-pressure distortion phase of Bi2MoO6 in Bi2Mo0.94W0.06O6 at ambient pressure for augmented octahedral rotations and metal-oxide charge transport
铋酸铋（BMO）是Aurivillius家族中最简单的化合物，作为可调谐电容器和传感器有着广泛的应用。本文研究了钨掺杂钼酸铋的结构、光学和催化性能。用Rietveld结构精修方法，利用X射线粉末衍射数据对晶体结构进行了严格的研究。拉曼散射表明，BMO的结构畸变主要是由于MoO 6八面体的刚性旋转。通过紫外-可见光谱研究发现，由于钨的引入，体系的禁带宽度增大，与纯BMO相比，W掺杂BMO表现出了显著的光催化性能。
2019-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Instability of Amorphous Oxide Semiconductors via Carrier-Mediated Structural Transition between Disorder and Peroxide State
在非晶氧化物半导体中，占据价带尾态的受激空穴诱导形成亚稳态O $_2^{2-}$过氧化物缺陷。价带尾态至少部分由O-O ppσ* 分子轨道表征，局域空穴介导的晶格不稳定性导致过氧化物缺陷的形成。随着O-O键的形成，ppσ* 态被提升到导带，两个电子相应地被掺杂到电子基态。从O $_2^{2-}$过氧化态到正常无序态的能垒在混合密度泛函理论中被发现是0.97 eV。空穴介导的形成的亚稳定的过氧化物缺陷和它们的亚稳定性被认为是在非晶氧化物半导体中的负偏压和/或光照应力不稳定性的起源。
2011-12-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Total scattering descriptions of local and cooperative distortions in the oxide spinel (Mg,Cu)Cr2O4 with dilute Jahn-Teller ions
正常尖晶石氧化物MgCr_2O_4在室温下为立方晶系，而正常尖晶石CuCr_2O_4由于Cu ~（2+）在四面体位置上的Jahn-Teller性质而为四面体晶系。尽管不同的端员结构，完全固溶体的Mg_{1-x} Cu_xCr_2O_4可以制备显示一级结构转变与组成x = 0.43在室温下。在300 K和15 K之间获得的数据与x = 0.10，0.20和0.43的样品上的总中子散射的反向蒙特卡罗分析提供了无偏的本地和平均结构的样品的描述，包括从本地的Jahn-Teller扭曲在立方相的过渡到合作的扭曲，导致在tetraxylene结构的理解。连续对称性测度的分布有助于理解和区分固溶体中四面体位置周围的畸变配位和非畸变配位。在300 K附近，在具有稀Cu ~（2+）浓度的样品和具有四方-立方相共存的样品的场冷磁滞回线中观察到磁交换偏置。
2010-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-Scale Mechanisms of Li-Ion Transport Mediated by Li10GeP2S12 in Composite Solid Polyethylene Oxide Electrolytes
University of Illinois Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）；Illinois Institute of Technology（伊利诺伊理工学院）
研究通过分子动力学模拟、实验电导率测量和密度泛函理论计算，揭示了LGPS负载对PEO结构及锂离子传输的影响，发现10%以下LGPS负载时电导率呈火山形趋势，超过10%后出现新的传输机制。
2026-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Strain-Dependence of Band Gaps in Oxynitrides compared to Oxides
过氧化氢氮氧化物是一类很有前途的光催化分解水的材料，由于其小的带隙和适当对齐的带边。最近，外延应变氮氧化物开始引起人们的兴趣，由于工程的阴离子秩序和铁电畸变的可能性。然而，与氧化物相反，还没有研究过氮氧化物的带隙演化与外延应变。在这里，我们调查，使用密度泛函理论计算，外延应变对两种不同的氮氧化物的带隙的影响，并比较我们的结果与氧化物。相对于立方氧化物，其中压缩和拉伸应变的带隙变窄，我们发现，阴离子顺序导致非简并N \textit{2p}带已经在零应变，这导致相反的和阴离子顺序依赖于压缩和拉伸应变下的带隙的演变。此外，我们发现，在氮氧化物极性畸变增加的带隙高达1 eV的4%的应变，而对于氧化物的增加仅为约0.1 eV的相同量的应变。这种差异的原因是氮的离子半径较大，导致更大的铁电畸变和更强的带隙对畸变幅度的依赖性。这些结果意味着铁电畸变对光吸收是非常有害的，并且它们的抑制，例如高于临界温度，应该导致带隙的显著减小和可见光的增强吸收。
2018-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Fermi-level mediated acceleration of flash sintering of oxide ceramics
Rice University（莱斯大学）
研究探讨氧化物陶瓷快速烧结中原子层面机制，用第一性原理计算，揭示YSZ中缺陷电荷补偿使费米能级上移加速阳离子迁移，如Zr空位电荷转变降低扩散势垒，该机制可推广，对FS技术理论有重要意义。
