A Multi-Component Phase Field Crystal Model for Structural Transformations in Metal Alloys
提出了一种新的多元合金结构相变相场晶体模型。形式主义建立在Greenwood等人开发的两点相关内核之上。用于描述纯材料中的结构转换[Phys. Rev. Lett. 105，045702（2010）]。我们引入了一个有效的两点关联函数的多组分合金，使用本地物种的浓度，不同的晶体结构之间的插值。一个简化版本的模型推导出三组分（三元）合金的特殊情况下，其平衡性能的证明。动力学方程的密度和多组分浓度场的推导，并说明了模型的鲁棒性与复杂的微观结构演变的例子在枝晶凝固和固态析出。
2012-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Mixed structural face-centered cubic and body-centered cubic orders in near stoichiometric Fe2MnGa alloys
研究了近化学计量比亚稳FexMnyGaz合金（46<x<52，17 <y25，26 <z<30）的磁性和输运性质，合金具有面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和两相（FCC+BCC）结构.利用第一性原理计算，对具有L21、L12和四方畸变L21结构有序的化学计量比Fe2MnGa合金的实验结果进行了分析。结果表明，纯BCC和FCC相具有不同的磁性和输运性质。两相Fe2MnGa合金具有典型的BCC和FCC混合相的磁性和输运性质。在所研究的合金中，Fe46Mn24Ga30具有马氏体相变，伴随着其磁性和输运性质的显著变化。
2019-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Structural and Electronic Properties of a Wide-gap Semiconductor Alloy: Zn_xMg_{1-x}S_ySe_{1-y}
$Zn_xMg_{1-xS_ySe_{1-y}}$固溶体的结构性质是由计算炼金术和集团扩张方法与蒙特卡罗模拟相结合。我们确定的合金的相图，并表明，均匀相的特点是大量的短程有序之间发生的第一近邻。电子结构计算表明，合金的能隙对这种短程有序相当敏感。
1997-12-10 cond-mat.mtrl-sci
A Multi-Scale Machine Learning Framework for Coupled Chemical, Spin, and Structural Disorder in Alloys
Northeastern University（东北大学）
研究提出多尺度机器学习框架，集成机器学习模型与统计采样方法，用于研究合金中化学、自旋和结构的耦合无序，以体心立方Fe-Co合金为例验证，预测相变和熔化温度与实验值吻合，确立其为研究多无序合金的可靠工具。
2026-07-09 cond-mat.mtrl-sci
First-principles high-throughput screening of shape-memory alloys based on energetic, dynamical, and structural properties
基于第一性原理的材料筛选系统地进行，以发现可能制造记忆合金（SMA）的化学元素的新组合。B2、D 03和L21晶体结构被认为是母相，2 H和6 M结构被认为是马氏体相。对3,384个二元合金和3,243个三元合金（共6,627个）进行了马氏体相的能量稳定性和动力学稳定性以及母相和马氏体相之间的结构相容性的材料筛选。187种合金在筛选后被发现存活。一些幸存的合金是由SMA中已经广泛使用的化学元素组成的，但在幸存的合金中也发现了其他各种金属元素。通过与材料计划数据库（MPD）中的数据对比，进一步分析了幸存合金的能量稳定性，以检查可能发生相分离或相变的合金。
2017-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Structural study of Cu$_{2-x}$Se alloys produced by mechanical alloying
用X射线衍射（XRD）技术研究了机械合金化法制备的超离子高温铜硒化物Cu $_{2-x}$ Se（$0 \le x \le 0.25$）的晶体结构。所测量的XRD图案显示存在对应于研磨态样品中的结晶超离子高温$α$ $_2$ Se相的峰，并且其结构数据通过Rietveld精修程序确定。在氩气中于200 $^\circ$ C热处理90小时后，该相转变为超离子高温$α$ $_{1.8}$ Se相，其结构数据也通过Rietveld精修确定.在该相中，Cu离子对32（f）位的占有率很低（$\sim 3$ %），为了解释该相的演变，提出了两种可能的机制：Cu离子在超离子相中的高迁移率和机械合金化产生的样品界面组分中强烈的扩散过程。
2004-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Structural, magnetic and elastic properties on stoichometric $Ni-Mn-Cu$ Heusler alloys
该研究通过计算不同磁构型的平衡结构、弹性常数、四方畸变及电子态密度，确定$Ni_2MnCu$是$Ni-Mn-Cu$三元Heusler合金中性能突出且力学稳定的成员。
2023-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Structural Properties and Relative Stability of (Meta)Stable Ordered, Partially-ordered and Disordered Al-Li Alloy Phases
我们解决了困扰可靠预测的相对相稳定性的固溶体和化合物的问题。由于其商业上重要的相图，我们展示了铝锂系统，因为历史上的密度泛函理论（DFT）的结果显示出较大的分散性和有限的成功预测相对于有序化合物的固溶体的结构性质和稳定性。使用最近的进展，在一个最佳的基组表示的拓扑结构的电子电荷密度（因此，原子大小），我们提出的DFT结果，同意合理以及与所有已知的实验数据的有序，非化学计量的部分有序和无序合金的结构特性和形成能，开辟了可靠的研究复杂合金的方式。
