Defect propagation in one-, two-, and three-dimensional compounds doped by magnetic atoms
用非弹性中子散射实验研究了稀一维、二维和三维化合物CsMn（x）Mg（1-x）Br（3）、K（2）Mn（x）Zn（1-x）F（4）和KMn（x）Zn（1-x）F（3）（x<0.10）中锰（II）二聚体的激发。从基态单重态到激发三重态的跃迁，由于单离子的各向异性而分裂成双重态和单重态，表现出显著的精细结构。这些不寻常的功能是由于局部结构的不均匀性引起的掺杂剂Mn原子的行为像晶格缺陷。统计模型支持理论上预测的原子位移衰减，根据1/r**2，1/r和常数（分别为三维，二维和一维化合物），其中r表示位移原子与缺陷的距离。所观察到的精细结构允许直接确定局部交换相互作用J，并且局部二聚体内距离R可以通过线性定律dJ/dR导出。
2014-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Influence of defects on the electronic and magnetic properties of half-metallic CrAs, CrSe and CrSb zinc-blende compounds
本文对半金属铬砷、铬锑和铬硒锌系化合物中的单个杂质原子和原子交换进行了扩展研究。虽然完美的合金提出了一个相当大的差距在少数自旋带，所有的研究中的缺陷，除了空隙杂质在Cr和sp网站和Cr杂质在sp网站（只要没有交换发生），诱导新的状态内的间隙。费米能级可以被钉扎在这些新的少数状态，这取决于用于计算的晶格常数和sp原子的电负性。虽然这些杂质态在杂质原子周围的空间中是局域化的，并且我们很快就恢复了体行为，但它们的相互作用会导致带隙内的宽带，从而失去半金属特性。
2008-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Field-induced high coercive ferromagnetic state and magnetoresistance in the antiferromagnetically ordered compound Fe0.5TiS2
测量了铁插层化合物Fe_（0.5）TiS_2的磁化率、磁化强度、电阻率和磁阻。X射线衍射分析表明，Fe_（0.5）TiS_2化合物具有单斜晶体结构（空间群为I12/m ~ 1），这是由于Fe离子和空位在S-Ti-S三层间有序排列的结果。在低于1100摄氏度的温度下的热处理条件的变化不会导致有序-无序的转变内的子系统的嵌入的铁离子。结果表明，该化合物在低于Neel温度TN = 140 K时呈现反铁磁（AF）基态。在T < TN处施加磁场引起到铁磁（F）状态的变磁相变，这伴随着大的磁阻效应（高达27%）。在~ 100 K以下，场致AF-F相变是不可逆的。在低温下的亚稳态F状态的磁化反转伴随着大量的磁滞（~ 100 kOe），这是与铁离子的伊辛字符。
2012-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Stable ordered structures of binary technetium alloys from first principles
锝，43号元素，是唯一的放射性过渡金属。它在地球上自然存在，只有微量。因此，对其可能的化合物进行实验研究固有地困难和有限。据报道，一半的Tc-过渡金属系统（28个中的14个）是相分离的或缺乏实验数据。使用高通量的第一性原理计算，我们提出了一个全面的调查的二元合金的锝与过渡金属。计算预测了这14个二元系统中的9个系统的稳定有序结构。他们还预测了所有九个已知的化合物形成系统中的其他化合物，以及五个报告的无序\c{hi}或σ相系统中的两个。这些结果凸显了当前对锝合金知识的不完整性，应该指导实验研究以获得潜在化合物的准确结构信息，从而消除与此类工作相关的一些困难。
2013-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Accelerating Discovery of Vacancy Ordered 18-Valence Electron Half-Heusler Compounds: A Synergistic Approach of Machine Learning and Density Functional Theory
本研究结合机器学习与密度泛函理论，加速发现18价电子空位有序半-Heusler化合物，通过预测生成能并验证其半导体与热电性能，为降低热导率及提升热电优值提供新策略。
2023-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Unraveling the dominant phonon scattering mechanism in thermoelectric compound ZrNiSn
确定缺陷类型和浓度仍然是半导体材料科学的一大挑战。通过使用从头算热导率计算，我们发现，Ni/空位反位，而不是先前声称的Sn/Zr反位，是影响半Heusler化合物ZrNiSn的热输运的主要缺陷。我们的计算正确地预测了热导率与温度和浓度的依赖关系，与已发表的实验结果定量一致。此外，我们发现声子-反位散射率和声子频率的六次方之间的特征比例关系，我们提供了一个解析推导。这些结果表明，结合从头计算的热导率测量可以用来定量评估半导体中的缺陷类型和浓度。
2016-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxy of thin films of the Heusler compound Co2Cr0.6Fe0.4Al
用直流磁控溅射法制备了高自旋极化Heusler化合物Co_2Cr_（0.6）Fe_（0.4）Al的外延薄膜。XRD和TEM研究表明，在MgO（100）衬底上使用Fe缓冲层是如何在低沉积温度下支持高度有序的Co2Cr0.6Fe0.4Al的生长的。生长态样品显示出较大的有序磁矩，μ = 3.0 μ_B/f. u。提供了低水平紊乱的证据
2006-12-01 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
Understanding the role of defects in the lattice transport properties of half-Heusler compounds: a machine learning analysis
本文结合密度泛函理论与机器学习原子间势，研究TaFeSb中本征缺陷对声子谱和晶格热导率的影响，发现缺陷降低热导率并缩小带隙，使理论值与实验一致。
