Strain-driven superplasticity and modulation of electronic properties of ultrathin tin (II) oxide: A first-principles study
二维层状氧化锡（SnO）最近已成为薄膜晶体管和互补金属氧化物半导体器件的有前途的双极沟道材料。在这项工作中，我们提出了一个第一性原理调查的机械性能的SnO，以及电子的影响拉伸应变（$ε$）在单轴和双轴条件下。体到单层过渡被发现显着降低的杨氏模量和剪切模量的SnO，突出层间Sn-Sn键在保持结构完整性的重要性。前所未有的，少层氧化锡表现出超塑性单轴变形条件下，与单分子层的临界应变高达74%的故障。这种超塑性行为归因于超过$ε$ = 14%的三配位中间体（这里称为h-SnO）的形成，其类似于具有相对大的功函数和宽的间接带隙的部分恢复的正交相。广泛的结构范围内的氧化锡（II）强烈的各向异性的机械载荷下，通过应变工程实现新型的混合纳米结构的SnO表明有趣的可能性。本研究报告的发现揭示了对氧化锡（II）的机械行为和应变驱动电子特性的基本见解，为开发具有新的非传统功能的SnO基纳米电子器件开辟了令人兴奋的途径。
2019-11-11 cond-mat.mtrl-sci
The Adsorption of H2O on TiO2 and SnO2(110) Studied by First-Principles Calculations
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算和赝势方法研究了H $_2$ O在TiO $_2$和SnO $_2$（110）表面的吸附能.对具有周期边界条件的平板系统进行了原子位置的全松弛，研究了全覆盖和半覆盖的情况。分子和解离（H $_2$ O $\rightarrow$ OH $^-$ + H $^+$）的吸附处理，并津贴是由松弛的吸附物种的不对称配置。发现TiO $_2$和SnO $_2$的非对称解离构型是最稳定的。对称的分子吸附的配置是不稳定的对称性降低，并从完全解离的配置分开，最多一个非常小的能量障碍。计算的TiO $_2$和SnO $_2$的解离吸附能与热脱附实验的结果符合较好。计算的总的和局部的电子态密度的解离和分子吸附的配置和它们与实验UPS光谱的关系进行了讨论。
1995-08-24 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
Predicting core-level X-ray photoemission spectra of oxide surfaces from first principles -- a case study for SnO$_2$
Imperial College London（帝国理工学院）；University College London（伦敦大学学院）；University of Tartu（塔尔图大学）
本文基于Z+1方法的第一性原理方法预测氧化物表面的XPS光谱，以SnO2(110)表面为例，计算了不同表面（化学计量、空位、吸附OH和O2）的O 1s结合能，预测光谱与实验吻合。
2026-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Pathway to oxide photovoltaics via band-structure engineering of SnO
将目前的光伏技术规模扩大到太瓦级的前景仍然不确定。全氧化物光致发光技术可以开辟快速可扩展的制造路线，如果只有氧化物材料具有合适的电子和光学性能的开发。一种潜在的候选材料是一氧化锡（SnO），其在氧化物中具有特殊的掺杂和传输特性，但由于其强间接带隙而具有低吸附系数。在这里，我们通过与二价阳离子（Mg、Ca、Sr、Zn）的等价但异质合金化的能带结构工程来解决SnO的这个缺点。使用第一性原理计算，我们表明，合适的带隙和光学性能接近的直接带隙半导体是可以实现的，在这样的SnO基合金。由于SnO的缺陷容忍电子结构，在合金中保留了分散的能带结构特征和相对小的有效质量。溅射法制备的Sn 1-xZnxO薄膜的晶体结构和光学性质与理论预测一致，证实了合金化方法的可行性。因此，这项工作的影响是重要的，不仅太瓦级的photopolics，但也为其他大规模的能源技术，其中需要具有高品质的电子性能的缺陷容忍半导体。
2016-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Experimental TDPAC and Theoretical DFT Study of Structural, Electronic, and Hyperfine Properties in ($^{111}$In-->) $^{111}$Cd-Doped SnO$_2$ Semiconductor: Ab Initio Modeling of the Electron-Capture-Decay After-Effects Phenomenon
在本文中，我们研究了在超低浓度的Cd掺杂在SnO $_2$的效果，通过测量的电四极超精细相互作用的温度依赖性的实验，与时间微分扰动角相关（TDPAC）光谱使用$^{111}$镉作为探针核，并在理论上，通过执行第一性原理计算的基础上密度泛函理论。TDPAC光谱成功地分析了与时间相关的开关模型的扰动因子。这些结果表明，结合动态加静态的相互作用，其电场梯度在这个模型中与不同的稳定的电子配置接近的镉原子。然后，动态机制起源于这些不同电子构型之间的快速波动。第一性原理计算结果表明，Cd杂质在掺杂半导体的价带顶引入了双受主能级，并产生了最近邻氧的各向同性向外弛豫.计算的电场梯度张量的变化作为镉杂质水平的电荷状态的函数显示了一个有趣的行为，解释了实验结果，从第一性原理的电子捕获后效应提出的方案提供了强有力的支持。电子捕获衰变的父$^{111}$在$^{111}$镉以及双受体字符的$^{111}$镉杂质和电性质的主机被证明有助于这些类型的时间依赖性超精细相互作用的存在。
2018-04-09 cond-mat.mtrl-sci
"Fraternal-twin" ferroelectricity: competing polar states in hydrogen-doped samarium nickelate from first principles
本研究利用第一性原理计算发现，氢掺杂钐镍酸盐中局域电子转移至相邻八面体的势垒极低，导致极化剧变，由此提出“异卵双生”非常规铁电体概念。
2020-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Influence of Gradient Corrections on Bulk and Surface Properties of TiO2 and SnO2
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算和赝势方法，研究了标准LDA技术的梯度修正对金红石型TiO $_2$和SnO $_2$完美晶体及其（110）面平衡结构和热力学的影响.我们发现，梯度修正增加了计算的晶格参数约3~ 1%，已经发现其他类型的材料。梯度修正对平衡表面结构的影响很小，但使表面能降低约30%.