2012-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Giant entropy change at the co-occurrence of structural and magnetic transitions in the Ni2.19Mn0.81Ga Heusler alloy
本文报道了不含稀土金属间化合物中巨磁热效应的存在。这种效应与结构和磁性转变的同时发生有关。结果已与母体化合物中得到的磁性和结构转变分别发生比较。
2002-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Structural and magnetic properties of a new and ordered quaternary alloy MnNiCuSb (SG: F-43m)
我们合成了一种新的晶体有序的四元Heusler合金MnNiCuSb。通过对粉末X射线衍射数据的Rietveld精修确定了合金的晶体结构。该合金以LiMgPdSb型结构结晶，空间群为F-43 m。MnNiCuSb是一种铁磁体，具有较高的TC ~ 690 K，磁矩为3.85 MuB/f. u。除此之外，我们还研究了另外两种非化学计量组成;一种富Cu，另一种富Ni（MnNi0.9Cu1.1Sb和MnNi1.1Cu0.9Sb），它们也是铁磁体。必须强调的是，MnNiCuSb是极少数已知的、不含Fe的四元Heusler合金之一，其组成为1：1：1：1。
2015-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Effect of ball milling and post annealing on structural and magnetic properties in Ni50Mn36Fe2Sb12 Heusler alloy
研究了球磨对Ni50Mn36Fe2Sb12 Heusler合金的结构、磁性和交换偏压性能的影响。球磨样品在室温下表现出奥氏体和马氏体相共存，而退火完全抑制奥氏体相。发现球磨减小了晶粒尺寸，这导致铁磁性能的减弱。在5 K时，在球磨样品中观察到111 Oe的交换偏置场和826 Oe的介电常数，而体相合金的值分别为288 Oe和292 Oe。退火引起铁磁有序度的增加和界面交换耦合的减少，导致交换偏置和矫顽力的降低。
2015-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of first principles and semi-empirical models of the structural and electronic properties of Ge$_{1-x}$Sn$_{x}$ alloys
我们提出并比较了三种不同的原子模型-基于第一性原理和半经验的方法-的结构和电子性能的Ge $_{1-x}$ Sn $_{x}$合金。采用密度泛函理论计算方法，结合Heyd-Scuseria-Ernzerhof（HSE）和改进的Becke-Johnson（mBJ）交换相关泛函，对一系列Ge $_{1-x}$ Sn $_{x}$合金超晶胞进行了结构弛豫和电子结构计算.在HSE计算的基础上，参数化了半经验价力场势和$sp^{3}s^{\ast}$紧束缚哈密顿量。比较HSE、mBJ和TB模型，并使用HSE结果作为基准，我们证明：（i）mBJ计算以降低的计算成本提供电子结构的精确的第一原理描述，（ii）VFF势足够精确以规避执行第一原理结构弛豫的要求，TB计算提供了一个很好的定量描述的合金电子结构在附近的带边。我们的结果还强调了锡诱导的能带混合在确定Ge $_{1-x}$ Sn $_{x}$合金导能带结构性质方面的重要性。我们提出的理论模型和基准计算通知，使无序合金和纳米结构的预测，计算效率和可扩展的原子计算。这提供了一个合适的平台，支持进一步的理论研究，这种新兴的半导体合金的属性。
2019-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Two successive magneto-structural transformations and their relation to enhanced magnetocaloric effect for Ni55.3Mn19.7Ga25 Heusler alloy
本文报道了多晶Ni55.8Mn18.1Ga26.1Heusler合金中两个连续的磁结构转变（MSTs），包括马氏体和中间马氏体转变。得益于中间相提供的额外潜热，该合金具有较大的相变熵变ΔStr，约为28 J/kg K。此外，磁热效应（MCE）也已评估的麦克斯韦关系。在磁场变化为3 T时，Ni55.8Mn18.1Ga26.1合金的制冷量在室温附近可达72 J/kg，明显超过了许多Ni-Mn基Heusler合金的制冷量。增强MCE的机制被认为是负责这些多个转变，这可以在相对较宽的温度区间内维持明显的等温熵变ΔST。
2015-09-24 cond-mat.mtrl-sci
First principles prediction of structural and electronic properties of TlxIn(1-x)N alloy
从第一性原理出发，研究了Zn掺杂TlxIn（1-x）N合金的结构和电子性质.在密度泛函理论（DFT），修正的贝克-约翰逊（MBJLDA）方法的交换相关势，和完全相对论赝势的能带结构已经得到。在该假设合金中计算的带隙对Tl含量的依赖性表现出直到25%的铊含量的线性行为，其中其值变得接近于零。反过来，在布里渊区的伽马点处的分裂能量，与自旋-轨道耦合有关，预计在相对低的约5%的铊含量下与带隙的值相当。这些结果表明，TlxIn（1-x）N合金作为一种有前途的光电应用材料。此外，TlN的能带结构揭示了拓扑绝缘体所具有的一些特殊性质。
2014-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Nature of low dimensional structural modulations and relative phase stability in MoS2/WS2-ReS2 transition metal dichalcogenide alloys
本文报道了MoS_2-ReS_2和WS_2-ReS_2合金系中的各种Peierls类二维结构调制和2 H和1 T多型的相对相稳定性。理论计算预测在~50 at.%处发生多型相变交叉Mo和W在ReS 2中分别以单层和块状形式存在。实验上，在50%合金成分下观察到MoS_2-ReS_2的两种不同类型的结构调制和对应于75%合金成分下的三聚化的调制，而在50%WS_2-ReS_2合金系统中仅观察到一种类型的调制。50%合金系统被认为是一个合适的单片候选人的金属半导体过渡与微小的外部扰动。已知ReS 2为2D Peierls扭曲的1 Td结构，并形成链状超结构。Mo和W原子在ReS 2晶格中的引入改变了阳离子之间的金属-金属杂化，并影响了系统的结构调制和电子性质。这些结果提供了另一种有效的方法来调整这类材料的电子结构和多型相的插入，应变，和垂直堆叠排列以外。