2026-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Role of Water Molecule in Enhancing the Proton Conductivity on Graphene Oxide at Humidity Condition
最近的实验报告在还原氧化石墨烯（rGO）膜的面内质子传导开辟了一条新的途径，质子交换膜的设计必不可少的燃料电池和化学过滤器。在高湿度条件下，附着在rGO片上的水分子预计将发挥关键作用，但在文献中几乎没有发现这种现象的理论工作。在这项研究中，我们研究质子迁移的水吸附单层和双层rGO片使用第一性原理计算，以揭示其机制。我们设计了一系列的模型，系统地改变还原度和水含量的吸附水的rGO膜，并优化其原子结构在合理的协议与实验，使用密度泛函，占范德华校正。在提出两种不同的运输机制，环氧介导的和水介导的跳跃，我们确定这些在平面质子运输的rGO片的动力学激活障碍。我们的计算表明，水介导的传输是更有可能发生，由于其远低于环氧介导的活化能，并揭示了新的前景，开发高效的固体质子导体。
2018-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Oxide-mediated self-limiting recovery of field effect mobility in plasma-treated MoS$_2$
二维纳米材料的电子性质的精确可调性是当前材料科学这一领域研究的关键目标。层状过渡金属二硫属化物的化学改性导致这些材料的低维变体的异质结构的产生。特别地，含氧等离子体处理对二硫化钼（MoS $_2$）的影响长期以来被认为对材料的电性能有害。在这里，我们表明，流动性和导电性的MoS $_2$可以精确地控制和改善系统暴露于氧：氩等离子体，并利用先进的光谱学和显微镜检查的材料。通过证实电导率增强的补充理论模型，我们揭示了二维三氧化钼相（2D-MoO $_3$）在改善材料电子行为方面的作用。推导的有益作用的钼$_3$将有助于打开领域的新方法，就可调谐性的二维半导体的低维氧化物在纳米改性的异质结构。
2017-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Surface-charge-mediated Formation of H-TiO2@Ni(OH)2 Heterostructures for High-Performance Supercapcitors
超级电容器或超级电容器由于其高功率密度、高充放电速率和长循环寿命性能而有希望用于高效能量存储应用。为了实现这一目标，在用于高性能超级电容器的材料的设计和制备中，通常需要大的比表面积、高的电子电导率和快速的阳离子嵌入-脱嵌过程。近年来，具有多功能性的核-壳异质结构被认为是超级电容器或超级电容器应用的有前途的材料之一。特别是，一维（1D）核-壳异质结构由于其高度的多功能性和适用性，在纳米级电子学，催化，化学传感和能量转换存储设备中的重要组成部分，引发了极大的科学和技术兴趣。迄今为止，已经研究了各种金属金属氧化物、金属金属、金属氧化物、金属氧化物和金属氧化物导电聚合物。过渡金属氢氧化物Co_3O_4、Co（OH）_2、MnO_2、Mn（OH）_2、NiO、Ni（OH）_2及其通过表面法拉第（氧化还原）反应储能的化合物通常与导电支架结合形成核壳结构。深入的研究表明，过渡金属氢氧化物的活性表面积的增大能够促进表面氧化还原反应并增强电化学性能。因此，具有高表面积的分级多孔结构的可控合成对于能量存储至关重要。
2019-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Adsorbate-Mediated Growth of Rare-Earth Oxides on Silicon
在比较研究中，用反应分子束外延法在氯、镓和银钝化的Si（111）上沉积了超薄氧化铈薄膜。这些薄膜的结晶度已被其特征在于由X射线驻波，而氧化态的稀土氧化物（REOx）薄膜和化学界面组合物已被揭示由硬X射线光电子能谱学。使用Cl作为钝化剂导致具有处于3+氧化态的RE金属的高度结晶的REOx膜的外延生长，同时有效地抑制界面处的硅酸盐和氧化硅的形成。相比之下，Ga和Ag的预吸附产量膜的质量较差，在银的情况下，甚至更低的结晶度比没有钝化。进一步的研究表明，Cl-钝化也导致在氧化镧REOx多层膜上的氧化镧薄膜的优异质量，这有利于良好有序的氧化铈的生长。
2013-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effects of intrinsic local distortions vs. dynamic thermal motions on the stability and band gaps of cubic oxide and halide perovskites
角共享ABX $_3$钙钛矿长期以来在固态化学和凝聚态物理中具有突出的特征。尽管如此，对它们的两个主要亚族卤化物和氧化物的共同理解还没有完全发展。实际上，与具有单个重复基序的化合物（“单晶”）的情况不同，某些立方钙钛矿可以表现出局部基序的非热分布（“多晶网络”）。这种固有变形可以包括位置自由度。与热运动不同，这种固有的畸变不会时间平均为零。本研究比较了氧化物和卤化物钙钛矿的电子结构特征，从内能的DFT最小化描述的本征多晶型网络开始，继续使用AIMD有限温度热无序。我们发现（i）不同的氧化物与卤化物ABX $_3$化合物采用不同的能量降低畸变模式。DFT计算的SrTiO $_3$的对分布函数（PDF）与最近测量的PDF一致。(ii)在氧化物和卤化物中，这种固有的畸变导致相对于单晶结构的带隙蓝移。(iii)对于氧化物钙钛矿，从多晶结构开始的高温AIMD模拟显示，热致畸变可导致带隙红移。(iv)相反，对于立方CsPbI $_3$，本征畸变和热畸变都有助于带隙蓝移，前者，本征效应占主导地位。(v)在氧化物SrTiO $_3$和CaTiO $_3$中（但不在卤化物中），八面体倾斜导致出现明显的$Γ$ - $Γ$直接带隙分量，作为公知的间接R- $Γ$带隙的第二谷最小值。理解氧化物与卤化物钙钛矿上的这种本征效应与热效应具有设计目标电子特性的潜力。