1995-08-24 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
High-dielectric constant and wide band gap inverse silver oxide phases of the ordered ternary alloys of SiO$_{2}$, GeO$_{2}$ and SnO$_{2}$
高介电常数和宽带隙氧化物具有重要的技术应用。具有与硅的晶格常数相容性的结晶氧化物多晶型物是特别期望的。最近报道的一种候选物是SiO $_2$的反氧化银相。第一性原理研究了该体系及其等价物GeO $_{2}$、SnO $_{2}$以及它们的三元合金。在密度泛函理论的框架下，采用广义梯度近似和局域密度近似（LDA）计算了它们的结构性质、弹性常数和电子能带结构.为了检查这些材料的稳定性，声子色散曲线计算表明，GeO $_{2}$和SnO $_{2}$具有负声子分支，而它们的三元合金Si $_{0.5}$ Ge $_{0.5}$ O $_{2}$，Si $_{0.5}$ Sn $_{0.5}$ O $_{2}$和Ge $_{0.5}$ Sn $_{0.5}$ O $_{2}$在LDA内都是稳定的，具有10至20之间的介电常数。此外，Si $_{0.5}$ Ge $_{0.5}$ O $_{2}$的晶格常数实际上与Si（100）表面相同。计算了稳定材料的$GW$带隙，其恢复了宽带隙值以及它们的高介电常数。
2006-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Sn1-xBixO2 and Sn1-xTaxO2 (0 \leq x \leq 0.75): A first-principles study
采用第一性原理赝势平面波方法，在局域密度近似下研究了掺杂Sn 1-xBixO 2和Sn 1-xTaxO 2（0 \leq x \leq 0.75）的结构、弹性、电学和光学（x = 0）性质.首次计算了这些化合物的独立弹性常数Cij和其它弹性参数。研究了不同掺杂浓度的化合物的机械稳定性。计算了电子能带结构和态密度，分析了掺杂对这些性质的影响。可以看出，未掺杂的化合物的带隙随着掺杂剂浓度而变窄，对于Bi掺杂的x = 0.26和对于Ta掺杂的x = 0.36，带隙消失。因此，通过x \leq 0.75的化合物的电子性质的变化，材料变成导电氧化物，这可能对潜在的应用有用。计算的光学性质，例如介电函数，折射率，吸收光谱，损耗函数，反射率和电导率的未掺杂的SnO 2在两个偏振方向上进行比较与以前的计算和测量。关键词：掺杂二氧化锡;第一性原理;力学性能;电子能带结构;光学性能
2012-01-03 cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculations of a high-pressure synthesized compound PtC
采用第一性原理密度泛函方法对最近高压合成的化合物PtC进行了研究。计算结果证实了铂碳化合物在零压下为锌-钙基基态相，而岩盐结构为高压相。确定了锌矿物向岩盐转变的理论压力为52 GPa。此外，我们的计算表明，Ono等人在高压条件下实验合成的PtC在压力淬火到环境条件后可能经历从岩盐结构到锌盐结构的转变。
2005-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Physical properties of transparent perovskite oxides (Ba,La)SnO3 with high electrical mobility at room temperature
透明电子材料在各种光电应用中的需求日益增加。BaSnO 3是一种半导体氧化物，具有大于3.1 eV的大带隙。最近，我们发现La掺杂的BaSnO 3在室温下表现出320 cm ^2（Vs）^-1的异常高的电迁移率，并且在高温下具有优异的热稳定性[H. J. Kim等人，Appl. Phys. Express. 5，061102（2012）]。在此基础上，我们报道了（Ba，La）SnO 3单晶和薄膜的各种物理性质，包括温度依赖的输运和声子性质、光学性质和第一性原理计算。我们发现，在1.0 × 10^19 ~ 4.0 × 10^20 cm^-3的宽掺杂范围内，单晶中实现了200-300 cm ^2（Vs）^-1的几乎与掺杂无关的迁移率。此外，在后一种载流子密度下达到的电导率约为10^4 ohm^-1 cm ^-1，与最高值相当。我们归因于几个物理性质的（Ba，La）SnO 3的高迁移率：一个小的有效质量来自理想的Sn-O-Sn键合，小的无序效应，由于掺杂远离SnO 2导电沟道，和减少载流子散射由于高介电常数。在薄膜中观察到的迁移率降低到约70 cm ^2（Vs）^-1，这主要归因于额外的载流子散射，这可能是由衬底SrTiO 3和（Ba，La）SnO 3之间的晶格失配造成的。（Ba，La）SnO 3单晶的主光学带隙保持在约3.33 eV，并且带隙内态仅略微增加，从而保持了可见光区的光学透明…
2012-09-24 cond-mat.mtrl-sci
First-principles studies on electrical resistivity of iron under pressure
采用低阶变分近似和第一性原理线性响应线性Muffin-tin轨道方法在广义梯度近似下计算的理论输运谱函数，研究了bcc和hcp Fe的电阻率随温度和压力的变化关系.计算值与实验数据吻合较好，且随温度的升高而增大，随压力的升高而减小。我们还讨论了bcc -> hcp相变的电阻率行为。
2010-07-20 cond-mat.mtrl-sci
First-principles thermoelasticity of bcc iron under pressure
我们研究了铁磁性体心立方铁的弹性和各向同性聚集体性质作为温度和压力的函数，通过计算Helmholtz自由能的体积守恒应变结构，使用第一性原理线性响应linear-muffin-tin-orbital方法和广义梯度近似。我们包括电子激发的贡献，自由能的能带结构，声子的贡献，准谐波晶格动力学。我们计算的弹性模量和它们的温度和压力的依赖性与现有的实验和理论数据之间进行了详细的比较。
2006-12-12 cond-mat.mtrl-sci
High-pressure phase relations in Zn2SiO4 system: A first-principles study