2016-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of structural, electronic, and thermal properties of Ir$_{1-x}$Rh$_{x}$ alloys
采用从头算密度泛函理论系统地研究了Ir $_{1-x}$ Rh $_{x}$合金在不同浓度（x = 0.00，0.25，0.50，0.75，1.00）下的结构、电子、力学和热学性质.采用特殊的准无规结构方法制备了具有FCC结构的合金，每个晶胞中有四个原子。通过计算合金的基态性质，如晶格常数和体弹性模量，找到了稳定合金的平衡原子位置。计算得到的基态性质与实验和其它理论数据符合得很好。计算了合金的电子能带结构和态密度，研究了合金在不同浓度下的电子性质。电子性质证实了合金的金属行为。在准谐波近似下，采用第一原理密度泛函微扰理论计算了热性质。计算了系统的德拜温度、振动能、熵、定容比热和内能等热力学性质。采用从头算线性响应方法计算了声子态密度。
2015-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Structural and magnetic properties of Pr-alloyed MnBi nanostructures
研究了不同Pr掺杂浓度的MnBi（简称MnBi-Pr）纳米结构的结构和磁性。纳米结构包括Pr浓度分别为0、2、3、5和9原子%的薄膜和Pr浓度分别为0、2、4和6%的熔纺带。添加Pr到MnBi晶格产生了显着的变化，这些纳米结构的磁性能，包括在磁化率和结构相变温度的增加，并在饱和磁化强度和各向异性能的减少。在薄膜中测得的最高磁化率值为23 kOe，在条带中测得的最高磁化率值为5.6 kOe。所观察到的磁性解释为竞争的铁磁和反铁磁相互作用的后果。
2013-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Structural and chemical disorder in Ni$_2$MnGa Heusler alloy investigated by nuclear magnetic resonance
Charles University, Faculty of Mathematics and Physics（查理大学数学物理学院）；Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
通过NMR和DFT研究Ni$_2$MnGa Heusler合金中Mn原子的局部环境及结构无序特性。
2026-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Structural and Magnetic Properties of Fe-Al alloys: an Ab initio Studies
在密度泛函理论的框架下，研究了Fe-$_{100-x}$-$_x$合金（${5 \leq x \leq 25}$ ~at.\%）的结构和磁性.不同的结构顺序进行了研究。使用Korringa-Kohn-Rostoker格林函数方法和相干势近似，计算了D 0 $_3$，B2和A2结构的平衡晶格参数，基态能量和剪切模量。对于所有的结构，优化的晶格常数增加，而剪切模量表现出降低的行为与Al含量的增加。用转矩法估算了四阶磁致伸缩常数。A2和B2结构提供了一个积极的贡献，四重磁致伸缩。利用海森堡模型的蒙特卡罗模拟，得到了较宽浓度范围内的居里温度。
2022-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Relative Cooling Power Enhancement by Tuning Magneto-structural Stability in Ni-Mn-In Heusler Alloys
非化学计量比Ni $_2$ MnIn Heusler合金由于其与一级磁结构转变相关的大的磁热熵变而引起最近的关注。在这里，我们目前的晶体结构，量热和磁性研究的三个组成部分。温度依赖的X-射线衍射显示出从6 M调制单斜晶系到L2 $_1$立方晶系的明显结构转变。通过微小的成分变化调节磁性和结构稳定性，测量结果在数量上接近预测值，（$T_m$）温度和奥氏体居里温度（$T_C$），虽然最大磁致熵变（$ΔS_{max}$）减少在同一时间观察到。研究结果为实际活性物质的设计提供了可靠的磁致熵变和磁致熵变的评价指标。
2018-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Machine-learning assistant DFT study of half-metallic full-Heusler alloy N2CaNa: structural, electronic, mechanical, and thermodynamics properties
University of Cross River State（克罗斯河州立大学）；National Technical University “Kharkiv Polytechnic Institute”（哈尔科夫国立理工大学）；Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院低温物理与工程维尔金研究所）
通过DFT研究N2CaNa全Heusler合金的结构、电子、机械和热力学性质，发现其具有延展性和热力学稳定性，适用于自旋电子学和结构工程等应用。
2026-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio calculation of structural and electronic properties of Al$_x$Ga$_{1-x}$N and In$_x$Ga$_{1-x}$N alloys
