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。
2012-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scaling and universality of AC conduction in disordered solids
Roling等人[Phys.Rev.Lett. vol 78，2160（1997）]和Sidebottom [Phys.Rev.Lett. Vol 82，3653（1999）]进行了讨论。它表明，Sidebottom的缩放版本是完全通用的。一个新的解析近似的通用交流电导率跳跃在极端无序极限，“扩散团簇近似”，并比较模拟和实验。
1999-07-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Solid-state Janus nanoprecipitation enables amorphous-like heat conduction in crystalline Mg3Sb2-based thermoelectric materials
固态沉淀可用于定制材料性能，从铁磁体和催化剂到机械强化和能量存储。热电性能可以修改沉淀，以提高声子散射，同时保持电荷载流子传输。在这里，我们发现了非常规的双Janus型纳米沉淀物在Mg3Sb1.5Bi0.5形成的并排的Bi和Ge丰富的附件，在单独的纳米沉淀物形成对比。这些Janus纳米沉淀物由烧结期间Bi和Ge的局部共熔融产生，从而实现非晶状晶格热导率。由于合金无序和纳米沉淀物散射之间的平衡，观察到声子散射的沉淀物尺寸效应。热电优值系数ZT在室温附近为0.6，在773K时为1.6。Janus纳米沉淀可以被引入到其他材料中，并可以作为一种通用的性能定制机制。
2022-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Revealing Fast Ionic Conduction in Solid Electrolytes through Machine Learning Accelerated Raman Calculations
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）
本研究通过机器学习加速的拉曼计算揭示固态电解质中快速离子传导的特征，为高效发现离子导体提供新方法。
2025-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Coarse Molecular-Dynamics Determination of the Onset of Structural Transitions: Melting of Crystalline Solids
使用粗分子动力学（CMD）的方法与适当选择的粗变量（序参量），我们映射的结晶固体熔化的基本有效的自由能景观。这种方法的实施提供了一种手段，用于构建有效的自由能景观的凝聚态物质的结构转变。模型硅系统的热力学熔点的方法的预测是在良好的协议与“传统”的熔点计算技术，以及与文献值。
2006-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Topological Description of the Solidification of Undercooled Fluids and the Temperature Dependence of the Thermal Conductivity of Crystalline and Glassy Solids Above Approximately 50 K
采用四元数取向序参量描述凝固过程，研究了晶态和非晶态固体热输运性质的拓扑起源。全局取向秩序，实现了自发对称性破缺，是防止在有限的温度下的系统，存在于有限的尺寸（Mermin-Wagner定理）。正如复杂的有序系统在二维和一维中存在于有限维中一样，由于序参量的维数，四元数有序系统在四维和三维中也存在于有限维中。就在熔化温度以下，自发产生的拓扑缺陷形式的取向偏差波动阻止了固态的发展。使用O（4）量子转子模型很好地描述了这样的凝固系统，并且预期缺陷驱动的Berezinskiii-Kosterlitz-无相变（BKT）转变将过冷流体与结晶固体状态分离。在受限的维度中，除了取向有序的基态之外，取向无序的基态可以通过调整相关O（n）量子转子模型哈密顿量中的非热参数来实现;因此，预期玻璃状固体状态作为O（4）量子转子模型的不同基态而存在。在这种凝固的拓扑框架内，有限的Kauzmann温度标志着晶体和玻璃态之间的一级转变，在属于O（4）量子转子模型的“自对偶临界点”。这种跃迁是属于O（2）约瑟夫森结阵列（JJAs）的量子相变的高维模拟。晶体和玻璃态固体的热输运性质，高于约50 K，被认为是沿着电传输性质的JJA跨超导体到超绝缘体的过渡。