为了阐明Zn2SiO4体系的相关系，对11个相进行了第一性原理DFT计算。我们证实，第三阶段和第四阶段是逆行阶段。相反，Na2CrO4和Ag2CrO4结构相最有可能分别是III和IV高压相的候选结构。在优化过程中发现的第二阶段尖晶石的过渡进行了讨论，在类似的过渡已知的氮化物。
2019-03-13 cond-mat.mtrl-sci
First principles investigation of topological phase in XMR material TmSb under hydrostatic pressure
在这篇文章中，我们报告的拓扑相出现在XMR材料TmSb在静水压力下使用第一性原理计算。我们发现TmSb，一个拓扑平凡的半金属，在12 GPa的静水压力下，在X点发生了带反转的拓扑相变，而没有破坏任何对称性。在15 GPa时，它在$Γ$和X点处的能带反转再次变得拓扑平凡。在25.5 GPa下，拓扑相变所对应的压力远低于结构相变所对应的压力。拓扑量子相在静水压力下的重入行为有助于通过实验找到拓扑与XMR效应之间的相关性。
2019-05-01 cond-mat.mtrl-sci
The structural, elastic, electronic and optical properties of MgCu under pressure: A first-principles study
采用从头算方法研究了压力对CsCl型金属间化合物MgCu的结构、弹性和电子性质的影响。在常压下研究了其光学性质。我们已经进行了平面波赝势方法的第一性原理密度泛函理论（DFT）的框架内实现的CASTEP代码。计算的结构参数与实验和其他理论结果吻合良好。
2016-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Comment on "First-principles studies on magnetic properties of rocksalt structure $M$C ($M$=Ca,Sr, and Ba) under pressure"[Appl. Phys. Lett. 98,182501(2011)]
本文对“岩盐结构MC（M=Ca、Sr和Ba）在压力下磁性的第一性原理研究”[Appl.Phys.Lett.2004]进行了评述。98，182501（2011）]”我们发现他们的原始论文的结果来自关于k点网格的非收敛计算，因为他们使用的k点太少。这给出了本文图1、图2和图3中所示的无意义的结果。我们重新计算了相应的曲线。
2012-03-13 cond-mat.mtrl-sci
First-principles thermal equation of state and thermoelasticity of hcp Fe at high pressures
采用第一性原理线性响应线性muffintin轨道方法，在广义梯度近似下，研究了六方晶系铁在高温高压下的状态方程和弹性性质。我们计算的亥姆霍兹自由能作为体积，温度和体积守恒应变的函数，包括电子激发贡献的能带结构和晶格振动贡献的准谐波晶格动力学。我们进行了详细的调查的行为的弹性模量和状态方程的属性作为温度和压力的函数，包括压力-体积状态方程，体积模量，热膨胀系数，Gruneisen比，和冲击Hugoniot。与现有的实验测量和理论预测进行了详细的比较。
2009-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Pressure induced novel compounds in the Hf-O system from first-principles calculations
采用第一性原理演化模拟方法，我们系统地研究了Hf-O体系在120 GPa压力下的相稳定性。发现了新的化合物Hf_5O_2、Hf_3O_2、HfO和HfO_3在一定的压力范围内是热力学稳定的，并发现了Hf_2O的一个新的稳定高压相，其空间群为Pnnm，具有反CaCl_2型结构。P62m-HfO和P4m2-Hf2O3均表现为半金属性质。Pnnm-HfO3具有有趣的结构，同时含有氧化物O2-和过氧化物[O-O] 2-阴离子。值得注意的是，在Hf-O化合物中，P62m-HfO而不是OII-HfO2表现出最高的机械特性。Pnnm-Hf_2O、Imm~2-Hf_5O_2、P31m-Hf_2O和P4m~2-Hf_2O_3相也表现出优异的力学性能，这些相可以在常压下淬火，其性能可以得到充分利用。
2015-09-01 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of lithium-doped carbon clathrates under pressure
本文从理论上研究了C $_{46}$和Li $_8$ C $_{46}$ Ⅰ型碳笼合物在压力下的行为，以期为它们的合成提供新的信息。利用\textit{ab initio}计算，我们研究了这两种碳基笼状材料在压力下的能量和结构性质。与金刚石相比，这些低密度亚稳相显示出大的负压转变，这代表了它们合成的严重障碍。然而，我们的证据表明，一个最小的能量势垒可以达到接近40 GPa，这表明在极端的压力和温度条件下的锂包合物的合成是可能的。电子能带结构与相关的态密度的行为在压力下，以及与压力的依赖关系的主动拉曼模式也被检查。
2007-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of the Pressure Dependent Physical Properties of MAX Phase Ti2AlX (X = B, C, and N) Compounds: A First-Principles Study
本文首次应用密度泛函理论（DFT）研究了新合成的Ti2AlX（X = B、C和N）MAX相化合物的物理性质及其随压力变化的依赖关系。
2024-12-27 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced topological phase transition in LaSb: First-principles study
通过第一性原理电子结构计算，预测了极磁电阻材料LaSb在3 ~ 4 GPa的静水压作用下发生拓扑相变而不破坏对称性，同时电子-空穴补偿仍保持在其电子能带结构中.因此，除了电子-空穴补偿外，LaSb还为研究拓扑性质在XMR现象中的作用提供了一个理想的平台。这对拓扑材料中XMR效应与拓扑性质的关系具有普遍意义。