采用密度泛函理论（DFT）和广义梯度近似（GGA）方法，计算了纤锌矿结构的AlN、GAN、InN及其相关合金Al $_x$ Ga $_{1-x}$ N和In $_x$ Ga $_{1-x}$ N的结构和电子性质.我们用全势线性缀加平面波（FP-LAPW）方法进行了精确的{ \it ab initio}总能量计算，研究了结构和电子性质.在这两种合金中，我们发现基本参数不遵循Vegard定律。发现Al $_x$ Ga $_{1-x}$ N合金的晶格参数$a, c,$和$u$表现出向下弯曲，而In $_x$ Ga $_{1-x}$ N的$a$和$c$参数存在向上弯曲，内部参数$u$存在向下弯曲。此外，我们发现，对于这两种合金，带隙值不遵循Vegard定律。作为电子能带计算的副产品，计算了二元化合物及其相关合金的有效质量。我们表明，计算的二元化合物，以及所研究的合金的性能，显示出良好的协议与大多数以前报道的结果。最后，利用冻结声子方法计算了不同体系的A $_1(TO)$模。我们的计算结果显示出良好的协议与实验值报告的二元化合物。对于三元合金，我们的计算再现实验值为Al $_x$ Ga $_{1-x}$ N以及理论预测为In $_x$ Ga $_{1-x}$ N。
2008-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-scale Nucleation and Growth Pathway of Complex Plate-like Precipitates in Aluminum Alloys
本文通过理论计算揭示铝合金中复杂板状析出相遵循层间滑移+原子重排的形核生长机制，识别出基本结构转变单元并提出与实验吻合的演化路径，为高性能铝合金设计提供理论依据。
2024-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Mid-infrared (3-8 μm) $\text{Ge}_{1-y}\text{Sn}_y$ alloys (0.15 < $y$ < 0.30): synthesis, structural, and optical properties
已经使用化学气相沉积方法在Si衬底上直接生长了具有在0.15 < $y$ < 0.30范围内的组成的$\text{Ge}_{1-y}\text{Sn}_y$合金，该方法允许高达290 $^{\circ}$ C的生长温度。该膜显示出与具有低得多的Sn浓度的早期材料的结果一致的结构特性。这些包括晶格参数和锗-锗拉曼频率，这被发现线性依赖于组合物。直接在Si上生长的结构简单，使得进行详细的光学研究成为可能。尖锐的吸收边被发现，达到8 $μ$米附近$y$ =0.3。边缘能量的成分依赖性显示出从标准二次合金表达式的立方偏差。立方项可显著影响合金覆盖长波长（8-12 $μ$ m）中红外大气窗口的能力。
2019-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Structural phase transitions and fundamental band gaps of Mg(x)Zn(1-x)O alloys from first principles
采用多重散射理论方法（Korringa-Kohn-Rostoker方法），通过详细的第一性原理计算，研究了Mg（x）Zn（1-x）O合金的结构相变和基本带隙.无序合金的相干势近似（CPA）内处理。对各种晶相的计算得到的相图与实验和其它理论方法符合得很好。预测了在Mg浓度x = 0.33时，从纤锌矿结构到岩盐结构的相变，这与实验值0.33 - 0.40接近。的基本带隙的大小，通常被低估的局部密度近似，是相当大的改善自相互作用校正。ZnO与Mg合金化后间隙的增加证实了实验趋势。我们的研究结果是相关的应用在光学，电气，特别是在磁电器件。
2009-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Structural and Magnetic Dynamics in the Magnetic Shape Memory Alloy Ni$_2$MnGa
磁性形状记忆Heusler合金是一种多铁性材料，它的稳定性取决于电子、磁性和结构有序之间的相互作用。为了研究这些相关性，我们使用时间分辨的X射线衍射和磁光克尔效应实验来测量Heusler合金Ni $_2$ MnGa薄膜中的激光诱导动力学，并揭示了一组系统固有的时间尺度。我们观察到一个相干声子，我们确定为调制结构的振幅和超快相变导致的无公度调制的淬火在300~fs的几个ps的恢复时间。热驱动的马氏体相变到高温立方相的过程通过在几ps内的成核和受声速限制的畴生长进行。退磁时间为320~fs，与结构调制的淬灭相当。
2014-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Itinerant magnetism vis-à-vis structural phases in AlCuFeMn multi-principal-component medium entropy alloy
本研究通过实验观察与从头算DFT计算，探究了AlCuFeMn多主元中熵合金的微观结构演变、相形成及软磁行为，验证了理论预测，为非等摩尔合金的相预测与磁性特性研究提供了参考。
2024-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-dependent structural property and power factor of n type thermoelectric Bi0.90Sb0.10 and Bi0.86Sb0.14 alloys
本文报道了Bi_（1-x）Sb_x（x=0.10，0.14）多晶样品的结构性质、线性热膨胀系数、电阻率、热电势和功率因数随温度的变化。温度依赖的粉末衍射实验表明，样品不经历任何结构相变。Rietveld精化技术已被用于进行详细的结构分析。发现Bi 0.90 Sb 0.10的热膨胀系数的温度依赖性更强。此外，直接带隙Bi 0.90Sb 0.10的功率因数比间接带隙Bi 0.86Sb 0.14的功率因数高。讨论了电子-电子和电子-声子散射对电阻率、热电势和功率因数的影响。
2013-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Investigations of the Effects of Pressure on the Structural and Electronic Properties of Co$_2$VZ (Z = Al, Be) Full Heusler Alloy: A Comparative Study Using DFT
本文利用WIEN2K程序结合WC-GGA和mBJ交换关联势，系统研究了0-30 GPa压力下Co₂VZ（Z=Al, Be）全赫斯勒合金的结构、磁性与电子性质，发现无结构相变，并揭示了带隙随压力变化的斜率差异源于介电常数与量子限域效应的竞争。
