Large anharmonic effect and thermal expansion anisotropy of metal chalcogenides: The case of antimony sulfide
我们推导出一个紧凑的矩阵表达式的线性热膨胀系数（TEC）的一般正交系统，它涉及的弹性性能和集成量的基础上变形和模式相关的Gruneisen参数和模式相关的热容。密度的Gruneisen参数$Γ(ν)$作为频率的函数$ν$，加权的声子模式的数量，被引入，并发现是有见地的解释TEC的结果。使用密度泛函微扰理论和Gruneisen形式主义的热膨胀，我们说明了这种方法的一般用途，通过计算的线性和体积TEC的低对称性正交化合物硫化锑（Sb 2S 3），化合物属于一大类的技术和根本上重要的材料。尽管在所有三个晶体方向上的变形都发现了负的Gruneisen参数，但$Γ(ν)$数据排除了在所有温度下出现负TEC的可能性。Sb_2S_3表现出大的热膨胀各向异性，在高温下$b$方向的TEC可高达$13\times 10^{-6}$ ~（1/K），分别比$c$和$a$方向的TEC大2倍和7倍。我们的工作提出了一个通用的和实用的第一性原理方法来计算其他复杂的低对称性系统的热性质。
2015-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of novel rare earth - iron oxide chalcogenides with the La2Fe2O3Se2 structure
我们寻找新的稀土和Fe，Co，Ni和Zn的氧化物硫属化物，结果制备了两种新的化合物Ce 2Fe 2 O3 S2和Pr 2Fe 2 O3 S2，它们与La 2Fe 2 O3 Se 2和Sm 2 Ti 2 O3 Sb 2是同构的。用X射线粉末衍射法测定了新化合物Ce_2Fe_2O_3S_2和Pr_2Fe_2O_3S_2的晶体结构。磁性测量进行Ce 2Fe 2 O3 S2和揭示的行为非常相似的同构氧化物硫属元素化物的铁和pnictides的钛。特别是，在4K以下没有观察到超导性。讨论了决定La_2Fe_2O_3Se_2结构类型稳定性的晶体化学因素。
2011-10-19 cond-mat.mtrl-sci
Crystal growth and structural analysis of perovskite chalcogenide BaZrS$_3$ and Ruddlesden-Popper phase Ba$_3$Zr$_2$S$_7$
过氧化物硫族化合物作为一类新兴的光电子半导体材料正引起人们的极大兴趣。高质量的样品对于检查其固有的物理性质至关重要。本文报道用助熔剂法成功地生长了BaZrS $_3$及其Ruddlesden-Popper相Ba $_3$ Zr $_2$ S $_7$。X射线衍射分析表明，$Pnma$的空间群为：$a$ = 7.056（3）Ω/，$b$ = 9.962（4）Ω/，$c$ = 6.996（3）Ω/; $_3$和$P4_2/mnm$的空间群为：$a$ = 7.071（2）Ω/，$b$ = 7.071（2）Ω/，对于Ba $_3$ Zr $_2$ S $_7$，$c$ = 25.418（5）Ω/cm。观察到BaZrS $_3$和Ba $_3$ Zr $_2$ S $_7$的半高宽为0.011 $^\circ$和0.027 $^\circ$的摇摆曲线。极图分析，扫描透射电子显微镜图像和电子衍射图案也建立了高质量的生长晶体。通过提取扭转角，分析了共角八面体网络中八面体的倾斜。
2019-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Double-Crucible Vertical Bridgman Technique for Stoichiometry-Controlled Chalcogenide Crystal Growth
本文提出双坩埚垂直布里奇曼（DCVB）方法，通过连续源材料供给、移动溶剂生长和液体封装实现精确化学计量比控制，以Bi2Se3为模型体系验证了缺陷密度和载流子浓度的显著降低，并实现大尺寸晶体生长，为金属硫族化合物和磷族化合物的高质量晶体合成提供了新策略。
2025-04-10 cond-mat.mtrl-sci
DFT insights into the new Hf-based chalcogenide MAX phase Hf2SeC
采用密度泛函方法研究了新型硫属MAX相Hf_2SeC的物理特性。得到的晶格常数和弹性常数（Cij）与以前的结果进行比较，以检查我们在计算过程中设置参数的一致性。此外，弹性性能，如弹性常数，模量，各向异性，和硬度也与预先存在的MAX相的同类比较。根据前述稳定性标准，根据Cij进行机械稳定性检查。使用态密度（DOS）解释了Hf2SeC与Hf2SC相比具有更高硬度的原因。利用Pugh比、泊松比和Cauchy压力揭示了Hf_2SeC的脆性特征。通过对Hf_2SeC的电子性质（能带结构和电荷密度分布）的研究，揭示了Hf_2SeC的金属性和成键性。电子电导率和力学性能的各向异性进行了研究。探讨了体积、Grüneisen参数、德拜温度、热膨胀系数（TEC）和定容比热（Cv）与温度和压力的关系。此外，最小导热系数（Kmin）和熔点（Tm）进行了研究，以探讨其适用于高温应用。
2022-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Towards Atomic-Scale Control over Structural Modulations in Quasi-1D Chalcogenides for Colossal Optical Anisotropy
本研究结合 DFT、单晶生长与 STEM，揭示 SrxTiS3 中原子尺度结构调制对带隙和电子态的调控，实现最高 2.5 的巨大双折射。
2025-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Molten flux growth of single crystals of quasi-1D hexagonal chalcogenide BaTiS3
本文提出用碘化钾或氯化钡/碘化钡混合熔盐助熔剂生长BaTiS3单晶，在保持其光学和电子特性的同时显著增大晶体尺寸，为高质量大尺寸单晶制备及复杂硫族化合物合成提供了新途径。
2024-03-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Infrared Optical Anisotropy in Quasi-1D Hexagonal Chalcogenide BaTiSe3
