Scratch-induced surface microstructures on the deformed surface of Al-Cu-Fe icosahedral quasicrystals
用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对烧结Al-Cu-Fe二十面体准晶（IQC）进行了研究，以了解以前在标准摩擦学划痕试验产生的痕迹中注意到的一些延展性的起源。的二十面体相的调制结构的转换和IQC的体心立方相的转换已被发现的轨道下。还观察到孪晶和位错。
2020-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Icosahedral Ti-Zr-Ni: A groundstate quasicrystal?
第一个完整的从头零温三元相图是从元素，二元和三元Ti-Zr-Ni相的计算能量构建的;为此，二十面体i-TiZrNi准晶相近似为高达123个原子/晶胞的周期性结构，基于装饰平铺模型。包含45个原子的Bergman团簇的近似结构几乎是简并的，并且对竞争的二元相是稳定的。据推测，i-TiZrNi可能是一个基态准晶，因为它是实验的低温相，其组成。
2002-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Discovery of a binary icosahedral quasicrystal in Sc$_12$Zn$_88$
我们报告发现一个新的二元二十面体相的Sc-Zn合金获得通过溶液生长，生产毫米大小的，多面的，单一的晶粒，准晶，表现出不同的生长形态，五边形十二面体和菱形三十面体，只有轻微不同的生长条件下。这两种形态表现出不同程度的准晶秩序，或相子应变。i-Sc $_12$ Zn $_88$的发现表明，在接近晶体近似结构的组成处重新检查二元相图可能揭示其他新的二元准晶相。
2009-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Structure of the icosahedral Ti-Zr-Ni quasicrystal
通过引用与周期性晶相的相似性、衍射数据和从头计算结果确定了二十面体Ti-Zr-Ni准晶的原子结构。该结构是由典型的细胞平铺几何的装饰建模。初始装饰模型是基于Frank-Kasper相W-TiZrNi的结构，准晶的1/1近似结构。的装饰模型进行了优化，使用一种新的方法相结合的衍射数据的最小二乘细化从头计算的结果的结构分析。由此产生的二十面体Ti-Zr-Ni的结构模型被解释为一个简单的装饰规则和结构细节进行了讨论。
2002-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Elastic theory of icosahedral quasicrystals - application to straight dislocations
在准晶中，不仅有常规的，而且还有相子位移场和相关的伯格斯矢量。我们用广义微扰法计算了无限二十面体准晶中二重、三重和五重直螺位错和边位错引起的弹性场的近似解。从声子和相子空间的弹性各向同性解出发，高阶修正反映了螺位错周围弹性场的二、三和五重对称性。特殊刃型位错的场也表现出特征对称性，这一点可以从各阶位错的贡献中看出。
2001-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Icosahedral quasicrystal, 1/1 and 2/1 approximants in Zn-based ternary alloys containing Au and Yb/Tb
在Zn_（74.5）Au_（10.5）Yb_（15.0）附近的一个较窄的成分范围内，从880 ℃淬火的合金中形成了蔡式二十面体准晶。该准晶属于原始型，其六维点阵参数a6 D =7.378 A。在缓慢冷却的试样中没有形成准晶，并且被认为是亚稳相。稳定相是晶格参数a2/1=23.271 A的2/1近似。这种近似相只在530 ℃退火的Zn_（76.0）Au_（9.0）Yb_（15.0）合金中形成。此外，Zn_（70.5）Au_（15.5）Tb_（14.0）合金在505 ℃退火后形成蔡氏1/1近似相（α 1/1=14.343）。在这项研究中观察到的这些新的锌基相对应的准晶体相关的二元镉镧系元素的相，并显示了同构的Zn/Au取代镉的可能性。
2019-10-29 cond-mat.mtrl-sci
An Icosahedral Quasicrystal as a Packing of Regular Tetrahedra
本研究通过源自Elser-Sloane四维准晶的切片修饰法和三维Ammann铺砌装饰法，构造出具有二十面体对称性、堆积密度59.783%的正四面体准晶堆积，并通过黄金旋转得到仅含10个平面类的变体。
2013-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Classical and Quantum Magnetic Ground States on an Icosahedral Cluster
最近在蔡型准晶近似物中发现了多种磁性，其中位于二十面体顶点的稀土离子通过Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用相互耦合，为发现起源于二十面体对称性的新磁性开辟了一条途径。在这里，我们调查的经典和量子磁状态的二十面体集团内的海森堡相互作用的所有债券。采用模拟退火和数值对角化方法得到了经典和量子基态。我们得到了经典和量子相图的定性对应。我们的研究提供了一个很好的起点，以了解各种磁性不仅在准晶近似，但也准晶。
2020-11-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Phonon-phason coupling in icosahedral quasicrystals