2018-11-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Efficient basis expansion for describing linear and nonlinear electron dynamics in crystalline solids
我们提出了一个有效的基础扩展电子轨道来描述实时电子动力学在晶体固体。虽然三维笛卡尔坐标中的常规网格表示鲁棒地工作，但它需要大量的计算资源。为了减少计算成本，我们考虑使用截断基函数的扩展。采用截断的基态汉密尔顿算符的本征态的简单选择被证明是无用的。我们发现，在由原始$k$ -点的本征态组成的截断基函数上添加附近$k$ -点的被占据本征态是至关重要的。我们证明了有用的线性和非线性电子动力学计算的方法在晶体SiO $_2$。
2014-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Modeling ionic transport and disorder in crystalline electrodes using percolation theory
固体离子导体是电池和燃料电池的重要组成部分。在许多情况下，通过具有取代无序的晶体材料的离子传导可以用原子尺度晶格模型逾渗模拟来建模。本章回顾的离子逾渗理论描述了扩散路径的逾渗行为，确定了有助于离子传导的晶格位点的分数，并量化了扩散网络的曲折度。这些量可以与嵌入电池电极的体扩散率和容量有关。我们讨论了锂离子电池阴极中的无序岩盐和相关的晶体结构的应用程序，显示如何扩散途径和它们的曲折度随锂含量的短程顺序。所有示例都基于免费和开源的Dribble仿真软件。
2023-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Nucleation of second-phase near elastic defects in crystalline solids
研究了合金中弹性缺陷附近第二相的非均匀形核问题。缺陷可以是位错线或存在于结晶固体中的裂纹尖端。我们用Ginzburg-Landau方程来描述缺陷周围序参量的时空演化。该模型考虑了固体的弹性和缺陷的弹性场与序参量场的相互作用。采用有限体积法求解了控制偏微分方程的序参量。我们研究的性质的相变在附近的缺陷。
2011-10-06 cond-mat.mtrl-sci
The crystalline structure of orthorhombic SrRuO$_3$: Application of hybrid scheme to the density functionals revised for solids
采用混合密度泛函理论（DFT）方法，对基于固体计算的广义梯度近似（GGR）进行了计算，得到了基态正交SrRuO $_3$的晶体结构. Hartree-Fock（HF）交换能的量在$5-20\%$的范围内变化，以便系统地确定HF混合的最佳值，这又确保与实验测量的最佳对应。这样的调查允许扩展的工具，可用于有效的理论建模，例如，只有最近稳定的阶段SrRuO $_3$的工具集。
2016-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Conductivity enhancement in plastic-crystalline solid-state electrolytes
寻找新的离子导体，使储能设备的发展取得重大进展，是当前材料科学的一个具有挑战性的目标。除了离子液体或无定形离子导体等材料类别之外，所谓的塑性晶体（PC）已被证明是结合高导电性和有利的机械性能的良好候选者。PC由分子形成，其取向自由度仍然波动，尽管材料表现出明确的晶格。在这里，我们表明，在丁二腈，最突出的分子PC电解质中的Li+离子的导电性，可以提高几十年时，取代晶格中的部分分子由较大的。介电谱表明，这是伴随着一个更强的耦合的离子和reorientational运动。这些发现可以从优化的“旋转门”机制的角度来理解，为开发更好的固态电解质开辟了一条新的道路。
2015-06-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
High electrical conduction of Sb square net in anti-ThCr$_2$Si$_2$ type La$_2$O$_2$Sb thin film grown by multilayer solid-phase epitaxy
