非对称超晶格热导率的类合金行为

超晶格中超热电子的负横向电导

Negative lateral conductivity of hot electrons in a biased superlattice

在紧束缚近似下研究了均匀电场作用下超晶格（等布居能级的偏置超晶格）中的非平衡电子分布，同时考虑了光学声子、声学声子和横向无序的散射.结果表明，面内动能的分布主要取决于布洛赫能量与光学声子能量的比值。计算了4.2K和20K温度下低掺杂结构的面内电导率。负电导率被发现对应于布洛赫声子共振条件的偏置电压。

超晶格的最小热导率

Minimum Thermal Conductivity of Superlattices

计算了垂直于层的声子热导率。厚层的粒子输运与薄层的波输运之间存在交叉。计算表明，电导率有一个最小值的层厚度略小于声子的平均自由程。

InAs/GaSb超晶格的热导率

Thermal conductivity of InAs/GaSb superlattice

用3ω方法测量了13 ~ 300 K范围内InAs/GaSb超晶格（T2 SL）的跨面热导率。热导率相对于GaSb块体衬底降低多达2个数量级。大约1-8 W/m \cdotK的低热导率可以作为低温下热电应用的优点，同时对T2 SL量子级联激光器和高功率发光二极管提出挑战。我们引入了幂律近似模型的非线性热导率，导致增加或减少的峰值温度为负或正的指数，分别。

高强度和韧性轻质铸造铝合金：含超晶格纳米层状纤维（SNL）和核壳纳米颗粒

High-strength and ductile lightweight cast aluminium alloys with superlattice nano-layered fibres (SNL) and core-shell nano-particles

通过在Al-Gd近共晶合金中添加Zr，形成超晶格纳米层状纤维（SNL）和核壳纳米颗粒，显著提升轻质合金的拉伸韧性，实现400%的韧性提升，克服共晶合金的延展性限制。

TiNiSn/HfNiSn超晶格的约化热导率

Reduced thermal conductivity of TiNiSn/HfNiSn superlattices

导热系数的减小是热电研究中的一个重要方面。我们报告了一个系统的和显着的减少的跨平面热导率的模型系统组成的直流溅射TiNiSn和HfNiSn半Heusler超晶格。通过3 $ω$方法测量$κ$的减少，并且其来源于内部界面处的声子散射。基于玻尔兹曼输运理论计算了超晶格中的热输运，包括内部界面处声子的扩散失配模型。下至3 nm的超晶格周期性，超晶格组分之间的声子谱失配定量地解释了$κ$的减少。对于非常薄的单个层，界面模型破裂，并且人造晶体显示出增强的$κ$。我们还提出了一个增强的ZT值为所有研究的超晶格相比，单一的TiNiSn和HfNiSn薄膜。

晶态半Heusler超晶格的亚非晶热导率

Subamorphous thermal conductivity of crystalline half-Heusler superlattices

提高热电品质因数的探索主要遵循降低热导率同时保持材料的功率因数不变的路线图。理想地，需要电子晶体声子玻璃系统。在这项工作中，我们报告了一个非凡的减少跨平面的热导率在晶体（TiNiSn）：（HfNiSn）半Heusler超晶格。我们创建SL的热导率低于有效的非晶极限，这是保持在一个大的温度范围（120-300 K）。我们在室温下测量的热导率值低至0.75 W/（m K），迄今为止报道的半Heusler化合物的最低热导率值。通过改变沉积条件，我们还证明了超晶格的单段生长方式对热导率的影响很大。这些发现显示了热电发电机的巨大潜力，其中需要显著降低热导率，但不会失去系统的晶体质量。

低热导率相变存储超晶格

Low Thermal Conductivity Phase Change Memory Superlattices

相变存储器装置通常通过熔化淬火材料以从根本上降低其电导来复位。重置相变材料所需的高功率和伴随的高电流密度是限制3D相变存储器架构的存取时间的主要问题。相变超晶格通过将相变限制在两种不同相变材料之间的界面来降低复位能量。然而，超晶格的高热导率意味着热被不良地限制在相变材料内，并且大部分热能被浪费到周围的材料。在这里，我们确定了Ti作为一种有用的掺杂剂，用于显著降低Sb 2 Te 3-GeTe超晶格的热导率，同时还稳定分层结构免受不必要的无序。我们证明，通过激光加热，降低热导率掺杂的Sb 2 Te 3层与Ti的一半的开关能量相比，只使用界面相变过渡和应变工程的超晶格。热优化的超晶格具有（0 0 l）的晶体取向，但在“开”（设置）状态下的热导率仅为0.25 W/m.K。与未掺杂的超晶格相比，包含该Ti掺杂的超晶格的原型相变存储器器件切换得更快并且处于基本上更低的电压。在切换过程中，Ti掺杂的Sb 2 Te 3层在超晶格内保持稳定，并且只有Ge原子是活跃的并且经历界面相变。总之，我们展示了热优化的Sb 2 Te 3-GeTe超晶格的潜力，用于新一代节能的电学和光学相变存储器。

合金化对新型双超晶格镍基高温合金的组织、相稳定性、硬度和分配行为的影响

Effect of alloying on the microstructure, phase stability, hardness and partitioning behavior of a new dual-superlattice nickel-based superalloy