2024-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Sb concentration dependent structural and resistive properties of polycrystalline Bi-Sb alloys
采用固相反应法在较宽的锑含量范围内（8at%~20at%）合成了Bi-Sb多晶合金。使用X射线衍射（XRD）和随温度变化的电阻率测量合成的样品进行了深入的结构分析。XRD数据证实了多晶样品的单相性质，并揭示了铋和锑之间形成完全固溶体。Rietveld精修技术，利用MAUD软件，已被用来进行详细的结构分析的样品和合成的Bi-Sb合金的晶格参数进行了估计。晶格常数和晶胞体积随锑含量的增加而单调减小。晶格参数随锑含量的变化在锑含量超过12at%的样品中呈现明显的斜率变化。从电阻率的热变化数据估计了带隙，其中Sb含量为12%的样品显示出最大值。已经观察到，随着锑浓度的增加，从直接到间接带隙半导体的转变与估计的晶格参数的变化密切相关。提出了多晶Bi-Sb合金系的能带图。
2012-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Evaluation of Structural Properties and Defect Energetics in Al$_x$Ga$_{1-x}$N Alloys
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
本研究利用机器学习互原子势评估Al$_x$Ga$_{1-x}$N合金的结构性质和缺陷能学，揭示了合金效应与缺陷能学之间的关系，为优化材料性能提供理论依据。
2025-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Defect induced structural and thermoelectric properties of Sb2Te3 alloy
报道了金属和半导体Sb_2Te_3的结构和热电性质。X射线衍射和拉曼光谱研究表明，半导体样品具有较高的缺陷密度。强调了可能的缺陷的性质和起源。半导体Sb_2Te_3中存在大量的缺陷，这些缺陷作为散射中心，导致电阻率、热电势和功率因数的增加。热电势数据表明合成样品的p型性质。它是证明，表面状态往往是混合与体状态，引起金属性在Sb2Te3。讨论了不同散射机制对Sb_2Te_3热电性能的影响。
2015-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic modeling of interfacial segregation and structural transitions in ternary alloys
通过掺杂剂偏析的晶界工程可以显著改变材料的性质。对于金属系统，目前大多数关于晶界结构的界面偏析和随后的转变的研究仅限于二元合金，然而许多重要的合金系统包含一种以上类型的掺杂剂。本文采用MonteCarlo/分子动力学模拟方法研究了Cu-Zr-Ag和Al-Zr-Cu两种模型三元合金体系中杂质在界面上的行为。边界偏析的趋势进行了研究，以及在高温和掺杂浓度的晶界结构变得无序的倾向。对于Al-Zr-Cu，我们发现这两种溶质倾向于占据晶界的不同位置，导致协同掺杂效应。或者，对于Cu-Zr-Ag，存在位置竞争，因为优选的偏析位置相同。最后，我们发现通过控制不同溶质元素的浓度比，可以在三元体系中形成较厚的非晶间膜。
2018-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Strain Relaxation Mechanisms and Local Structural Changes in Si_{1-x}$Ge_{x} Alloys
在这项工作中，我们解决有关的问题的理解的结构和电子性能的Si_{1-x} Ge_{x}合金，即，（i）如何体硅和体锗之间的晶格常数失配体现在合金系统？及（ii）有关的应变释放机制为何？为了回答这些问题，我们进行了深入的研究所产生的局部几何和电子结构的变化，在Si_{1-x} Ge_{x}合金的应变弛豫使用从头算分子动力学计划。优化的晶格常数，同时表现出线性依赖于组成（Vegard定律）的一般趋势，在x = 0.5附近显示出与Vegard定律的负偏差。我们描述了负责上述每一个功能的机制。我们表明，通过键拉伸的径向应变弛豫是负责的晶格常数对组合物的线性依赖的总体趋势。另一方面，负偏差从Vegard的法律所示，产生的角应变松弛。
2000-12-13 cond-mat.mtrl-sci
On the Evolution of Quasicrystalline and Crystalline Phases in Rapidly Quenched Al-Co-Cu-Ni Alloy
常规凝固Al-Co-Ni和Al-Cu-Co合金中存在稳定的十次准晶相。在此之前，我们研究了Al 70 Co 15 Ni 15合金中Cu替代Co的效果。本文报道了在快速凝固Al-Co-Ni合金中用Cu代替Ni所引起的组织/显微组织变化。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对快淬薄带进行了表征。随着熔体快淬Al 70 Co 15 Cux Ni 15-x（x = 0~15）合金中Cu含量的增加，十次相的相对量减少到Cu的10 at %。在此组成下，四元合金表现出十次准晶和τ 3空位有序晶相的超结构共存。与Al-Co-Ni合金相比，含Cu的十次相表现出更大的无序性。讨论了在稳定的十次准晶中Cu替代引起的结构/微观结构变化的含义
2006-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of Ni2.18Mn0.82Ga Heusler alloys with a coupled magnetostructural transition
用差示扫描量热法、磁性和电阻率测量研究了具有耦合磁结构转变的多晶Ni2.18Mn0.82GaHeusler合金。磁子系统和结构子系统的耦合导致合金的不寻常的磁性特征。Ni2.18Mn0.82Ga的这些不寻常的磁性归因于从四方铁磁相到立方顺磁相的一级结构转变。
2002-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Grain boundary segregation spectrum in basal-textured Mg alloys: From solute decoration to structural transition