本文首次合成准一维六方硫族化合物BaTiSe3单晶，发现其具有巨大双折射（Δn~0.9），可作为中长波红外成像的小型化双折射光学材料。
2024-02-04 cond-mat.mtrl-sci
A new quasi-one-dimensional transition metal chalcogenide semiconductor (Nb$_4$Se$_{15}$I$_2$)I$_2$
新的低维过渡金属硫属化物的发现有助于这些材料已经繁荣的家庭。在这项研究中，一种新的准一维材料（Nb $_4$ Se $_{15}$ I $_2$）I $_2$的针状单晶生长的化学气相传输，并通过单晶X射线衍射（XRD）的结构是解决。新结构具有沿[101]方向的一维（Nb $_4$ Se $_{15}$ I $_2$）$_n$链，每个分子式单元具有两个I $^-$离子直接键合到Nb $^{5+}$。另外两个I $^-$离子松散配位并插入链之间。单个链是手性的，并且沿着$b$轴以相反的方向堆叠，给出空间群$P2_1/c$。通过粉末XRD验证了相纯度和晶体结构。密度泛函理论计算表明（Nb $_4$ Se $_{15}$ I $_2$）I $_2$是具有约0.6 eV的直接带隙的半导体。块状晶体和微图案化器件的电阻率测量表明，（Nb $_4$ Se $_{15}$ I $_2$）I $_2$具有约0.1eV的活化能，并且在冷却时没有看到异常或转变。(Nb基于低温单晶XRD，$_4$ Se $_{15}$ I $_2$）I $_2$从室温下至8.2 K不经历结构相变。该化合物代表了各向异性过渡金属硫属化物的不同家族的良好表征和价态精确的成员。
2022-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Scale-invariant Machine-learning Model Accelerates the Discovery of Quaternary Chalcogenides with Ultralow Lattice Thermal Conductivity
固有低晶格热导率（$κ_l$）是许多结晶固体如热障涂层和热电器件中的期望要求。在这里，我们设计了一种基于晶体图卷积神经网络的高级机器学习（ML）模型，该模型对体积不敏感（即，标度）来发现新的四元硫属元素化物，AMM ′ Q $_3$（A/M/M ′ =碱金属、碱土金属、后过渡金属、镧系元素，Q=硫属元素）。在使用ML模型迭代地筛选$\sim$ 100万个化合物的热力学稳定性并对一小部分化合物进行密度泛函理论（DFT）计算后，我们发现了99个在DFT中被验证为稳定的化合物。以几种DFT稳定的化合物为例，利用声子玻尔兹曼输运方程计算了它们的$κ_l$，由于它们的软弹性和强声子非谐性，揭示了超低$κ_l$（室温下$<$ 2 Wm $^{-1}$ K $^{-1}$）。我们的工作证明了尺度不变ML模型在预测新化合物方面的高效性，并为这些新化合物提供了实验研究机会。
2021-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Linear Dichroism Conversion in Quasi One-Dimensional Perovskite Chalcogenide
具有线性二向色性的各向异性光子材料在许多传感、成像和通信应用中是至关重要的部件。这类材料在光子器件和光子电路中起着偏振片、滤光片和波片的重要作用。具有光学各向异性的传统晶体材料通常在较宽的波长范围内显示出单向线性二向色性。在晶体材料中没有观察到线性二向色性转换现象。在这里，我们报告的调查独特的线性二色性转换现象，在准一维（准1D）六方钙钛矿硫族化合物BaTiS3。该材料在可见光范围内显示出创纪录的光学各向异性。与传统的各向异性光学材料相比，BaTiS3中的线性二色性极性在对应于1.78 eV光子能量的光波长处产生正交变化。第一性原理计算表明，这种反常的线性二向色性转换行为源于BaTiS3材料中平行带的光学跃迁的不同选择规则。波长相关偏振拉曼光谱进一步证实了这一现象。这种具有线性二向色性转换特性的材料可以促进控制和感测光的能量和偏振的新能力，并导致新颖的光子器件，例如用于多光谱成像、感测和光通信应用的偏振波长选择性检测器和激光器。
2019-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Composition/structure directed search for new chalcogenide compounds
Tel Aviv University（特拉维夫大学）；NRCN（以色列核子研究中心）；Duke University（杜克大学）
通过邻近原子结构类型适应，高效发现新型硫化物和硒化物化合物，预测十个新化合物并验证近邻搜索的高效性。
2025-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Growth, Characterization, Vortex Pinning and Vortex Flow Properties of Single Crystals of Iron Chalcogenide Superconductor FeCr$_{0.02}$Se
本文报道了铁硫系超导体FeCr $_{0.02}$ Se单晶的生长和表征。与母体化合物Fe $_{1+x}$ Se的单晶的T $_{\rm c}$相比，超导转变温度（T $_{\rm c}$）提高了约25%。对这些单晶的超导参数如临界场、相干长度、穿透深度和Ginzburg-Landau参数进行了估算。临界电流数据的分析表明，在这种材料中的电子平均自由程诱导（$δl$）钉扎机制的波动。在外部磁场的存在下，热激活的运输跨越超导过渡表明，从一个单一的涡旋钉扎制度在低场的交叉集体磁通蠕变制度在较高的磁场。通过霍尔效应和热输运测量估计的正常态下的载流子的性质可以为铁基材料的超导机制提供关键信息。
2013-05-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Pressure-dependent semiconductor-metal transition and elastic, electronic, optical, and thermophysical properties of SnS binary chalcogenide