2021-08-30 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Reduced graphene oxide for control of octahedral distortion in orthorhombic Pbnm perovskite
钙钛矿和相关结构因技术上有用的应用而闻名。钙钛矿晶体中的结构变化导致可以通过外力调节的新特性。该研究试图调节仅由还原氧化石墨烯（RGO）驱动的钙钛矿化合物LaFeO 3的变形，并使用关键参数-电化学电导率来证明其效果。采用水热法制备了一系列石墨烯浓度变化的纳米复合材料。用X射线衍射和Rietveld精修研究了晶体畸变。通过对X射线光电子能谱学中氧离子峰和铁离子峰的分析，结合拉曼光谱，对畸变过程有了清晰的认识。扭曲对石墨烯基体生成的分散相的显著影响被创造为一个新的短语Graphenostortion。研究表明，石墨化的环境起源于氧官能团与LaFeO 3的相互作用。受非晶格氧的百分比浓度影响的键共价的变化使石墨烯纳米复合材料的Pbnm几何形状变形。开发的变形机制是在良好的协议与电化学活性研究。RGO作为一种控制金属氧化物变形的工具，可以促进石墨烯纳米复合材料技术应用中的新方面。
2018-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coupling Lattice Distortion and Cation Disorder to Control Li-ion Transport in Cation-Disordered Rocksalt Oxides
School of Materials Science and Engineering, Peking University（北京大学材料科学与工程学院）；Zhejiang Key Laboratory of All-Solid-State Battery, Eastern Institute of Technology（宁波东方理工大学全固态电池浙江省重点实验室）；Beijing Key Laboratory of Theory and Technology for Advanced Batteries Materials, Peking University（北京大学先进电池材料理论与技术北京市重点实验室）
通过耦合晶格畸变与阳离子无序，研究发现晶格畸变可增强Li+渗透网络，设计的高熵氧化物实现71.9%的Li+渗透率，达到256.3 mAh/g容量。
2026-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Redox functionality mediated by adsorbed oxygen on a Pd-oxide film over a Pd(100) thin structure: A first-principles study
采用第一性原理电子结构计算方法，在广义梯度近似下，确定了Pd（100）薄膜上的稳定氧位，其表面晶胞为（sqrt {5} × sqrt{5}）R27 ^circ.吸附的单原子氧进入桥接两个2-重配位的Pd原子的位点或进入桥接2-重配位的Pd原子和4-重配位的Pd原子的位点。CO氧化PdO膜还原和N_2O氧化PdO膜还原的反应能均为放热反应。使用轻推弹性带方法，其中吸附的氧的平移运动的能量势垒可以成为SIM 0.45 eV，这是足够低，以允许在高温下的表面氧的流动性之间的吸附的氧原子的运动进行评估。PdO膜上存在2-折叠配位的Pd原子，其局部结构与用于Suzuki-Miyaura交叉偶联的Pd催化剂的结构相似，从而允许氧的流动性。虽然NO_x（包括NO_2和NO）的还原并不总是由PdO膜催化的，但我们认为，当NO_x和CO的流入持续进行时，当反应循环保持在一个设计良好的氧表面上时，在Pd表面结构上吸附氧的PdO膜可能会发生连续的氧化还原反应。
2009-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Control of the structural and magnetic properties of perovskite oxide ultrathin films through the substrate symmetry effect
过氧过渡金属氧化物是角共享八面体的网络，已知其倾斜和扭曲会影响其电子和磁性。我们报告的模型界面结构，以避免化学影响的计算表明，对称性失配施加的界面层的扭曲模式，不存在于任何散装材料，创造新的界面特性驱动的对称性。根据八面体对变形的抵抗力，界面层可以小到一个晶胞，或者深入薄膜。
2010-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Peak splitting and bias fields in ferroelectric hafnia mediated by interface charge effects
该研究通过在不同电容器叠层中引入氧化铌层，结合XPS与TEM表征，揭示界面带电空位和电荷俘获形成的偏置场如何导致或消除铁电氧化铪初始态的峰分裂与印记。