本研究通过原子模拟揭示基面织构镁合金晶界偏析能谱呈双峰分布，并发现晶界结构转变，为改善成形性提供新见解。
2024-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Structural, electronic, magnetic and transport properties of equiatomic quaternary Heusler Alloy CoRhMnGe: Theory and Experiment
在这项工作中，我们提出了结构，电子，磁性，机械和传输性能的等原子四元Heusler合金，CoRhMnGe使用理论和实验技术。使用X射线衍射（XRD）和扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）光谱进行详细的结构分析。发现该合金为Y型结构，空间群为$F\bar{4}3m$（\# 216）。从头算模拟结果表明，半金属铁磁特性导致大的自旋极化。计算出的磁化强度被认为是在公平的协议与实验以及预测的斯莱特-鲍林规则，这是半金属性的先决条件。磁性转变温度（$\mathrm{T_{C}}$）为$\sim 760$ K。在2-400 K的温度范围内测量的电阻率也给出了半金属行为的指示。模拟的电阻率匹配相当好，与温度相关的载流子弛豫时间位于范围$1-2$ fs。详细研究了静水压对电子结构、磁性和力学性能的影响。研究发现，该合金在高达30.27 GPa的压力下仍保持半金属特征，超过30.27 GPa后，该合金将转变为金属相。在整个压力范围内没有发现磁性相变。该系统还满足Born-Huang标准，在有限的压力范围内具有机械稳定性。所有这些特性使得CoRhMnGe合金在自旋电子学器件方面具有很好的应用前景。
2017-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Structural properties of Fe-Ni/Cu/Fe-Ni trilayers on Si (100)
采用超高真空直流磁控溅射技术，以高纯Fe、Ni和Cu为原料，Cu层厚度分别为4、6和8 nm，研究了室温下在Si~（100）~+上沉积的Fe $_{1-x}$ Ni $_x$ /Cu/Fe $_{1-x}$ Ni $_x$（$x=0.5$，non Invar和$x=0.36$，Invar）三层合金的结构特性。用x射线衍射仪研究了三层合金膜的结构，用x射线反射率测量了三层合金膜的厚度和粗糙度。所制备的和退火的三层膜都表现出层状结构。在非因瓦合金三层膜中，沉积态的Fe-Ni合金只有fcc结构，而在因瓦合金中，沉积态的Fe-Ni合金为fcc和bcc的混合相。有趣的是，在超高真空中在425 $^0$ C退火后，对于所有Cu厚度，Invar合金完全转变为fcc结构。在因瓦和非因瓦三层膜中，退火后对应于Fe-Ni合金层的布拉格反射变得尖锐。用Fe和Ni原子在高温下的增强扩散解释了因瓦三层中的诱导结构转变。
2020-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio study of the structural, elastic and dislocation properties of body-centered cubic refractory HfNbTaTiZr high entropy alloy
本文通过第一性原理研究体心立方HfNbTaTiZr高熵合金中1/2<111>螺位错核心的多样性，揭示其与化学短程有序的关联，为调控难熔合金塑性机制提供新思路。
2024-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Structural insight using anomalous XRD into Mn2CoAl Heusler alloy films grown by magnetron sputtering, IBAS and MBE techniques
研究了超高真空磁控溅射、氩离子束辅助溅射和分子束外延三种方法制备的反Heusler合金Mn2CoAl薄膜的电输运性质、微观结构和原子级结构。在这些样品中，分子束外延生长的Mn2CoAl薄膜由富Mn相和富Co相组成，根据反常XRD分析，其结构分别确定为L21 B型和无序L21型。它们都没有形成SGS Heusler合金预期的XA型结构，尽管它们都显示出SGS特征。我们建议，要验证SGS特性，有必要提取不仅磁和电的传输特性，但也包括原子交换等缺陷的薄膜的微观结构和原子尺度结构的信息。
2020-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Structural Disorder and Electronic Structure in Alloyed SrTiO3/SrFeO2.5 Compounds: A Theoretical Study
许多应用于燃料电池电极的混合离子/电子导体（MIEC）可以被认为是钙钛矿氧化物和有序氧空位化合物之间的合金。例如，在MIEC（STF）模型中，SrTiO_3晶格中存在低的氧扩散势垒，当其与本征氧缺陷的SrFeO_（2. 5）混合时，离子电导率可以得到很大的提高。同时，电子导电性可以通过控制合金的缺陷化学来优化。然而，这类合金的组态空间太大，难以直接进行原子建模，这阻碍了深入理解和预测建模。在本工作中，我们提出了一个团簇膨胀模型来描述无序SrTiO_3/SrFeO_（2.5）合金在Sr（Ti_（1-x），Fe_x）O_（3 -0.5x）（0<x<1）全固溶体成分空间内的能量学。用团簇展开蒙特卡罗模拟研究了原子的最低能量组态和晶格无序的起源。结合实际构型的表征，研究了不同化学计量比下合金的电子结构。我们发现用我们的原子模型计算的带隙随组分的演化与实验测量的结果是一致的。同时，带边分析表明，这种合金中的电子导电性可以促进Fe/Ti阳离子无序。以SrTiO_3/SrFeO_（2.5）合金为例，本文所采用的通用计算框架可以推广到其它相关的MIEC材料体系。
2018-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Structural and thermodynamic stability of hexagonal-diamond $\text{Si}_{1 - x - y}\,\text{Ge}_{x}\,\text{B}_{y}$ alloys
本研究通过密度泛函理论模拟探究硼掺杂六方金刚石结构硅锗合金的结构与热力学稳定性，发现其符合三元Vegard定律、硼在六方相更稳定且超掺杂热力学可行性更高，为IV族半导体超导研究提供新平台。