从基于装饰的准晶结构模型的弛豫模拟使用微观原子间的对势，我们已经计算出（通常被忽略的）声子-相子耦合常数。它的符号是相反的两种合金的研究，i-AlMn和i-（Al，Cu）Li;无量纲的措施，其幅度相对于声子和相子弹性常数是1/10的顺序，这表明它的影响很小，但可检测。我们还给出了一个标准时，声子相位子效应是明显的布拉格峰的扩散尾巴。
1998-12-09 cond-mat.mtrl-sci
i-R-Cd (R = Gd - Tm, Y): A new family of binary magnetic icosahedral quasicrystals
“寻找就能找到，不寻找的就不会被发现。“这句格言，归因于阿里斯托芬'可以被认为是新材料研究的定义咒语之一;如果你不看，你肯定不会发现。作为我们最近发现的二元准晶相i-Sc 12 Zn 88的结果，我们提出，很可能有其他二元准晶相潜伏在已知的晶体近似物附近，可能作为具有非常有限的液相线表面的包埋形成化合物，提供了大大减少的成分/温度范围的初级凝固。在这里，我们报告说，正如谚语所说，我们已经发现。事实上，邻近RCd 6，立方近似结构，我们已经发现了长期追求的磁性准晶模型系统：一个新的家庭，至少有七个稀土二十面体准晶：i-R-Cd R = Gd-Tm，Y，其中六个现在形成已知的一套力矩轴承，二元准晶。
2013-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Icosahedral quasicrystals in Zn-T-Sc (T=Mn, Fe, Co, Ni) alloys
从Zn 17 Sc 3立方近似体出发，通过用过渡元素、T.当T=Mn，Fe，Co，Ni时，合金成分为Zn_（75）T_（10）Sc_（15）的铸态合金中形成了新的二十面体准晶作为主相。所有这些准晶都属于原始类型，具有6维晶格参数α 6D，范围为7.044 ~ 7.107。它们的价电子浓度e/a在2.01 ~ 2.14之间，彭罗斯瓦边长aR与平均原子直径d的比值几乎相同：aR/d~1.75。此外，包括相同类型的原子团簇（Tai型团簇）的其它Zn基和Cd基准晶也具有相同的e/a~2.1和aR/d~1.75的值。e/a的相等表明Hume-Rothery机制在这些准晶的形成中起着重要作用。
2003-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Optical reflectivity as a simple diagnostic method for testing structural quality of icosahedral quasicrystals
光学反射率作为一种简单的诊断方法来测试二十面体准晶的结构质量2.利用光学反射仪、X射线衍射仪和透射电子显微镜研究了Al基和Ti基准晶及其近似样品的光学反射率与其结构形貌质量的关系。采用三种不同的制备工艺：烧结、脉冲激光沉积和反应阴极磁控溅射，获得了不同的结构形貌。这项工作表明，镜面反射率的二十面体状态的规范行为是非常敏感的微观结构的不同和非常精细的方面：晶粒尺寸小于50纳米，轻微的局部扩散无序和偏离二十面体晶体结构（近似）。这项工作解释了为什么文献中发现的同类准晶的光学性质有时会显示出不同作者的不同行为。研究结果证实了某些作者的工作，并明确指出，在30000-50000 cm ~（-1）范围内，二十面体态的镜面反射率的正则行为是以阶梯递减函数为特征的。它还表明，这种行为可以解释由于集群层次结构的模型的Janot。
2020-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Electron microscopy study of scratch-induced surface microstructures in an Al-Cu-Fe icosahedral quasicrystal
利用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）研究了WC-Co压头在单相AlCuFe二十面体准晶（IQC）表面划痕试验中引起的显微组织变化。划痕被证明包括许多较小的轨道。发现位错从较小划痕的边缘出现。沿着剪切应力集中的小轨迹，从IQC到体心立方（b.c.c.）相的晶格参数a=0.29 nm。一个调制准晶状态，以及IQC的变形孪晶被确定在划痕下方的区域。
2020-10-26 cond-mat.mtrl-sci
An Alternative Mechanism of Heat Transport in Icosahedral $i$-AlPdMn Quasicrystals
提出了一种新的理论方法来分析单颗粒$i$ -AlPdMn准晶的热导率的实验数据。解释是基于图片中的集群接口的主要来源的声子散射在低温下。由于应变场的集团界面的散射被认为是有限位错壁或，等效的楔向错偶极子。我们的数值计算表明，实验观察到的热导率在一个很宽的温度范围内可以很好地拟合由楔discliantion偶极子散射和quasiumklapp散射过程的组合。
2004-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Icosahedral quasicrystal and 1/1 cubic approximant in Au-Al-Yb alloys
Au-Al-Yb合金中形成P型二十面体准晶，其六维点阵参数a6 D = 7.448 μ m。准晶的成分分析为Au_（51）Al_（34）Yb_（15）。这种准晶在铸态合金中形成，并且由于在700 \degree C下退火分解成其它晶相而被认为是亚稳的。在蔡氏型准晶中，该准晶位于具有较小a6 D的Zn-Sc族和较大Cd-Yb族之间。最近在这种准晶中观察到的Yb的中间价态可能是由于这种独特的情况，即比Cd-Yb中更小的主成分Au-Al。退火试样中的主要相是1/1立方近似，晶格参数a = 14.500 Ω，属于空间群Im-3。该相在700 \degree C下在组分Au 51 Al 35 Yb 14下是稳定的。Rietveld结构分析表明，晶体结构被理解为在其中心每个包括四个Au-Al原子的Tsai型簇的周期性排列。Au和Al的化学有序性是这种近似物的特征。