2025-03-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High temperature mediated rocksalt to wurtzite phase transformation in cadmium oxide nano-sheets and their theoretical evidence
本文用密度泛函理论研究了化学法生长的CdO薄膜中的高温相变，并进一步研究了相应的电子起源。特别地，通过X射线衍射证实了在900 ℃退火的CdO薄膜中立方岩盐到六方纤锌矿的PT，这与高分辨率透射电子显微术一致。这种高温处理还导致光学带隙从2.2到3.2eV的显著增强，如通过UV-可见光谱所表明的。此外，原子力显微镜和扫描电子显微镜清楚地证明了通过在纤锌矿相氧化镉薄膜中形成纳米片网络的结构演化。X射线吸收谱表明，随着退火温度的升高，Cd 3d和O 1 s的吸收边拐点发生明显的移动，而X射线光电子能谱学表明，随着退火温度的升高，CdO 2相逐渐减少。此外，不同的补充技术，包括卢瑟福背散射，拉曼光谱也被用来了解上述PT及其结构相关性。最后，分子动力学模拟与密度泛函理论计算表明，在布里渊区边界的对称性修改提供了一个简洁的签名，这样的PT在氧化镉薄膜。
2019-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelectric effect in mixed valency oxides mediated by charge carriers
我们证明了自由载流子的存在下，在一个物质可以产生多铁性行为。也就是说，如果物质具有混合价离子，其可以提供自由载流子并且具有电偶极子和自旋矩，则所有三种类型的长程序（铁磁、铁电和磁电（ME））都可以在低温下发生。这种效应的物理根源是载流子通过自旋-自旋（RKKY）、偶极-偶极和偶极-自旋相互作用介导多铁性行为。我们的相互作用的大小的估计表明，存在一个最佳的载流子浓度，在该浓度下，ME相互作用的强度是最大的，并与自旋-自旋RKKY相互作用的强度相媲美。这允许得出结论，在物质中，其中局部自旋之间的RKKY相互作用不小，可以发生大量的自由载流子介导的ME相互作用。我们的分析表明，在上述物质的无序不抑制多铁性效应。
2008-03-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Lattice-Distortion-Mediated Proton Pairing and Trapping in Solid State Oxides
Beijing Normal University（北京师范大学）；Chang'an University（长安大学）；Northwestern Polytechnical University（西北工业大学）；Hebei Normal University（河北师范大学）；Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海陶瓷研究所）
研究揭示了固态氧化物中晶格畸变介导的质子成对与捕获机制，阐明多质子扩散机制，为提升质子导电性电解质设计提供理论依据。
2025-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Structural Distortions and Ferroelectricity in Antiperovskite Oxides with Tetrel Elements
Department of Chemical Engineering and Materials Science, University of Minnesota（明尼苏达大学化学工程与材料科学系）
本研究通过第一性原理密度泛函理论研究了含类碳元素的反铅氧化物的晶体结构，揭示了其独特的电子结构特征和铁电性诱导机制。
2026-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Interface relaxation and electrostatic charge depletion in the oxide heterostructure LaAlO3/SrTiO3
执行密度泛函理论内的分析，我们开发洞察氧化物异质结构LaAlO 3/SrTiO 3的结构和电子性质。静电表面效应从内部晶格畸变分解，以澄清它们的相互作用。我们首先研究了无表面多层膜系统的界面弛豫，并分别研究了衬底-薄膜系统的表面效应。虽然在界面处的TiO 6八面体的伸长增强了金属性，但由于电荷耗尽的增加，膜厚度的减小具有相反的效果。然而，这两种效应的相互作用，反映了在基板膜系统的全晶格弛豫，强烈依赖于膜的厚度。薄膜厚度小于4层LaAlO 3时，TiO 6畸变图案的反转导致绝缘状态。
2009-03-30 cond-mat.mtrl-sci
A Facile Strategy for the Growth of High-Quality Tungsten Disulfide Crystals Mediated by Oxygen-Deficient Oxide Precursors
