Improvement of magnetic hardness at finite temperatures: ab initio disordered local moment approach for YCo$_5$
利用相对论无序局域矩方法，从第一性原理出发，计算了典型稀土磁体YCo $_5$的磁晶各向异性能和磁化强度随温度的变化关系.我们讨论了通过空穴掺杂来增强有限温度各向异性场的策略，为改善室温附近或更高温度下的双折射率铺平了道路。
2014-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Lattice relaxations in disordered Fe-based materials in the paramagnetic state from first principles
在这项工作中，我们提出了一种方法的结构弛豫的磁性材料在顺磁制度，在绝热快磁近似内的无序局部矩（DLM）图片的密度泛函理论（DFT）的框架。该方法直接使用任何允许结构松弛的$ab$ $initio$代码来实现。通过计算bcc Fe和bcc Fe $_{1-x}$ Cr $_x$随机合金中Fe空位和C空位的形成能和几何构型，说明了在晶格弛豫过程中考虑无序磁态的重要性.在空位情况下，空位的最近邻向空位弛豫0.16 μ m（理想bcc最近邻距离的~ 5%），这是铁磁情况下弛豫的两倍。在这些位置上的DLM状态下计算的空位形成能为1.60 eV，与使用DLM但在铁磁弛豫位置上计算的形成能相比，其对应于约0.1 eV的减少。碳间隙形成能被发现是0.41 eV时，使用的DLM放松的位置，相比于0.59 eV时，FM-放松的位置被采用。对于体心立方Fe $_{0.5}$ Cr $_{0.5}$合金，当考虑DLM状态弛豫时，与铁磁状态下弛豫的位置相比，混合焓降低了5 meV/原子，或约10%。
2018-05-25 cond-mat.mtrl-sci
{\textit{Ab initio} determination of pseudospin for paramagnetic defects in SiC
固体中的顺磁性点缺陷可能会表现出一系列有趣但尚未完全解决的物理现象。特别地，这些缺陷中的波函数和电子-声子耦合的特性可能高度影响它们与外部磁场的相互作用。通过\textit{ab initio}计算，我们在六方碳化硅（SiC）中的钒和钼缺陷上证明了电子轨道、声子和电子自旋之间的复杂相互作用决定了系统的有效赝自旋。在这个快速通信中，我们发现一个巨大的各向异性的$g$张量的这些缺陷与Kramers二重自旋基态，导致减少和消失的相互作用与磁场在平行和横向方向，分别。简要讨论了这些缺陷在量子信息处理中的应用。
2020-11-20 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Ab initio calculated diamagnetic and paramagnetic susceptibility of carbonate minerals
Institute of Geophysics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院地球物理研究所）；Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering, Czech Technical University（捷克理工大学核科学与物理工程学院）；Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学与物理学院）
本研究通过DFT结合微扰理论计算方解石族碳酸盐的抗磁磁化率及各向异性，并模拟Fe/Mn掺杂的顺磁贡献，发现各向异性主要由轨道磁化主导，为定量解释AMS提供了本征参考值。
2026-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio Determination of Phase Stabilities of Dynamically Disordered Solids: rotational C2 disorder in Li2C2
本文利用基于从头算分子动力学的应力-应变热力学积分方法，确定了Li2C2中旋转C2动态无序立方相与有序正交相之间的自由能差和相稳定性，并指出该方法与机器学习力场结合是研究动态无序材料的有效途径。
2023-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Modeling Disordered Materials with a High Throughput ab-initio Approach
预测无序系统的材料性质是合理材料设计的一个长期而艰巨的挑战。为了解决这个问题，我们引入了一个自动化的软件框架，能够使用高吞吐量（HT）的第一原理方法在无序材料中建模部分占用。该方法的核心是构建包含与无序材料几乎相等的化学计量的超级电池。所有独特的超晶胞排列枚举和材料性能的每一个通过HT电子结构计算确定。按照一个典型的合奏的超晶胞状态，框架评估合奏平均性能的系统作为温度的函数。作为概念的证明，我们研究了框架的最终计算性能的锌硫属化物（ZnS $_{1-x}$ Se $_x$），宽禁带氧化物半导体（Mg $_{x}$ Zn $_{1-x}$ O），和铁合金（Fe $_{1-x}$ Cu $_{x}$）在各种化学计量。
2015-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio simulation of photoinduced transformation of small rings in amorphous silica
我们用Car-Parrinello模拟方法研究了无定形二氧化硅中三元小环的光诱导相变。开环过程导致形成一对顺磁中心，即E'和非桥氧空穴中心（NBOHC），实验上已经提出在暴露于F2激光照射（在7.9 eV）的二氧化硅中发生。通过使用从头计算分子动力学中用于模拟稀有事件的新方案（Iannuzzi，Laio和Parrinello，Phys. Rev. Lett. 90，238303（2003）），我们已经确定了由自陷三重态激子诱导的3元环打开、NBOHC的迁移和一对稳定的E'和NBOHC顺磁缺陷的形成的转变路径。
2004-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Photoemission spectrum in paramagnetic FeO under pressure: towards an \textit{ab-initio} description