采用密度泛函理论研究了SnS二元化合物的压力相关物理性质。计算的弹性常数表明，SnS是机械稳定和脆性的环境条件下。随着压力的增加，化合物变得有延展性。泊松比也表明随着压力的增加脆-韧性转变。SnS的硬度随着压力的增加而显著增加。该化合物具有弹性各向异性。基态电子能带结构是半导体的，具有小的带隙，在压力下变成金属。随着压力的增加，能带变得越来越分散，而电子关联随着压力的增加而减小。SnS的德拜温度和声子热导率都随压力的增加而急剧增加。该化合物的熔融温度低。混合键合特性与离子和共价键的贡献。SnS是一种良好的紫外线吸收剂。材料的反射率随着压力的增加而增加。反射率在很宽的光谱范围内是非选择性的。低能量折射率高。所有这些光学特性对于未来的光电子器件应用是有用的。光学各向异性低。
2022-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Crystal structure, site selectivity, and electronic structure of layered chalcogenide LaOBiPbS3
利用中子衍射和同步辐射X射线衍射研究了LaOBiPbS_3的晶体结构。从结构的细化，我们发现，这两个金属网站，占据Bi和Pb，不同的硫原子包围。计算的键价总和表明，一个金属网站是近三价和其他近二价。中子衍射也揭示了在LaOBiPbS3结构中Bi和Pb的位置选择性。这些结果表明，LaOBiPbS3的晶体结构可以看作是岩盐型富Pb硫化物层和LaOBiS2型富Bi层的交替叠加。通过对理想（LaOBiS2）（PbS）体系能带的计算，发现PbS层的S带与BiS面的Bi带在费米能级附近发生杂化，导致了与LaOBiS2不同的电子特性.堆叠岩盐型硫化物（硫属化物）层和基于BiS2的层状结构可能是探索新的基于BiS2的层状化合物、奇异的二维电子态或新功能的新策略。
2017-08-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Ultrafast optical manipulation of atomic arrangements in chalcogenide alloy memory materials
一类硫属化物合金材料在非晶-结晶相变时显示出光学性质的显著变化，这导致了现代光学数据存储中大数据容量的发展。在硫系相变材料中，Ge 2Sb 2 Te 5（GST）由于其可靠性而被最广泛地使用。我们使用一对飞秒光脉冲来演示超晶格中Ge原子从四面体（非晶）到八面体（晶）的超快光学操作。取决于第二泵浦脉冲的参数，超快非热相变发生在对应于GeTe 4局部振动的相干运动的仅几个周期（~ 1 ps）内。在硫属化物合金存储器中使用超快开关可能会导致存储器设备的重大范式转变，超越当前一代基于硅的闪存。
2011-01-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electronic, optical and thermoelectric properties of sodium pnictogen chalcogenides: A first principles study
三元硫族化合物在光伏和热电器件中的应用是近年来的研究热点。我们研究了九种三元硫属化合物NaAX $_{2}$的结构、电子、光学和热电性质，其中A代表磷属元素（As、Sb和Te），X代表硫属元素（S、Se和Te）。基于密度泛函理论的计算产生以下结果：（i）声子色散曲线预测三种化合物NaAsS $_{2}$、NaSbS $_{2}$和NaSbSe $_{2}$在单斜C2/c结构中动态稳定，（ii）分层原子结构导致相应的电子和光学性质显示出高度的各向异性，（iii）A-X电子键合特征随着由原子尺寸失配引起的结构畸变而显著变化，因此直接影响稳定性，（iv）在稳定的化合物中观察到强吸收，在可见-UV范围内的系数范围为10 $^{4}$至10 $^{5}$ cm $^{-1}$，和（v）在这种材料中通常达到的载流子浓度下，显著高的塞贝克系数超过500 $μ$ V/K。从这些结果中，我们得出结论，NaAsS $_{2}$，NaSbS $_{2}$，和NaSbSe $_{2}$是合适的候选人的光伏，特别是在串联太阳能电池，和热电应用。实验合成和验证建议。
2020-01-03 cond-mat.mtrl-sci
A first-principles characterization of the structure and electronic structure of $α$-S and Rh-S chalcogenides
我们使用第一性原理计算研究了三种已知形式的Rh-S硫族化合物的结构、电子和热力学性质：Rh $_2$ S $_3$、Rh $_3$ S $_4$和Rh $_{17}$ S $_{15}$。在这种方法中，以前只研究了这些感兴趣的催化材料中的第一种。我们发现，Rh $_{17}$ S $_{15}$结晶在{ \em Pm}\={3}{ \em m}中心对称结构，实验上相信，但从未证实。我们显示这些化合物的能带结构和态密度。最后，我们还研究了固体硫（$α$ -S）的基态结构，由于其要求的128个原子的晶胞和S $_8$单元之间的色散相互作用，这是对完全第一性原理计算提出挑战的少数元素之一。
2009-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Structural stability, electronic band structure, and optoelectronic properties of quaternary chalcogenide CuZn2MS4 (M =In and Ga) compounds via first principles
该研究通过第一性原理计算，系统研究了四元硫族化合物CuZn2MS4（M=In, Ga）在两种晶体结构下的电子能带、态密度和光学性质，并验证了其相稳定性及带隙与实验值的一致性。
2023-12-27 cond-mat.mtrl-sci
Crystal structure, properties and pressure-induced insulator-metal transition in layered kagome chalcogenides
本文系统研究了层状 kagome 硫族化合物 $A_{2}M_{3}X_{4}$ 的晶体结构与性质，发现其呈非磁性 p 型半导体行为，并揭示 Cs$_{2}$Ni$_{3}$Se$_{4}$ 在 87.10 GPa 压力下发生无结构相变的绝缘体-金属转变。
2024-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Topological Crystalline Insulator phase in the lead tin chalcogenide Pb1-xSnxTe material class