最近报道了一种新型的y-y ′-y”双超晶格高温合金，该合金具有良好的高温力学性能。目前的工作采用最先进的化学和空间表征技术来研究系统添加的Mo，W和Fe和Nb和Al含量的变化对相分数，热稳定性，元素分配和机械性能的影响。合金是通过电弧熔炼，然后进行热处理而制成的。采用多尺度表征技术和硬度测试对复合材料的微观结构、热稳定性和力学性能进行了表征。然后通过热力学模型解释了这些性质或元素分配行为的变化。适度增加1.8 at.% Mo对微观结构和热稳定性有很强的影响：它使热处理期间的微观结构粗化最小化，同时不显著降低γ '固溶线温度。Nb减少0.6原子%，强烈地降低了y”体积分数，而不影响y“体积分数。减少的沉淀分数导致合金硬度的显著降低。添加Fe以实现更好的可加工性和降低材料成本，降低了γ ′固溶线温度，并在热处理期间引起快速的显微组织粗化，而不影响合金硬度。Al减少0.4原子%，降低了y'体积分数和y'固溶线温度，也不影响合金硬度。添加0.9at.% W降低了γ ′固溶线温度，但增加了两种沉淀物的体积分数。这些数据对于优化当前的合金设计和为未来的合金设计工作提供信息将是非常宝贵的。

镍钛形状记忆合金晶体-非晶超晶格中的马氏体相变

Martensitic Transformation in Crystal-Amorphous Superlattices of NiTi Shape Memory Alloy

研究镍钛形状记忆合金晶体-非晶超晶格中马氏体相变，用大规模分子动力学模拟不同晶相分数情况。发现部分非晶化改变相变路径，增强可逆性等，为定制形状记忆合金热机械性能提供策略。

LaCoO $_3$ / SrTiO $_3$超晶格中相干声子热输运的调谐

Tuning Coherent-Phonon Heat Transport in LaCoO$_3$/SrTiO$_3$ Superlattices

在纳米结构的相干声子传播的制度开辟了巨大的可能性，以控制能量收集设备，声子电路等的热导率在本文中，我们表明，相干声子的贡献很大的LaCoO 3/SrTiO 3氧化物超晶格的热导率，室温。我们表明，它们的贡献可以通过超晶格周期性的小变化进行调谐，而不改变超晶格的总厚度。使用这种策略，我们在室温下将热导率调整了20%。我们还讨论了界面混合和外延弛豫作为一个外在的，材料依赖的关键参数理解氧化物超晶格的热导率的作用。

GaAs/AlAs超晶格中声子色散效应与热导率降低

Phonon Dispersion Effects and the Thermal Conductivity Reduction in GaAs/AlAs Superlattices

利用精确的晶格动力学模型，对实验观察到的（GaAs）_n/（AlAs）_n（或n × n）超晶格（2x2）、（3x 3）和（6x6）结构的热导率沿生长轴的数量级减小进行了理论研究.由于超晶格的几何形状的声子色散关系的修改导致平坦的声子分支，因此较低的声子速度。这种效应被证明占的导热系数的三分之一的减少相对于体GaAs沿生长方向;其余的是可归因于声子寿命的减少。色散相关还原对温度（100 < T <300 K）和n相对不敏感。声子寿命的减少是最大的（2 × 2）结构和更大的界面散射一致。热导率的降低被证明是明显更敏感的GaAs/AlAs力常数的差异比那些与分子质量。

ATiO $_{3}$ / TiO（A=Pb，Sn）超晶格：铁电性和导电性的桥接

ATiO$_{3}$/TiO (A=Pb, Sn) superlattice: bridging ferroelectricity and conductivity

我们建议在钙钛矿型的ATIO $_{3}$中插入TiO层形成超晶格，并使用第一性原理计算研究其基本性质。我们的计算分析表明，该结构，其中包括重复的ATiO_{3}和TiO层，具有很强的各向异性导电性。该结构立即表明其导电性的可能控制离子位移有关其固有的铁电性。此外，我们还借助声子计算获得了低能相的结构信息，并研究了它们随外延应变的演化。由于可能的组合数量巨大，因此我们提出了一种混合钙钛矿和更简单的金属氧化物的方法，以构建具有新特性的材料。

LaMnO $_3$ / SrMnO $_3$超晶格中的声子相干输运和热导率极小值

Coherent phonon transport and minimum of thermal conductivity in LaMnO$_3$/SrMnO$_3$ superlattices

本文研究了（LaMnO $_3$）$_n$ /（SrMnO $_3$）$_n$超晶格的热输运性质，其中超晶格周期为$Λ=2n$，介于$2$和$12$之间.实验数据的分析清楚地揭示了在$Λ=6$ u.c.下热导率$κ$的最小值。此外，我们从理论上估计声子平均自由程约为$3Λ$。这些发现清楚地表明，在室温附近的$\pm 100\,$ K的宽温度范围内，在我们的锰氧化物SL中的热传输是一致的。此外，我们证明了反铁磁序可以控制的相干程度。这打开了具有挑战性的角度主动控制相干传输相关的物质。

GaN/AlN超晶格的横面热导率

Cross-plane thermal conductivity of GaN/AlN superlattices

由交替的GAN/AlN外延层组成的异质结构代表了用于主动冷却和节能闪电的最先进器件的构建块。深入了解这些结构的热传导对于改善未来应用的热管理至关重要。在这里，作为层的厚度的函数的GAN/AlN超晶格的交叉平面（垂直于样品的表面）的热导率通过采用$3ω$ -方法建立。此外，相互扩散的作用在界面上的声子散射被考虑在建模和数据处理。据发现，跨平面的外延异质结构的热导率可以被驱动到低至5.9 W/（m $\cdot$ K）的值与那些报道的非晶薄膜相媲美，从而打开广泛的前景，优化热管理III族氮化物为基础的外延多层膜。

单壁碳纳米管同位素超晶格结构的热传导：分子动力学研究

Heat conduction of single-walled carbon nanotube isotope-superlattice structures: A molecular dynamics study