在这项工作中，我们提供了一个详尽的研究的photemission光谱的顺磁性FeO在压力下使用我们最近推导的多体有效能量理论（MEET）的改进版本。我们表明，在顺磁相的一个很好的描述，MEET给出了一个整体良好的描述，在环境压力下的光电子能谱，以及它所经历的变化，通过增加压力。特别地，在环境压力下，带隙在混合的Fe $t_{2g}$和O $2p$态与Fe 4s态之间打开，并且此外，$d$ - $d$带隙打开，这与高自旋配置相容（因此，如实验中观察到的非零局部磁矩），而降低压力，带隙趋于闭合，$t_{2g}$态趋于完全被占据，而$e_{g}$态趋于完全未被占据，这与低自旋配置（因此如在实验中观察到的磁矩的坍缩）相容。这是一个显着的结果，因为，在顺磁相的一个简单的描述，MEET是能够正确地描述在环境以及高压下的光电子能谱和自旋配置。为了比较，我们报告的带隙值使用密度泛函理论与混合功能包含屏蔽交换（HSE 06）和一个变种的$GW$方法（自洽COHSEX），这是可靠的反铁磁相的描述。这两种方法都在环境压力下打开了一个带隙，尽管通过构造，它们给出了一个低自旋配置;增加压力，它们正确地描述了带隙关闭。我们还报告了金属相的光电子能谱，获得了与LDA顶部的一次性全动态$GW$，这给出了一个非常相似的DMFT结果从文献中的光谱。
2020-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Properties of Disordered LixMoS2 - An Ab-Initio Study
锂化二硫化钼（MoS2）的热性能的原子学研究，并提出了实验确定的各向异性行为的解释和通过平面的热导率。用密度泛函理论（DFT）模拟了不同锂浓度水平的锂离子电池，并评价了它们的结构、电子和热输运性质随锂化程度的变化.规则和无序的锂分布之间的比较，以及实验数据表明，所测得的比的面内通过平面的热导率可以被复制，如果考虑到锂离子的无序。这些结果表明，它不仅是可能的修改的热性能的二硫化钼通过改变锂化的程度，但也通过控制其无序的水平。
2018-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Dzyaloshinskii-Moriya interaction at disordered interfaces from ab initio theory: robustness against intermixing and tunability through dusting
Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，Dzyaloshinskiii-Moriya interaction）是稳定非平凡手性磁性织构（如Skyrmions）的关键，在超薄磁性材料和重元素的异质结构中特别强。我们探索通过密度泛函理论计算的可能性，以修改在Co/Pt界面的磁性与化学无序。在这些系统中，我们发现了一个特别的鲁棒性的混合的反。在用第三种元素（所有的$4d$过渡金属和B、Cu、Au和Bi）对界面进行除尘时，预测了Pd的强烈还原。这就为通过混合和除尘的程度来调节湿度提供了可能性。
2018-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Towards $\textit{ab initio}$ identification of paramagnetic substitutional carbon defects in hexagonal boron nitride acting as quantum bits
讨论了六方氮化硼（hBN）中的顺磁替位碳（C $_\text{B}$，C $_\text{N}$）缺陷作为量子比特的候选者。它们的识别和适用性接近通过光致发光（PL），电荷跃迁，电子顺磁共振，光检测磁共振（ODMR）光谱。通过高效的平面波周期性超原胞\textit{ab initio}密度泛函理论方法揭示了其中几个明显的趋势。特别是，这产生了对C $_\text{B}$和C $_\text{N}$之间的分离的作用的洞察。在大多数情况下，中性和单电荷的基态的缺陷之间的电荷跃迁被预测为实验上可访问的，因为电荷跃迁能级（CTL）的位置位于带隙内。还讨论了\textit{A posteriori}的电荷修正。通过与最近观察到的PL和ODMR光谱的比较，发现了实验孤立的单自旋中心作为中性C $_\text{B}$点缺陷的近似识别。
2021-07-21 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph quant-ph
Ab initio theory of galvanomagnetic phenomena in ferromagnetic metals and disordered alloys
本文采用完全相对论紧束缚线性Muffin-tin轨道方法，发展了金属铁磁体输运量的从头算理论。该方法是基于Kubo-Streda公式的电导率张量，对无规合金的相干势近似，和原子间电子输运的概念。开发的形式主义适用于纯3d过渡金属（Fe，Co，Ni）和随机镍基铁磁合金（Ni-Fe，Ni-Co，Ni-Mn）。高值的各向异性磁电阻（AMR），发现富镍合金，被解释为一个可以忽略不计的障碍，而在大多数自旋通道的异常霍尔效应（AHE）的符号的变化被解释为一个带填充效应没有直接关系的高AMR。研究了无序度对高浓合金中AHE的影响。
2012-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic exchange in $α$-iron from the ab initio calculations in the paramagnetic phase
应用局域密度近似（LDA）和动力学平均场论（DMFT）对顺磁$α$ -铁的磁性进行了理论描述。局部磁化率的分析表明，在足够低的温度下，$T<1500K$，$e_{g}$和$t_{2g}$状态对自旋S=1的有效磁矩的形成做出了同等的贡献。t_{2g}态的自能显示出与费米液体形式相当大的偏差，费米液体形式伴随着早期发现的非准粒子形式的e_{g}态。通过考虑非均匀磁化率，我们发现非准粒子形式的$e_{g}$态是获得$α$ -铁铁磁不稳定性的关键.交换相互作用的主要贡献，重整化的电子相互作用的影响，来自之间的杂化$t_{2g}$和$e_{g}$状态。此外，我们提出了有效的自旋费米子模型$α$ -铁，这使我们能够估计从顺磁相的交换相互作用，这是在协议与以前的计算在有序状态内的LDA方法。
2015-03-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ab-initio study of disorder effects on the electronic and magnetic structures of Sr$_2$FeMoO$_6$
用{ \it ab-initio}能带结构方法研究了有序和无序Sr $_2$ FeMoO $_6$的电子结构.在超原胞计算中模拟了无序的影响，以实现具有错位无序的几种配置。研究发现，这种无序效应破坏了有序化合物的半金属铁磁态。这也导致无序配置中Fe位置处的磁矩的大幅减少。最有趣的是，它被发现的无序配置，Fe子晶格内的磁耦合以及内的Mo子晶格始终保持铁磁性，而两个子晶格耦合反铁磁性，在密切类似的有序化合物的磁结构，但在最近的建议相反。