2011-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Whirling spin order in the quasicrystal approximant Au$_{72}$Al$_{14}$Tb$_{14}$
本文对二十面体自旋团簇的体心立方晶体Au $_{72}$ Al $_{14}$ Tb $_{14}$进行了中子粉末衍射实验。在转变温度$T_{\rm N} = 10.4$ K处证实了长程反铁磁有序。磁性结构由二十面体团簇上的非共面旋转自旋组成，以反铁性方式排列。一个简单的单轴各向异性的二十面体自旋团簇模型很好地解释了旋转自旋序和场内变磁跃迁，表明二十面体对称性是必不可少的。
2019-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Structure analysis of Zn-Mg-Ho icosahedral quasicrystal by modified Rietveld method using ellipsoid and sphere windows
用同步辐射（λ =0.73490 A）粉末X射线衍射法在SPring-8对Zn-Mg-Ho二十面体准晶进行了结构分析。用Rietveld方法对二十面体准晶的光强分布进行了分析，其中假设了简化模型：在F型超立方晶胞中的5个晶位上假设了椭球和球形窗口。分析表明，存在一个几乎完美的彭罗斯平铺边长为5.20。顶点被Zn和Mg交替占据，并且几乎所有的彭罗斯菱面体的边缘中心被0.8Zn和0.2Mg占据。Ho和Mg原子倾向于存在于长菱形体的体对角线上。使用简化模型的测量和计算的强度分布之间的良好的协议表明使用粉末X射线衍射方法的结构分析的适用性和局限性。
2003-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Icosahedral quasicrystal enhanced nucleation in commercially pure Ni processed by selective laser melting
这项工作提供了明确的证据，二十面体准晶（iQC）增强形核气体雾化工业纯镍粉在选择性激光熔化过程中发生。这种凝固机制，最近才在几种合金中报道，迄今为止从未在纯金属中观察到，由由于液体中存在二十面体短程有序而形成的iQC的小平面上的初级相的晶粒的凝固组成。iQC增强形核的发生已推断从观察SLM处理的纯镍样品的部分不相干的孪晶界和集群的孪晶晶粒对共享共同的<110>五重对称轴的过量分数。这项工作进一步证明，增材制造方法可能是研究凝固基础和设计前所未有的晶界网络的宝贵工具。
2022-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Frequency dependence of the spin glass freezing temperatures in icosahedral R - Mg - Zn (R = rare earth) quasicrystals
我们提出了交流磁化率测量的频率跨越三个数量级的单颗粒，二十面体的R-Mg- Zn（R =稀土）准晶。该家族中基于Gd的海森堡自旋玻璃的冻结温度随着频率从10 Hz增加到10 kHz而增加~ 2%，而该家族中的非海森堡成员的冻结温度对频率变化的响应明显更大（16 - 22%），表明在非海森堡自旋玻璃中的额外的磁各向异性分布引起低频磁动力学的变化。
2012-06-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A group theoretical approach to structural transitions of icosahedral quasicrystals and point arrays
本文用群论方法研究二十面体准晶和点列阵的结构转变。我们应用舒尔旋转的概念，最初提出的克雷默，与二十面体对称的非周期性结构的情况下，这些旋转诱导旋转的物理和正交空间不变的二十面体组，因此，通过切割和投影方法，连续变换相应的模型集。我们证明，这种方法允许在一个纯粹的群论框架的特征，这种转变，并提供明确的计算和具体的例子。此外，我们证明了这种方法可以用于有限的点集的情况下，二十面体对称，这在碳化学（富勒烯）和生物学（病毒衣壳）有广泛的应用。
2016-03-02 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Spontaneous formation of thermodynamically stable Al--Cu--Fe icosahedral quasicrystal from realistic atomistic simulations
在Al-Cu-Fe合金的模拟中，二十面体准晶从熔体中自发形成.基于密度泛函理论（DFT）衍生的能量和力的数据库，我们使用调谐到特定合金系统的振荡对势来模拟原子间的相互作用。精细的原子间分离与重叠的二十面体图案的几何形状对齐，以在长度尺度的层次结构上创建面心二十面体顺序。分子动力学模拟，辅以蒙特卡罗步骤交换化学物种，有效地采样的配置空间，我们的模型，达到9846个原子。交换独立轨迹的温度（副本交换）使我们能够在低温下实现热平衡。通过优化结构和组成，我们创建的结构，其DFT能量达到$\sim$ 2 meV/原子的竞争晶相的能量。通过添加由于谐波和非谐波振动，化学取代无序，相位子和电子激发的贡献获得的自由能，表明准晶在600 K以上的温度下变得稳定，对抗竞争相。平均结构可以简洁地描述为六维空间中的原子表面的切割，其揭示了优选化学占据的特定模式。混合化学占领的原子表面区域展示了相子波动的扩散，这可以在真实空间中通过大规模二十面体图案的形成、溶解和重组来观察--由于平均无序和随之而来的关于占据相关性的信息丢失，这幅图被隐藏在衍射细化中。