化学气相沉积（CVD）已被确立为用于大规模合成过渡金属二硫属化物（例如二硫化钨（WS 2））的通用路线。然而，前体组合物对CVD工艺的效率的作用在很大程度上仍然是未知的，有待探索。在这里，我们采用脉冲激光沉积（PLD）在两个阶段的过程中，调整氧化钨（WO 3-x）前体中的氧含量，并证明了氧空位的存在下，在前体膜导致更容易转换从WO 3-x到WS 2。使用基于从头计算密度泛函理论（DFT）计算和实验的联合研究，我们解开，在WO 3-x的氧空位可以作为壁龛，通过硫原子进入晶格，并可能促进WS 2晶体的有效生长。通过单独调节前驱体的化学计量比，WS 2的光致发光发射可以大大增强，而WS 2域的尺寸显著增加。原子分辨率扫描透射电子显微镜（STEM）显示，钨空位是占主导地位的本征缺陷的单层和双层WS 2。此外，我们的数据表明，双层WS 2中的晶界出现在AA'和AB-取向的晶体合并后，而湍流静莫尔图案起源于底部和底层之间形成明显的晶界。原子分辨率的图像显示局部应变积累双层WS 2由于复杂的晶界的竞争效应。我们的研究提供了一种手段来调整前体组合物，以控制横向生长的TMD，同时揭示了不同的途径形成的双层WS 2的晶界的见解。
2022-02-23 cond-mat.mtrl-sci
When Trace Water Dominates: Hydration-Mediated Dielectric and Transport Behaviour in BiFeO$_3$
Ariel University（阿里埃尔大学）
研究痕量水对BiFeO$_3$陶瓷介电弛豫、电荷传输和界面极化特性的影响，发现水含量对介电响应有显著影响，揭示了受限水在氧化物陶瓷中的作用。
2026-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic ground state and strain-mediated chiral-like atomic distortions behavior in two-dimensional rectangular spin lattice
通过密度泛函理论计算发现新型t-FeAs单层具有长程铁磁有序和应变介导的类手性原子畸变，居里温度435 K，可切换磁化轴，为自旋电子学提供新候选材料。
2024-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon mediated superconductivity in La$_6$Ni$_5$O$_{12}$ nickel oxides
Laboratoire CRISMAT, CNRS UMR 6508, ENSICAEN, Normandie Université（卡昂国立高等化学学院，诺曼底大学）；Unite Mixte de Physique, CNRS, Thales, Université Paris Sud, Université Paris-Saclay（巴黎南大学，巴黎萨克雷大学）
研究揭示La$_6$Ni$_5$O$_{12}$中电子-声子介导的超导机制，通过理论模拟发现CBO绝缘相被淬灭后形成金属相，并计算出与实验一致的临界温度。
2024-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Origin and control of ferromagnetism in dilute magnetic semiconductors and oxides
本文综述了磁掺杂杂质半导体和氧化物中空穴介导的铁磁性以及不含价带空穴的材料中高温铁磁性的起源。有人认为，在这些系统中，旋节分解成区域的大和小浓度的磁性组件发生。这种磁性纳米晶体的自组织组装可以通过共掺杂和生长条件来控制。这些多组分系统的功能一起描述了它们在自旋电子学，纳米电子学，光子学，等离子体激元学和热电的应用前景。
2007-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Acidity-Mediated Metal Oxide Heterointerfaces: Roles of Substrates and Surface Modification
本研究构建$\rm Pr_{0.2}Ce_{0.8}O_{2-δ}$纳米线阵列模型平台，验证了表面添加剂与衬底的相对酸度可通过空间电荷势和阳离子扩散调制的晶界调控氧化物电导率，为纳米功能氧化物的导电性能设计提供了新策略。
2025-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lattice Distortion and Magnetism of 3d-$t_{2g}$ Perovskite Oxides
利用第一性原理电子结构计算的结果，澄清了四种窄$t_{2g}$带钙钛矿氧化物（YTiO $_3$，LaTiO $_3$，YVO $_3$，和LaVO $_3$）的实验晶格畸变和磁性相互作用的几个令人困惑的方面.首先，我们推导出的有效Hubbard型哈密顿参数的孤立$t_{2g}$带使用新开发的向下折叠方法的动能部分和混合的方法，基于随机相位近似和约束局域密度近似的组合，屏蔽库仑相互作用的一部分。然后，我们使用一些技术，包括平均场Hartree-Fock（HF）近似，相关能的二阶微扰理论，和变分超交换理论解决所得到的哈密顿量。即使晶体场分裂不是特别大以淬灭轨道自由度，晶体畸变对可能的轨道状态的形式施加了严格的约束，这有利于即使在HF水平下在YTiO $_3$、YVO $_$和LaVO $_3$中形成实验观察到的磁性结构。在HF近似下，关联效应系统地改善了与实验数据的一致性。使用相同类型的近似，我们不能再现正确的磁基态的LaTiO $_3$。然而，我们预计，这种情况可能会改变系统地提高处理相关性影响的近似水平。
2006-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dimensional Control of Octahedral Tilt in SrRuO3 via Infinite-layered Oxides