2017-06-13 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Calculation of Elastic Properties of Solid Argon at High Pressures
采用第一性原理赝势方法，采用平面波基组和广义梯度近似（GGA），计算了面心立方固态氩在1 ~ 80 GPa高压下的密度和弹性刚度系数.这一结果与清水等人最近用布里渊光谱法得到的实验结果符合得很好。86，4568（2001）]。柯西条件被发现是强烈违反的实验结果，表明大的贡献，从非中心多体力。本文的结果表明，采用周期性边界条件的标准密度泛函方法可以成功地应用于计算高压下稀有气体固体的弹性性质，而在低压下，弥散力是重要的。
2001-09-13 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Elastic Constants for the hcp Transition Metals Fe, Co, and Re at High Pressure
采用线性增广平面波方法，采用局域密度和广义梯度近似，计算了三种过渡金属（Co，Re和Fe）hcp相的弹性常数张量随压力的变化.自旋极化状态被发现是稳定的Co（铁磁）和Fe（反铁磁在低压下）。Co和Re的弹性常数进行比较，实验测量附近的环境条件和良好的协议被发现。最近测量的晶格应变在高压实验中解释的弹性常数Re和Fe的计算模量不一致。
1999-04-29 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of ferroelectricity and pressure-induced phase transitions in HgTiO$_3$
基态结构的发现和压力诱导相变高达210千巴的研究在钛酸汞从第一性原理内的密度泛函理论。它是建立在HgTiO $_3$实验观察到的$R3c$结构是亚稳态在环境压力下。随着静水压力的增加，基态结构遵循$R{\bar 3} \to R3c \to Pbnm$序列变化。结果表明，在$P = 0$处HgTiO $_3$的铁电性的出现与不稳定的声子模有关。计算了不同相的钛酸汞的光学和弹性性质。在\emph{GW}近似计算的准粒子带隙（$E_g = 2.43$ eV）同意与实验数据比LDA近似（1.49 eV）得到的值更好。热力学稳定性的分析解释了为什么钛酸汞的合成只能在高压下进行。
2012-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Connection between Bandgap Evolution and Strains of Octahedron in non-Perovskite \b{eta}-MnO2 under pressure: A First Principle Study
由于八面体的旋转和畸变引起的晶格畸变是一个高度集中的现象，它对材料的带隙、磁性和光学性质等产生深刻的影响。金红石型\b{eta} -MnO 2是一种广泛应用的八面体非永磁材料。我们采用密度泛函理论（DFT）系统地研究了它的稳定性、电子结构、磁性结构以及0-100 GPa范围内的光学性质。研究发现，由于Mn-d态和O-p态的相互作用，Pnnm相的禁带宽度随着压力的增加而增大或缩小，这是由于键长和键角之间的竞争.在SiO_2，GeO_2，SnO_2和PbO_2的Pnnm相中也发现了相同的压力引起的带隙演化。Pnnm相和Pa-3相的八面体连接方式不同导致了有趣的压力诱导带隙扩大。在Pa-3相，禁带宽度可以通过压力调节到1.34eV，满足Shockley-Queisser极限。此外，两个高压相可以淬火到环境压力。加上其机械、光学和反铁磁特性，它确保了MnO 2作为光伏材料的应用，适用于所有工作条件和多用途。本研究拓展了MnO 2的应用范围，并提出了一些新的压致禁带扩大机理。
2020-12-02 cond-mat.mtrl-sci
First-principles high pressure studies on group-14 element pernitrides
在高压设备应用中，对超硬材料的研究是不可避免的。第14族元素的氮化物已被预见为替代现有硬质材料的潜在候选物。在最近的实验中，SiN 2、GeN 2和SnN 2的黄铁矿结构已经在高压下合成，并且显示出具有高体积模量。虽然它们的存在和体积模量是已知的，但对SiN 2、GeN 2和SnN 2的研究有限。在目前的工作中，我们进行第一性原理计算，研究结构，电子，机械和振动性能在环境以及高压条件下。首次对SnN_2的物理性质和SiN_2、GeN_2的高压晶格动力学性质进行了研究。SiN 2在所有MN 2（其中M = Si、Sn和Ge）中具有较高的体积模量，并且随着压力的增加而进一步增加。MN 2弹性模量的增加与高压下M-N键长的缩短有关。这些黄铁矿结构的电子性质表明，带隙随施加压力而增加。我们进一步表征这些MN 2化合物在高压下使用理论计算的拉曼光谱。N-N伸缩Ag和Tg模式的频率证实了所有MN 2中氮二聚体的单键特征。
2019-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Single-walled carbon nanotube bundle under hydrostatic pressure studied by the first-principles calculations
采用第一性原理计算研究了静水压力下坍缩的（10，10）单壁碳纳米管束的结构、电子、光学和振动性质.在本研究中观察到的一些特点：首先，一个塌陷的结构，这是不同的人字形和平行结构之前获得的。其次，沿对称轴\textit{$Γ$X}出现了由坍缩引起的赝能隙。第三，塌缩管之间的相对取向对其电子、光学和振动性质有重要影响，这提供了一种有效的实验方法来明确区分三种不同的塌缩结构。
2007-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Origin of pressure-induced insulator-to-metal transition in the van der Waals compound FePS3 from first-principles calculations