2019-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry of Magnetically Ordered Quasicrystals
根据最近对二十面体准晶中长程磁序的观察，重新检查了磁对称性的概念[Charrier等人，物理修订版信函78，4637（1997）]。建立了磁有序（周期或准周期）晶体的对称性（以"自旋空间群“表示）与其中子衍射图之间的关系。在这样做时，提供了磁有序准周期晶体的对称性分类方案的轮廓。预测给出了预期的衍射图案的磁有序二十面体晶体，提供它们的对称性是很好地描述了二十面体自旋空间群。
1998-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic fracture of icosahedral model quasicrystals: A molecular dynamics study
Ebert等人[Phys. Rev. Lett. 77，3827（1996）]在真空中断裂了二十面体Al-Mn-Pd单晶，并通过扫描隧道显微镜（STM）原位研究了解理面。STM图像中的球状图案被解释为原子簇。这些是准晶的重要结构单元。埃伯特等人的实验暗示它们也是稳定的物理实体，这是目前有争议的讨论性质。为了澄清这一点，我们对三维复杂二元系统进行了首次大规模断裂模拟。用分子动力学方法研究了低温下二十面体模型准晶中Ⅰ型裂纹的扩展。特别是，我们研究了解理面的形状是如何影响固有的模型中的集群，以及它如何取决于平面结构。观察到没有位错活动迹象的脆性断裂。裂纹表面是粗糙的规模的集群，但表现出恒定的平均高度的方向垂直于高对称轴。从断裂样品的详细分析，我们得出结论，平面结构和集群，强烈影响动态断裂准晶和集群，因此必须被视为物理实体。
2007-04-11 cond-mat.mtrl-sci
A parsimonious structure model for the icosahedral quasicrystal Cd5.7Yb
Ernst Ruska-Centre for Microscopy and Spectroscopy with Electrons ER-C-1, Forschungszentrum Jülich GmbH（于利希研究中心有限公司恩斯特·鲁斯卡电子显微镜与谱学中心ER-C-1）
提出一个基于高维描述和切割投影法的紧凑结构模型，仅用球或椭圆占据域，以少量参数重现Cd5.7Yb的化学成分、密度、电子密度和团簇结构。
2026-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Local growth of icosahedral quasicrystalline tilings
具有极高平移有序度的二十面体准晶（IQC）已经在实验室中产生，并在天然矿物中发现，但关于IQC如何形成的问题仍然存在。特别是，如何本地确定增加一个不断增长的集群可以导致复杂的长期相关性IQCs的基本问题仍然开放。为了回答这个问题，我们开发了一种算法，该算法能够产生一个完美有序的IQC，但完全依赖于本地规则，顺序地，面对面地将瓷砖添加到集群中。当该算法是种子与一种特殊类型的集群包含一个缺陷，我们发现，增长被迫无限大的概率很高，所得到的IQC有一个消失的缺陷密度。该算法的几何特征可以为生成高度有序准晶的实验系统和数值模型的分析提供信息。
2016-04-08 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Local 3D real space atomic structure of the simple icosahedral Ho11Mg15Zn74 quasicrystal from PDF data
我们提出了一种新的准晶结构测定的补充策略：利用来自内部X射线粉末衍射数据（MoKa 1，Qmax=13.5A-1; R=20.4%）的原子对分布函数（PDF），对简单二十面体（si）Ho 11 Mg 15 Zn 74 [a（6D）=5.144（3）A]在最大r= 17 A的球体中的局部原子结构进行了修正。基本的结构单元是105个原子的伯格曼簇{Ho 8 Mg 12 Zn 85}。其中心被Zn原子占据-与面心二十面体（fci）Ho 9 Mg 26 Zn 65中的空隙形成对比。中心然后被另外12个Zn原子包围，形成二十面体（第一壳层）。第二层是由8个Ho原子排列在一个立方体的顶点上，该立方体又由12个Mg原子组成一个五边形十二面体，然后由12个Zn原子覆盖该十二面体。第三壳层是60个Zn原子的扭曲足球，反映了Si相与fci相相比更高的Zn含量。在我们的模型中，7%的原子位于团簇之间。该模型对应于二十面体（i）相的假设1/1近似。单原子的局部配位是一个非常扭曲的Frank-Kasper类型，并让人想起那些存在于0/1-Mg 2 Zn 11。
2003-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Icosahedral quasicrystal-enhanced nucleation in Al alloys fabricated by selective laser melting
选择性激光熔化（SLM）正在迅速发展成为主流技术。然而，这种增材制造方法的非平衡条件所固有的固化和微结构发展的基本机制仍然是未知的，这与传统加工技术的典型机制有很大不同。在这项工作中，在深入表征的微观结构的Al 7075 SLM处理的样品，从粉末混合物含有ZrH 2微粒，证明了发生二十面体准晶增强成核激光制造过程中。迄今为止，仅在含有微量Cr添加物的铸造Al-Zn和黄金合金中观察到这种凝固机制（Kurtuldu等人，2013）或Ti（Chen等人，2018）和Ir（Kurtuldu等人，2014），通过存在异常高比例的孪晶边界和位于等轴、随机织构化的超细晶粒基质内的孪晶最近邻之间的五重取向对称性来证明。这项研究证明了增材制造方法为研究新的物理冶金现象以及先进金属的设计提供了广泛的可能性。