2001-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic anisotropy energy of disordered tetragonal Fe-Co systems from ab initio alloy theory
本文采用相干势近似（CPA）方法，对无序和部分有序的四元铁钴合金的单轴磁各向异性能（MAE）进行了系统的完全相对论第一性原理计算.这种合金最近已成为一个有前途的系统，具有垂直磁各向异性的铁磁薄膜。我们发现，现有的理论方法，均匀的随机散装铁钴合金，基于一个简单的虚晶近似（VCA），高估了最大MAE值中获得的CPA的四个因素。这种明显的差异归因于少数自旋通道的真实合金，这是被忽略的VCA中的强无序，并导致在费米能量的d-样本征态的加宽和减少的MAE。具有最大类L1_0原子长程序的有序Fe-Co合金可以表现出高的MAE值，然而，通过完美程序的小扰动，其显著降低。
2012-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Predicting grain boundary energies of complex alloys from ab initio calculations
通过对纯面心立方金属晶界能及其表面能的从头算研究，提出了一种估算复杂多元合金晶界能的稳健方法。输入参数是合金的表面能，这可以很容易地通过基于密度泛函理论的现代从头计算获得。该方法被证明在顺磁性铁铬镍合金的情况下，可靠的晶界数据是可用的。
2021-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Interplay of force constants in the lattice dynamics of disordered alloys : An ab-initio study
无序合金中原子间力常数的可靠预测是一个突出的问题。这是由于需要在随机环境中适当处理多站点（至少对）相关性。对于原子大小和质量差异很大的系统，情况变得更具挑战性。我们提出了一个系统的密度泛函理论（DFT）的基础上预测从头计算力常数在随机合金的研究。该方法是基于特殊的准随机结构（SQS）和增广空间递归（ASR）之间的婚姻来计算声子谱，态密度（DOS）等bcc TaW和fcc NiPt合金被认为是两个不同的测试情况。预测合金中的Ta-Ta（W-W）键距比纯Ta（W）中的键距小（大），这反过来产生Ta（W）的更硬（更软）的力常数。Pt-Pt力常数在合金中，但是，预计是软相比，Ni-Ni，由于前者的大键距。我们计算的力常数，声子谱和DOS与实验和其他理论结果进行了比较，只要有。正确的趋势，目前的结果为这两种合金铺平了道路，在更复杂的合金系统的进一步未来的研究。
2014-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Ab Initio Study of the Structural Phase Transition in Cubic Pb_3GeTe_4
在替代无序窄禁带半导体Pb_{1-x} Ge_xTe中，在高于临界浓度$x \approx 0.005$时，出现有限温度的正菱面体转变.作为对无序系统中这种转变的第一性原理研究的第一步，研究了（假设的）有序立方Pb_3GeTe_4超晶胞。第一性原理密度泛函计算的总能量和线性响应函数进行共轭梯度方法从头赝势和平面波基组。发现Pb_3GeTe_4中的不稳定模主要由Ge离子的偏心和Te离子的位移引起。该系统的模型哈密顿构造使用格Wannier函数形式主义。该哈密顿量的参数由第一原理确定。通过Metropolis蒙特卡罗模拟研究了模型体系的平衡热力学。计算得到的Pb_3GeTe_4立方模型的相变温度T_c约为620 K，而无序Pb_{0.75} Ge_{0.25} Te的T_c \approx为350 K。讨论了将这种分析推广到无序Pb_{1-x} Ge_xTe系统的情况。
1997-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio study of short-range ordering in vanadium-based disordered rocksalt structures
该研究通过第一性原理和团簇展开方法，揭示了钒基无序岩盐正极材料中锂脱出顺序与钒氧化机制，为调控短程有序性以优化性能提供了理论指导。
2023-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Coherent description of the intrinsic and extrinsic anomalous Hall effect in disordered alloys on an $ab$ $initio$ level
本文对反常霍尔效应（AHE）作了一个统一的描述，它适用于纯合金和无序合金系统，对所有的AHE源一视同仁。这是通过使用完全相对论性的Korringa-Kohn-Rostoker（KKR）格林函数方法结合相干势近似（CPA）合金理论来实现Kubo-Stencheda方程。应用纯元素铁磁体bcc-Fe和fcc-Ni导致的结果完全符合以前的工作。对于fcc-Fe $_x$ Pd $_{1-x}$和fcc-Ni $_x$ Pd $_{1-x}$合金体系，在整个浓度范围内的反常霍尔电导率（AHC）都能达到与实验非常满意的一致。为了解释这些结果的内在AHC的定义的扩展建议。绘制相应的非本征AHC与纵向电导率的线性关系被发现在稀释制度，允许详细讨论的歪斜和侧跳散射过程的作用。
2010-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Neutron diffraction and ab initio studies on the fully compensated ferrimagnetic characteristics of Mn2V1-xCoxGa Heusler alloys
对Mn_2 V_（1-x）Co_xGa（x=0，0.25，0.5，0.75，1）Heusler合金进行了中子衍射和从头算研究。结合中子衍射和从头计算的分析揭示了晶体结构和磁性配置，不能确定从X射线衍射和磁性测量。如前所述，中子衍射数据的Rietveld精化证实了Mn 2 VGa的L21结构和Mn 2CoGa的Xa结构。x=0.25和0.5的合金具有Mn（C）-Co无序的L21结构。当Co浓度达到0.75时，观察到从无序的L21到无序的Xa的结构转变。详细的从头算研究也证实了这种结构转变。Mn_2（V_（1-x）Co_x）Ga中磁矩补偿的原因与先前报道的完全补偿亚铁磁体（MnCo）VGa不同。通过中子衍射和从头算研究，确定了Mn_2 V_（1-x）Co_xGa中存在无序的L_21结构和（Mn（A）-Mn（C））原子对的铁磁排列磁矩与（V-Co）原子对的反平行耦合.