2024-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Large magnetoresistance in the magnetically ordered state as well as in the paramagnetic state near 300 K in an intermetallic compound,Gd7Rh3
本文报道了在150 K以下反铁磁有序化合物Gd_7 Rh_3的电阻率$ρ$在1.8-300 K温度区间内对高达140 kOe的磁场（H）的响应。我们发现，有一个不寻常的大的减少$ρ$的H值在室温附近的非特性的顺磁体，随着温度的降低而增加的磁阻的大小，好像自旋顺序的贡献$ρ$是温度依赖性的。此外，该化合物在相当高的温度下（高于77 K）的磁有序状态下，由于变磁转变表现出巨磁阻行为。
2004-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spontaneous formation of Frenkel defects in high-entropy-alloys-type compound
本研究通过分子动力学模拟揭示PbTe基高熵合金中铟的引入可促使弗伦克尔缺陷自发形成，且该过程主要受电荷而非阳离子尺寸影响，从而显著增强阳离子扩散，为开发自修复和高离子渗透性高熵合金提供了新见解。
2024-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Mesoscopic theory of defect ordering-disordering transitions in thin oxide films
功能材料中移动缺陷的有序化可以产生具有铁性和多铁性功能的新相。在这里，我们开发的朗道理论应变诱导有序的缺陷（如氧空位）在薄氧化膜，考虑到可能的不稳定性的顺序和波长。使用推导出的各种缺陷有序状态的能量的解析表达式，我们计算和分析了相图依赖于膜-衬底失配应变，缺陷的浓度，和Vegard系数。所获得的结果打开的可能性，以创建和控制有序缺陷的超结构在薄氧化物膜中选择适当的基板和缺陷浓度。
2020-12-08 cond-mat.mtrl-sci
The Electronic and Superconducting Properties of Oxygen-Ordered MgB2 compounds of the form Mg2B3Ox
结合Z衬度成像、电子能量损失谱（EELS）和第一性原理计算，研究了在多晶MgB 2（参考文献1）中观察到的Mg 2B 3 Ox纳米结构的可能候选物。计算了Mg 2B 3 O和Mg 2B 3 O2两种氧有序MgB 2化合物的电子结构、声子模和电子-声子耦合参数，并与MgB 2进行了比较.我们发现，两种Mg 2B 3 Ox结构的态密度显示出非常好的协议与EELS，表明它们是很好的候选人来解释所观察到的相干氧沉淀。氧的掺入降低了转变温度，并给出计算的TC值为18.3 K和1.6 K的Mg 2B 3 O和Mg 2B 3 O2，分别。
2004-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetic and Resonance Properties of the Compound (NH3)2(CH2)3CoCl4 - an Antiferromagnet with the Dzyaloshinskii Interaction
在0.5-50 K温度范围内研究了化合物（NH_3）_2（CH_2）_3CoCl_4的静态磁性和动态磁性。结果表明，在TN =2.05 K时，该化合物发生了向磁有序反铁磁态的转变。该化合物的一个显著特征是在向有序态转变时存在温度滞后（对应于一阶磁相变）和沿x轴的自发磁矩。测定了顺磁居里温度。在低于TN的温度下，研究了xy平面内AFMR谱的频场曲线。双轴原子力显微镜的主要磁性参数-低频间隙和有效磁各向异性场的值-被确定。
2006-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical behavior, bonding nature, and defect processes of Mo2ScAlC2: a new ordered MAX phase
在本研究中，我们采用密度泛函理论计算研究的力学行为，成键性质和缺陷过程的新的有序MAX相Mo 2ScAlC 2。用单晶弹性常数验证了该化合物的机械稳定性。新相Mo 2ScAlC 2预期倾向于沿晶体学b和c轴剪切，当合理的力施加到晶体学a轴时。在<001>单轴应力作用下，Mo 2ScAlC 2材料沿方向的压缩性较好。此外，体积变形应该是更容易在Mo 2ScAlC 2比在同构Mo 2 TiAlC 2。预测Mo 2ScAlC 2以脆性方式表现。由于其更高的德拜温度，Mo 2ScAlC 2预期比Mo 2 TiAlC 2更导热。与Mo 2 TiAlC 2相比，Mo 2ScAlC 2中的交叉滑移钉扎过程应该明显更容易。新的有序MAX相Mo 2ScAlC 2具有强共价键和金属键的混合特征，具有有限的离子性质。Mo 2ScAlC 2中的Mo-C和Mo-Al键比Mo 2 TiAlC 2中的Mo-C和Mo-Al键更共价。与Mo 2 TiAlC 2中的类似键Ti-C相比，Sc-C键的共价水平稍低。由于其降低的硬度，与Mo 2 TiAlC 2相比，Mo 2ScAlC 2应该更软并且更容易加工。新化合物的费米面拓扑结构主要是由于低色散的Mo 4d类带形成的。本征缺陷过程表明，在Mo 2ScAlC 2的辐射耐受性的水平是不高的其他MAX相，如Ti 3AlC 2。
2017-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Native point defects in $Ti_3GeC_2$ and $Ti_2GeC$
用密度泛函理论计算了MAX相$Ti_2GeC$和$Ti_3GeC_2$化合物中的本征点缺陷（空位、晶格和反位）的形成能。Ge空位的形成能为2.87 eV，是$Ti_2GeC$中最稳定的缺陷; C空位的形成能为2.47 eV，是$Ti_3GeC_2$中最稳定的缺陷。锗空位，特别是，被发现是强的声子散射中心，减少晶格贡献的热导率在$Ti_2GeC$。在这两种化合物中，所报道的高热导率和电导率归因于源自费米能级处的高态密度的电子贡献。
2019-04-08 cond-mat.mtrl-sci
High Thermoelectric Performance and Defect Energetics of Multi-pocketed Full-Heusler Compounds