采用第一性原理计算，采用周期线性组合原子轨道方法和混合Hartree-Fock-DFT B3 LYP泛函，研究了范德华化合物硫代磷酸铁（FePS 3）的压致绝缘体-金属相变（IMT）.我们的计算正确地再现IMT在~15 GPa，这是伴随着减少的晶胞体积和vdW间隙。通过对投影态密度的详细分析，我们发现磷原子的3 p态在导带底部有显著的贡献。结果，由于在压力下磷或硫原子沿c轴方向的相对位移引起的FePS 3的电子结构的变化，发生带隙的塌陷。
2020-02-24 cond-mat.mtrl-sci
A first principles study of high pressure phase diagram of bismuth at 0 ~14 GPa based on structure search and quasi-harmonic approximation
基于结构搜索和准谐波近似，我们对0~14 GPa压力下铋晶体结构进行了第一性原理研究。用结构搜索法预测了一个新的Pbcm对称稳定相。结果表明，Bi在0 K时最稳定的结构分别为R-3 m（0 ~ 3.29 GPa）、Pbcm（3.29 GPa ~ 4.91 GPa）、Cmce（4.91 GPa ~ 10.57 GPa）和Im-3 m（> 10.57 GPa）。在准谐波近似下，利用第一性原理计算预测了铋的相图。我们发现，随着温度的升高，相变压力降低。计算结果与实验相图趋势一致。在我们的计算中，P4/ncc模型结构的非公度Bi-III相是不是一个稳定的相。仍然需要一个更好的Bi-III相模型。我们还注意到，自旋轨道相互作用是非常重要的铋相图模拟。采用基于第一性原理的结构搜索方法，成功地确定了铋的低温高压相图，表明结构搜索方法可以有效地找到给定材料在高压下的最稳定结构，即使是高Z元素。
2019-03-07 cond-mat.mtrl-sci
First-principles based study of magnetic states and high-pressure enthalpy landscape of manganese sulfide polymorphs
利用第一性原理计算，结合特殊的准随机结构和占位控制矩阵方法，研究了硫化锰多晶型的磁有序性和压力效应.在环境条件下，MnS通常在顺磁性岩盐结构中观察到，但随着温度的降低，在恒定压力下，它变成反铁磁性。另一方面，在室温下，MnS已显示出随着压力增加而经历结构转变。在这里，我们表明，我们的方法涉及的有序/无序的本地磁矩，除了明确处理的Mn $d$ -电子的本地化产生的能带隙和本地磁矩与实验观察到的非常一致，特别是顺磁性MnS。最后，我们重点讨论了MnS在压力下的演化过程，并从其焓图中确定了在21~GPa下，从岩盐型到正交MnP型的结构转变。这种结构转变类似于一个新的稳定的，但身份不明的MnS相以前报道的实验结果。
2021-11-25 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Study of InVO4 under Pressure: Phase Transitions from CrVO4- to AgMnO4-Type Structure
采用第一性原理计算研究了InVO_4化合物在压力下的性质。在这项工作中，进行总能量计算，以分析的结构行为的实验已知的多晶型的InVO 4：a-MnMoO 4型（I），CrVO 4型（III），和黑钨矿（V）。此外，在本文中，我们提出了我们的结果，这种化合物的稳定性超出了实验所达到的压力。我们提出了一些新的高压相的基础上研究的13个可能的候选人。用准谐波近似计算了300 K时的相变序列：CrVO_4型，III（括号中给出了相变压力）->黑钨矿，V（4.4 GPa）-> raspite，VI（28.1 GPa）-> AgMnO_4型，VII（44 GPa）。状态方程和声子频率作为压力的函数已被计算所研究的阶段。为了确定每个阶段的稳定性，我们还报告了沿布里渊区的声子色散和最稳定的多晶型物的声子态密度。最后，电子能带结构的低压和高压阶段的研究多晶型物，以及通过使用HSE 06混合泛函的带隙的压力演化。
2017-06-09 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of the temperature-pressure phase diagram of BaTiO3
采用第一性原理有效哈密顿方法研究了BaTiO_3的温压相图。我们发现离子的零点运动对相图的形状有很大的影响。具体地说，当计算中包括零点涨落时，BaTiO_3的所有极性相（四方相、斜方相和菱方相）在0 K下都能存活，而只有菱方相在0 K下存活。我们为这种行为提供了一个简单的解释。我们的结果证实了Ishidate等人提出的相图的基本正确性。78，2397（1997））。
2002-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Pressure induced structural phase transition in solid oxidizer KClO$_3$: A first-principles study
采用第一性原理密度泛函理论（DFT）方法研究了氯酸钾（KClO $_3$）在0-10 GPa压力范围内的高压行为.用半经验色散修正方案计算的基态参数、跃迁压力和声子频率与实验符合得很好。发现KClO $_3$在2.26 GPa压力下发生了一级相变，伴随着6.4 $\%$的体积坍缩，从单斜（\emph{P2$_1$/m}）$\rightarrow$菱面体（\emph{R3m}）结构转变，与实验结果符合较好.然而，转变压力被发现低估（0.11 GPa）和高估（3.57 GPa），分别使用LDA和GGA泛函。从计算的单晶弹性常数解释了这两个相的机械稳定性。此外，已使用密度泛函微扰理论计算的区域中心声子频率在环境中，以及在高压和晶格模式被发现在0.6至1.2 GPa之间的压力下软化。本研究表明，所观察到的结构相变导致的KClO $_3$的分解机制的变化，这与实验结果相印证。
2013-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Bulk Aluminum at High Pressure: A First-Principles Study