2020-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study on the magneto-structural properties of MnAs
用从头算方法，并通过映射到海森堡模型的总能量的MnAs的磁性和结构特性进行了研究。不同相的稳定性主要取决于体积和磁序的量，证实了以前的实验结果和唯象模型。人们普遍发现，对于大的晶格常数的铁磁态是有利的，而小的晶格常数不同的反铁磁态可以稳定。在铁磁状态下，具有最小能量的结构总是六边形的，而如果在六边形平面中存在反铁磁分量，则它变为正交畸变。对于顺磁状态的稳定细胞被发现是正交的约3.7埃的临界晶格常数，在此之上，它仍然是六边形。这导致在大约400 K处顺磁状态之间的二级结构相变，其中晶格参数随着温度升高而增加超过该临界值，这是由于热膨胀。对于顺磁状态的正交畸变的大小作为晶格常数的函数的解析近似。在平均场近似下，计算了居里温度对体积和正交畸变的依赖关系。正交畸变晶胞的居里温度比六方晶胞的居里温度小得多。这主要是由于六边形平面中的一些交换耦合常数对于畸变的单元变为负值。利用这些结果给出了磁化率随温度变化的描述。
2006-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Paramagnetic Electronic Structure of CrSBr: Comparison between Ab Initio GW Theory and Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy
本研究结合第一性原理GW计算与角分辨光电子能谱，探究顺磁CrSBr的电子结构，验证了方法准确性，解释了能带展宽成因，明确了不同温度下的带隙特征。
2023-03-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Incommensurate and Commensurate Antiferromagnetic Spin Fluctuations in Cr and Cr Alloys from Ab Initio Dynamical Spin Susceptibility Calculations
本文提出了一种有限温度下固体动态顺磁自旋极化率的从头计算方法。它是基于时间依赖的密度泛函理论，并采用电子多重散射形式主义。研究了顺磁Cr和成分无序Cr_（95）V_5和Cr_（95）Re_5合金中的无公度和公度反铁磁自旋涨落及其与费米面嵌套的关系。我们发现自旋涨落可以用一个过阻尼振子模型来描述。与非弹性中子散射数据吻合良好。
2000-01-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Paramagnetic structure for the soliton of the $30^\circ$ partial dislocation in silicon
基于从头计算，我们提出了硅中30 $^\circ$部分位错的基本激发的新结构。这种孤子具有一种罕见的结构，在位错核附近有一个五配位原子。这种缺陷的独特的电子结构是一致的，迄今为止神秘的热稳定R中心的塑性变形硅的电子自旋共振签名。这一发现表明，实验测定孤子密度的可能性，这是理解材料塑性流动的一个关键缺陷。
1998-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio estimate of temperature dependence of electrical conductivity in a model amorphous material: hydrogenated amorphous silicon
我们提出了一个从头计算的直流电导率的非晶硅和氢化非晶硅。Kubo-Greenwood公式被用来获得直流电导率，通过热平均超过扩展的动态模拟。它的应用无序固体进行了讨论。电导率计算了一个很宽的温度范围内，掺杂是探索在一个天真的方式，通过移动费米能级。我们观察到了Meyer-Neldel电导率规则，其中E_MNR = 0.06 eV，a-Si：H的电阻温度系数为电阻温度系数TCR ~ -2.0% K^-1。在一般情况下，实验趋势再现这些计算，这表明在其他无序系统的载流子输运建模的方法可能的效用。
2007-06-03 cond-mat.mtrl-sci
A polymorphous band structure model of gapping in the anti-ferromagnetic and paramagnetic phases of the Mott insulators MnO, FeO, CoO, and NiO
用普通的单行列式密度泛函理论方法对经典NaCl结构莫特绝缘体MnO、FeO、CoO和NiO的反铁磁（AFM）和顺磁（PM）相的能带结构进行了描述.正如以前的作者所指出的，有序的AFM相已经在能带理论中显示出显着的带隙。然而，对于无序的PM相，常用的能带模型一直假设宏观观察到的平均NaCl结构，其中所有过渡金属位点被迫为单态等价的（单态描述）;对于PM相，这迫使在原子的基础上为零力矩，从而产生无间隙的PM状态，与实验尖锐冲突。相反，我们允许更大的NaCl型超晶胞，其中每个TM位点可以具有不同的局部成键和自旋环境（多态描述），从而获得几何灵活性，以降低总能量并打破d轨道的对称性。不同的本地自旋和键合环境的分布的存在允许大的现场磁矩自发地在DFT+U计算中发展，从而导致在经典的莫特绝缘体MnO、FeO、CoO和NiO的AFM、FM和PM相中的显著（1-3 eV）带隙。我们适应的自旋无序的配置在PM阶段的“特殊的准随机结构”，从而超胞近似代表最好的随机配置平均为有限的超胞的一个给定的晶格对称性的构造。因此，避免了单态描述的无序磁相允许甚至普通DFT+U，它代表了N电子系统与单行列式波函数，描述的间隙不仅在AFM阶段，而且在PM阶段的MnO，FeO，CoO，和NiO。
2017-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Structural relaxation due to electronic correlations in the paramagnetic insulator KCuF3