采用第一性原理密度泛函方法研究了全Heusler化合物Sr $_{2}$ BiAu和Sr $_{2}$ SbAu的电子-声子相互作用和热电输运性质.我们的研究结果表明，在很宽的温度范围内的非本征体热电性能是物理上可能的，并指出存在的多重简并和高度分散的载流子口袋作为实现它的关键因素。Sr $_{2}$ BiAu，它具有10个能量对准的低有效质量口袋（6个沿$Γ-X$和4个在$L$），预计提供$n$型$zT=0.4-4.9$在$T=100-700$ ~K。与先前研究的Ba $_{2}$ BiAu化合物的比较表明，在Sr $_{2}$ BiAu中的额外的$L$ -口袋显著地增加了其低温功率因数，在$T=300$ ~K附近达到最大值$12$ ~mW~m $^{-1}$ ~K $^{-2}$。然而，在高温下，Sr $_{2}$ BiAu的功率因数下降到Ba $_{2}$ BiAu的功率因数以下，因为$L$态较重并且受到声子变形的强散射，而不是受偏振光散射限制的较轻的$Γ-X$态。预测Sr $_{2}$ SbAu在$T=750$ ~K下递送较低的$n$型$zT=3.4$，这是由于$L$和$Γ-X$载体袋之间的明显未对准、通常较重的散射和略高的晶格热导率。负责低晶格热导率的软声模式也增加了Heusler化合物的振动熵和高温稳定性，这表明它们的实验合成可能是可行的。占主导地位的本征缺陷被发现是A…
2020-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Stable ordered phases of cuprous iodide with complexes of copper vacancies
我们进行了详尽的理论研究的相图的铜-I二进制文件，专注于铜穷人的组合物，相关的p型透明导电。我们发现，相邻的铜空位之间的相互作用是稳定的非化学计量的锌相的决定因素。这种相互作用导致缺陷复合物，其中Cu空位优先沿[100]晶体学方向排列。事实证明，这些缺陷复合物对空穴电导率有重要影响，因为它们导致分散的导电$p$ -状态，其延伸到费米能级以上约0.8 eV。此外，我们观察到的电子态密度的特征峰，这可以提供这种类型的缺陷复合物的实验签名。
2020-09-14 cond-mat.mtrl-sci
The thermodynamic trends of intrinsic defects in primary halide perovskites: A first-principles study
卤化物钙钛矿中的缺陷在决定所得光电子器件的效率和稳定性方面起着至关重要的作用。在这里，我们提出了一个系统的研究本征点缺陷在六个主要的金属卤化物钙钛矿，MAPbI $_3$，MAPbBr $_3$，MAPbCl $_3$，FAPbI $_3$，CsPbI $_3$和MASnI $_3$，使用密度泛函理论计算与SCAN+ rVV 10功能。我们分析了改变阴离子和阳离子对缺陷形成能和电荷态跃迁水平的影响，并确定了所观察到的趋势的物理根源。碘化铅化合物中的主要缺陷是A $^+$阳离子材料（A = Cs，MA，FA），由I $^-$材料或铅$({2-})$空位进行电荷补偿。在溴化铅和氯化铅化合物中，卤化物空位变得相对更突出，并且对于MAPbBr $_3$，Pb $^{2+}$间隙也变得重要。这种趋势可以用阳离子和阴离子置换后静电相互作用和化学键的变化来解释。MASnI $_3$中的缺陷物理学主要由锡$({2-})$空位主导，并受到锡钙钛矿的容易氧化的促进。实际上，除了MASnI $_3$是强p掺杂的之外，所有化合物都是轻度p掺杂的。由六种钙钛矿中的缺陷产生的所有受主能级都是浅的。一些缺陷，特别是卤化物空位和Pb或Sn杂质，产生深施主陷阱。虽然这些陷阱可能会阻碍MAPbBr $_3$和MAPbCl $_3$的电子行为，但在碘基钙钛矿中，它们的平衡浓度太小而不会影响材料的性质。
2021-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Self-assembly of active core corona particles into highly ordered and self-healing structures
高度有序结构的形成通常需要克服一个大大超出热力学涨落能力的高自由能势垒，使得系统容易陷入具有许多缺陷的状态，并且其退火过程通常发生在无法达到的长时间尺度上。在这里，我们报告了一个有趣的例子，理论上，活性核心电晕粒子可以成功地自组装成一个大规模的和高度有序的条纹或三聚体晶格，这是很难实现在非驱动平衡系统。此外，这种活性诱导的有序结构显示了一种有趣的缺陷自修复特性。此外，存在最有利地增强有序自组装结构的形成的最佳活性水平。由于核心电晕粒子在实际中作为自组装的重要单元，我们相信我们的研究为高度有序的材料开辟了一个新的设计策略。
2019-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization reversal in the orthovanadate RVO3 compounds (R = La, Nd, Sm, Gd, Er and Y): Inhomogeneities caused by defects in the orbital sector of quasi-one-dimensional orbital systems
我们报告的各种RVO 3单晶样品（R = La，Nd，Sm，Gd，Er和Y），显示温度诱导的磁化反转的研究。对于轻稀土（R = La、Nd和Sm）化合物，在ab平面和沿c轴方向施加磁场时，可以观察到磁化反转;而对于重稀土（R = Gd、Er）化合物，只有沿a轴方向施加磁场时，才能观察到磁化反转。YVO 3在适当的外加磁场下沿所有的主晶轴都有磁化反转。我们已经发现，一些化合物是非常敏感的小陷阱领域目前在超导螺线管的磁强计在冷却过程中。基于观测结果，我们认为，在准一维轨道系统中的轨道扇区中的缺陷引起的不均匀性可以解释不寻常的磁化反转。
2007-02-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous behavior of native point defects in C2-ordered antiferromagnet $α$-MnO$_2$
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Bhabha Atomic Research Centre（巴哈原子研究中心）
本研究采用密度泛函方法结合BSE@G₀W₀计算，探究C2型反铁磁α-MnO₂本征点缺陷的结构、电子、磁学及光学性质，明确缺陷的竞争关系与光学响应特征，为其可控掺杂及性能优化提供理论依据。