在原子长度尺度上调控八面体畸变是调控功能氧化物物理基态的有效手段。以前的工作表明，外延应变和薄膜厚度是可变的参数，以修改八面体的旋转和倾斜。然而，很少研究通过相邻层的结构传播来选择性控制键合几何形状。在这里，我们提出了一个新的路线来调整的铁磁响应在SrRuO3（SRO）SrCuO2（SCO）层相邻的氧配位层。随着薄膜厚度的减小，SCO中的无限层状CuO 2呈现出由“平面型”向“链状”的结构转变。这两个方向显着修改多面体连接在界面处，从而改变八面体畸变的SRO。局域结构的变化改变了Ru的自旋状态和Ru 4d与O 2p轨道之间的杂化强度，导致SRO层的磁电阻和异常霍尔电阻发生显著变化。这些发现可以启动进一步的研究，利用氧配位自适应控制量子氧化物异质结构的磁电性能。
2021-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Structural Distortion and Disappearance of Layer Ordering in LixCoO2x2H2O
用高分辨同步辐射X射线粉末衍射法测定了AxCoO_（2-x）nH_2 O（A=Li，Na，K）的晶体结构。层状锂钴氧化物水合物LixCoO 2 x 2 H2O以无序单斜结构（空间群C2/m）结晶，晶格参数a = 4.8915（2）A，b = 2.8239（1）A，c = 10.7033（9）A，β = 112.386（4）deg.与超导钠钴氧化物水合物不同，这种材料具有锂-水层插入无序的钴氧化物八面体片之间的结构。由于含水量较高，层间距略大（约0.9%），两个锂位点之一延伸到水层中。这种材料在2K以上没有超导转变。
2004-07-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Oxide layer dependent orbital torque efficiency in ferromagnet/Cu/Oxide heterostructures
本研究针对轨道转矩效率的决定机制问题，系统探究不同氧化物下Cu/氧化物界面轨道Rashba-Edelstein效应主导的轨道转矩变化，发现其变化幅度约2倍，且Cu与氧的电子跃迁是关键因素，为界面手性轨道Rashba织构的材料设计提供依据。
2023-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Designing Non-Relativistic Spin Splitting in Oxide Perovskites
该研究以Pbnm对称钙钛矿氧化物为对象，通过声子与多极分析揭示原子畸变对非相对论自旋分裂的作用，提出A位阳离子尺寸修饰等三种调控策略，建立了相关设计框架。
2025-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Short-range order and local distortions in entropy stabilized oxides
本文结合第一性原理、Monte Carlo 模拟与全散射实验，比较二组分和四组分熵稳定 α-PbO₂ 氧化物，揭示增加组分会抑制 SRO，但局部畸变基本不变。
2024-09-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Averaging of the electron effective mass in multicomponent transparent conducting oxides
我们发现由具有$s^2$电子构型的阳离子的各种氧化物组成的层状材料，$XY_2$ O $_4$，$X$ =In或Sc，$Y$ =Ga，Zn，Al，Cd和/或Mg，表现出各向同性的电子有效质量，其可以通过对相应的单阳离子氧化物组分的电子有效质量进行平均来获得。这种效应是由于由{ \it all}阳离子的s态和氧p态形成的导带的混合性质。此外，所观察到的不敏感性的电子有效质量的氧配位和扭曲的阳离子-氧链表明，类似的行为可以预期在技术上重要的非晶态。这些发现大大拓宽了作为高效透明导体主体的材料范围。
2007-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of local antiferroelectricity induced phonon softening at a SrTiO3 defect
氧化物中的缺陷通常表现出奇异的性质，这可能与局部晶格动力学有关。在这里，在原子的空间分辨率，我们直接测量声子模式的反相界（APB）在SrTiO 3独立膜，并将它们与皮米级的结构畸变。我们发现，SrTiO 3 APB引入了新的缺陷声子模式，在体SrTiO 3中不存在。这些模式对微妙的结构变形高度敏感，即，SrTiO_3 APB产生的局域电偶极子形成反铁电结构，显著软化了Γ点的横光模和纵光模。将局域声子与细微的结构畸变相关联，我们的研究结果为理解复杂氧化物中的缺陷性质及其应用（如热电器件）提供了有价值的见解。
2022-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Jahn-Teller distortions as a novel source of multiferroicity
Jahn-Teller效应是现代量子物理和化学中一个迷人而普遍存在的现象。本文提出了一类黄长石结构的氧化物Ba $_2$ TGe $_2$ O $_7$（T=V，Ni），其中Jahn-Teller畸变是电极化的强度出现的主要原因。在所提出的机制的核心在于缺乏由四面体配位的过渡金属离子显示的反转对称性，这允许极性Jahn-Teller扭曲的凝聚，与具有钙钛矿结构的常规铁电氧化物的典型八面体配位不一致。由于过渡金属离子的非中心对称局部环境也激活了磁致电极化的强度的自旋相关杂化机制，因此在这类低对称性材料中可以实现具有内在磁电相互作用的适当的多铁性相。