我们进行系统的角度分辨光电子能谱测量的铅锡碲化铅Pb 1-xSnxTe伪二元合金系统。结果表明，Pb_（1-x）Sn_xTe晶体的（001）晶面是一个关于（110）镜面对称的晶面，在其表面布里渊区存在四种金属表面态。系统的费米表面和能带拓扑测量表明，所观察到的类狄拉克表面态位于对称动量空间切割上。我们进一步表明，在去更高的电子结合能，表面状态的等能轮廓在每个X点附近观察到彼此杂交，导致费米表面的分数化和Lifshitz过渡。此外，系统的入射光子能量依赖的测量进行，这使我们能够明确地识别从体带的表面状态。这些系统测量的表面和体电子结构的Pb 1-xSnxTe，由我们的第一性原理计算结果的支持，第一次，表明Pb 1-xSnxTe系统属于拓扑晶体绝缘体相由于四个带反转在L点的布里渊区，这是最近的理论预测。
2012-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Synthesis, Crystal Structure, and Thermoelectric Properties of Layered Antimony Selenides REOSbSe2 (RE = La, Ce)
受最近第一性原理计算显示层状磷属元素硫族化合物具有高热电性能的启发，我们对层状锑硒化物REOSbSe 2（RE = La，Ce）的晶体结构和高温输运性质进行了实验研究. REOSbSe 2的晶体结构是四元P4/nmm空间群，由SbSe 2和REO层的交替堆叠组成。这两种化合物均为n型半导体。LaOSbSe 2和CeOSbSe 2的光学带隙分别被评估为1.0和0.6 eV。RE = La和RE = Ce的室温热导率分别为1.5Wm-1 K-1和0.8Wm-1 K-1。这些相对低的热导率与同构层状铋硫属化物的热导率相当。我们用F-离子取代O2-引入电子作为带电载流子来优化热电性能，但提高电导率仍然具有挑战性。
2018-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Microstructural analysis of phase separation in iron chalcogenide superconductors
铁基超导体中超导性、磁性和晶体结构之间的相互作用是凝聚态物理界非常感兴趣的话题，因为它被认为是理解高温超导性机制的关键。碱金属掺杂的铁硫系超导体表现出一些在其他铁基超导材料中没有的独特特性，例如室温下的反铁磁有序，有序铁空位的存在和高电阻率的正常态性质。详细的微观结构分析是必不可少的，以了解这些不寻常的属性的起源。在这里，我们已经使用了一系列的互补扫描电子显微镜为基础的技术，包括高分辨率电子背散射衍射映射，以高精度和亚微米的空间分辨率，以评估局部变化的组成和晶格参数。在CsxFe 2-ySe 2晶体中观察到相分离，次要相以板状形态分布在整个晶体中。我们的结果是一致的超导性只发生在少数相。
2012-06-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Strain engineering of topological properties in lead-salt semiconductors
岩盐硫属化物SnTe代表拓扑绝缘体的最简单实现，其中晶体对称性允许在高对称性晶体表面上出现具有偶数个狄拉克锥的拓扑保护金属态。相关的岩盐铅硫族化合物也被预测在合金化和压力诱导的能带反转后经历相变到拓扑结晶绝缘相。在这里，我们从理论上预测，应变，实现在（001）衬底上生长的薄膜，可能会引起这样的拓扑相变。此外，表面态的相关拓扑性质，例如表面布里渊区上的狄拉克锥的位置或边缘态的衰减长度，似乎是可调的应变，与潜在的影响，技术设备受益于这些额外的自由度。
2013-08-06 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Thermodynamic Analysis of Ternary Chalcogenide Phase Change Materials
University of Maryland（马里兰大学）；Institute for Research in Electronics and Applied Physics, University of Maryland（马里兰大学电子与应用物理研究所）；Maryland Energy Innovation Institute, University of Maryland（马里兰大学马里兰能源创新研究所）
本文基于Ostwald规则提出热力学框架，通过第一性原理计算评估三元硫化物混合物的热力学性质，发现几种有潜力的相变材料候选物。
2026-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Ruddlesden-Popper chalcogenides push the limit of mechanical stiffness and glass-like thermal conductivity in single crystals
研究在强键合的Ruddlesden-Popper Baₙ₊₁ZrₙS₃ₙ₊₁单晶中，利用晶胞内岩盐块诱导声子减速、局域化，实现超低类玻璃热导率与超高刚度/热导率比。
2024-10-24 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Modulating the electronic and optical properties of a ternary chalcogenide CdTl2Te4 via external electric field: A DFT study
各种三元硫系化合物及其性质是目前研究的热点之一。本文采用SIESTA程序对三元硫系化合物CdTl_2Te_4的电子结构和光学性质进行了第一性原理计算研究。该化合物的结构具有四元晶系，晶胞在各个方向上都是周期性的。能带结构表明它是一种直接带隙半导体，这可以用态密度来解释。可以看出，所获得的能隙在采用垂直于xy平面的外部电场时增加，但在增加场强的幅度时不增加。计算了该化合物在面内和面外偏振光下的吸收系数、反射率、介电函数的实虚部、折射率和消光系数等光学性质，发现了面外偏振光对该化合物光学性质的调制作用，为该化合物在紫外吸收剂、太阳能电池等方面的应用开辟了新的途径。该化合物是一种窄禁带半导体，具有可调的电子和光学性质，在光电子学等领域具有潜在的应用。