2026-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Spin-induced symmetry breaking in orbitally ordered NiCr_2O_4 and CuCr_2O_4
在室温下，由于四面体Ni $^{2+}$（$t_2^4$）和Cu $^{2+}$（$t_2^5$）的轨道简并性驱动的Jahn-Teller协同有序，正常氧化物尖晶石NiCr_2O_4和CuCr_2O_4发生四方畸变，并在I4_1/amd空间群中结晶。在冷却过程中，这些化合物发生磁有序转变，NiCr_2O_4的磁相互作用受到一定程度的抑制，而CuCr_2O_4的磁相互作用没有受到抑制。我们采用变温高分辨率同步辐射X射线粉末衍射，以建立在磁有序温度有进一步的结构变化，这导致两种化合物扭曲到正交结构与Fddd空间群一致。NiCr_2O_4在较低的转变温度（$T$ = 30 K）下表现出额外的畸变，可能属于同一空间群。这些化合物的结构转变主要涉及NiO_4和CuO_4四面体的变化。
2012-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Characterization of rattling in relation to thermal conductivity: ordered half-Heusler semiconductors
影响半导体热导率的因素是一个非常有科学意义的话题，特别是在热电方面。关键的发展是声子玻璃电子晶体（PGEC）的概念和实现这一目标的相关想法。我们使用第一性原理声子和热导率的计算，以探讨的概念，摇铃的化学计量有序的半Heusler化合物。这些化合物可以看作是填充的锌掺杂材料，如果填充原子是弱键合的，则可以看作是一个填充原子。我们使用两个简单的指标，一个与频率相关，另一个与键挫折和非和谐性相关。我们发现，这两种措施与热导率。这表明两者都可以用于筛选低导热性的材料。
2020-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Raman scattering of the ordered tetrahedral spin-1/2 clusters in Cu_2Te_2O_5(Br_(1-x)Cl_x)_2 compounds
本文用四面体铜团簇的二聚自旋模型分析了Cu_2Te_2O_5（Br_（1-x）Cl_x）_2化合物反铁磁相的Raman光散射实验。结果表明，在纯Br系统的纵向磁激发杂交与本地化的单重态激发由于存在的Dzyaloshinskiii-Moriya各向异性项。当Br的一部分被Cl离子取代时，所观察到的磁散射强度的急剧变化，提出是由磁序参量的变化引起的。当组成x大于约0.25时，两对自旋-1/2级中的自旋彼此垂直，而不是彼此平行/反平行。
2003-09-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermodynamic model of solute site preferences in ordered alloys
基于质量作用定律的热力学模型被用来计算元素点缺陷的浓度，并确定有序合金中溶质原子的位置偏好。的晶格空位，反位原子和主机的晶体形成平衡缺陷的组合枚举CsCl（B2）和Ni 2Al 3结构。对于氯化铯，除了两个替代网站，扭曲四面体间隙网站被认为是。对于Ni_2Al_3，考虑了Ni位、两个不同的Al位和一个空位的间位型Ni位。导出了适用于任何晶体结构的元素缺陷浓度之间的约束方程。所选缺陷的浓度可以使用约束方程结合缺陷组合的质量作用方程来求解。该方法直接导致缺陷的浓度，而不需要评估成分依赖的化学势，从而导致更透明的形式主义。该模型被用来探讨稀三元溶质原子的位置偏好现象。研究结果与仅限于替代部位的既往治疗一致。通过代数分析和数值模拟，得到了非化学计量比化合物中溶质S位置偏好随温度和组成变化的一般规律：（1）溶质S倾向于占据元素中有缺陷的取代位置; (2)如果S在A位和B位上的能量差非常正或非常负，则S将独占B位或A位，与成分无关。如果位能差是中等的，则溶质将随着组成的变化从一个位切换到另一个位。(3)溶质具有占据间隙或空晶格位点的趋势，其中最大位点分数接近化学计量组成。
2015-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Defect energy formalism for CALPHAD thermodynamics of dilute point defects: Theory
本文提出 Defect Energy Formalism（DEF），通过绝对缺陷能量与 Gibbs 能参数的显式联系，克服 CALPHAD 中 CEF 的复杂性与拟合需求，实现稀有缺陷的第一性原理热力学建模。
2024-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Impurity diffusion in highly-ordered intermetallic compounds studied by nuclear quadrupole interactions
杂质原子的扩散取决于所占据的子晶格、主动扩散机制和到邻近位置的跳跃频率。在过去的十年里，γ射线微扰角关联（PAC）方法已被应用于通过测量111 In/Cd探针原子核上的核四极相互作用（NQI）来研究杂质扩散。已经对具有L12晶体结构的高度有序化合物进行了广泛的测量，包括In 3R、Sn 3R、Ga 3R、Al 3R和Pd 3R（R=稀土元素）相。在高温下的热平衡测量服务，以确定111 In母探针原子的晶格位置，通过特征NQI，并测量111 Cd子探针原子的扩散跳跃频率，通过弛豫的NQI。本文总结了跳频测量的结果，并将其与传统的扩散率。... 2009年提出了扩散机制的变化来解释In 3R相的跳频系统学。另一种解释是提出了在本文件的基础上的网站偏好的111镉子探针新观察到的平行Pd 3R系列。扩散率可以表示为跳跃频率的乘积，例如在这些研究中测量的跳跃频率和取决于扩散机制的扩散相关因子。可以使用最初针对金属提出的五频率模型来为感兴趣的L12结构和扩散子晶格建模相关因子。虽然相关因子是杂质扩散的重要参数，但它从未被测量过。有人建议，相关因子的值可以通过结合跳频测量的结果，如目前的扩散率测量为相同的主机杂质系统，可以确定可行。
2014-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Controlling bulk conductivity in topological insulators: Key role of anti-site defects