2021-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Solidification of Icosahedral Quasicrystals: Viewpoint Based on a Quaternion Orientational Order Parameter and the Formation of the E8 Lattice
本文用四元数取向序参量分类二十面体准晶的凝固相变，提出八维E8晶格形成无需维度限制和拓扑缺陷，类比体超流性，为高维晶格凝固提供新视角。
2025-10-23 cond-mat.mtrl-sci gr-qc hep-lat
The local atomic quasicrystal structure of the icosahedral Mg25Y11Zn64 alloy
本文建立了面心二十面体Mg_（25）Y_（11）Zn_（64）合金的局域和中程原子结构模型。该模型是通过最小二乘法使用同步辐射粉末衍射获得的原子对分布（PDF）函数进行改进。原子排列的三个层次可以发现：（i）五种类型的局部配位多面体的单原子，其中四个是Frank-Kasper型。反过来，他们（ii）形成一个三壳（伯格曼）集群包含104个原子，这是凝聚共享其外壳与其相邻的集群和（iii）集群连接方案对应于一个三维瓷砖离开空间很少胶原子。在相邻的簇内，Y8立方体相对于彼此倾斜，因此允许整体二十面体对称。结果表明，标题化合物与其钬类似物基本同构。因此，fci-Mg-Y-Zn可以看作是文献中报道的其它稀土类似物fci-Mg-Zn-RE（RE = Dy，Er，Ho，Tb）的代表性结构类型。
2004-10-21 cond-mat.mtrl-sci
Binary icosahedral quasicrystals of hard spheres in spherical confinement
几何形状对粒子的局部和全局堆积的影响对于许多基础和应用研究主题都很重要，例如液体、晶体和玻璃的结构和稳定性。在这里，我们通过实验和模拟表明，在散装结晶成MgZn 2 Laves相的硬球状颗粒的二元混合物，自发地形成3D二十面体准晶在缓慢干燥的液滴。此外，70-80%的颗粒的局部对称性改变为MgCu 2 Laves相的对称性。这两个发现对于光子学应用是重要的。如果化学计量比偏离Laves相的化学计量比，我们的实验表明，MgZn 2的结晶几乎不受球形约束。我们的模拟表明，准晶形核远离球形边界，并沿五重对称结构。我们的研究结果不仅为三维准晶的成核和生长的粒子级研究开辟了道路，也为二元结晶的研究开辟了道路。
2019-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Unveiling unique properties of icosahedral magnetic quasicrystals -- Multipole physics and frustration
首次揭示二十面体磁性准晶由自旋轨道耦合与晶体场劈裂产生的多极自由度（含纯磁八极子）描述，指出非晶体学对称性是其特有来源，并基于Ising模型分析了长程阻挫与量子相分类。
2023-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Predicted versatile topological nodal magnons in Tb-based icosahedral quasicrystal 1/1 approximants
基于磁晶对称性分析，在Tb基二十面体准晶1/1近似相中发现两类拓扑 nodal 磁振子，源于复合能带表示，为拓扑磁振子材料提供新见解。
2025-08-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of magnetic field on whirling-anti-whirling order in icosahedral-quasicrystal approximant
Department of Basic Sciences, Kyushu Institute of Technology（九州工业大学基础科学系）
研究磁场均对二十面体准晶近似体中涡旋-反涡旋序的影响，揭示磁相变与拓扑相变的关联，并预测拓扑霍尔效应在电导率中的表现。
2026-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic properties of icosahedral quasicrystals and their cubic approximants in the Cd-Mg-RE (RE = Gd, Tb, Dy, Ho, Er, and Tm) systems
系统研究了稀土（RE）类型和局域原子组态对Cd-Mg-RE（RE = Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm）三元系二十面体准晶（iQC）及其立方近似体（2/1和1/1AC）磁性的影响。在低温下，对于RE = Gd、Tb、Dy和Ho，iQC和2/1 AC表现出类似自旋玻璃的冻结，而Er和Tm系统在低于基础温度~ 2 K时不显示冻结行为。的1/1 AC表现出自旋玻璃状冻结或反铁磁（AFM）的顺序取决于它们的成分Mg含量。Tf值显示从iQC至2/1和1/1 AC的增加趋势。相比之下，iQC的Weiss温度的绝对值大于2/1和1/1 AC中的Weiss温度的绝对值，表明相邻自旋之间的总AFM相互作用在非周期性系统中大于周期性系统。Cd-Mg-RE iQC和AC中的自旋玻璃状行为可能是由于长程Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida机制引起的自旋相互作用以及Cd/Mg离子的化学无序引起的。