金属在高压下的行为对冲击物理、电子物理、天体物理和核材料等领域都具有重要意义。为了进一步了解金属在高压下的性质，我们使用第一性原理技术研究了铝的状态方程，压力高达2500 GPa，在计划的L.L.N.L.范围内。国家点火设施。我们的模拟使用密度泛函理论和密度泛函微扰理论在0 K的广义梯度近似。我们发现核心重叠成为相关的压力超过1200 GPa。计算了三相（fcc、bcc和hcp）的状态方程，预测了fcc-hcp、fcc-bcc和hcp-bcc转变分别发生在215 GPa、307 GPa和435 GPa。从声子色散在增加的压力，我们预测软化的最低横向声学振动模式沿[110]方向，这对应于在725 GPa的面心立方相的玻恩不稳定性。
2008-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-dependent Semiconductor to Semimetal and Lifshitz transitions in 2H-MoTe$_2$: Raman and First-principles studies
体2 H-MoTe $_2$高达$\sim$ 29 GPa的高压拉曼光谱显示出两个相变（在$\sim$ 6和16.5 GPa），这是使用第一性原理密度泛函理论计算分析。在6 GPa的转变是由A $_{1g}$和E $^{1}_{2g}$拉曼模式频率的压力系数以及它们的相对强度的变化来标记的。我们的计算表明，这是一个同构的半导体到半金属的过渡。在$\sim$ 16.5 GPa的转变被确定与拉曼模式的线宽的变化，以及在其频率的压力系数。我们的理论分析清楚地表明，结构保持不变，高达30 GPa。然而，费米面的拓扑结构的演变作为压力的函数，和突然出现的电子和空穴口袋P $\sim$ 20 GPa标志着一个Lifshitz转变。
2017-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamics and thermodynamics of bcc iron at pressure: first-principles linear response study
在广义梯度近似下，采用第一性原理线性响应线性muffintin轨道方法计算了铁磁性体心立方铁的晶格动力学和热状态方程性质。计算的声子色散和声子态密度，无论是在环境压力和高压下，表现出良好的一致性与非弹性中子散射数据。我们发现的自由能作为体积和温度的函数，包括电子激发和声子的贡献，我们推导出各种热力学性质在高压和高温。室温下的热状态方程与金刚石压砧测量结果吻合得很好。我们已经进行了详细的调查的行为的各种热状态方程参数，如体积模量，热膨胀系数，安德森-Gruneisen参数，Gruneisen比，以及作为温度和压力的函数的热容。一个详细的比较已与现有的实验测量，以及从类似的理论研究的结果，钽。
2005-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Pressure dependence of elastic and dynamical properties of zinc-blende ZnS and ZnSe from first principle calculation
采用密度泛函理论和密度泛函微扰理论研究了锌掺杂ZnS和ZnSe的弹性和动力学性质与压力的关系。计算得到的弹性常数和声子谱在0 ~ 15 GPa范围内与实验数据进行了比较。一般情况下，我们的计算值与实验数据高估，但与最近的其他理论值一致。与实验数据的差异是由于局域密度近似（LDA）的使用和温度的影响。为了与实验数据进行比较，本文计算并讨论了弹性常数的压力导数、动力学效应电荷的压力依赖性和模式Grüneisen参数在Γ处的变化。
2012-04-27 cond-mat.mtrl-sci
The third-order elastic moduli and pressure derivatives for AlRE (RE=Y, Pr, Nd, Tb, Dy, Ce) intermetallics with B2-structure: A first-principles study
用第一性原理计算计算了新型B2型AlRE（RE=Y，Pr，Nd，Tb，Dy，Ce）金属间化合物的三阶弹性模量和二阶弹性常数的压力导数。弹性模量由能量-应变函数的非线性最小二乘拟合的多项式的系数获得。计算的AlRE金属间化合物的二阶弹性常数与以前的计算结果一致。为了判断我们的计算精度是合理的，计算的三阶常数与现有的实验数据和其他理论结果进行了比较，发现很好的协议。与线弹性理论相比，当有限应变大于3.5%时，三阶效应非常重要。最后讨论了压力导数。
2011-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Pressure induced band structure evolution of halide perovskites: a first-principles atomic and electronic structure study
基于密度泛函理论（DFT）的计算已经进行，以绘制有机和无机卤化物钙钛矿材料的各个相中的压力诱导的能带结构演化的宽图。在较宽的压力范围内，观察到不同相的有机和无机钙钛矿之间具有不同的能带结构行为，包括带隙的大小变化、直接-间接/间接-直接带隙转变以及CBM/VBM位移。通过原子结构和电子结构计算，通过晶体轨道耦合变换解释了禁带变窄/变宽的合理性;基于结构对称性演化解释了直接-间接相互跃迁;分析了有机和无机钙钛矿之间不同的VBM/CBM位移行为，重点关注八面体外分子/原子的取向和极性。这些结果为钙钛矿材料压力工程的进一步实验研究提供了全面的指导。
2018-11-18 cond-mat.mtrl-sci
The melting curve of MgO from first principles simulations
基于密度泛函理论的第一性原理计算，采用局域密度近似（LDA）和广义梯度修正（GGA），以及投影增广波方法，模拟了在$0\le p \le 135$ GPa压力范围内直接共存的固体和液体MgO。计算得到LDA零压熔化温度为$ T_m^{\rm LDA} = 3110 \pm 50 $ K，与实验数据吻合较好。计算得到的GGA零压熔化温度$ T_m^{\rm GGA} = 2575 \pm 100 $ K明显低于LDA的熔化温度，但在高压下GGA和LDA熔化曲线之间的差异大大减小。LDA计算的零压熔化斜率为$dT/dp \sim 100$ K/GPa，其比目前可用的实验斜率高三倍以上（Zerr和Boehler，Nature { \bf 371}，506（1994））。随着压力的增加，熔化曲线明显偏离实验曲线。在135 GPa的核幔边界压力下，MgO熔体的温度为$T_m = 8140 \pm 150$ K.