二元Bi-chalchogenides，Bi 2 CH 3，被广泛认为是最近发现的新形式量子物质，三维拓扑绝缘体（TI）[1-4]的模型例子。这些化合物具有单一的自旋螺旋表面态，由于时间反演对称性，该表面态保证是金属的，并且应该是实现TI的自旋电子和量子计算应用的理想材料[5]。然而，迄今为止合成的绝大多数此类化合物根本不是绝缘体，而是具有有害的金属体电导率[2，3]。这通常被认为是由于缺陷的无意掺杂造成的，尽管对不同化合物的缺陷性质以及使其有害作用最小化的策略知之甚少。在这里，我们提出了一个全面调查的缺陷景观的双硫族TI的第一性原理计算。我们发现，本征缺陷形成的能量在Te和Se的含TI的根本差异，使整个三元Bi-Te-Se合金系统的导电性的精确控制。从一个系统的角度分辨光电发射（ARPES）的调查，这样的三元合金，结合体传输测量，我们证明，这种方法可以用来实现真正的拓扑绝缘体，只有一个单一的狄拉克锥表面状态相交的化学势。我们的微观计算揭示了实现这一目标的反位缺陷的关键作用，并预测最佳的生长条件，以实现最大电阻三元TI。
2012-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Design of magnetic materials: Co$_2$Cr$_{1-x}$Fe$_{x}$Al
对掺杂Heusler化合物Co、$_2$、Cr、$_{1-x}$、Fe、$_{x}$、Al进行了实验和理论研究。使用不同类型的能带结构计算来计算有序掺杂的Heusler化合物Co $_2$ Cr $_{1-x}$ Fe $_{x}$ Al（$x=n/4, n=0,1,2,3,4)$）的电子结构。有序的化合物原来是铁磁性的小Al磁矩被对齐反平行的3d过渡金属的时刻。所有化合物在少数带的费米能级附近都存在能隙。纯化合物表现出间接的少数间隙，而有序的，掺杂的化合物表现出直接的间隙。在纯化合物和$x=0.4$合金的Co、Fe和Cr的$L_{2,3}$边缘处测量X射线吸收光谱中的磁性圆二色性（MCD），以确定元素比磁矩。计算和测量表明，随着铁含量的增加，磁矩增加。实验观察到的Cr的磁矩的减少可以解释由Co-Cr位无序。Co $_2$ CrAl少数带隙的存在可归因于$L2_1$结构中纯Co $_2$和混合CrAl（001）面的出现。它被保留在结构与不同的顺序的CrAl平面，但消失在$X$ -结构与交替的CoCr和CoAl平面。
2005-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Neutron diffraction studies and the magnetism of an ordered perovskite: Ba2CoTeO6
合成了复合钙钛矿Ba 2CoTeO 6（BCTO），并利用X射线衍射、中子粉末衍射、电子显微镜、介电、量热和磁性测量等手段研究了其晶体结构和磁性。结果表明，该化合物在室温下为6L-三角钙钛矿结构，空间群为P-3 m（N164）（a= 5.7996（1）<$，c=14.2658（3）<$）。该结构包括面共享八面体的二聚体以及与它们的邻居仅共享顶点的八面体。从中子衍射和磁性研究中已经发现了长程反铁磁有序态。磁衍射峰登记低于约15 K的磁性转变，并提出了一个可能的模型的磁性结构。讨论了该化合物的结构和磁性特征，并与其他具有钙钛矿结构的钴基四元氧化物进行了比较。
2010-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Unusual strong ferromagnetism in site-ordered cubic Laves phase compound LuInCo$_4$ with Co-pyrochlore lattice
Kyoto University（京都大学）；Doshisha University（同志社大学）
本研究首次合成具有Co-烧绿石亚晶格的立方Laves相化合物LuInCo$_4$单晶，发现其在306K发生强铁磁转变，DFT计算揭示Co-3d平带诱导自旋极化，证明其是一种新型异常的巡游电子铁磁体。
2024-08-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coherent phonon motions and ordered vacancy compound mediated quantum path interference in Cu-poor CuIn$_{x}$Ga$_{(1-x)}$Se$_2$ (CIGS) with attosecond transient absorption
本文利用阿秒瞬态吸收光谱在贫铜 CIGS 中观测到黄铜矿相与有序空位化合物相的相干声子运动及量子路径干涉，分离了电子与空穴冷却时间，为飞秒尺度光伏量子相干计量开辟可能。
2025-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Identifying Independent Components and Internal Process Order Parameters in Nonequilibrium Multicomponent Nonstoichiometric Compounds
本文提出一种通用线性代数方法，将非定比化合物的亚晶格位点分数转化为独立组分成分与内部过程序参量，以描述内部反应程度，并应用于高熵氧化物等多组分体系的热力学数据库构建及非平衡动力学模拟。
2025-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Effect of A-site ionic radius on metamagnetic transition in charge ordered $Sm_{0.5}(Ca_{0.5-y}Sr_{y})MnO_3$ compounds
我们研究了多晶$Sm_{0.5}(Ca_{0.5-y}Sr_{y})MnO_3$ $(y = 0, 0.1, 0.2, 0.25, 0.3, 0.5)$化合物的等温磁化强度和电阻率的超锐跳变。临界场$(H_{cr})$随Sr浓度的增加而减小，即随A位离子平均半径$\langle r_A\rangle$的增加而减小。磁输运数据表明，相分离随着$\langle r_A\rangle$的增加而增加，即随着$y$的增加而增加。$H_{cr}$与磁场扫描速率的关系表明，从反铁磁（AFM）态到铁磁（FM）态的超锐跃迁本质上是马氏体的。我们的双带双交换模型的哈密顿计算表明，'Sr'掺杂诱导的铁磁集团在反铁磁绝缘相，并反过来降低了临界场。最后，我们提出了从我们的实验和理论研究相结合的唯象图像。
2019-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Defects-driven appearance of half-metallic ferrimagnetism in Co-Mn--based Heusler alloys