一个计算计划的调查与强相互作用的电子的复杂材料制定的是能够处理原子位移，因此结构弛豫，所造成的电子相关性。它结合了从头算能带结构和动力学平均场论，并在平面波赝势方面实现。平衡的Jahn-Teller畸变和反铁轨道顺序发现顺磁性KCuF 3同意与实验。
2008-09-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interatomic Potential for Silicon Defects and Disordered Phases
我们开发了一个经验的潜在的硅，这是一个相当大的改进，在现有的模型中描述局部键合体缺陷和无序相。该模型由两体和三体相互作用与理论上激发的功能形式，捕捉化学和物理的趋势，在配套文件中解释。在泛函形式的数值参数是通过拟合一组从头计算结果从量子力学计算的基础上密度泛函理论在局域密度近似，其中包括各种体相和缺陷结构。我们测试的潜力，通过将其应用到点缺陷的松弛，部分位错的核心属性和无序相的结构，其中没有一个被包括在拟合过程中。对于位错，我们的模型使预测与从头算和紧束缚计算非常一致。它是唯一已知的描述滑移集中30 $^\circ$ -和90 $^\circ$ -部分位错的势能{111}。液相和非晶相的结构和热力学性质也与实验和从头算结果吻合得很好。我们的潜力是第一个能够模拟淬火直接从液体到非晶相，所得到的非晶结构比现有的经验制备方法更现实。这些可转移性的进步没有额外的计算成本，因为我们的模型的力评估比Stillinger-Weber的流行潜力更快，从而允许非常大的原子系统的可靠的原子模拟。
1997-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Slow dynamics of disordered zigzag chain molecules in layered LiVS2 under electron irradiation
过渡金属化合物中的电子不稳定性在低温下常常自发地形成轨道分子，这些轨道分子由轨道耦合的金属离子组成。最近的本地结构研究利用对分布函数显示，预制的轨道分子出现无序，即使在高温顺磁相。然而，目前还不清楚预先形成的轨道分子是动态的还是静态的。在这里，我们提供了明确的实验证据的无序轨道分子的缓慢动力学实现在高温顺磁相的LiVS 2，它表现出钒三聚冷却后低于314 K。出乎意料的是，预先形成的轨道分子呈现为无序的锯齿形链，在电子照射下在时间和空间上波动。我们的研究结果将推进对无机材料中由于无序轨道分子而实现的软物质物理的研究。
2021-02-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
A method to include the spin-fluctuation in the ab-initio electronic-structure calculation
本文提出了一种新的包含自旋涨落自洽的从头计算方法。我们从Luttinger-Ward泛函开始，该泛函是LDA泛函加上SF能量泛函的温度相关部分之和。它所使用的相互作用的大小是以类似于Moriya和Kawabata的自洽重整化理论的方式确定的。在$T_c$上获得的Pd、Ni、Fe和fcc-Co的顺磁磁化率与实验结果相当一致。
2003-02-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Local environment effects in the magnetic properties and electronic structure of disordered FePt
采用超原胞方法和相干势近似（CPA），利用从头算方法研究了无序FePt的磁性.重点是自旋和轨道的磁矩与化学成分和周围的Fe和Pt原子的键长的趋势。一个小的，但明显的平均磁矩之间的差异时，使用的超级电池，并依赖于CPA时，被确定和链接到忽略的马德隆潜在的CPA。
2016-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Accurate polymorphous description of the paramagnetic phases in MnBi$_{2}$Te$_{4}$
本研究针对关联固体顺磁相能否用单粒子能带理论准确描述的问题，采用静态密度泛函理论的单形态与多形态方法，以MnBi₂Te₄为例证明多形态描述更可靠，为拓扑磁体磁相变电子结构演化提供理论支撑。
2024-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Predicting the Curie temperature in substitutionally disordered alloys using a first-principles based model
本研究提出一种基于第一性原理的模型，通过能量差和磁熵预测替代无序合金的居里温度，并在多种已知及未探索体系中验证其广泛适用性和高效性。
2024-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoelastic coupling descriptor for high-throughput ab initio search of magnetocaloric materials
University of Nebraska at Kearney（内布拉斯加大学基尼分校）；University of Nebraska-Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校）
该研究基于朗道相变理论构建磁弹性耦合描述符，经评估已知磁热材料后，通过高通量从头计算筛选发现Mn₃Ge和Mn₃Sb的L1₂立方相是潜在强磁热材料。
2026-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic ferromagnetism in binary compounds of alkali metals with nitrogen: Ab initio calculations
采用基于密度泛函理论的第一性原理全势能线性缀加平面波方法，研究了I $^{A}$族元素与氮的二元化合物LiN、NaN、KN和RbN在三种晶体结构（岩盐、纤锌矿和锌尖晶石）中的电子结构和磁性.我们发现，由于自旋极化\textit{p}轨道的N，所有四个化合物是半金属铁磁体与宽的能带隙（高达2.0 eV）。对于所有三种类型的晶体结构，计算出的所有研究化合物的总磁矩恰好为每个分子式单元2.00 $μ_{\text{B}}$。预测的半金属丰度是强大的晶格常数收缩。在所有情况下，铁磁相相对于顺磁相在能量上是有利的。半金属铁磁性的机制和合成的可能性进行了讨论。