迄今为止，具有Sb方形网的反ThCr $_2$ Si $_2$型$RE_2$ O $_2$ Sb（$RE$ =稀土）显示出绝缘导电性。本文首次报道了采用多层固相外延法合成La $_2$ O $_2$ Sb外延薄膜。从X射线光电子能谱测量中估计Sb的价态约为-2，并且观察到0.17eV的间接带隙。La $_2$ O $_2$ Sb外延薄膜显示出作为窄禁带半导体的出乎意料的高导电性，其在室温下的电阻率比La $_2$ O $_2$ Sb块状多晶的电阻率低约一万倍，这归因于可能由于抑制Sb二聚而增加的载流子迁移率。
2021-06-08 cond-mat.mtrl-sci
A linear scaling method to evaluate the ion-electron potential of crystalline solids
本文提出了一个简单的线性标度表达式，用于计算晶体的离子-电子势。该表达式取代了长程离子-电子势与等效的局部电荷分布和相应的边界条件的单位电池。由于不需要二次标度结构因子-如传统方法中所使用的-该表达式显示出固有的线性行为，并且非常适合于在无轨道密度泛函理论内模拟大规模系统。该方案是在ATLAS软件包中实现的，并通过使用固体镁bcc晶格的单位晶胞中含有数万个原子进行基准测试。实验结果表明，该方法可以有效地模拟大尺寸晶体，计算精度高。
2016-02-29 cond-mat.mtrl-sci
Fracture Toughness of Crystalline Solids
本文描述了一种尝试，以建立一个第一性原理理论的断裂韧性的结晶固体。它基于热力学位错理论（TDT），该理论从固体中的位错必须遵守热力学第二定律的断言开始。第二个起始假设是，当缺口的尖端被驱动以经历锐化不稳定性时，断裂开始。Gumbsch和他的同事们对预变形和非预变形钨晶体的缺口韧性进行了测量，并将分析结果与测量结果进行了比较。该理论包括一个数学猜想在小位错密度的尖端动力学。然而，它的预测同意定量与实验数据，包括脆性和韧性断裂，在很宽的温度范围内，加载速率，和初始条件。
2021-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Crystalline symmetry and the melt-growth kinetics of solid-liquid interface
控制材料生长形态的重要因素之一是界面动力学系数μ，它是固液界面速度与过冷度之间的比例常数。我们采用Ginzburg-Landau（GL）自由能泛函推导出动力学系数的解析表达式。动力学系数的各向异性自然产生于不同晶向的固-液界面对称性破缺。将动力学系数的解析表达式与从流体动力学方程导出的Mikheev-Schnev理论[J. Cryst. Growth 112，591（1991）]进行比较。此外，我们使用平衡密度波剖面来评估动力学系数，并将其与MD模拟结果进行比较。我们的研究结果是在良好的协议与Mikheev-Hesov理论和MD模拟和揭示的界面动力学的各向异性的可能起源。
2014-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Kinetics-Controlled Degradation Reactions at Crystalline LiPON/Li(x)CoO(2) and Crystalline LiPON/Li-metal Interfaces
深入了解固-固界面结构-功能关系对于全固态电池的改进和广泛应用至关重要。据报道，锂磷氧氮化物（“LiPON”）固体电解质材料与锂金属阳极之间、LiPON与Li（x）CoO（2）阴极表面之间的界面产生固体电解质界面（“SEI”）样产物和/或无序区域。使用电子结构计算和晶体LiPON模型与原子层沉积类化学计量比，我们预测LiPON模型与纯P-N-P骨架在室温下对锂动力学惰性。相反，氧原子从低能Li（x）CoO（2）（104）表面转移到LiPON在环境条件下快得多。的主要反应步骤的机制，LiPON图案，容易与锂金属反应，实验结果对无定形LiPON部分证实这些预测，和可能的缓解策略，以减少退化进行了讨论。LiPON接口被发现是有用的案例研究，突出动力学控制过程中的重要性，在电池组装过程中，在中等的加工温度。
2018-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Crystalline and Electronic Structures of Molecular Solid C$_{50}$Cl$% _{10}$: First-Principles Calculation
采用密度泛函理论中的第一性原理计算，预测了一种分子固体C $_{50}$ Cl $_{10}$的晶体结构，包括六方密堆积（hcp）相、面心立方（fcc）相和六方单层.从总能量计算确定的稳定结构，其中hcp相是揭露比fcc相和六方单分子层的能量更稳定。给出了六方晶系和面心立方结构的C $_{50}$ Cl $_{10}$的能带和态密度。结果表明，C $_{50}$ Cl% $_{10}$分子既可以形成hcp或fcc的间接带隙绝缘体，也可以形成绝缘的六方单分子层.