2020-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Accelerated Discovery of a Large Family of Quaternary Chalcogenides with very Low Lattice Thermal Conductivity
开发高效的热能管理设备，如热电、阻隔涂层和热数据存储盘，通常依赖于具有非常低的晶格热导率（$κ_l$）的化合物。在这里，我们提出了一个大家庭的628个热稳定的四元硫族化合物，AMM 'Q $_3$（A =碱金属/碱土金属/后过渡金属; M/M' =过渡金属，镧系元素; Q =硫族元素）使用高通量的密度泛函理论（DFT）计算预测。我们验证了存在低$κ_l$在这个家庭的材料通过计算$κ_l$的几个预测的稳定的化合物使用Peierls-Boltzmann输运方程的第一原理DFT框架内。我们的分析表明，低$κ_l$在AMM 'Q $_3$化合物来源于一个强的晶格非谐性，增强声子散射或rattlers阳离子，导致在其晶体结构中的多个散射通道的存在。我们的预测表明，在这些稳定的，低$κ_l$化合物的合成和表征新的实验研究的机会。
2020-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Inducing Chalcogenide Phase Change with Ultra-Narrow Carbon Nanotube Heaters
碳纳米管（CNT）加热器与子-5 nm直径诱导高度本地化的相变Ge 2Sb 2 Te 5（GST）的硫属化物。当靠近CNT加热器的GST结晶时，测量到测试结构的电阻显著降低。有效的GST加热发生在低至25 μ A的电流下，显著低于具有金属电极的常规相变存储器（0.1-0.5 mA）。原子力显微镜揭示了与相变在GST周围的CNT加热器的成核网站。有限元模拟证实了与实验一致的电气特性，并揭示了电流和相位分布的GST。
2009-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay between magnetism and superconductivity in iron-chalcogenide superconductors: crystal growth and characterizations
本文综述了用Bridgman法、区熔法、气相自输运法和助熔剂法生长两种铁硫系超导体Fe（1+y）Te（1-x）Se（x）（11）和A（x）Fe（2-y）Se（2）（A= K，Rb，Cs，Tl，Tl/K，Tl/Rb）单晶的结果。这些材料的超导和磁性能（后者主要是从中子散射测量获得）进行审查，以证明磁性和超导性之间的联系。对于11系统，虽然倒易晶格位置（0.5，0）周围的静态磁序与超导性竞争，但以（0.5，0.5）为中心的自旋激发与材料的超导性紧密耦合;这通过（0.5，0.5）周围的光谱权重与超导体积分数之间的强相关性变得明显。在超导温度Tc以下观察到自旋共振，以及共振的磁场依赖性，强调了自旋激发在超导性中的重要作用。一般来说，这些结果说明铁基和铜酸盐超导体之间的相似性。在A（x）Fe（2-y）Se（2）中，Tc ~ 30 K的超导性与反铁磁绝缘相接壤;这更接近于在铜酸盐中观察到的行为，但不同于其他铁基超导体。
2011-07-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electric Transport of a Single Crystal Iron Chalcogenide FeSe Superconductor: Evidence of Symmetry Breakdown Nematicity and Additional Ultrafast Dirac cone-Like Carriers
在FeAs超导体中普遍观察到SDW反铁磁（SDW-AF）低温相变，AF自旋涨落对超导配对机制起着重要作用.然而，在FeSe超导体中没有观察到类似的磁相变，这引起了相当多的讨论。我们报告的内在电子状态的铁硒阐明运输测量下磁场使用高品质的单晶。一个迁移率谱分析，从头算方法，不作假设的多载流子系统中的输运参数，提供了非常重要和明确的证据，另一个隐藏的顺序，最有可能的对称性破缺从四碳C4对称性的C2对称向列性与选择性d-轨道分裂，存在于超导FeSe的情况下以外的AF磁序自旋涨落。FeSe中的本征低温相处于几乎补偿的半金属态，但另外伴随有狄拉克锥状超快电子$\sim$ 10 $^4$ cm $^2$（VS）$^{-1}$作为少数载流子。
2014-10-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tellurium sublattice instability driven amorphization in the chalcogenide AgSbTe2 under pressure
Guangdong Technion-Israel Institute of Technology（广东以色列理工学院）；Technion-Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；Uppsala University（乌普萨拉大学）
研究AgSbTe2在压力下的结构变化，结合多种计算方法，发现其从R-3m相经中间非晶态转变为Im3m相，非晶化由Te亚晶格位移不稳定性主导，减压途径影响最终结构状态。
2026-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Band Structure Engineering of Multinary Chalcogenide Topological Insulators
拓扑绝缘体（TI）已在应变的二元HgTe和三元I-III-VI 2黄铜矿化合物如CuTlSe 2中发现，其具有反转的能带结构。然而，这些现有的二元和三元TI的非平凡的带隙被限制到小的值，通常在10毫电子伏或更小。在这项工作中，我们发现，一个大的非平凡的带隙需要具有大的负晶场分裂$Δ_{CF}$的价带顶部和一个中等大的负$s-p$带隙$E_g^{s-p}$的材料。这些参数可以通过多元化合物中的化学排序来更好地调节。在此基础上，我们研究了一系列四元化合物I2-II-IV-VI 4，包括Cu 2 HgPbSe 4，Cu 2CdPbSe 4，Ag 2 HgPbSe 4和Ag 2CdPbTe 4，其中Ag 2 HgPbSe 4具有最大的TI带隙，为47 meV，这是因为它结合了$Δ_{CF}$和$E_g^{s-p}$的最佳值.