2020-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Ground-State Phase Diagram of the Effective Model with Antiferromagnetic Nearest-Neighbor and Ferromagnetic Next-Nearest-Neighbor Interactions in 1/1 Periodic Approximants to Icosahedral Quasicrystals
Kyushu Institute of Technology（九州工业大学）
本研究通过枚举磁矩构型，确定二十面体准晶1/1周期近似上含J₁、J₂的有效模型的基态相图，明确了稳定的磁序类型及对应磁空间群，揭示基态性质以解释相关实验观测。
2026-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic and transport properties of i-$R$-Cd icosahedral quasicrystals ($R$ = Y, Gd-Tm)
本文采用X射线衍射、变温直流和交流磁化强度、变温电阻和变温比热测量等方法对新近发现的i- $R$ -Cd（$R$ = Y，Gd-Tm）二元准晶进行了详细的表征。在结构上，发现i- $R$ -Cd的X射线衍射峰的加宽由冻结相子应变主导，其基本上与$R$无关。i-Y-Cd是弱抗磁性的，并且表现出与温度无关的磁化率。i-Gd-Cd在4.6K以下表现为自旋玻璃，具有直流磁化尖点、三阶非线性磁化率峰、频率依赖的凝固温度和宽的比热最大值。i- $R$ -Cd（$R$ = Ho-Tm）在热力学测量中观察到的特征方面类似于i-Gd-Cd。i-Tb-Cd和i-Dy-Cd在它们的零场冷却直流磁化数据中没有显示出明显的尖点，而是显示出更圆的、宽的局部最大值。$R$ -Cd的电阻率为300 $μΩ$ cm数量级，并且与温度关系很弱. i- $R$ -Cd（$R$ = Gd-Tm）的特征冻结温度偏离de Gennes标度，其方式与晶体电场分裂诱导的局部矩各向异性一致。
2014-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Non-Collinear and Non-Coplanar Magnetic Orders in 1/1 Periodic Approximant to the Icosahedral Quasicrystal
Department of Basic Sciences, Kyushu Institute of Technology（九州工业大学基础科学学院）
研究通过有效模型揭示了稀土基1/1周期近似体中非共线非共面磁序的稳定化机制及其磁拓扑性质。
2026-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effective potentials for quasicrystals from ab-initio data
经典有效势对于任何大规模的原子模拟都是必不可少的，而模拟结果的相关性在很大程度上取决于所用势的质量。然而，对于像准晶这样的复杂合金，实际的有效势几乎不存在。我们在这里报告我们的努力，特别是准晶合金系统开发有效的潜力。我们使用所谓的力匹配方法，其中的潜在参数进行调整，以便最佳地再现在一组适当选择的参考配置的力和能量。这些参考数据是用从头算方法计算的。作为第一个应用，EAM势的十次面体Al-Ni-Co，二十面体Ca-Cd，和二十面体和十次面体Mg-Zn准晶已被构建。的潜在范围和专业化程度的准确性和其他属性的影响进行了讨论和比较。
2007-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Formation of a stable deacagonal quasicrystalline Al-Pd-Mn surface layer
本文报道了在二十面体Al-Pd-Mn单晶的五重对称表面上原位形成一个有序的平衡十次Al-Pd-Mn准晶覆盖层。X射线光电子衍射、低能电子衍射和电子背散射衍射证实了外延层的十边形结构。这种覆盖层的特征还在于费米边缘附近的态密度降低，正如准晶所预期的那样。这是第一次，一个毫米大小的表面的稳定的十边形Al-Pd-Mn的获得，研究和比较其二十面体对应。
2001-07-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Magnetism and topology in Tb-based icosahedral quasicrystal
准晶具有独特的晶格结构，具有常规晶体所不具备的旋转对称性。对磁性材料的电学性质还没有完全了解，能否实现磁性材料的长程序是一个长期存在的问题。主要困难是缺乏微观理论来分析晶体电场（CEF）对QCs中稀土原子的作用。在这里，我们展示了Tb基QC中CEF的完整显微镜分析。我们发现，磁各向异性所产生的CEF起着关键作用，在实现独特的磁性织构的二十面体的顶点Tb原子位于。我们的分析表明，长程序的刺猬的拓扑电荷的特点是稳定的Tb基QC。我们还发现旋转矩态具有异常大的拓扑荷3。通过控制三元化合物中非稀土元素的组成，可以改变磁性织构和拓扑状态。我们的模型对于理解稀土类准晶体和近似晶体的磁性和拓扑性质是有用的。
2022-09-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Simultaneous Successive Twinning Captured by Atomic Electron Tomography