2025-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Structural and magnetic properties of epitaxial films of CoIrMnAl equiatomic quaternary Heusler alloy designed from first-principles calculation
具有半金属Heusler合金电极的MgO势垒磁性隧道结在自旋电子学中的应用引起了人们的广泛关注。然而，与材料相关的几个问题仍然有待解决，以供实际使用。近年来，四分之一等原子Heusler合金作为先进的Heusler合金受到人们的关注。CoIrMnZ（Z = Al、Si、Ga和Ge）半金属Heusler合金被设计和预测为具有适中的居里温度并且与MgO势垒晶格匹配，这有利于传统的Co2 Heusler合金[T. Roy等人，J.马格.马格.板牙498，166092（2020）]。在这里，我们实验研究的结构和磁性的薄膜的合金之一，CoIrMnAl与溅射沉积。我们成功地获得了B2化学有序的薄膜，即使没有后退火过程。在500-600 $^\circ$ C退火的薄膜的晶格常数接近预测值。在10 K时的磁化强度接近500 kA/m，居里温度约为400 K，这是预测的完全有序结构的值的70%左右。根据第一性原理计算的预测，在B2有序CoIrMnAl中出现亚铁磁性，并出现Co-Ir和Mn-Al的全交换无序和Co-Mn的几乎全交换无序，很好地解释了这些B2有序薄膜中所观察到的磁性。
2020-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Reversible adiabatic temperature change in the shape memory Heusler alloy Ni2.2Mn0.8Ga: An effect of structural compatibility
Ni-Mn基形状记忆Heusler合金具有很强的磁热效应，有望在磁制冷技术中得到应用。它与一阶磁结构（马氏体）相变有关。我们对非化学计量比的Heusler合金Ni $_{2.2}$ Mn $_{0.8}$ Ga在其一阶磁结构相变附近的MCE进行了全面的研究。我们发现在重复的磁场循环下发生可逆的MCE。这种可逆行为可归因于马氏体相变的小热滞后。基于我们详细的温度依赖的X射线衍射数据的分析，我们证明了立方奥氏体和四方马氏体相的几何相容性。这一发现将可逆MCE行为直接与立方奥氏体和四方马氏体相之间的改进的几何相容性条件相关。该方法将有助于利用一级马氏体相变设计具有大可逆MCE的形状记忆Heusler合金。
2020-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Structural and electronic properties of Pb1-xCdxTe and Pb1-xMnxTe ternary alloys
本文对两种PbTe基三元合金Pb_（1-x）Cd_xTe和Pb_（1-x）Mn_xTe进行了系统的理论研究。首先，我们用从头算方法研究了CdTe-PbTe固溶体的晶体结构稳定性，预测了PbTe的岩盐结构转变为CdTe的锌盐结构的组成。用同样的方法研究了晶格常数与混晶中Cd（Mn）含量x的关系。所获得的晶格常数随x的减小与在两种合金中观察到的一致。用紧束缚方法计算了PbTe基三元化合物的能带结构。为了正确描述组成材料，提出了PbTe和MnTe块体晶体的新紧束缚参数化以及岩盐CdTe的紧束缚描述。对于这两个研究的三元合金，计算的带隙在L点的增加与x，在定性协议与光致发光测量在红外。结果还表明，在p型Pb_（1-x）Cd_xTe和Pb_（1-x）Mn_xTe混晶中，可以预期热电功率的增强。
2012-03-21 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Study of the Structural, Mechanical, Electronic, and Lattice Dynamical Properties of the Half-Heusler Alloys ZrCoY (Y=Sb, Bi )
第一性原理计算在材料科学中有着重要的发现。半赫斯勒（HH）合金是一种很有潜力的热电材料，由于其热稳定性、机械强度和适中的ZT，其热电性能得到了显著的改善。利用密度泛函理论研究了立方半Heusler合金ZrCoY（Y=Sb，Bi）的结构、力学、电子和晶格动力学性质。未知的交换相关函数近似使用广义梯度近似（GGA）赝势平面波方法。的结构参数，即平衡晶格常数，弹性常数，和它们的衍生物是一致的实验和理论研究报告在可用的地方。使用基于弹性常数的Voigt-Reuss-Hill平均方法计算机械性能，例如各向异性因子A、剪切模量G、体积模量B、杨氏模量E和泊松比n。德拜温度，以及纵向和横向声速，预测在GGA-PBE和GW近似的弹性常数。弹性常数的研究表明，该化合物是机械稳定的，声子色散的研究表明，它们是动态稳定的。弹性常数和力学性能证实了化合物的延展性和各向异性。
2022-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Al41Sm5: new evidence for structural hierarchy in Al-Sm alloys
使用一个有效的遗传算法，我们发现了一个亚稳Al 41 Sm 5相，补充其家庭共享类似的短程订单的结构。非晶Al-9.7at.%钐薄带，采用熔纺法生产。动态相选择讨论相对于短程包装图案在非晶前体和那些观察到的选定的阶段之间的结构连接。这里阐明的阶段是几个新发现的大单位细胞阶段，发现从玻璃在这个二元系统中的反玻璃化过程中形成，进一步说明了我们的方法的功率和效率，结构层次的重要作用相选择，和丰富的亚稳相景观可从玻璃结构。
2017-12-27 cond-mat.mtrl-sci
First-principles investigation of multifaceted properties; lattice dynamic, structural stability, mechanical, electronic, magnetic and thermodynamic response of Alkali metals-based semi Heusler alloys
本文通过第一性原理计算系统研究了碱金属基LiVSb和NaVSb半霍伊斯勒合金的结构稳定性、半金属电子性质、力学脆性、磁性及热力学输运特性，证实其动力学稳定并具有半导体与热电应用潜力。