2011-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Mid-wave and Long-wave IR Linear Dichroism in a Hexagonal Perovskite Chalcogenide
中波红外（IR）和长波红外光谱范围在各种应用中，如热成像，基于热成像的遥感和夜视越来越感兴趣。广泛用于红外探测器的材料包括碲化镉汞合金和化合物半导体纳米结构。红外光学材料的开发将降低红外光学系统的成本，并实现更大规模的部署。在这里，我们报告了一种中波红外响应材料组成的地球丰富和无毒的元素，Sr 1 + xTiS 3。它具有类似于六方钙钛矿的高度各向异性准一维结构。我们生长了大的，高质量的单晶体，并研究了其各向异性光学性质。我们观察到两个不同的光吸收边在~2.5 μ m和~5 μ m，分别为沿两个主轴的线偏振。该材料表现出强烈的宽带线性二向色性，跨越中波红外和长波红外，二向色性比高达22。
2018-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Understanding the growth mechanism of BaZrS$_3$ chalcogenide perovskite thin films from sulfurized oxide precursors
钡锆硫化物（BaZrS 3）是一种地球资源丰富且环境友好的硫属钙钛矿，具有用于各种能量转换应用的有前途的特性。最近，氧化物前体的硫化已被认为是有效合成的可行解决方案，特别是从规避处理碱土金属的困难的角度来看。在这项工作中，我们详细探索了从Ba-Zr-O氧化物前体膜在700 °C至1000 °C的温度范围内硫化合成BaZrS 3。我们提出了一种基于两步反应的BaZrS 3的形成机制，该反应涉及BaZrO 3晶相的中间非晶化步骤。我们展示了硫（S）物种在膜中的扩散是该反应的限速步骤。在用作反应物的含硫H2S气体的恒定流速下，处理温度在确定从氧化物相到硫化物相的转化的总分数中起关键作用。最后，我们观察到形成的化学计量比BaZrS 3（1：1：3），即使在富Zr的前体条件下，与形成的ZrO 2作为第二相。这标志着BaZrS 3在其他类型的硫属化物中是非常独特的，例如黄铜矿和锡碲矿，它们可以容纳相当大范围的非化学计量组成。这项工作为进一步优化BaZrS 3合成工艺开辟了一条途径，为该材料的未来应用铺平了道路。
2022-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Newly synthesized 3D boron-rich chalcogenides B12X (X = S, Se): Theoretical characterization of physical properties for optoelectronic and mechanical applications
近年来，富硼硫族化合物被认为具有优异的光学和机械性能。在这方面，我们报告的电子，光学和机械性能的最近合成的富硼硫族化合物，B12 X（X = S和Se）使用密度泛函理论的第一次。研究了交换和关联泛函对这些性质的影响。所获得的晶体结构与报道的实验结果的一致性已被检查的晶格参数。所考虑的材料是机械稳定的，脆性和弹性各向异性。计算了B12 S的弹性模量和硬度参数，结果表明B12 S是比B12 Se更重要的硬质材料。根据费米能级附近的态密度解释了硬度不同的原因。B12 X（X= S和Se）的断裂韧性和可加工性指数的合理良好的值的报告。B12 S和B12 Se化合物的熔点Tm表明这两种固体是稳定的，至少分别高达4208和3577 K。利用HSE 06功能基获得了B12 S和B12 Se的间接带隙（分别为2.27 eV和1.30 eV），B12 Se化合物的电子平均有效质量比B12 S化合物的电子平均有效质量小，表明B12 Se中载流子的迁移率高。利用GGA-PBE和HSE 06方法对薄膜的光学性质进行了表征和讨论。这些化合物具有体光学各向异性和优异的吸收系数在可见光区域，以及非常低的静态值的反射率光谱（范围：7.42-14.0%，使用两个泛函）被注意到。所研究的化合物的这些有用的特征显示出在光电和机械领域应用的前景。
2021-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Controlling magnetic anisotropy in amplitude expansion of phase field crystal model
磁相场晶体（磁性APFC）模型的振幅展开，使一个方便的粗粒度的描述下的磁场的影响下的晶体结构。考虑到高阶磁耦合项，我们证明了在这些模型中调整磁各向异性的可能性。这允许再现磁化的易磁化方向和难磁化方向。这样的结果可以在不增加计算成本的情况下实现，从而能够模拟铁磁材料中位错网络和微结构的操纵。作为示范，我们报告的模拟与Fe的磁各向异性的球形晶粒的收缩。
2022-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Band Structure and Optical Transitions in Atomic Layers of Hexagonal Gallium Chalcogenides
用密度泛函理论计算了Ga $_2$ X $_2$（X=S，Se，Te）二维晶体的电子能带结构和光学吸收谱.我们的计算表明，所有三个二维材料是动态稳定的间接带隙半导体与墨西哥帽分散附近的价带的顶部的空穴。我们预测存在的Lifshitz转变-在费米表面拓扑结构的变化的空穴掺杂Ga $_2$ X $_2$ -在空穴浓度$n_{S}=7.96\times 10^{13}$ cm $^{-2}$，$n_{Se}=6.13\times 10^{13}$ cm $^{-2}$，和$n_{Te}=3.54\times 10^{13}$ cm $^{-2}$。
2013-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Beyond the Ginzburg-Landau theory of freezing: Anisotropy of the interfacial free energy in the Phase-Field Crystal model
本文重新考察了弱四阶各向异性的Ginzburg-Landau（GL）冻结理论。首先，我们确定的各向异性的界面自由能在相场晶体（PFC）模型的分析，并证明它仍然是有限的临界点作为一个直接后果的一个模式的优势模型。其次，我们推导了首阶PFC振幅模型，并与传统的弱四阶各向异性GL理论进行了形式上的类比。我们的结论是，材料无关的各向异性出现在涌现GL理论与生成PFC模型的残余各向异性相一致。结果表明，在相场晶体模型和新兴的Ginzburg-Landau理论中，约化温度ε都没有进入金属材料的界面自由能各向异性。最后，我们研究了各向异性Ginzburg-Landau理论校准的可能途径。