2006-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Self-assembled Frameworks Solid with Turbostratic Stacked Crystalline Layers -- A Frustrated 3D Crystal Lattice
针对晶体材料中可控引入特定无序的难题，本研究基于弱化层间作用的策略，在含Cu节点的B-C-TA二维骨架自组装材料中实现了约为石墨1/60的弱层间作用，为构建兼具有序与无序的材料提供了新途径。
2023-06-16 cond-mat.mtrl-sci
The Glassy Solid as a Statistical Ensemble of Crystalline Microstates
出于部分遍历性的概念，我们提出了一种替代的描述共价和离子的玻璃态固体的统计合奏的结晶局部极小值的势能面。我们分析表明，径向分布函数（RDF）和粉末X射线衍射（XRD）强度的遍历系统可以严格制定为统计系综平均值，我们评估非晶硅和玻璃态二氧化硅通过第一原理随机结构采样。我们表明，使用具有小至24个原子的晶胞的结构，我们能够准确地复制非晶硅的实验RDF和XRD图案以及玻璃态二氧化硅的关键结构特征，从而支持玻璃的整体性质，并打开大门，完全预测描述而不需要实验输入。
2019-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Variable range hopping conduction in semiconductor nanocrystal solids
研究了n型CdSe异质结薄膜的电导率随温度和电场的变化。在低电场条件下，在10 K <T<120 K的温度范围内，电导率服从G ~ exp（-（T*/T）^0.5）。在高电场下，电导率强烈地依赖于场。在4K下，电导在十年的偏压上增加了八个数量级。在很高的电场下，电导率与温度无关，G ~ exp（-（E*/E）^0.5）。用库仑带隙的变程跳跃很好地描述了完整的行为。
2004-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Time-dependent density functional theory for a unified description of ultrafast dynamics: pulsed light, electrons, and atoms in crystalline solids
我们发展了一种新的多尺度计算方案来描述光电磁场与晶体中的电子和原子的耦合动力学，其中基于含时密度泛函理论的第一性原理分子动力学被用来描述微观动力学。该方法适用于非线性和超快光学中的广泛现象。为了证明该方法的有效性，我们将其应用于探测脉冲传播过程中发生拉曼放大的金刚石中相干声子的泵浦-探测测量。
2018-10-15 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Corner-Sharing PS$_4$-BS$_4$ Modes Facilitate Fast Ion Conduction in Lithium Thioborophosphate Iodide Glassy Solid Electrolytes
本研究通过微调 MACE-MP-0 模型并进行大规模机器学习分子动力学模拟，揭示了 LBPSI 玻璃态固态电解质中 P$_2$S$_5$ 诱导的 PS$_4$ 与 BS$_4$ 共角模式破坏阻碍传导的 B$_x$S$_y$ 长链，从而促进快速 Li$^+$ 传导的微观机制。
2025-07-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Stress-stress correlations in two-dimensional amorphous and crystalline solids
本文用经典弹性理论结合实验与模拟数据，证明二维非晶固体与各向同性晶体固体在静态应力-应力关联上不可区分，且 pinch-point 奇点并非非晶独有，证实了静态应力关联的普适性。
2025-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Machine Learning for Atomic Forces in a Crystalline Solid: Transferability to Various Temperatures
最近，机器学习已经成为预测分子和固体的量子力学性质的一种替代的、强大的方法。在这里，使用核岭回归和代表原子局部环境的原子指纹，我们在晶体硅系统上训练了一个机器学习模型，以便直接预测在广泛温度范围内的原子力。我们的想法是使用在较高温度或温度范围的上限下从正则系综模拟中获取的量子力学数据集来构建机器学习模型。在300 ~ 1650 K的温度范围内，力的预测误差相对于相应的力范围约为2%或更小。我们还验证了对更大系统的适用性，确保了系统大小的可移植性。