采用经典分子动力学模拟研究了单壁碳纳米管同位素超晶格的热传导。通过交替连接不同质量的单壁碳纳米管形成超晶格结构。在改变超晶格周期时，确定了具有最小有效热导率的临界值，其中主导物理从区带折叠效应切换到晶格界面的热边界电阻。用能量密度谱解释了交叉机制，其中可以清楚地观察到带折叠效应。结果表明，临界超晶格周期厚度取决于扩散弹道声子的平均自由程分布。超晶格结构的热导率的降低击败了一维合金结构的热导率，尽管最小热导率仍然略高于通过同位素的二维随机混合获得的值。

热导率可调的InAs/GaAs超晶格的预测设计与实验实现

Predictive design and experimental realization of InAs/GaAs superlattices with tailored thermal conductivity

我们展示了一个从头计算的预测方法来计算不同的周期，厚度和组成的InAs/GaAs超晶格（SL）的热导率（$κ$）。我们的新的实验结果说明了这种方法可以产生很好的协议与实验时，现实的组成配置文件作为输入的理论模型。由于InAs的厚度比可以生长的固有限制，散装样SL显示其组成分布的细节有限的敏感性，但当考虑有限厚度的影响时，情况发生了显着变化。如果在生长过程中In的偏析可以最小化，SL具有显着更高的$κ$比具有相同的组成的随机合金将获得，与潜在的改善InAs/GaAs基器件的散热。

$(BN)_x(C_2)_{1-x}$合金的可能完全相容性

Possible complete miscibility of $(BN)_x(C_2)_{1-x}$ alloys

用从头计算赝势方法研究了$(BN)_x(C_2)_{1-x}$合金及相关超晶格的稳定性。我们发现，（111）取向的$(BN)_1/(C_2)_1$超晶格由于B-C键和C-N键的数目最少，在许多短程有序$BNC_2$结构中具有最低的形成能。根据计算得到的不同组成和不同有序结构下的形成能，并假定热力学平衡，绘制了$(BN)_x(C_2)_{1-x}$合金的固溶体相图。我们发现$(BN)_x(C_2)_{1-x}$合金的完全可熔性是可能的，这与以前的理论预测相反，但与实验报告一致。

用动力学集体模型计算体相和纳米Si/Ge合金的热导率

Thermal conductivity of bulk and nanoscaled Si/Ge alloys from the Kinetic Collective Model

几个迄今无法解释的功能，在IV族材料的热导率，如作为纯与合金样品的样品尺寸的函数的斜率的变化和低杂质浓度的热导率的快速衰减，描述在声子传输从集体到动力学制度的过渡方面。我们表明，在纯体硅样品中的热传输主要是集体的，杂质/合金和边界散射是负责破坏这个制度与相关的强烈降低热导率，离开动力学运输作为唯一允许的电阻散射机制时占主导地位。

Co $_{1-x}$ M $_x$ Si（M=Fe，Ni）合金的低温热导率

Low-temperature thermal conductivity of Co$_{1-x}$M$_x$Si (M=Fe, Ni) alloys

研究了CoSi和Co $_{1-x}$ M $_x$ Si合金（M = Fe，Ni; $x \leq$ 0.06）的低温电导率和热导率。测量结果表明，Co $_{1-x}$ Fe $_{x}$ Si合金的低温电导率在$x > $ 0.01处比纯CoSi降低了一个数量级。预计在合金中，晶格和电子对热导率的贡献都将降低。然而，我们的实验结果表明，在低于20 K的温度下，含Fe和Ni的合金的热导率是纯CoSi的几倍。我们讨论了可能的机制的热导率增强。最有可能的一个是与占主导地位的散射声子的载流子。我们提出了一个简单的理论模型，考虑到复杂的半金属电子结构的CoSi与非等效谷，并表明，它很好地解释了晶格热导率的增加，随着无序度的增加和线性温度依赖性的热导率在Co $_{1-x}$ Fe $_x$ Si合金低于20 K。

Ge$_x$Sn$_{1-x}$O$_2$合金的第一性原理热导率研究

Ab initio thermal conductivity of Ge$_x$Sn$_{1-x}$O$_2$ alloys

本文通过第一性原理计算研究了金红石型GeO2、SnO2及其合金的热导率，定量分析了合金无序、温度和同位素分布的影响，发现合金室温热导率仍可与β-Ga2O3相当或更优，为电子器件热学设计提供了指导。

半Heusler合金TiNiSn导热系数的第一性原理计算研究

Examining the thermal conductivity of half-Heusler alloy TiNiSn by first-principles calculations

半Heusler合金TiNiSn的热电性能已经研究了十多年，但由于其晶格热导率难以有效估算，对其热导率的理论研究还很少。在这项工作中，我们使用最近开发的ShengBTE程序来研究TiNiSn的晶格热导率。计算得到的室温晶格热导率为7.6W/mK，与实验值8 W/mK接近。我们还发现总热导率和晶格热导率随温度的变化与现有的实验结果吻合得很好，总热导率主要由晶格贡献决定。本文的工作对晶格热导率的理论预测和热电性能的优化具有一定的参考价值。

替代原子距离模型预测合金晶格热导率

The substitutional atomic distance model for predicting lattice thermal conductivity in alloys