2014-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Incorporating precipitation-related effects on plastic anisotropy of age-hardenable aluminium alloys into crystal plasticity constitutive models
提出一种通过修改硬化法则将沉淀效应纳入晶体塑性本构模型的新方法，显著提升了AA6014-T4铝合金塑性各向异性的预测精度。
2024-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Effects of Crystal Anisotropy on Optical Phonon Resonances in the Mid-Infrared Second Harmonic Response of SiC
研究了碳化硅（SiC）在Reststrahl区二次谐波产生中晶体各向异性对光学声子共振的影响。通过比较实验和模拟的各向同性3C-SiC和各向异性4 H-SiC在两个晶体切割，我们确定了几个显着的非线性响应，这完全是从晶体各向异性。具体来说，我们证明了轴向和平面横向光学声子共振选择性地和排他性地出现在相应的张量元素的非线性极化率，使观察到一个强烈的SHG峰起源于一个弱的声子模式，由于沿c轴的4 H-SiC的带折叠。同样，我们确定了一个各向异性因子$ζ\equiv ε_\perp/ε_\parallel$负责在轴向纵向光学声子频率的透射基场的急剧增强，导致强烈增强的二次谐波。我们开发了一个通用的配方，以提取所有这些功能，是直接适用于所有纤锌矿结构的极性晶体，其中一个非常相似的行为是预期的。我们的模型研究说明了利用晶体各向异性选择性地增强非线性光学效应的机会，在极性取向，这可能会被扩展到人工设计的混合材料中的内置各向异性。
2016-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of optical properties of chromium spinels CdCr$_2$O$_4$, HgCr$_2$S$_4$, and ZnCr$_2$Se$_4$ under high pressure
本文报道了ZnCr $_2$ Se $_4$、HgCr $_2$ S $_4$和CdCr $_2$ O $_4$单晶在室温下200-24000 cm $^{-1}$宽光谱范围内的压力依赖反射和透射测量。声子模和高频电子激发的压力依赖性表明，所有三个化合物进行压力诱导的结构相变的临界压力为15 GPa，12 GPa，和10 GPa的CdCr $_2$ O $_4$，HgCr $_2$ S $_4$，和ZnCr $_2$ Se $_4$，分别。的电子跃迁的本征频率是非常接近铬晶体场跃迁的预期值。在硫属化物的情况下，压力引起电子激发的红移，这表明Cr d-带与硫属化物带的强杂化。
2014-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Local magnetic anisotropy by polarized neutron powder diffraction: application of magnetically induced preferred crystallite orientation
极化中子衍射允许确定在单晶和粉末的磁性网站上的局部磁化率张量。它被广泛用于单晶的研究，但它仍然很难适用于一些非常有趣的粉末材料，如分子磁体或纳米系统，因为现有仪器的低光度和缺乏适当的数据分析软件。我们表明，这些困难可以通过使用一个大面积的检测器，结合二维Rietveld方法和粉末样品的磁诱导择优取向克服。这是证明通过重新访问两个测试粉末化合物，即，低各向异性（软）亚铁磁化合物Fe3O4和自旋冰化合物Ho2Ti2O7具有高的局部各向异性。的磁矩在Fe_3O_4和Ho_2Ti_2O_7的磁化率张量在不同的温度和领域的值被发现与这些发现在单晶实验中较早的完全一致。利用磁诱导择优取向研究了单分子磁体Co（[（CH3）2N]2CS）2Cl2的局域磁化率。因此，粉末系统中的局部磁各向异性的研究现在可能变得容易。
2019-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis, Crystal Structure, and Physical Properties of New Layered Oxychalcogenide La2O2Bi3AgS6
合成了一种新的层状氧硫属化合物La_2O_2Bi_3AgS_6。通过同步辐射X射线衍射和Rietveld精修，用P4/nmm空间群模型精修了La 2 O2 Bi 3AgS 6的晶体结构，其a = 4.0644（1）<$，c = 19.412（1）<$，与相关化合物LaOBiPbS 3相似，但La 2 O2 Bi 3AgS 6的层间键（M2-S1键）明显缩短.隧道电子显微镜（TEM）图像证实了由Rietveld精修导出的晶格常数（c ~ 20 Ω）。电阻率和Seebeck系数表明，La 2 O2 Bi 3AgS 6的电子态比LaOBiS 2和LaOBiPbS 3的电子态更具有金属性.将岩盐型硫属化物插入到基于BiS 2的层状化合物（如LaOBiS 2）的范德华能隙中，将是在层状硫属化物家族中设计新的层状功能材料的有用策略。
2017-12-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Van der Waals Stacking Induced Topological Phase Transition in Layered Ternary Transition Metal Chalcogenides
具有非平凡电子和光子带拓扑结构的新型材料对于实现具有低功耗和散热的新型器件以及无退相干的量子计算至关重要。利用第一性原理方法，我们预测了一类三元过渡金属硫族化合物（TTMC）MM'Te $_4$具有双重拓扑特性：二维单层中的量子自旋霍尔（QSH）绝缘体和三维非中心对称晶体中的拓扑Weyl半金属.值得注意的是，我们发现可以创建和湮灭Weyl费米子，并实现之间的过渡类型-I和类型-II的Weyl费米子通过调整vdW层间距。我们的计算表明，它们具有良好的热力学稳定性和弱的层间结合，这意味着它们的实验合成，直接剥离和vdW异质堆积的巨大潜力。此外，它们的三元性质将通过控制不同的化学计量比和价电荷来提供更多的电子结构可调性。我们的发现为实现QSH效应和探索拓扑相变提供了理想的材料平台，并将为二维材料和拓扑材料的研究开辟多种新的机会。
2016-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional metal-chalcogenide films in tunable optical microcavities