2008-09-14 cond-mat.mtrl-sci
High-pressure phase and transition phenomena in ammonia borane NH3BH3 from X-ray diffraction, Landau theory, and ab initio calculations
用同步辐射粉末衍射技术研究了一种新型储氢材料氨硼烷NH_3BH_3在12 GPa高压和低温下的结构演化。在293 K和1.1 GPa以上，无序的I4 mm结构可逆地转变为新的有序相。根据衍射数据求解了其Cmc 21结构，并借助密度泛函理论计算对N、B原子的位置以及NH3、BH 3基团的取向进行了归属。群论分析确定了一个单一的两个组件的序参量，结合有序和原子位移机制，其中链接一个取向无序的母相I4毫米有序扭曲Cmc 21，Pmn 21和P21结构。我们提出了一个通用的相图NH3 BH 3，映射三个实验发现和一个预测（P21）相作为温度和压力的函数，以及相应的结构扭曲的演变。氨硼烷属于不适当的铁弹类，我们表明，温度和压力诱导的相变可以驱动到第二顺序。N-H的作用H-B氢键和其他分子间相互作用的稳定性的NH 3BH 3多晶型物进行了检查。
2009-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Determination of the vibrational contribution to the entropy change at the martensitic transformation in Ni-Mn-Sn metamagnetic shape memory alloys: A combined approach of time-of-flight neutron spectroscopy and ab-initio calculations
结合不同的实验技术，测定了Ni-Mn-Sn变磁性记忆合金中马氏体相变熵变的不同贡献。振动的贡献已被推断从马氏体和奥氏体相的振动态密度。这已经完成了结合飞行时间中子散射测量和从头计算。此外，还计算了熵变的电子部分。由于马氏体相变发生在两个顺磁相之间，磁性的贡献可以忽略不计，熵变可以简化为两项之和：振动和电子。得到的振动贡献值（-36 \pm 5 J kg^（-1）K^（-1））几乎提供了量热法测得的总熵变（-41 \pm 3 J kg^（-1）K^（-1）），其差值是在实验误差范围内的电子贡献。
2016-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio calculations of longitudinal electrical conductivity using a Wannier-based coherent potential approximation
本文提出基于Wannier-CPA的无序合金纵向电导率计算方法，结合Kubo-Greenwood公式与数值解析延拓，在Ag-Pd合金中验证了其与KKR-CPA结果的一致性。
2024-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Noncollinear magnetic sampling method for paramagnetic Mott insulator MnO
提出了一种基于静态密度泛函理论（DFT）的新方法来描述顺磁莫特绝缘体MnO。在基于无序局域矩模型的超原胞方法之一的磁取样方法中加入了自旋非共线性和正则系综。非共线MSM（NCMSM）与DFT $+U$的组合代表了一种非常有利的计算方法，称为NCMSM $+U$，其以适度的数值代价精确地确定MnO的顺磁性质。研究了电子关联和自旋非共线性对MnO性质的影响。我们发现，自旋非共线性起着重要的作用，在确定详细的电子配置文件和精确的能量顺磁性MnO。我们的结果表明，在莫特绝缘体的高温特性的模拟中，基于DFT的动态平均场论的$\textit{ab initio}$框架的NCMSM $+U$方法可以被用作替代。
2019-05-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-transfer mechanism of ferromagnetism in polymerized fullerenes: $Ab initio$ calculations
提出了聚合富勒烯高温铁磁性的机理。假设晶体中的一些C $_{60}$分子由于分散在富勒烯基质中的顺磁性杂质（原子或基团）（例如氢、氟、羟基OH、氨基NH $_2$或甲基CH $_3$）的自旋和电荷转移而变得磁活性。使用\textit{ab initio}计算评估磁活性富勒烯上的自旋之间的交换相互作用。最近邻和下一个最近邻交换相互作用被发现是在$0.1÷0.3 $ eV的范围内，也就是说，足够高，以占室温铁磁性。
2006-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Amorphous Boron Nitride: Ab initio Study of its vibrational properties
氮化硼（BN）是一种结构通用的绝缘体，因为它可以在几种具有有趣的机械和电气性能的晶体结构中找到，使这种材料对技术应用具有吸引力。为了改善非晶相（a-BN）的特性，一些研究小组进行了非晶相（a-BN）的实验和模拟研究，主要集中在电学和结构性能、压力诱导相变和氢化a-BN等方面。在这项工作中，两个非晶结构的计算产生和研究使用从头算分子动力学上的216个原子的超级电池具有两种不同的密度，2.04和2.80克厘米$^{-3}$。遵循我们的欠熔淬火方法，因为它已被证明可以为无序材料及其性能提供良好的结构。报道了这两个样品的拓扑结构、振动态密度和一些热力学性质，并与已有的实验结果进行了比较。一些计算结果也被重新审视。
2022-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Identification of nickel-vacancy defect in the photocurrent spectrum of diamond by means of \emph{ab initio} calculations