提出替代原子距离模型，通过SiGe和InGaAs合金验证，准确预测热导率，揭示合金散射主导热导降低机制。

抛物型能带超晶格的电导率

Conductivity of a superlattice with parabolic miniband

理论研究了具有抛物型微带的一维超晶格的静态和高频微分电导率，其中色散规律假定为抛物型直到布里渊区边缘。与早期发表的作品，致力于这个问题，新的公式包含的静态电流密度的温度依赖性，这导致电流最大值随着温度的升高向低场侧移动。的高频微分电导率响应特性，包括温度依赖性的检查和创建太赫兹振荡器的布洛赫电子振荡在这样的超晶格的机会进行了讨论。分析表明，具有抛物型微带色散规律的超晶格只有在很低的温度下才有可能用于太赫兹场的产生和放大。

WS2纳米畴嵌入单层Mo1-xWxS2合金中的声子输运

Phonon transport in single-layer Mo1-xWxS2 alloy embedded with WS2 nanodomains

二维（2-D）过渡金属二硫属化合物（TMD）具有许多有趣的物理和化学性质，使其成为电子、光电和能源应用的理想材料。调节二维（2-D）材料的热导率可以扩展它们在许多这些领域中的适用性。在本文中，我们提出了一种策略，使用合金化和纳米畴抑制2-D材料的热导率。为了预测嵌入纳米畴的2-D合金的热导率，我们采用格林函数方法来评估由于合金化和纳米畴嵌入的声子散射强度。我们的第一性原理驱动的声子玻尔兹曼输运方程计算表明，单层二硫化钼的热导率可以降低到小于十分之一的本征热导率后，合金与W和引入纳米畴由于强散射的高和低频声子。并讨论了进一步降低导热系数的策略。

LiH_{x} D_{1-x}合金离子电导率与组成关系的研究

Study of the composition dependence of the ionic conductivity of LiH_{x}D_{1-x} alloys

最近的观察表明，在离子晶体的固溶体AgCl $_x$ Br $_{1-x}$、AgCl-CdCl $_2$、AgBr-CdBr $_2$的一定组成下，电导率表现出明显大于末端组分的电导率的值。在这里，我们调查的电导率$σ$的LiH $_x$ D $_{1-x}$固溶体-这是在燃料储氢应用中的突出的重要性-并发现，在整个组合物范围内没有最大值可能发生在$σ$与x的依赖性。

γ辐照对Fe-Si-B系非晶和纳米晶合金初始磁导率的影响

Gamma-irradiation influence on the initial magnetic conductivity of based on the system Fe-Si-B amorphous and nanocrystalline alloys

采用电感因子测定法研究了Fe-Si-B非晶和纳米晶合金的初始磁导率μi与γ辐照剂量的关系。结果表明，非晶态Fe-Si-B合金经Ni和Mo合金化后，μi的辐射灵敏度提高。与合金化金属玻璃相比，纳米晶磁性合金的初始磁导率对γ辐照的敏感性较低。研究表明，辐照对初始磁导率的影响是由于在金属玻璃的结构中以及纳米晶合金的非晶基体中产生了非磁性结合。

地球核心条件下铁-硅合金的低热导率及其对地球发电机的影响

Low thermal conductivity of iron-silicon alloys at Earth core conditions with implications for the geodynamo

地核由铁（Fe）与轻元素合金组成，例如，硅（Si）。它的导热性对地球的热结构、演化和动力学有着至关重要的影响，因为它控制着维持地球历史上地球发电机所需的热量和成分来源的大小。在这里，我们直接测量固体Fe和Fe-Si合金的热导率高达144 GPa和3300 K。在132 GPa和3000 K下，15at%的Si合金化在Fe中显著地降低了其电导率约2倍。含有15at% Si的外芯的电导率约为20 W m-1 K-1，在类似的压力-温度条件下低于纯Fe。这表明，一个较低的最小热流，约3太瓦，通过核幔边界比以前预期的，因此更少的热能需要操作的地球发电机。我们的研究结果提供了内核年龄可能超过20亿年的关键限制。

WS2/WSe2横向超晶格中晶格热导率最小化和热电性能增强的原因

Origins of minimized lattice thermal conductivity and enhanced thermoelectric performance in WS2/WSe2 lateral superlattice

基于实验制备的WS 2/WSe 2横向超晶格（LS）晶体，提出了一种提高二维过渡金属二硫属化物（TMDC）WS 2热电性能的结构策略.基于密度泛函理论结合玻尔兹曼输运方程，我们证明了单层WS 2的TE优值zT在形成WS 2/WSe 2 LS晶体时显著提高。这主要归因于由于增强的非谐过程而导致的几乎减半的晶格热导率。平行于（xx）和垂直于（yy）超晶格周期的电子输运性质对于p型和n型掺杂LS两者是高度对称的，这归因于电荷载流子的几乎各向同性的寿命。自旋-轨道效应导致导带的显著分裂，并导致三重简并子带和高态密度（DOS），这为获得高的n型Seebeck系数（S）提供了机会。有趣的是，单层WS 2中分离的简并子带和上导带形成了一个显著的阶梯状态密度，从而产生了更高的S。具有比电子高得多的迁移率的空穴载流子揭示了高的p型功率因数，并且在400 K下具有最佳zT超过1的良好p型TE材料的潜力。

超晶格设计突破非晶导热极限

Beating the amorphous limit in thermal conductivity by superlattices design

在具有相同化学成分的无定形结构中测得的值通常被认为是任何材料热导率的下限：热载体因无序而强烈散射，其寿命达到热振动的最小时间尺度。然而，在纳米尺度上的适当设计可以允许甚至在非晶极限以下降低热导率。本文利用分子动力学模拟和Green-Kubo公式，通过调节表征层状声子材料（超晶格）的不同参数，系统地研究了这种结构的热导率。我们发现，达到低于非晶热导率的关键是几乎完全阻止热载流子，超晶格声子的传播。我们证明，在两个插入层中的大的质量差，或层之间的界面上的相互作用减弱，导致材料具有非常低的热导率，低于相应的无定形对应物的值。