2015-07-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Growth of $α-Ga_2O_3$ on $Al_2O_3$ by conventional molecular-beam epitaxy and metal-oxide-catalyzed epitaxy
本研究通过 In 介导的金属氧化物催化外延（MOCATAXY）在 $m$ 面 $Al_2O_3$ 上生长 $α-Ga_2O_3$，相比常规 MBE，显著提升了生长速率、扩大了生长窗口并降低了面外镶嵌展宽。
2023-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Ionic Disorder-Mediated Exfoliation and Optical Birefringence in a Non-van der Waals Oxide
XPANCEO；Moscow Center for Advanced Studies（莫斯科高等研究中心）；Department of Physics, Faculty of Science, Menoufia University（明约法大学理学院物理系）
本研究通过离子紊乱介导的剥离技术，开发出具有高光学双折射的非vdW光学材料NZTO，为离子传输与光学控制的融合提供了新平台。
2025-12-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Charge Localization and Ordering in A$_2$Mn$_8$O$_{16}$ Hollandite Group Oxides: Impact of Density Functional Theory Approaches
A $_2$ Mn $_8$ O $_{16}$ Hollandite族氧化物的相来自于离子相互作用、Jahn-Teller效应、电荷有序和磁相互作用之间的竞争。他们的平衡处理与可行的计算方法可以是具有挑战性的常用近似密度泛函理论。三个例子（A = Ag，Li和K）进行了研究与一系列不同的近似交换相关泛函。从广义梯度近似（GGA），扩展到包括范德华相互作用和最近提出的元GGA被认为是。然后用DFT+ $U$方法更明确地考虑Mn $3d$电子的局域库仑相互作用。最后选取混合函数方法的结果提供参考。的A物种在母体氧化物的结合能的结果突出了范德华相互作用的作用。使用低$U$和高$U$方法可以获得相对准确的插入能量结果。在低$U$的情况下，材料被描述为具有高对称性的带金属，四元晶体结构。在高$U$的情况下，由A捐赠的电子导致形成局部Mn $^{3+}$中心和相应的Jahn-Teller畸变，其特征在于局部序参数。所产生的单斜畸变程度取决于所形成的相中的电荷有序性和磁相互作用。参考混合泛函结果显示电荷定位和有序化。与相关化合物的低温实验的比较表明，电荷局部化是物理上正确的结果，这里研究的氢氧化钙族氧化物。. . .
2017-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Local lattice distortions around $\rm{Mn^{2+}}$ cause in-plane uniaxial magnetic anisotropy in Ga(Mn)As
我们从理论上研究了$\rm{Mn^{2+}}$离子杂质周围的局域晶格畸变与离子的磁极化之间的相互作用，通过空穴的自旋轨道耦合来介导。我们发现，周围的$\rm{Mn^{2+}}$离子杂质的四面体对称性自发打破，即使在顺磁制度。杂质$\rm{Mn^{2+}}$离子周围的适度局部晶格畸变以及生长应变在铁磁区中使磁化沿$< 110 >$方向稳定。我们解释了实验观察到的平面内单轴磁各向异性，在这个系统中使用这个破环机制。
2012-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Phonons and Stability of Infinite-Layer Iron Oxides SrFeO2 and CaFeO2
我们提出了详细的从头晶格动力学分析的Fe-O无限层化合物CaFeO 2和SrFeO 2在各种磁性配置。这表明在SrFeO 2中的强自旋-声子耦合与CaFeO 2的情况相反。SrFeO 2上的粉末中子非弹性散射实验也进行了从5 K到353 K的反铁磁相，并使用从头计算分析。这表明在300 K以上理想的无限平面结构发生了畸变。根据我们对SrFeO 2作为体积函数的从头算计算，我们认为SrFeO 2在300 K以上的变形与环境条件下CaFeO 2中已知的变形相似。CaFeO 2的平面结构的畸变涉及平面晶胞的加倍，这通常可以预期是由于M点（1/2 1/2 0）处的软声子模式。然而，我们的从头算结果却显示出反常的现象：所有的M点（1/2 1/2 0）声子都是稳定的，但两个稳定的M3+和M2-模与一个不稳定的Bu模在带中心非谐耦合，导致了晶胞加倍和畸变结构.在这两种化合物的磁交换相互作用已计算的基础上的理想的平面结构（P4/mmm空间群）和Bu声子模式的振幅增加。这表明，磁交换相互作用显着减少与失真的增加。我们已经扩展了从头算声子计算的高压，这表明，在20 GPa以上的压力，未扭曲的平面CaFeO 2变得动态稳定。我们还报告计算的声子谱SrFeO 3具有立方结构，这是有用的理解的作用，在Fe原子周围的氧原子相对于平面SrFeO 2的几何形状的差异。
2015-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Local structural distortions drive magnetic molecular field in compositionally complex spinel oxide