含有Co和Mn的半金属铁磁全赫斯勒合金，具有式Co $_2$ MnZ，其中Z为sp元素，由于其稳定的铁磁性和它们所呈现的高居里温度，是研究最多的赫斯勒合金之一。使用国家的最先进的电子结构计算，我们表明，当Mn原子迁移到网站所占据的完美的合金由Co，这些Mn原子的自旋矩反平行于其他过渡金属原子。亚铁磁性化合物，这是从这个过程中产生的，保持了母体化合物的半金属特性和Mn杂质原子的大交换分裂只轻微地影响少数自旋带中的间隙的宽度。[Co $_{1-x}$ Mn $_x$ ] $_2$ MnSi的情况特别令人感兴趣，因为已知Mn $_3$ Si以Co $_2$ MnZ化合物的Heusler $L2_1$晶格结构结晶。坚固的半金属亚铁磁体对于实际应用是高度期望的，因为它们由于相对于它们的铁磁对应物产生的较低的外部磁场而导致较小的能量损失。
2007-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Magnetically ordered state at correlated oxide interfaces: the role of random oxygen defects
使用一个有效的一个带哈伯德模型与无序，我们认为相关的氧化物界面的磁性状态，其中有效的空穴自掺杂和磁有序状态出现由于电子和离子重建。利用相干势近似，分析了随机氧空位对二维磁性的影响。我们发现，随机空位增强铁磁有序状态，并稳定一个强大的磁化强度高于约c=0.1的临界空位浓度。在强关联制度，我们也得到了一个非单调增加的磁化后，空位浓度的增加和磁矩的大幅增加，这可以实现在氧还原高Tc铜酸盐接口。
2012-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hidden ordered compound-layer and its tailoring of the electronic/optical property in Ge2Sb2SexTe5-x alloys
School of Materials Science and Engineering, Beihang University（北京航空航天大学材料科学与工程学院）
通过原子模拟发现Ge2Sb2SexTe5-x合金中形成SeTe2或Se2Te化学计量比的层内化合物结构，而非之前认为的纯元素分层模型，该结构增强了热稳定性、降低了光学损耗，并解释了其优越的光学性能。
2026-07-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Sulfur and sulfur-oxide compounds as potential optically active defects on SWCNTs
Department of Electrical and Computer Engineering, Boston University（波士顿大学电气与计算机工程系）；Department of Chemistry, Boston University（波士顿大学化学系）；Center for Nanoscale Materials, Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室纳米材料中心）；Consortium for Advanced Science and Engineering, University of Chicago（芝加哥大学先进科学与工程联盟）；Materials Science and NanoEngineering, Rice University（莱斯大学材料科学与纳米工程）；Northwestern Argonne Institute of Science and Engineering（西北-阿贡科学与工程研究所）；Materials Science Division, Boston University（波士顿大学材料科学部）；Department of Physics, Boston University（波士顿大学物理系）
本研究发现硫氧化物化合物可作为（6,5）SWCNT的新型光学活性掺杂剂，通过共价缺陷调控其电子特性。
2025-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Amorphous intergranular films act as ultra-efficient point defect sinks during collision cascades
采用原子模拟方法研究了界面结构对残余辐射损伤的影响。具体而言，有序的晶界相比，无序的非晶间膜，研究界面厚度和自由体积如何影响点缺陷复合。模拟了由中子轰击引起的碰撞级联，分析了剩余点缺陷布居随边界类型和初始撞击原子能量的变化。虽然有序的晶界容易吸收杂质，但这些界面是无效的空位汇。或者，非晶晶间膜作为超高效，无偏缺陷汇，提供了一个路径的辐射耐受材料的创建。
2015-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase separation in ion-irradiated compound semiconductors: an alternate route to ordered nano-structures
近年来，在正入射离子辐照下，在二元或杂质掺杂的目标上观察到高度有序的自组织纳米结构的六边形阵列，这一现象引起了人们的兴趣，这是一种高通量、低成本制造纳米器件或纳米结构涂层的潜在途径。这些结构目前突出的解释是由布拉德利和希普曼发现的离子侵蚀驱动的形态不稳定性，然而，最近通过分子动力学模拟的参数估计表明，这种侵蚀不稳定性可能不是积极的代表性镓锑系统中首次观察到的六方结构。实验和数值证据表明，在离子辐照的化合物相分离的可能的重要性，我们在这里概括的布拉德利-希普曼理论，包括离子辅助相分离的效果。由此产生的系统承认一个化学驱动的有限波长的不稳定性，可以解释所观察到的图案的顺序，即使当侵蚀布拉德利-希普曼不稳定性，并在相关的简化限制，提供了一个直观的不稳定性标准，同意定性与实验观察图案波长。最后，我们确定了一个特征实验签名，区分化学和形态不稳定性，并强调需要具体的额外实验数据的GaSb系统。
2013-08-08 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Optoelectronic and Transport Properties of Vacancy Ordered Double Perovskite Halides: A First-principles Study