GeTe/Sb $_{2}$ Te $_{3}$超晶格热导率的相干声子谱研究

Thermal conductivity of GeTe/Sb$_{2}$Te$_{3}$ superlattices measured by coherent phonon spectroscopy

利用飞秒相干声子谱研究了GeTe/Sb $_{2}$ Te $_{3}$超晶格的晶格热导率。在非晶和晶态GeTe/$_{2}$ SL薄膜中获得的时间分辨瞬态反射率在太赫兹（THz）频率下具有皮秒退相时间的相干$A_{1}$光学模式。基于德拜理论，我们计算了晶格热导率，包括晶界散射、点缺陷散射、umklapp过程和声子共振散射。结果表明，在非晶SL的热导率是较小的温度依赖性，归因于占主导地位的声子缺陷散射。

非周期超晶格中通过相干模式转换实现的显著声子透射

Prominent phonon transmission across aperiodic superlattice through coherent mode-conversion

本文揭示了非周期超晶格中非相干声子模式可通过干涉转换为相干模式，从而实现跨越数百个界面的高透射和显著热导率，并提出通过层图案化或材料选择调控声子能带结构以实现精确热输运控制的策略。

高熵合金电导率的第一性原理计算研究

An investigation of high entropy alloy conductivity using first-principles calculations

Kubo-Greenwood方程结合第一性原理Korringa-Kohn-Rostoker相干势近似（KKR-CPA）可以计算T = 0 K时无规合金的直流剩余电阻率。我们实现了这种方法在一个基于多重散射理论的从头算软件包，MuST，并将其应用到高熵合金Al $_x$ CoCrFeNi的剩余电阻率作为$x$的函数的从头算研究。计算的折射率与实验数据进行了比较。我们还预测了难熔高熵合金MoNbTaV $_x$ W的剩余电阻率。计算的电阻率趋势也解释了使用理论参数。

Fe_{1-x} Cr_{x}合金的热导率和扩散介导局域化

Thermal conductivity and diffusion-mediated localization in Fe_{1-x}Cr_{x} Alloys

本文应用一个新的Kubo-Greenwood型公式结合广义Feynman图技术，报道了无序Fe_{1-x} Cr_{x}合金热输运性质的第一性原理计算。图解法简化了无序诱导散射对两个粒子关联函数的影响，从而重整化热流算子来计算组态平均的晶格热导率和扩散率。在这种情况下，热导率K（T）在低温区域（T < 20 K）中显示出近似的二次T依赖性，其随后在高T下平滑地上升到与T无关的饱和值。从热扩散率数据的迁移率边缘的数值估计产生的局部状态的分数。得出的结论是，复杂的无序散射过程中，力常数占主导地位的无序合金，如铁铬，往往本地化的振动模式相当显着。

铀、铀-锆和铀-钼热导率的从头算和经验模型

Combined ab initio and empirical model of the thermal conductivity of uranium, uranium-zirconium, and uranium-molybdenum

在这项工作中，我们开发了一个实用的和一般的金属和金属合金的热导率建模方法，集成从头算和半经验物理为基础的模型，以最大限度地发挥这两种技术的优势。该方法支持创建高精度，机械，可扩展的合金导热率建模。该模型在先进核反应堆潜在燃料--α-U和富U的U-Zr和U-Mo合金上得到了验证。铀基燃料的安全使用需要对燃料的热传输特性有定量的了解。该模型结合了声子和电子的贡献，在很宽的温度范围内与实验数据显示出良好的一致性，并提供了对不同温度下控制热导率的不同物理因素的洞察。该模型足够通用，可以包含更复杂的效应，如额外的合金物质、缺陷、嬗变产物和惰性气体气泡，以预测复杂金属合金（如铀合金燃料系统）在燃耗下的行为。

无序二元合金的晶格热导率公式

Lattice thermal conductivity of disordered binary alloys : a formulation

本文提出了一种计算无规合金组态平均晶格热导率的公式。我们的配方是基于增广空间定理，介绍了我们中的一个，结合广义图解技术。图解方法在很大程度上简化了包括无序校正的影响的问题。该方法使我们能够获得一个表达式的有效热流的情况下，无序的合金，这反过来又是用于库博-格林伍德型公式的热导率。我们表明，无序散射重整化的声子传播以及热流。对电流项的修正与传播子的自能有关。我们还研究了简化梯形图近似中顶点修正的效果。定义了一个模式依赖的扩散率$D_γ$，然后在不同的模式平均的总热扩散率。实施方案，所述形式主义进行了讨论。给出了NiPd合金晶格热导率随频率和温度变化的一些初步数值结果，并与实验结果进行了比较。我们还显示了数值结果的频率依赖性的热扩散率平均模式。

合金纳米结构的模式和空间分辨热输运

Mode- and Space- Resolved Thermal Transport of Alloy Nanostructures

纳米结构的半导体合金由于声子的散射而获得超低的热导率，具有宽范围的平均自由程（MFP）。在这些材料中，长MFP声子分散在纳米尺度的边界，而短MFP高频声子被合金化引入的无序点缺陷所阻碍。虽然这一趋势已被简化的分析和数值方法所证实，但从头算空间分辨方法仍然难以捉摸。为了填补这一空白，我们计算的导热系数降低多孔合金通过求解模式分辨玻尔兹曼输运方程的声子使用有限体积法。我们分析了不同的合金，长度尺度，浓度和温度，在整个配置空间的热导率获得了非常大的减少。例如，对于孔隙率为25%的Al $_{0.8}$ In $_{0.2}$ As，发现约97%的减少。此外，我们采用这些模拟来验证我们最近引入的“弹道修正模型”（BBM），这是一种使用块体合金的特征MFP和材料的长度尺度来估计有效热导率的方法。然后，该模型被用来提供设计合金基纳米结构的指导原则。值得注意的是，它阐明了多孔合金，如Si $_{x}$ Ge $_{1-x}$如何获得比多孔Si或Ge更大的热导率降低，同时也解释了为什么我们不应该期望在合金中有类似的行为，如Al $_{x}$ In $_{1-x}$ As。通过考虑不同尺度下散射的协同作用，我们为超低热导率材料的设计提供了一条途径。