有一个连续的搜索固态自旋量子比特在室温下工作，激发在红外通信带宽。最近我们引入了磁共振光电探测（PDMR）技术来读取金刚石中氮空位（NV）中心的电子自旋态，这是一种在量子信息技术中有应用前景的技术。通过测量金刚石晶体的光电离谱，发现了两个未见报道的电离阈值。在相同的样品上，我们还观察到吸收和光致发光特征，其在文献中被识别为Ni相关缺陷。我们进行了\emph{ab initio}计算的光电离截面的镍分裂空位复合物（NiV）和N-相关的缺陷在其相关的电荷状态，并拟合这些缺陷的浓度测量的光电流光谱，这导致了一个令人惊讶的实验和计算的光谱之间的匹配。这项研究能够确定两个未知的电离阈值与NiV的两个受体水平。由于NiV的激发是在红外线中，从顺磁性NiV色心检测到的光电流是设计新型电读出量子比特的一种有前途的方法。
2018-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Spin fluctuations in nearly magnetic metals from ab-initio dynamical spin susceptibility calculations:application to Pd and Cr95V5
我们描述了我们的理论形式和计算方案，使从头计算的动态顺磁自旋磁化率的金属和合金在有限的温度。它的基础是电子多重散射中的含时密度泛函理论，虚时间格林函数形式主义。结果收到一个自然的解释过阻尼振荡器系统，使他们适合纳入自旋波动理论。为了说明，我们将我们的方法应用到近铁磁金属Pd和近反铁磁铬合金Cr95V5。我们比较和对比这两种金属的自旋动力学，并在每种情况下确定这些波动的弛豫时间远远长于典型的电子“跳跃时间”。
2000-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Clustering in disordered ferromagnets: The Curie temperature in diluted magnetic semiconductors
我们从理论上研究了杂质关联和磁团簇效应对稀磁半导体（如$\textrm{Ga}_{1-x}\textrm{Mn}_{x}\textrm{As}$）中长程铁磁有序的影响，采用了解析方法和直接的蒙特卡罗模拟。我们得到的铁磁转变温度$T_{c}$，它成为渐近精确的强无序，高度稀释（即小$x$）制度的解析公式。我们建立了杂质相关性对$T_{c}$只有很小的影响，中性相关的随机无序产生名义上最高的$T_{c}$。我们发现，铁磁顺序接近从高温顺磁侧通过一个随机的磁聚簇现象与逾渗转变的情况。
2006-02-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Transport properties of doped permalloy via ab-initio calculations: effect of the host disorder
通过从头计算研究了V、Co、Pt和Au掺杂坡莫合金的输运性质。Kubo-Bastin公式在完全相对论性的Korringa-Kohn-Rostoker格林函数形式主义内进行评估。有限温度效应的合金类比模型的装置进行处理。它示出的事实，即主机是无序的，而不是结晶有一个深刻的影响，如何导电性特征的异常霍尔效应和自旋霍尔效应取决于掺杂剂浓度。强调了表征电荷和自旋输运的量之间的几种关系。纵向电荷电导率随掺杂浓度的增加而降低，其变化顺序为Co-Au-Pt-V。发现掺杂浓度对反常霍尔和自旋霍尔电导率的影响是非单调的。引入有限温度会显著改变整体趋势。理论结果与现有的实验数据进行了比较。
2020-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Long-range Ni/Mn structural order in epitaxial double perovskite La2NiMnO6 thin films
我们报告和比较的结构，磁性和光学性能的有序La 2NiMnO 6薄膜和无序LaNi0.5Mn0.5O3对应。X-射线衍射研究表明，B-网站Ni/Mn订购诱导额外的XRD反射的晶体对称性从一个伪立方钙钛矿晶胞的无序相的单斜晶的形式与较大的晶格参数的有序相。偏振拉曼光谱研究表明，有序样品的特征在于额外的声子激发，是不存在的无序相。这些额外的声子激发的外观被解释为最清晰的签名的布里渊区折叠作为结果的长程Ni/Mn订购La 2NiMnO 6。有序和无序的材料都显示出单一的铁磁到顺磁的转变。有序膜还显示接近4.8mB/f. u的饱和磁化强度。转变温度（FM-TC）约为270 K，而无序的只有3.7 mB/f.饱和磁化强度和FM-TC约为138 K。它们的磁性行为的差异被理解的基础上不同的本地电子配置的Ni/Mn阳离子。
2009-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of Curie temperatures of diluted III-V magnetic semiconductors
在局域自旋密度近似下，研究了（Ga，Mn）As磁性半导体在As反位和磁无序存在下的电子结构.用相干势近似处理了化学和磁无序。一个基态的局部磁矩部分无序和减少总磁矩出现在反位的存在下。我们首先从铁磁态和顺磁态之间的总能量差估算居里温度T_c，将它们与经典海森堡模型中相应的能量差相联系。在平均场近似的框架内，一个更系统的方法是估算作用于给定位置的磁矩的有效交换场。反位As的存在大大降低了居里温度。结果表明，杂质对电子结构的影响不可忽略，对居里温度的影响不可忽略。计算的居里温度与现有的实验数据的比较表明，随着Mn含量的增加，施主浓度的增加。
2003-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Onset of Magnetic Order in Strongly-Correlated Systems from ab initio Electronic Structure Calculations: Application to Transition Metal Oxides