2024-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Thickness-dependent structural, magnetic and transport properties of epitaxial Co2FeAl Heusler alloy thin films
本文系统地研究了MgO（001）衬底上Heusler合金Co_2FeAl（CFA）外延膜的结构、磁性和反常霍尔效应随膜厚的变化。结果表明，CFA薄膜具有面内单轴磁各向异性的高度有序的B2结构。电输运性质的分析表明，晶格和磁振子散射的纵向电阻率的贡献。独立于膜的厚度，CFA膜的异常霍尔电阻率被发现是由斜散射只占主导地位。此外，反常霍尔电阻率表现出弱的温度依赖性行为，其绝对值随厚度的减小而增大。我们将这种温度不敏感性的异常霍尔电阻率的CFA薄膜中的隧穿自旋极化的弱温度依赖性，而厚度依赖行为可能是由于界面或自由表面电子态的重要性增加。
2012-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Structural and electronic properties of superconducting Heusler alloy Ni$_{2}$Nb$_{1+x}$Sn$_{1-x}$: \textit{Ab initio} approach
采用\textit{ab initio}计算方法，系统地研究了NiPDMATHABMN Nb $_{1+x}$ Sn $_{1-x}$（$x$ = 0，0.25，0.50）的结构和电子性质.在这里，投影仪增广波方法（PAW）中实现的维也纳\textit{ab initio}模拟包（VASP）内的广义梯度近似（GGA）的交换相关功能已被使用。本文报道了Ni $_{2}$ Nb Sn和Ni $_{2}$ Nb $_{1.25}$ Sn $_{0.75}$虽然没有结构转变，但Ni $_{2}$ Nb $_{1.5}$ Sn $_{0.5}$可以从立方L2 $_{1}$相转变为四方结构。在非化学计量比合金中，立方晶格参数随着Nb在Sn位点处的掺杂而减小。合金在所有结构中均处于顺磁相。Ni和Nb的3d态之间的杂化引发了四重态畸变。由于立方L2 $_{1}$相中的Nb掺杂，在费米能（EPDMATHABMW）（N（EPDMATHABMW））处的总态密度（DOS）存在显著变化。N（EPDMATHABMW）随着Nb掺杂的增加而增加。但在Ni-$_{2}$-$_{1.5}$的结构转变过程中，N（E-$_{F}$）降低.超导临界温度（TPDMATHABMX）也随Nb在立方相中的掺杂和四角畸变而变化，因为TPDMATHABMX非常依赖于N（EPDMATHABMW）。
2013-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio description of heterostructural alloys: Thermodynamic and structural properties of Mg_x Zn_{1-x} O and Cd_x Zn_{1-x} O
本文研究了ZnO与MgO或CdO的赝二元异质结构合金，通过改变阳离子的比例组成团簇的局部体系。我们调查四重（纤锌矿结构）和六重（岩盐结构）的原子协调。通过密度泛函理论，我们研究了256个16-原子簇分为22类纤锌矿结构和16类岩盐结构的合金系统的总数。每个集群有助于合金的分数是确定为一个给定的温度T和组成x内（i）广义准化学近似，（ii）模型的严格正规的解决方案，和（iii）微观分解模型。从簇分数，我们得出的结论的结晶性和临界组成的平均晶体结构的变化。热力学性质，如混合自由能和混合熵进行了调查的三个不同的统计。我们讨论了两种不同的局部晶格结构的特征原子的距离，结合能，和合金的弹性的后果。对Mg_x Zn_{1-x} O和Cd_x Zn_{1-x} O的性质差异进行了解释和讨论。
2010-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Structural origins of the boson peak in metals: From high-entropy alloys to metallic glasses
玻色子峰出现在所有非晶态固体中，并且与相应晶体的声子谱相比，在低频处是过量的振动态。直到最近，人们的共识是，它起源于玻璃中的“缺陷”。这些缺陷的性质仍在讨论中，但局部干扰短程有序和/或弹性常数降低的区域的图片已经获得了一些牵引力。最近，一种不同的理论被提出：玻色子峰被归因于晶格的第一个范霍夫奇点，它只被无序所模糊。这个新的观点假设范霍夫奇点只是简单地移动的密度降低的非晶态，因此不是一个玻璃特有的异常。为了解决这个问题，我们使用四组分合金的计算机模型，交替使用化学无序（高熵合金），结构无序和约化密度。与相同组成的参考玻璃的比较表明，玻色子峰由可以仅由结构无序引起的额外的振动模式组成。虽然化学无序引入的弹性常数的波动，我们发现，这些不会导致足够的局部软化，以诱导这些模式。对于本金属系统，可以排除由于密度降低而导致的玻色子峰。
2016-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Residual stress induced stabilization of martensite phase and its effect on the magneto-structural transition in Mn rich Ni-Mn-In/Ga magnetic shape memory alloys
磁性记忆合金（MSMA）的马氏体相变在外加磁场作用下的不可逆性是限制其作为巨热材料应用的最大挑战之一。这种转变是伴随着磁化强度急剧下降的磁结构转变（即，由于马氏体相的较低磁化强度，在马氏体起始温度（Ms）附近的磁化强度（“Δ M "）。在本文中，我们表明，由于在远高于Ms的温度下马氏体相的稳定化以及由于残余应力而导致的奥氏体完成（Af）温度，富锰Ni-Mn基MSMAs中Ms周围的“Δ M”在破碎粉末中被抑制了两个数量级。X射线粉末衍射图的强度和半高宽的分析表明，在三种不同的富Mn Ni-Mn合金，即Mn 1.8Ni 1.8In 0.4、Mn 1.75Ni 1.25Ga和Mn 1.9Ni 1.1Ga的粉碎粉末中，稳定的马氏体相分数分别为97%、75%和90%，相应的残余微应变分别为5.4%、5.6%和3%。即使在773 K下退火后，残余应力稳定的马氏体相也不会完全恢复到平衡立方奥氏体相，因为磁结构转变仅部分恢复，“Δ M”值降低。研究结果对该类合金作为逆磁热材料和压热材料的应用具有重要意义。
2015-05-31 cond-mat.mtrl-sci