Thermal conductivity of AlN, GaN, and Al$_x$Ga$_{1-x}$N alloys as a function of composition, temperature, crystallographic direction, and isotope disorder from first principles

Ultra-wide-band-gap group-III nitrides are of interest for applications in deep-ultraviolet optoelectronics and power electronics. Such devices must be able to efficiently dissipate heat generated from their operation, making the thermal conductivity of the constituent materials an important parameter for high-power applications. We have investigated the phonon-limited thermal conductivity of AlN, GaN, and Al$_x$Ga$_{1-x}$N using first-principles calculations, with a focus on the effects of compositional and isotopic disorder. Our Boltzmann-transport-equation calculations show that the maximum…

高钛诱导平面滑移转变向超晶格外在堆垛fault和微孪晶在蠕变CoNi基超合金中

High-Ti induced planar-fault transformation toward superlattice extrinsic stacking faults and microtwins in crept CoNi-based superalloys

高钛含量促进CoNi基超合金中超晶格外在堆垛fault和微孪晶形成，通过改变平面滑移机制提升蠕变性能。

ZnO-In2O3天然超晶格中In-O单层原子片的声子、电子和势垒：热电效应

Single Layer In-O Atomic Sheets as Phonon and Electron and Barriers in ZnO-In2O3 Natural Superlattices: Implications for Thermoelectricity

在ZnO的一半的ZnO-In 2 O3二元系统的相是自然的超晶格组成的周期性堆叠的单个InO 2片分离的铟掺杂的ZnO块的间距取决于根据关系In 2 O3（ZnO）k的组合物。表征相结合，原子分辨率，像差校正扫描透射电子显微镜（STEM）和电子能量损失谱（EELS）分析，表明每个InO 2层的原子结构由一个单一的连续片的八面体协调的InO 2。这些片也是晶体学反转边界。在800 oC的电导率，热导率和Seebeck系数数据的分析表明，InO 2片不仅通过声子散射降低热导率，而且还对电子输运产生势垒。定性地讨论了势垒的来源、压电效应的作用及其对超晶格间距的依赖性。也有人认为，晶体取向的InO 2片内的单个晶粒也随机取向的多晶材料中的传输障碍。

相变层状二维合金WSe2（1-x）Te2x的各向异性热输运

Anisotropic Thermal Transport in Phase-Transition Layered 2D Alloys WSe2(1-x)Te2x

过渡金属二硫属化物（TMD）合金由于其可调的电子性质，特别是双金属相变，以及在固态存储器和热电材料中的潜在应用，近年来引起了人们的极大兴趣。然而，层状二维（2D）TMD合金的热导率仍然在很大程度上未被探索，尽管它在TMD使能设备的可靠性和功能性中起着关键作用。在这项工作中，我们研究了温度依赖的各向异性热导率的相变二维TMD合金WSe 2（1-x）Te 2 x在两个面内方向（平行于基面）和交叉平面方向（沿c轴）使用时域热反射测量。在WSe 2（1-x）Te 2x合金中，由于不同声子模式之间的非平衡输运，观察到跨平面热导率取决于加热频率（泵浦激光的调制频率）。利用双通道热传导模型，我们提取了各向异性导热系数在平衡极限。当x从0.4增加到0.6时，由于层状2D合金中从2 H到Td相的相变，观察到交叉平面和面内热导率的明显不连续性。与原始的2 H WSe 2和Td WTe 2相比，由于原子无序，TMD合金的热导率的温度依赖性变得较弱。这项工作作为一个重要的起点，探索声子输运层状2D合金。

钽-铼合金中的涌现自旋霍尔电导率

Emergent spin Hall conductivity in Tantalum-Rhenium alloys

本文研究Ta-Re合金的自旋霍尔电导率，发现约60 at.% Ta时因费米能级调控而显著增强，并用太赫兹发射实验和刚性能带模型验证了该增强效应。

Au-Cd合金体系中的复杂结构：Hume-Rothery机制的起源

Complex structures in the Au-Cd alloy system: Hume-Rothery mechanism as origin

二元（简单金属）相图Au-Cd包含许多具有各种扭曲、超晶格和空位的金属间化合物。为了理解这些结构复杂性和它们的相稳定性的原因，我们在费米球-布里渊区相互作用的框架下，在近自由电子模型中分析了这些晶体结构。对布里渊-琼斯组态与近自由电子费米球的关系的研究为价电子能量对相稳定性的贡献的重要性提供了见解。在倒易空间中对这些复杂结构的表示阐明了它们与简单基本细胞的关系。这种方法显示了附加平面对超晶格稳定性的重要性。AuCd-hP 18、AuCd 3-hP 24和AuCd 4-hP 273结构与AuCd-cP 2通过超晶格和空位的菱面体畸变有关。