该研究通过EXAFS和DFT计算揭示成分复杂尖晶石氧化物中元素特异性局域畸变，发现Cu的Jahn-Teller畸变被抑制，并阐明其平均场磁相互作用与NiCr₂O₄相似源于Cr周围键长可比性。
2025-04-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous Reversal of Stability in Mo-containing Oxides: A Difficult Case Exhibiting Sensitivity to DFT+U and Distortion
本文系统研究了DFT+U中U$_{\ ext{eff}}$取值对含钼氧化物结构稳定性预测的异常反转效应，揭示高U$_{\ ext{eff}}$（约4 eV及以上）会导致能量预测失真，并建议在凸包构建中谨慎评估DFT+U的使用。
2025-01-08 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Probing individual layers in functional oxide multilayers by wavelength-dependent Raman scattering
硅上的功能氧化物的集成需要使用复杂的异质结构，涉及氧化物的结构和性质强烈依赖于应变状态和应变介导的界面耦合。对单个组件的应变相关效应的实验观察仍然具有挑战性。本文报道了硅衬底上复杂多层BaTiO_3/LaNiO_3/CeO_2/YSZ薄膜结构的拉曼散射研究。它示出的多层膜的拉曼签名显着不同的三个不同的激光波长（633，442和325 nm）。我们的研究结果表明，在各种波长的拉曼散射允许识别的功能氧化物多层膜的各个层，并监测其应变状态。结果表明，所有层的调查多层应变相对于散装参考样品，应变诱导一个新的晶体结构中嵌入的LaNiO 3。在此基础上，我们证明，在各种波长的拉曼散射提供了一个很好的适应，非破坏性的探针的应变和结构的变化，即使在复杂的薄膜异质结构的调查。
2012-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Tuning two-dimensional electron (hole) gases at LaInO$_{3}$/BaSnO$_{3}$ interfaces: Impact of polar distortions, termination, and thickness
二维电子气体（2DEG），由于透明导电氧化物之间的界面处的量子限制而产生，在电子应用方面受到了极大的关注。挑战在于找到一种材料系统，该材料系统在室温甚至高于室温下都表现出高电荷载流子密度和迁移率。在这里，我们探讨了潜在的界面形成的两个晶格匹配的宽间隙氧化物的新兴利益，$\textit{i.e.}$，极性，正交钙钛矿LaInO $_{3}$和非极性，立方钙钛矿BaSnO $_{3}$，采用密度泛函理论和多体理论。我们证明了这种材料组合具有达到目标的所有关键特征。对于周期性的异质结构，我们发现，在界面处的极性不连续性主要是补偿电子弛豫通过电荷转移从LaInO $_{3}$的BaSnO $_{3}$侧。这导致形成由高度分散的$s$衍生的导带和具有$p$特征的2D空穴气所承载的2DEG，其强烈地定位在LaInO $_{3}$内部。值得注意的是，通过八面体倾斜的结构畸变引起抵消极性不连续性的去极化场，从而增加了形成2DEG所需的$critical$（最小）LaInO $_{3}$厚度，$t_c$。这些极性扭曲随着LaInO $_{3}$厚度的增加而减小，增强了极性不连续性，并导致每个单元电池表面0.5个电子的2DEG密度。有趣的是，在非周期性异质结构中，这些畸变导致$t_c$的降低，从而增强和离域2DEG。我们合理化极性失真，终止，和厚度可以利用鉴于定制的2DEG特性，以及为什么这种材料是优…
2022-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Design of Mott and topological phases on buckled 3d-oxide honeycomb lattices
具有（111）取向的超导双层将蜂窝晶格作为关键特征与过渡金属氧化物中电子的强相关多轨道性质相结合。在系统的DFT+ $U$研究中，（111）面向（La $X$ O $_3$）$_2$ /（LaAlO $_3$）$_4$超晶格，我们建立了基态与能带填充的演化趋势，（111）面向（La $X$ O $_3$）$_2$ /（LaAlO $_3$）$_4$超晶格，其中$X$跨越整个$3d$过渡金属系列。局部准立方和全局三角对称性之间的竞争触发了意料之外的对称性破缺相，其机制从Jahn-Teller扭曲到电荷、自旋和轨道有序。LaMnO $_3$，其中自旋-轨道耦合打开一个相当大的差距在狄拉克点费米表面，出现作为拓扑陈绝缘体。
2015-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Insights into Chemical and Structural Order at Planar Defects in a Functional Oxide Using Multislice Electron Ptychography
本文利用多层电子叠层衍射成像技术对Pb2MgWO6双钙钛矿中的化学反相边界进行三维表征，揭示了其倾斜结构、化学互混及类反铁电畸变，并结合DFT计算阐明了其形成机制与工程应用潜力。
2024-10-03 cond-mat.mtrl-sci