本研究利用第一性原理计算系统分析了空位有序双钙钛矿卤化物的稳定性、光电与输运性质，发现14种稳定和1种亚稳态化合物，其中6种具有理想带隙和高光学吸收，并揭示了极性光学声子散射对迁移率的限制机制，为设计无铅光电材料提供了重要指导。
2023-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Spin glass state in layered compound MnSb2Te4
作为MnBi_2Te_4的姊妹化合物和同构化合物，高质量的MnSb_2Te_4单晶是通过固相反应生长的，由于其热亚稳性，长时间的退火和窄的温度窗口起着关键作用。对MnSb_2Te_4单晶的X射线衍射分析表明，与MnBi_2Te_4相比，在Mn（3a）位上有28.9（7）%的Sb反位缺陷，在Sb（6c）位上有19.3（6）%的Mn反位缺陷。与反铁磁（AFM）性质不同，MnSb_2 Te_4在低于24 K时表现出自旋玻璃（SG）态，同时存在磁性和反铁磁竞争。通过直流和交流磁化强度测量，详细研究了其磁滞、各向异性和弛豫过程。此外，反常的霍尔效应作为一个p型导体被证明通过传输测量。这项工作授予MnSb 2 Te 4一个可能的访问到未来的探索奇异的量子物理通过消除奇数/偶数层数量的限制，在本征AFM MnBi 2 Te 4-家庭材料作为其磁性和潜在的拓扑结构之间的交叉在Sb-Te层。
2021-04-02 cond-mat.mtrl-sci
New Buckled Honeycomb Lattice Compound Sr3CaOs2O9 Exhibiting Antiferromagnetism above Room Temperature
报道了一种新的2：1有序三重钙钛矿结构Sr 3CaOs 2 O 9的合成、晶体结构和磁性。该化合物在P21/c空间群中结晶，并具有独特的锇屈曲蜂窝晶格。它具有长程反铁磁有序与高尼尔温度为385 K的磁化率，热容量和中子衍射测量证实，是电绝缘的。该化合物也是2：1有序锇酸盐钙钛矿的第一个例子。理论研究表明，Sr 3CaOs 2 O 9具有相当大的反铁磁交换之间的褶皱平面导致高TN。在比较中阐明了已知化合物Sr_3CaRu_2O_9的磁性。在TN = 200 K以下，出现反铁磁有序。
2022-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Defects and Phase Formation in Non-Stoichiometric LaFeO$_3$: a Combined Theoretical and Experimental Study
钙钛矿化合物的缺陷化学与过渡金属离子的化学计量和价态直接相关。缺陷工程已经变得越来越受欢迎，因为它提供了影响钙钛矿的催化性能的可能性，用于能量存储和转换装置，如固体氧化物燃料和电解槽电池。LaFeO $_3$（LFO）可以被认为是催化活性钙钛矿家族的基础化合物La $_{1-x}$ A $_x$ Fe $_{1-y}$ B $_y$ O $_{3-δ}$，其缺陷化学以及电子和离子电导率可以通过阳离子位点上的取代来调节。结合理论和实验的方法，我们探讨了A位空位工程的适用性，即通过合成La缺陷LFO来主动操纵Fe的价态和点缺陷浓度的可行性。通过第一性原理DFT+U计算确定了点缺陷的形成能和浓度随加工条件的变化。基于这些结果，不能通过在固态加工路线中提供氧化前体化合物（Fe $_2$ O $_3$和La $_2$ O $_3$）的富或贫条件来预期与化学计量LFO的显著组成偏差。在实验部分中，合成具有靶向La位点缺陷的LFO。我们通过X射线衍射和扫描电子显微镜，（扫描）透射电子显微镜结合能量色散X射线光谱，和电子能量损失谱分析所得到的相。代替La/Fe比的变化，观察到两相Fe $_2$ O $_3$和LFO的混合物，导致Fe的不变电荷状态，与理论结果一致。我们讨论了我们的研究结果与部分不同的假设，在以前的研究中，这个材料系统。
2021-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Multiferroicity with high-Tc in ceramics of the YBaCuFeO5 ordered perovskite
在YBaCuFeO 5陶瓷中，一种有序钙钛矿结构的化合物，在无公度到公度反铁磁相变（TN 2 =230 K）附近发现了介电异常。低于TN 2的电极化的强度的存在表明磁致电荷极化效应，这也通过其低于TN 2的强磁场依赖性来证实。因此，磁介电效应的TN2附近的峰指示自旋重取向转变附近的磁介电磁化率的最大值。考虑到大量的磁性化合物的结构来源于钙钛矿，这些结果可能开辟了一条道路，走向控制电极化的强度接近室温。
2009-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetic measures of purity for MnBi$_2$Te$_4$
本征反铁磁拓扑绝缘体MnBi $_2$ Te $_4$（MBT）最近引起了极大的关注。对这种层状范德华键合化合物的兴奋源于它拥有许多奇异拓扑量子态的潜力。例如，量子反常霍尔态的奇数层化合物和轴子绝缘体状态的偶数层化合物的预测。不幸的是，这些现象的实现受到实验挑战的阻碍，例如负电荷载流子的存在，即，电子掺杂，这与锰和铋子晶格中的反位缺陷有关。基于高层次的扩散蒙特卡罗（DMC）和DMC调整的DFT+U计算，我们提供了基准质量的结果为体锰磁化以及锰$_{Bi}$和Bi $_{Mn}$缺陷。我们使用这些信息来完善和扩展模型，估计反位缺陷浓度在实际的MBT样品结合磁化率和中间场磁化测量的数据时。我们的模型进行了验证，通过有利的比较与以前的实验研究，获得了磁性和占位数据。然后，我们将我们的估计扩展到一个更大的先验样本集，以确定一个可能的低缺陷密度区域，该区域在合成中尚未达到。我们预计我们的理论为基础的磁性纯度的措施，可用作优化周期中的最小化目标，需要合成MBT样品具有低反位缺陷浓度和更可重复的拓扑性质。
2022-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Changes in charge density vs changes in formal oxidation states: The case of Sn halide perovskites and their ordered vacancy analogues