本文描述了强关联电子系统有限温度磁性的从头算理论。该方法基于自旋密度泛函理论，采用自相互作用修正的局域自旋密度近似（SIC-LSDA）。在KKR多重散射方法中，自相互作用校正在局部实现。热致磁波动处理使用平均场的“无序局部矩”（DLM）的方法，并在任何阶段是有一个有效的海森堡模型拟合。我们将该理论应用于3D过渡金属氧化物，在那里我们的计算再现了实验的有序趋势，以及在有序温度的定性趋势。我们发现在顺磁状态下，几乎不随磁序的开始而改变的大的绝缘间隙。
2008-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Efficient ab initio calculation of electronic stopping in disordered systems via geometry pre-sampling: application to liquid water
快速离子$S_e(v)$的电子停止曲线的知识，特别是在布拉格峰附近，是重要的理解辐射损伤。然而，在实验上，确定轻离子的这种特征是非常具有挑战性的，特别是在无序系统中，例如液态水和生物组织。实时含时密度泛函理论（rt-TDDFT）的最新发展使$S_e(v)$沿纳米尺度轨道的计算成为可能。然而，获得可以与观测值进行比较的有意义的统计平均$S_e(v)$仍然是一个挑战。在这项工作中，利用探测到的弹丸和从弹丸到目标中的原子的距离的局部电子结构之间的相关性，我们设计了一个轨迹预采样方案，选择，几何，一个小的一组短的轨迹，以加速通过rt-TDDFT计算的平均$S_e(v)$的收敛。对于液态水中的质子，我们首先计算从质子到最近的氧原子$ϕ_R(r_{p{\rightarrow}O})$的距离的参考概率分布函数（PDF），其轨迹的长度与实验采样的长度相似。然后，顺序地选择短轨迹，使得累积的PDF以越来越高的精度再现$ϕ_R(r_{p{\rightarrow}O})$。使用这些预先采样的轨迹，我们证明了平均$S_e(v_p)$收敛在整个速度范围内，少于八个轨迹，而其他平均方法使用随机和均匀分布的轨迹需要大约十倍的计算工作量。这使我们能够比较$S_e(v_p)$曲线的实验数据，并评估广泛使用的经验表的基础上布拉格规则。
2020-06-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Dynamic elastic properties and magnetic susceptibility across the austenite-martensite transformation in site-disordered ferromagnetic Ni-Fe-Al alloy
除了允许精确确定铁磁-顺磁相变温度和马氏体生长开始和结束的特征温度外（奥氏体）相以奥氏体为代价（马氏体）相同时冷却（加热），这是广泛的交流磁化率的结果，熔体淬火热弹性马氏体相变的声速和内耗研究（无序）Ni 55 Fe 20 Al 25合金的实验结果为以下结论提供了明确的实验依据。不可逆的热弹性变化（热滞后）发生在奥氏体相的预马氏体制度。在加热循环中，该系统保留了在冷却循环期间在马氏体-马氏体相共存区域中发生的马氏体相的起始和随后生长（以母体奥氏体相为代价）的“记忆”。我们在本文中报告并讨论了这些新的发现。
2007-08-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Ab-initio Study on the Magnetic Structures in the Ordered Mn3Pt Alloy
利用密度泛函理论研究了磁有序Mn 3 Pt合金的电子态. Mn 3 Pt被认为在400 K < T < 475 K的温度范围内实现的反铁磁相（所谓的F相）中三分之一的Mn原子没有磁矩。我们表明，这种实验建议的自旋配置是积极的，所以非常不利的，它将是无关的F-阶段。我们讨论的可能性，三分之一的Mn原子上的自旋力矩不是顺磁性的，但在F-阶段的热波动。本文结果与最近的中子散射研究[T. Ikeda和Y. Tsunoda，J. Phys. Soc. Jpn.，第72卷，第100页。2614-2621，10月。2003年]。
2008-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Verification of Anderson superexchange in MnO via magnetic pair distribution function analysis and \textit{ab initio} theory
我们提出了依赖于温度的原子和磁对分布函数（PDF）分析的中子总散射测量的反铁磁MnO，一个典型的强相关的过渡金属氧化物。已知的反铁磁基态结构与符合传统技术的精炼参数密切吻合，证实了新开发的磁性PDF方法的可靠性。在顺磁相进行的测量揭示了显着的短程磁相关的$\sim$ 1 nm的长度尺度上，从低温的长程自旋安排有很大的不同。\textit{Ab initio}计算使用自相互作用校正的局部自旋密度近似的密度泛函理论预测的磁相互作用占主导地位的安德森超交换和再现测量的短程磁关联的高精度。进一步的计算模拟从直接交换相互作用的额外贡献显示出更差的协议与数据。因此，MnO的Anderson超交换模型得到了实验验证和\textit{ab initio}理论的证实。
2016-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unusual magnetoelectric effect in paramagnetic rare-earth langasite
违反时间反演和空间反演对称性对基本粒子和宇宙学有着深远的影响。这些对称性在相变时的自发破缺会在凝聚态系统中产生非常规的物理现象，例如由磁螺旋、电磁振子、光和自旋波的非互易传播以及线性磁电（ME）效应（与所施加的磁场成比例的电极化的强度以及由电场诱导的磁化强度）引起的铁电性。在这里，我们报告的实验研究的钬掺杂的硅酸镓镧，Ho $_{x}$ La $_{3-x}$ Ga $_5$ SiO $_{14}$，显示了一个令人费解的组合的线性和高度非线性ME响应在无序顺磁状态：其电极化的强度增长线性的磁场，但振荡多次旋转后的磁场矢量。我们提出了一个简单的唯象哈密顿量来描述这种不寻常的行为，并从微观上利用稀土离子的磁多极与电场的耦合来推导它。
2020-04-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