同位素掺杂硅纳米线的超低热导率

Ultralow Thermal Conductivity of Isotope-Doped Silicon Nanowires

采用分子动力学（MD）模拟方法研究了硅纳米线的热导率.研究发现，在室温下，同位素缺陷可以使硅纳米线的热导率呈指数下降。当掺杂50%的同位素原子时，热导率达到最小值，约为纯28Si NW的27%。同位素超晶格结构的硅纳米线的热导率明显依赖于超晶格的周期。在1.09 nm的临界周期处，热导率仅为纯Si NW值的25%。当超晶格周期小于这个临界长度时，观察到热导率的异常增强。用声子谱理论解释了超晶格结构硅纳米线的超低热导率。

无规半导体合金晶格热导率的第一性原理定量预测：力常数无序的作用

First-principles quantitative prediction of the lattice thermal conductivity in random semiconductor alloys: the role of force-constant disorder

对半导体合金的晶格热导率$κ_{\ell}$的标准理论理解假定质量无序是声子散射的最重要来源。与此相反，我们表明，迄今为止被忽视的贡献的力常数（IFC）的障碍是必不可少的准确预测的$κ_{\ell}$的极性化合物，其特征在于一个复杂的原子尺度结构。我们发展了一种基于特殊的准随机结构和格林函数的\emph{ab initio}方法，并包括IFC无序的作用，并应用它来计算$\mathrm{In_{1-x}Ga_xAs}$和$\mathrm{Si_{1-x}Ge_x}$合金的$κ_{\ell}$。我们发现，虽然对于$\mathrm{Si_{1-x}Ge_x}$，声子合金散射主要由质量无序，对于$\mathrm{In_{1-x}Ga_xAs}$，IFC无序的列入是基本的，以准确地再现实验观察到的$κ_{\ell}$。由于大多数III-V族和II-VI族随机半导体合金都存在复杂的原子尺度结构，因此我们希望我们的方法适用于广泛的材料。

纳米金刚石薄膜中的电导交叉：无序超晶格结构的实现

Conductivity crossover in nano-crystalline diamond films: Realization of a disordered superlattice-like structure

我们提出了一批不同氮浓度的纳米金刚石薄膜的电输运特性，并解释了半导体异质结构的无序准超晶格模型的导电机制。合成的热灯丝化学气相沉积技术，在薄膜中的结构无序的程度，从拉曼光谱证实，被发现是可控的，导致在过渡的导电机制从本地化和激活的金属导电制度。因此，通过在低温下的高场磁阻测量，我们牢固地建立了从跳跃到3D弱局部化的电导率交叉。长的电子退相时间和其弱的温度依赖性表明金刚石基高速器件应用的可能性。

II型超晶格InAs/InAs1-xSbx晶格振动的Raman研究

Raman study of lattice vibrations in type II superlattice InAs/InAs1-xSbx

在这项工作中，我们报告了偏振拉曼光谱的振动特性的InAs/InAs 1-xSbx SL以及选定的InAs 1-xSbx合金，所有生长在GaSb衬底上的MBE或MOCVD，从生长表面和解理边缘。

W-Ta合金自旋霍尔电导的增强

Enhancement of spin Hall conductivity in W-Ta alloy

通过重金属中的自旋霍尔效应产生纯自旋电流是近十年来的一个活跃的研究课题。为了减少有效地切换相邻铁磁层以用于应用所需的能量，不仅应该增加电荷-自旋转换效率，而且还应该降低重金属的纵向电阻率。在这项工作中，我们研究了自旋霍尔电导率在W_{1-x} Ta_{x} / CoFeB / MgO（x = 0 - 0.2）使用自旋扭矩铁磁共振测量。将W与Ta合金化后，样品的有效自旋霍尔角（从-0.15到-0.3）和纵向电阻率（60 - 120 μW·cm-1）都发生了2倍的变化。当Ta含量为11%时，自旋霍尔角达到-0.3，纵向电阻率为100 μW·cm-1，这使得这种W基合金的功耗非常低。这项工作表明，溅射沉积的W-Ta合金可能是一种有前途的高能效自旋电流产生材料。

通过调节表面相互扩散驱动的混合来优化声子散射以突破热导率的随机合金极限

Optimizing phonon scattering by tuning surface-interdiffusion-driven intermixing to break the random-alloy limit of thermal conductivity

利用非平衡分子动力学模拟结合光谱热流计算，研究了超晶格（SL）的跨面热导率$κ$随界面从完全突变到完全混合的演化.我们强调的作用，表面相互扩散驱动的混合通过计算的$κ$ SL与变化的界面粗糙度，其调整允许的$κ$值远低于“合金极限”和突然的界面极限在相同的情况下。不同频率范围内合金和界面散射之间的相互作用为预测热导率的最小值提供了物理基础。更具体地说，我们还探讨了界面粗糙度如何影响SL材料的热导率具有广泛的原子质量和键强度的跨度。特别地，我们发现：（i）只有当SL的“间隔物”厚度增加到临界值时，粗糙SL的$κ$才能突破相应的“合金极限”。(ii)$κ$是否随界面粗糙度单调变化，在很大程度上取决于SL材料的声子输运周期长度和本征行为。特别地，对于大周期的SL，存在一个最佳的界面粗糙度，使热导率最小。(iii)表面相互扩散驱动的混合是更有效地实现低$κ$低于合金极限的SL材料与大的质量失配比小。(iv)对于具有大晶格失配的SL材料（即，结合强度）来设计具有远低于“合金极限”的$κ$的理想突变界面结构。这些结果对优化热传输的热管理和热电材料的发展具有明确的意义。

p型ZrIrSb Half-Heusler合金中光学声子模辅助热导率的实验和计算研究

Optical phonon modes assisted thermal conductivity in p-type ZrIrSb Half-Heusler alloy: A combined experimental and computational study