2005-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Pressure dependent electronic properties of MgO polymorphs: A first-principles study of Compton profiles and autocorrelation functions
在密度泛函理论的框架下，采用第一性原理周期线性组合原子轨道方法，在CRYSTAL 06程序中实现，研究了压力对MgO的康普顿轮廓和自相关函数的影响.对MgO的B1、B2、B3、B4、B8_1和h-MgO多晶型物进行计算以计算晶格常数和体积模量。等温焓计算结果表明，B_4 → B_8_1、h-MgO → B_8_1、B_3 → B_2、B_4 → B_2和h-MgO → B_2的转变分别发生在2，9，37，42和64 GPa。发现B8_1到B2和B1到B2的高压转变分别发生在340和410 GPa。压力依赖性的变化主要是观察到的价电子康普顿配置文件，而核心配置文件几乎是独立的压力在所有的MgO多晶型。压力的增加导致价态康普顿分布的加宽。在所有结构中，康普顿分布的二阶导数的主极大值都向高动量侧移动。在B1到B2结构相变中动量密度的重组在转变压力之前和之后的一阶和二阶导数中可见。自相关函数的特征随着压力的增加而向低r侧移动。
2012-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Mechanism of anatase-to-columbite TiO2 phase transformation via sheared phases: first-principles calculations and high-pressure torsion experiments
本研究结合第一性原理计算与高压扭转实验，提出并验证了剪切晶体结构作为中间相的机制，揭示了剪切应变加速锐钛矿至铌铁矿型TiO2相变的原理。
2024-05-31 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of the structural, phonon, elastic, and thermodynamic properties of Al$_{3}$Ta compound under high pressure
采用密度泛函理论结合准谐波近似模型研究了L1 $_{2}$相Al $_{3}$ Ta的声子、弹性和热力学性质。声子能带结构的计算结果表明，L1 $_{2}$相Al $_{3}$ Ta在0 ~ 80 GPa压力范围内具有动力学稳定性，这是由于没有虚频的存在.分析了弹性常数$C_{ij}$、体积模量$B$、剪切模量$G$、杨氏模量$Y$、$B/G$和泊松比$ν$的压力依赖性。的弹性常数是满足机械稳定性标准的外部压力为80 GPa。弹性性能的研究结果表明，Al $_{3}$ Ta化合物具有较高的硬度，在较高的压力下，改善的延展性和塑性。此外，我们系统地研究了热力学性质，如德拜温度$Θ$，热容$C_{p}$，和热膨胀系数$α$，并提供热参数与压力之间的关系。
2018-03-30 cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculations of the electronic, optical and elastic properties of CdIn2S4 spinel at the ambient and elevated pressure
采用第一性原理计算，在广义梯度近似和局域密度近似下，对CdIn 2 S4硫尖晶石进行了研究.在0 ~ 10 GPa的压力范围内计算了该化合物的结构、电子、光学和弹性性质，低于该化合物的相变压力。本文的主要结果之一是，以前在文献中遇到的争议的性质的CdIn 2S 4带隙得到解决，有利于间接的差距。带隙的压力系数估计为0.071/0.063 eV/GPa（GGA/LDA）与文献中的实验数据0.076或0.069 eV/GPa非常一致。计算的压力依赖性的晶胞体积遵循的实验结果非常密切。计算了声子距离、晶格常数和所有弹性常数与压力的关系。CdIn_2S_4的德拜温度的精确估计为280 K（LDA）和252 K（GGA）。弹性各向异性的CdIn 2S 4的可视化绘制三维依赖性的杨氏模量在晶格中的方向;它被建立，实现最低的杨氏模量值，如果外部应力沿晶轴施加。
2013-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Pressure dependence of the Curie temperature in Ni2MnSn Heusler alloy: A first-principles study
在密度泛函理论的框架下，研究了铁磁Heusler合金Ni 2 MnSn的电子结构、交换作用和居里温度与压力的关系.交换参数的计算是基于冻结磁振子方法。居里温度，Tc，计算内的平均场近似通过求解矩阵方程的多子晶格系统。居里温度从常压下的362 K提高到12 GPa下的396 K，与实验结果一致。扩展的晶格参数的变化超出实验研究的范围，我们得到的居里温度和变磁转变的非单调的压力依赖性。我们与理论上的依赖关系Tc的晶格常数的经验相互作用曲线预测的相应的依赖。模拟实验观察到的Mn-Ni原子交换现象，研究其对居里温度的影响。
2005-04-26 cond-mat.mtrl-sci
First principles investigation of pressure related quantum transport in pure black phosphorus devices
采用第一性原理计算研究了两种纯单层黑磷（MBP）器件的压力相关输运性质。数值结果表明，半导体MBP可以承受相当大的压力，直到它转变为导体。根据BP的手性和垂直压力的大小，纯MBP器件可以作为柔性电子器件、“负”压力传感器和“正”压力传感器工作。当压力相对较小时，锯齿形MBP器件的电导对应力具有鲁棒性，而扶手椅型MBP器件则表现出压敏特性。锯齿形MBP器件的压力稳定性预示着其作为柔性电子器件的良好应用前景，而扶手椅型MBP器件的电导随压力的显著负增长表明其可以作为“负”压力传感器工作。当压力相对较大时，扶手椅型MBP器件和锯齿型MBP器件都表现出“正”压力传感器的有利特性，其电导率随压力迅速上升。设备越长，压力敏感性越高。利用能带取向分析和经验Wentzel $-$ Kramers $-$ Brillouin（WKB）近似，从第一性原理计算中验证了纯MBP器件的隧穿过程.