多重孪晶纳米结构的形状控制合成在纳米科学中受到高度重视，这在很大程度上是由于希望控制金属纳米颗粒的尺寸、形状和终止面以用于催化。直接控制溶液生长纳米颗粒的尺寸和形状依赖于对合成参数如何在合成期间改变纳米颗粒结构的理解。然而，虽然结果群体可以有效地研究与标准的电子显微镜方法，瞬态结构，出现在一些合成路线是难以研究使用传统的高分辨率成像方法，由于三维纳米结构的高度复杂性。在这里，我们已经研究了流行的瞬态结构的生长过程中的多重孪生粒子和采用原子电子断层扫描，以揭示原子尺度的三维结构的Pd纳米粒子进行形状转变。通过识别结构中超过20，000个原子并根据其局部晶体学环境对其进行分类，我们观察到一种多重孪生结构，该结构与从十面体到二十面体结构的同时连续孪生一致。我们还观察到纳米颗粒中的高度结构无序，以及颗粒表面上的无序晶体结构。我们的研究结果揭示了二十面体纳米颗粒结构形成的转变机制。
2021-09-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnetism and topological property in icosahedral quasicrystal
该研究建立稀土基准晶与近似晶体的晶体电场通用公式，构建含磁各向异性的最小模型分析其基态磁性，揭示不同磁相互作用下的稳定磁态及拓扑性质，为相关实验观测提供理论解释。
2023-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Temperature-dependent "phason" elasticity in a random tiling quasicrystal
这两个“相子”的弹性常数已被测量从蒙特卡罗模拟的随机平铺二十面体准晶模型与哈密顿量。低温极限近似于用来描述几种真实准晶的“正则晶胞”镶嵌。随着温度的降低，弹性常数K2的符号从正变为负;在“正则单元”极限下，K2/K1似乎接近-0.7，大约是相子模式调制不稳定性的临界值。我们比较了i-AlPdMn和i-AlCuFe的实验。
2002-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Monte Carlo study on critical exponents of the classical Heisenberg model in ferromagnetic icosahedral quasicrystal
Kyushu Institute of Technology（九州工业大学）；Tokyo University of Science（东京理科大学）；Hokkaido University（北海道大学）；Tohoku University（东北大学）
本研究通过对Cd₅.₇Yb的Yb晶格Heisenberg模型开展蒙特卡洛模拟，确定了二十面体铁磁准晶的系列临界指数，发现其属于新的普适类，并揭示了局域环境差异与自旋关联协同演化主导的铁磁相变机制。
2025-10-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Crystalline Electronic Field and Magnetic Anisotropy in Dy-based Icosahedral Quasicrystal and Approximant
该研究将基于点电荷模型的晶场理论公式应用于镝基金硅锗铝镓准晶及近似相，分析价态比对晶场基态易磁化轴取向的影响，为理解相关体系电子态提供理论支撑。
2023-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
About tilings of the type of Penrose of the two-dimensional sphere, which modellings quasicrystals
解决了二维球的Penrose型剖分的极限级数的构造问题，从而使模拟具有点二十面体群对称性Ih的准晶成为可能。给出了多面体模型的图像（F> 5000的面数）。以某些球面等面体多面体为基础，介绍了柏拉图、阿基米德、卡塔兰和约翰逊球面多面体的构造方法。建立了空间S2中色数的边界。
2018-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Revisit of magnetic orders in 1/1 approximant crystals of Tsai-type quasicrystal from theoretical points of view
本研究采用含簇间相互作用的二十面体团簇模型，从理论层面直观解释Gd基Tsai型1/1近似晶体中磁有序的形成机制，助力深化对准晶磁性的理解。
2023-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Point contact tunnelling spectroscopy of the density of states in Tb-Mg-Zn quasicrystals
根据理论预测，准晶的电子态密度（DOS）必须具有丰富而精细的尖峰结构，而这一结构实际上是难以捉摸的。缺少该峰的问题可能与所研究样本的不良结构特征和/或不存在该峰特征有关。最近的计算表明，精细结构确实存在，但仅限于二维近似相。本研究的目的是显示我们最近的实验研究与点接触隧道结光谱进行样品的质量非常高。研究在二十面体QC合金中进行，其组成为Tb $_9$ Mg $_{35}$ Zn $_{56}$。我们发现在费米能级的pseudogap功能的存在下，小的pseudogap相比，其他二十面体材料。在QC上的不同点进行的这项研究显示出完全不同的光谱特征，其中观察到的DOS是一个精细的非尖峰结构，与理论预测不同。在样品的某些区域，由于Tb磁性原子作为杂质，光谱特征可能与近藤特性有关。另外，我们观察到在磁场作用下光谱特征消失。