具有18价电子数的半赫斯勒（HH）合金在与热电相关的研究领域引起了极大的兴趣。了解这些具有半导体基态的系统所表现出的新颖的输运性质是该领域的一个重要焦点。大多数HH合金显示的大热导率在改善品质因数（ZT）方面具有主要障碍。此外，了解重组分HH合金的热传导机制是一个有趣的方面。本文通过实验研究、声子色散和电子能带结构计算，研究了ZrIrSb的高温热电性能。发现ZrIrSb在室温附近表现出明显较低的电阻率和Seebeck系数，这是由于Ir/Sb和空位之间存在反位无序。有趣的是，在ZrIrSb中，晶格热导率由声学和低频光学声子模式之间的耦合决定，该耦合源于较重的Ir/Sb原子。由于带边界附近的光学声子激发，这种耦合导致Umklapp过程的增强，导致\k{appa} L的较低幅度。我们的研究指出，在一个简单的单胞内同时存在两个重质量元素可以大大降低晶格自由度。

原生表面氧化物将合金硅膜转变为具有超低热导率的纳米声子超材料

Native surface oxide turns alloyed silicon membranes into nanophononic metamaterials with ultra-low thermal conductivity

在纳米尺度上详细了解微观结构和声子传播之间的关系对于设计具有所需声子和热性能的材料是必不可少的。在这里，我们揭示了表面氧化膜中声子相互作用的新机制，即，天然氧化物层通过局部共振与超薄硅膜中的声子相互作用。局域共振降低了低频声子群速度，缩短了它们的平均自由程，这一效应为超低热导率设计开辟了一条新的途径，因为它补充了散射机制，有效地散射了高频模式。天然氧化层和与浓度低至5%的锗合金化的组合将硅膜的热导率降低至比本体低100倍。此外，由原生氧化物表面层产生的共振机制对于热介电性降低特别有效，即使在非常低的温度下也是如此，在该温度下仅填充低频模式。

无序超晶格中的声子相干性与最小热导率

Phonon coherence and minimum thermal conductivity in disordered superlattice

本文以 MoSe$_2$/WSe$_2$ 横向异质结构为模型，结合机器学习势分子动力学模拟，发现无序超晶格中同样存在声子相干性，并揭示晶格热导率随界面密度非单调变化且最小值位置受无序影响，从而将相干声子输运研究拓展到更一般结构。

高浓度合金中的额外电子反射并不必然意味着短程有序

Extra electron reflections in concentrated alloys do not necessitate short-range order

本研究针对高浓度合金中漫散超点阵强度被归因为化学短程有序的普遍观点，回顾相关发现并指出其存在预期峰缺失、与理论矛盾等问题，提出存在其他解释的可能。

alpha-Fe2O3和alpha-Cr2O3氧化物机械合金化材料的结构相、磁自旋序和电导率的调谐

Tuning of structural phase, magnetic spin order and electrical conductivity in mechanical alloyed material of alpha-Fe2O3 and alpha-Cr2O3 oxides

将α-Fe_2 O_3和α-Cr_2 O_3机械合金化，制备Fe_（1-x）Cr_xO_3氧化物，x = 0.2-0.8。同步辐射X射线衍射和Raman光谱表明，合金化态样品中存在α-Fe_2 O_3和α-Cr_2 O_3相的不均匀结构。合金化样品具有软铁磁特性，具有两个Morin转变的特征。合金化态样品经热处理后组织均匀，Cr原子成功地进入α-Fe 2 O3中Fe原子的晶格位置。热处理后的样品的磁和电性能得到了改善。例如，倾斜的反铁磁顺序已出现作为热处理的效果，而不管在Fe 1-xCrxO 3中的Cr含量。在临界磁场下观察到了由磁场引起的自旋翻转转变，该临界磁场依赖于体系中Cr的含量。室温下的穆斯堡尔谱具有两个六重态。穆斯堡尔参数的变化表明，在Fe 1-xCrxO 3的菱面体结构的Fe和Cr离子之间的磁自旋顺序的分布。的电导率，来自热处理样品的电流-电压特性，已通过增加α-Fe 2 O3结构中的Cr含量而增强。实验结果已被解释的基础上，在文献中的理论模型。

无序半Heusler合金\textit{X} Fe $_{0.5}$ Ni $_{0.5}$ Sn（\textit{X} = Nb，Ta）热电前景的第一性原理研究

First-principles study of disordered half-Heusler alloys \textit{X}Fe$_{0.5}$Ni$_{0.5}$Sn (\textit{X} = Nb, Ta) as thermoelectric prospects

半Heusler合金的高晶格热导率一直是热电应用的主要瓶颈。无序的半赫斯勒合金可能是解决这一困境的一个合理选择。在本文中，利用第一性原理模拟，我们已经证明了低晶格热导率在两个这样的阶段，NbFe $_{0.5}$ Ni $_{0.5}$ Sn和TaFe $_{0.5}$ Ni $_{0.5}$ Sn相比，众所周知的半赫斯勒合金TiCoSb。我们跟踪低热导率的短声子寿命，起源于声学和低位光学声子之间的相互作用。我们建议纳米结构作为进一步降低晶格热导率的有效途径。我们进一步预测这些合金可以在400-600~K的温度范围内和载流子浓度小于10 $^{21}$载流子cm $^{-3}$的情况下得到最佳的应用。与TiCoSb相比，我们发现NbFe $_{0.5}$ Ni $_{0.5}$ Sn和TaFe $_{0.5}$ Ni $_{0.5}$ Sn的$ZT$中$\sim$分别增强35%和17%。我们对这些发现持乐观态度，并相信这些材料将吸引实验研究。