通过掺杂、缺陷形成或门控使固体中的费米能移位通常导致电荷密度分布的变化，这反映了固体中的键合图案适应这种外部扰动的能力。在离子极限下，这种变化由形式氧化态（FOS）描述，由此假定单个原子类型吸收整个化合物的扰动（电荷变化）的全部负担。在该图中，当太阳能吸收剂CsSnI3失去50%的Sn原子从而形成有序空位化合物Cs2SnI6时，Sn被认为从Sn2+变为Sn4+。实际上，电荷再分配更为复杂。为了了解这两个基团的电子性质，并测量核上s电子电荷的趋势，我们研究了113/216化合物对CsSnCl 3/Cs2SnCl 6; CsSnBr 3/Cs2SnBr 6和CsSnI 3/Cs2SnI 6。我们已经计算了这三种化合物对的电子结构，并在假设的立方结构中补充了CsSnF3/Cs2SnF6，以完成化学趋势。这些材料也被合成的化学路线，并通过X射线衍射，穆斯堡尔谱和K边X射线吸收谱表征。我们发现，在从113到216有一个减少的S电荷Sn，在协议的FOS图片。然而，在同一时间，我们观察到的p电荷的增加，通过下移，否则未占用的p级，效果往往会补充大部分丢失的s电荷。这种效应在理论上被解释为一种自我调节反应[H. Raebiger，S. Lany和A. Zunger，Nature 453，763（2008）]，由此系统再杂交以最小化由空位形成产生的电荷扰动的影响。我们的工作阐明了FOS和电荷转移之间…
2017-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of positive magnetoresistance following a magnetic-field-induced ferromagnetic transition in an intermetallic compound, Tb5Si3
我们报道了金属间化合物Tb5Si3在磁有序态（<69 K）中存在场致铁磁相变，并且在1.8 K（60 kOe附近）明显为一级相变，而在20 K附近变为二级相变。我们强调的发现是，电阻率突然变得大的高场状态后，这种转变，这是观察到在整个温度范围内的磁有序状态。基于磁场的应用应当由于自旋的对准而有利于低电阻状态，在变磁过渡场处的“正”磁阻（低于100 kOe）的这种增强是出乎意料的。
2009-02-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ordered Bose Glass of Vortices in Superconducting YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-δ}$ Thin Films with a Periodic Pin Lattice Created by Focused Helium Ion Irradiation
$_{2}$-$_{7-δ}$（YBCO）薄膜的富缺陷形貌导致了Abrikosov涡旋的玻璃状排列，这导致电阻在电流密度消失时消失。这种涡旋玻璃由纠缠的涡旋线，并确定了电压-电流等温线的特征标度。随机分布的柱状缺陷使涡旋线分层，并导致玻色玻璃。在这里，我们报告的观察有序玻色玻璃在YBCO薄膜与六角形阵列的柱状缺陷与30 nm的间距。在氦离子显微镜中，通过30 keV He $^+$离子的聚焦束来设计周期性钉扎景观。
2022-10-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.app-ph
Half-Heusler TiXSn (X=Pd, Pt and Ni): electronic, vibrational, and defect properties from first-principles calculations
本文利用第一性原理计算系统比较TiXSn（X=Ni、Pd、Pt）的带隙、有效质量、声子LO-TO劈裂及缺陷形成能，揭示三者热电输运与结构稳定性差异。
2024-10-28 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
An ordered stack of spin valves in a layered magnetoresistive perovskite
层状化合物La_（2 - 2）Sr_（1 + 2）Mn_（2 O_7）（x=0.3）是由双层金属MnO_2片组成，中间用绝缘材料隔开。该化合物在远低于三维磁有序温度TC=90 K的温度下表现出显着的各向异性磁电阻，除了TC周围的庞磁电阻。我们目前的中子衍射数据表明，这种材料的磁性结构的开关从反铁磁堆叠（铁磁有序）片在零场铁磁堆叠在1.5特斯拉的字段。这些数据是第一次收集到的任何锰氧化物作为一个功能的应用领域，正是因为磁电阻数据本身的收集。他们提供了一个自然的解释，低场磁电阻在有序相的自旋极化的磁性层之间的隧道效应，并建议该材料是一个散装堆栈的自旋阀设备。
1998-10-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Simulation of the growth kinetics in group IV compound semiconductors
我们提出了一种随机模拟方法，旨在研究在原子分辨率的sp3型键合对称性的化合物的生长动力学。针对3C-SiC材料的特定情况，讨论了形式化和实施细节。我们的数值工具的一个关键特征是能够模拟点状和扩展缺陷的演化，而原子动力学严重依赖于与工艺相关的参数。特别地，模拟可以描述晶体的表面状态和作为初始衬底条件和模拟参数的校准的函数的缺陷的产生/演变。我们表明，定量预测的微观结构演变的研究系统可以很容易地与实际加工样品的结构表征。
2020-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optimum inhomogeneity of local lattice distortions in La2CuO4+y
从硅到过渡金属氧化物的材料中的电子功能在很大程度上受缺陷及其相对排列的控制。突出的例子是铜的氧化物，其中缺陷顺序与它们的高超导转变温度相关。即使在“最佳”超导样品中，氧缺陷序也可能是高度不均匀的，这就提出了样品区域的性质问题，在这些区域中，氧缺陷序不存在，但仍然形成了将有序区域结合在一起的“胶水”。在这里，我们使用扫描X射线显微衍射（光束直径为300 nm）表明，对于La2CuO4+y，“胶水”区域包含不相称的调制局部晶格畸变，其空间范围是最明显的最好的超导样品。对于一个欠掺杂的单晶与移动的氧原子在间隔层La2O2+y层插入之间的CuO 2层，无公度调制的局部晶格畸变形成液滴的有序的氧原子，其空间范围是最明显的最好的超导样品。因此，在这种最简单的高温超导体中，存在不是一个而是两个有序缺陷网络，它们可以被调整以实现最佳的超导性。对于一个给定的化学计量，最高的转变温度时，获得有序的氧和晶格缺陷形成分形图案，而不是出现在孤立的斑点。我们推测，材料的复杂性和超导转变温度Tc之间的关系实际上是由Tc和有序的缺陷网络的材料支持的分布之间的基本关系。
2012-08-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.chem-ph