2018-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
SrCu$_2$(BO$_3$)$_2$ under pressure: a first-principle study
利用密度泛函理论（DFT）能带结构计算，我们研究了Shastry-Sutherland磁体SrCu $_2$（BO $_3$）$_2$在压力下的晶体结构、晶格动力学和磁相互作用，集中在实验相关的压力高达4 GPa。候选中间相内部的所有趋势都得到了彻底的解决，包括对一些拉曼活性声子模式的具体预测，这些模式可以用来确定中间相的性质。
2020-06-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A first principles study of magnetism in Pd$_{3}$Fe under pressure
Pd $_{3}$ Fe金属间化合物的最新实验[Phys. Rev. Lett. 102，237202（2009）]已经揭示了该系统在高压下表现得像经典的因瓦合金。实验的压力-体积关系表明，异常的体积塌陷和体积模量的大量增加，在周围的压力，其中观察到因瓦合金的行为。借助基于第一性原理密度泛函理论的计算，我们探索了各种磁相（铁磁，完全和部分无序的局部矩，自旋螺旋），以了解压力对磁性的影响。我们的计算表明，该系统没有经历从铁磁到自旋无序状态的转变，被认为是解释该系统的因瓦行为的可能机制。相反，我们认为，在系统中的异常可能是由于从一个共线状态的过渡到非共线磁状态时的压力的应用。
2012-10-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
High pressure investigations on Hydrous Magnesium Silicate-Phase A using first principles calculations, H--H repulsion and O-H bond compression
我们对高压下的水合硅酸镁A相（Mg 7Si 2 O 8（OH）6）进行了第一性原理结构弛豫计算。我们的研究结果表明，A相不发生任何相变高达~ 45 GPa。我们发现，非键H-H距离达到一个极限值为1.85埃在约45 GPa。发现A相中的H-H排斥应变释放机制与Hofmeister等人提出的B相中的氢键弯曲应变释放机制明显不同。它是基于压缩的O-H键距离之一的减少。
2009-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
First-principles study of pressure-induced magnetic phase transitions in ternary iron selenide K$_{0.8}$Fe$_{1.6}$Se$_2$
采用第一性原理电子结构计算方法研究了三元铁硒化物K $_{0.8}$ Fe $_{1.6}$ Se $_2$的电子结构和磁序的压力效应.在低压下，该化合物是在阻断棋盘式反铁磁（AFM）半导体相，所观察到的中子散射测量。施加压力诱导两个相变，首先从阻断的棋盘形AFM半导体相到约12 GPa的共线AFM金属相，然后分别到约25 GPa的非磁性金属相。我们的结果有助于澄清最近的实验测量压力下。
2011-09-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
First-Principles Calculation of Principal Hugoniot and K-Shell X-ray Absorption Spectra for Warm Dense KCl
用第一性原理分子动力学方法计算了温密KCl的主Hugoniot和K壳层X射线吸收谱。计算结果说明了电子结构的演化以及第一性原理方法中电离近似描述对压强的影响（由于导带和价带之间的能隙估计不足而引起的）。压力电离和热涂抹是防止压力偏离沿Hugoniot的全球积累的主要因素。此外，电子动能压力和维里压力之间的抵消进一步减小了偏差。X射线吸收谱的计算结果表明，Cl和K的$3p$电子在低能下发生压离后，KCl的带隙仍然存在，这对热致密物质的电子结构演化提供了详细的认识.
2015-03-02 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Raman and first-principles study of the pressure induced Mott-insulator to metal transition in bulk FePS$_3$
最近发现的一类基于过渡金属磷三硫属化物的二维材料具有反铁磁基态，在自旋电子学中具有潜在的应用。其中，FePS $ _{3} $是带隙为$\sim$ 1.5eV的莫特绝缘体。这项研究使用拉曼光谱以及第一性原理密度泛函理论分析研究了其结构和电子性质在压力下的稳定性。拉曼光谱揭示了两个相变在4.6 GPa和12 GPa标记的模式频率和对称允许模式的数目的压力系数的变化。FePS $_3$在4.6 GPa下从带隙为1.54 eV的环境单斜C2/m相转变为另一个单斜C2/m（带隙为0.1 eV）相，随后在12 GPa下又转变为金属三角P-31 m相。我们的工作补充了最近报道的高压X射线衍射研究。
2021-09-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High-pressure Mg-Sc-H phase diagram and its superconductivity from first-principles calculations
本文采用进化算法和第一性原理计算对高压下Mg-Sc-H三元体系（Mg $_x$ Sc $_y$ H $_z$）的晶体结构进行了全局搜索。在此基础上，计算了Mg $_x$ Sc $_y$ H $_z$对$z/(x+y) < 4$的热力学凸壳和压力相关相图。我们已经确定了四种具有较高氢含量的化学稳定化合物的稳定晶体结构，即，$R\bar{3}m$ -MgScH $_{6}$、$C2/m$ -MgPDMATHABMU ScH $_{10}$、$Immm$ -MgSc $_{2}$ H $_{9}$和$Pm\bar{3}m$ -Mg（ScH $_{4}$）$_{3}$。用McMillan-Allen-Dynes公式结合第一性原理声子计算方法预测了它们的超导转变温度。发现它们表现出超导性;其中，预测$R\bar{3}m$ -MgScH $_{6}$在200 GPa下具有最高的$T_{c}$（即23.34 K）。
2021-09-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