准二维（2D）层状金属-硫属化合物薄膜具有吸引人的光电性质。然而，薄膜的光子应用可能由于弱的光吸收和表面效应导致量子产率降低而受到限制。在光学微腔中集成2D薄膜将允许克服这些限制，这是由于与薄膜的改性光耦合。在这里，我们提出了可调微腔嵌入单层二硫化钼或几个单层砷化镓薄膜。我们观察到显着的修改的光谱和时间特性的光致发光（PL）：PL发射光谱窄，波长可调腔模式的品质因数高达7400，PL寿命缩短了10倍，实现了Purcell增强的自发发射率的结果。这项工作有可能铺平道路的微腔增强发光器件的基础上分层的二维材料及其异质结构，也开辟了可能性腔QED在一个新材料系统的范德华晶体。
2014-08-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Record magnetoresistance, enhanced superconductivity, and fermiology in WTe2
University of Washington（华盛顿大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究所）
通过改进的水平流输运技术制备高纯度WTe2晶体，发现其在低温下具有最大磁电阻，首次在电静态掺杂金属态中观测到量子振荡，且超导临界温度显著提高至1.8K。
2026-04-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Critical Behavior and Anisotropy in Single Crystal SrRuO$_3$
研究了SrRuO_3单晶在不同晶向上的磁化强度随温度的变化。详细分析了临界转变温度附近的磁晶各向异性和行为。发现磁化强度与温度的变化更像$T^2$，而不是自旋波预期的$T^{3/2}$。
2019-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Single crystal growth and anisotropy of CeRuPO
我们报告的铁磁性近藤晶格系统CeRuPO使用Sn助熔剂法的单晶生长。磁化率和电阻率测量表明这种结构层状化合物的各向异性很强。结果表明，四元晶胞的磁矩顺序为沿c方向的铁磁性，而晶体的电场各向异性倾向于ab平面。因此，CeRuPO在稀土系统中呈现出不寻常的情况，其中电子交换相互作用的各向异性克服了由于CEF相互作用引起的单离子各向异性。
2007-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Investigation of the anisotropy of dissipation processes in single crystal of Yba2Cu3O7-d system
本文用非接触式测量超导体能量损耗的方法，研究了YBa_2Cu_3O_（7-d）系单晶高温层状超导体在混合态下的耗散过程的各向异性。观察到的能量损失的各向异性表明在这些单晶中存在dx 2-y 2型序参量对称性的可能性。
2005-08-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
PCM-net: A refractive index database of chalcogenide phase change materials for tunable nanophotonic device modelling
最近，硫族化物玻璃基相变材料（PCM）已经显示出作为一系列纳米光子器件的调谐材料的实用性。由于它们的低损耗、超快切换速度和宽波段操作，PCM被集成在越来越多的下一代可调谐组件中，包括集成光子开关、超表面光学器件和可调谐光谱滤波器。尽管如此，基于PCM的设备的建模是具有挑战性的，无论是在不同相态的实验衍生材料特性的准确表示，以及整个研究界的结果的标准化。在这项工作中，我们介绍了PCMnet，一个在线数据库的各种硫系玻璃PCM（如GeSbTe）的复折射率，作为一个可访问的和索引存储库的PCM社区的数据共享。非晶态和晶态之间的折射率（n）和消光系数（k）直接从大量学术研究文章中的实验数据中提取，并整理到材料资源数据库中。由于与我们的数据收集方法相关的不准确性，该数据补充了通过WVASE（一种商业椭圆偏振分析软件包）获得的其他计算生成的数据。为了证明PCMnet的实用性，我们提供了一个NASA应用程序驱动的设备优化的例子，使用我们的数据库收集的PCM的光学特性。我们预计，该数据库为PCM社区提供了很大的用途，PCMnet支持的协调研究工作将促进共享存储库，用于为一系列应用选择合适的PCM，用于可调纳米光子器件设计。
2020-12-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Direct Visualisation of Out-of-Equilibrium Structural Transformations in Atomically-Thin Chalcogenides
二维（2D）过渡金属二硫属化合物（TMDCs）由于其特殊的电子和光学性质一直是人们研究的热点。它们还表现出广泛的结构相，因为原子在单层内可以具有不同的取向，或者由于不同层可以堆叠的方式。在这里，我们报告的第一个研究的直接可视化的结构转换在原子薄层高度非平衡热力学条件下。我们探测这些转换在原子尺度上使用实时，像差校正扫描透射电子显微镜，并观察到强烈的依赖性所产生的结构和阶段的加热速率和温度。快速加热速率（25 ℃/秒）产生高度有序的结晶六方岛，其尺寸小于20 nm，由2 H和3R相的混合物组成。然而，缓慢的加热速率（25 ℃/min）产生纳米晶和亚化学计量的非晶区域。这些差异是由不同的硫蒸发和再沉积速率解释的。使用非平衡加热速率从2D原子层实现高度结晶和量子限制的功能，提出了一种新的路线来合成原子薄的，横向限制的nanostructres，并开辟了新的途径，调查基本的电子现象在受限的尺寸。
2020-02-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence of large anisotropy in the magnetization of Na0.35CoO2.1.3H2O quasi-single-crystal superconductors
本文报道了Na_（0.35）CoO_（2.1.3）H_2O超导体的准单晶生长。磁场与c轴平行和垂直时的磁化强度M（H，T）和M（T，H）曲线表明具有大的各向异性，可与Bi基高温超导（HTS）相相比。
2004-02-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetic anisotropy of large floating-zone-grown single-crystals of SrRuO3
SrRuO 3是一种非常有趣的材料，由于其与铁磁性相关的金属特性及其作为异质结构器件中的导电钙钛矿层或衬底的相关性。我们在红外成像炉中采用光学浮区法生长了体积达几百mm ~ 3的SrRuO_3大单晶。优化生长参数得到的晶体具有165 K的高铁磁居里温度和在6 T的磁场下1.6 μ B的低温磁化强度。晶体的高质量进一步通过75的大残余电阻比以及晶体结构和化学分析来证明。用这些晶体可以确定磁各向异性。
2016-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