2016-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Orientational interaction and ordering of Cd_4 tetrahedra in a quasicrystal approximant
我们模拟了准晶体相关结构CaCd $_6$，一个包含四面体的二十面体团簇在T<100 K进行取向有序的bcc堆积。我们使用一般的计划来评估一个有效的Hamltonian四面体间的取向，所有原子弛豫的基础上，无论是在离散的集群方向，或连续的旋转角度。在蒙特卡罗模拟中使用有效哈密顿量来找到作为压力的函数的（复杂的）基态有序模式。对热转变的初步研究发现（在部分压力范围内）在100 K以下发生两种不同的一级转变。
2012-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Medium range real atomic structure of face centred icosahedral Ho9Mg26Zn65
本文提出了一种在三维实空间中求解准晶原子结构的新方法：利用X射线衍射数据（MoKa 1）计算了面心二十面体Ho_9 Mg_（26）Zn_（65）[a（6D）= 2 × 5.18（3）A]的原子对分布函数。从1/1-和2/1-Al-Mg-Zn的有理近似模型开始，使用PDF数据对其局域和中程结构进行了细化（r <27 A; R = 12.9%）。85%的原子具有Frank-Kasper（FK）型配位。基本结构单元是3壳层，104个原子的Bergman簇（d = 15 A，在其中心包含空隙。这些团簇相互连接，共享第三层壳的公共边和六边形面。剩余的空间被一些胶原子（占所有原子的9%）填充，产生几乎四面体的紧密堆积结构。所有的Ho原子都被16个相邻原子包围（FK-多面体"P"）。大部分（89%）位于第二层（五角十二面体），其他的作为胶原子。因此，正如对真实物质所预期的那样，准晶中的局部原子配位与常见的晶体金属间化合物相似。结果表明，Mg-Zn-RE（RE = Y和某些稀土元素）二十面体结构的长程准周期结构可能是一种典型的Bergman团簇镶嵌结构。
2003-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Formation enthalpies of Al-Mn-Pd and the structure of the $i$-AlMnPd quasicrystal
本文采用电子密度泛函理论，从第一性原理出发，计算了Al-Mn-Pd三元合金系中各相的形成过程。我们认为所有的晶体结构中报告的三元和二元合金子系统（铝锰，铝钯，锰钯）的评估相图，以及其他报告或假设的结构。二十面体和十次准晶近似物是我们预测稳定的结构之一，或者接近稳定。我们的研究结果表明，需要仔细的实验重新检查的相稳定性在每个合金系统中，在进一步的努力，以细化晶体学和从头算结构。
2023-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio tiling and atomic structure for decagonal ZnMgDy quasicrystal
我们发现详细的原子结构的$d$ -MgZnY，一个稳定的十次准晶合金的层状弗兰克-卡斯珀型，和相关的阶段，使用“平铺和装饰”的方法。原子在10重对称平面镶嵌的矩形和三角形镶嵌中具有不变的位置。为了发现最低能量的结构，我们结合的方法，密度泛函理论（DFT）的总能量计算，经验振荡对电位（适合DFT），拟合有效的哈密顿平铺，并发现最佳的平铺结构，使用非局部瓦片重排算法。我们发现了一类具有不同组成的实际稳定的化合物，包括十角准晶和已知的Mg $_4$ Zn $_7$相，它们比竞争的二十面体结构稳定一小部分。
2011-12-16 cond-mat.mtrl-sci
Cluster packing geometry for Al-based F-type icosahedral alloys
本文提出了一种新的高稳定的F型二十面体准晶的周期近似物i-Al-Pd-TM（TM=过渡金属）。该金属间化合物的结构用单晶X射线衍射从头计算确定，其中空间群被确定为Pa-3，晶格常数为40.5埃。该结构被很好地描述为两种类型的簇的密集堆积，这在文献中被称为伪麦凯型簇和伯格曼型簇。聚类集中在一个典型的单元格平铺的顶点，其中每个顶点的奇偶性决定了相关联的聚类的种类。相邻的簇可以明显地相互渗透，而该结构不需要胶原子来填充簇之间的间隙。结果表明，该晶体可被指定为普通立方3/2有理逼近的2x2 x2超结构。超晶格有序被证明是一种不同的类型从P型超晶格有序先前报道的i-Al-Pd-Mn。本文的结果将大大提高对F型二十面体准晶及其近似物的原子结构的认识。
2013-01-29 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Maximum Supercooling Studies in Ti39.5Zr39.5Ni21 and Zr80Pt20 - Connecting Liquid Structure and the Nucleation Barrier
大约四分之三个世纪前，查尔斯·弗兰克提出，在金属液体中观察到的深度过冷是由于二十面体短程有序（ISRO），这与晶体相的长程序不相容。支持这一假设的一些证据以前已经发表。然而，这些研究是基于一个小群体的最大过冷测量开始结晶之前。在这里，几百个最大过冷测量Ti 39.5Zr 39.5Ni 21和Zr 80 Pt 20液体的系统统计研究的结果。先前的X射线和中子散射研究表明，这些液态合金的结构中含有大量的ISRO。本文给出的结果显示了一个小的工作的临界团簇形成（W* = 31 - 40 kBT）的过冷数据的分析的Ti 39.5 Zr 39.5 Ni 21液体，它结晶为亚稳二十面体准晶。对于Zr 80 Pt 20液体获得了大得多的值（W* = 60 - 99 kBT），其不结晶成二十面体准晶。总之，这些结果大大加强了弗兰克的假设的有效性。
2019-03-14 cond-mat.mtrl-sci