2016-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of Hopping Conduction and Its Impact on the Subthreshold and Transition Region Transport in Oxide Semiconductor Transistors by Magneto-Transport Measurements
National Key Laboratory of Advanced Micro and Nano Manufacture Technology and School of Information Science and Electronic Engineering, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学信息科学与电子工程学院）；School of Integrated Circuits, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学集成电路学院）
本研究通过磁输运测量揭示晶体In2O3相比非晶IZO具有更低的亚带隙态密度和更小的局域化半径，从而增强载流子迁移率并降低供电电压，表明结构无序性对氧化物半导体晶体管亚阈值和过渡区运行至关重要。
2026-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Melting of crystalline solids
结果表明，在熔化温度下，热声子振动与表面原子/分子层的晶格振动是自共振的。这种自共振发生在明确定义的温度下，并触发原子/分子片或片晶从晶体表面脱离。五种物质的热力学数据被用来检验这一假设。计算出的平均声子振动波长等于或谐波的d-间距的原子/分子片。所提出的模型能够解释熔化的所有特征。
2009-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic hysteresis in cyclic deformation of crystalline solids
本文从集体位错动力学的观点出发，研究了循环应力作用下结晶固体变形中的滞后现象或内耗现象。通过对位错动力学模型在不同加载频率和幅值下的应力控制模拟，研究了应力-应变率滞后现象。磁滞回线面积在特征频率处呈现最大值，在低频极限处呈现幂律频率依赖性，幂律指数呈现两个区域，分别对应于系统的堵塞和屈服/移动阶段。第一个阶段表现出非平凡的临界样粘弹性动力学，跨越间歇性粘塑性变形更高的应力振幅。
2012-09-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Direct Observation of Tunable Thermal Conductance at Solid/porous Crystalline Solid Interfaces Induced by Water Adsorbents
改善界面热传输对于系统中的散热至关重要。在这里，我们设计了一种策略，利用水的吸附-脱附过程中的多孔金属有机框架（MOFs）的界面传热调整。我们观察到一个可变的导热系数在整个固体/多孔MOFs界面，由于密集的水通道形成的吸附水分子在MOFs。我们的实验结果表明，通过这种策略，Au/Cu 3（BTC）2异质界面的界面热导增加了7.1倍，其中Cu 3（BTC）2是典型的多孔MOF，通常被称为HKUST-1。我们的分子动力学模拟进一步表明，金层的表面张力将导致HKUST-1中的吸附水分子聚集在界面区域。在界面区域形成的致密水通道可以激活高频晶格振动并作为额外的热通道，然后显著增强跨界面的热传递。我们的研究结果提供了一个新的概念，定制在固体/多孔MOFs异质界面的热传输，这将在很大程度上有利于MOFs相关的应用。
2023-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Microstructure of Silicon Anodes in Solid-State Batteries -- From Crystalline to Amorphous
该研究利用低温STEM揭示了微晶硅负极在固态电池循环中从晶态到非晶态的微观结构演变，指出需经多次循环才能形成稳定结构，为优化电极设计以减少开裂提供了依据。
2025-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Accurate approximations of density functional theory for large systems with applications to defects in crystalline solids
本章介绍了科恩-沙姆密度泛函理论（DFT），使非常大规模的模拟控制近似。这项工作的动机是研究晶体固体中的缺陷，尽管这些想法可以用于其他应用。其核心思想是将DFT表述为密度算子上的最小化问题，并将空间和谱离散化为系统收敛的近似。这使得有效的和自适应的算法，解决DFT方程，没有额外的建模，并达到所需的精度，非常大的系统，线性和次线性缩放。基于这种近似的各种方法，并通过选定的例子证明其数值性能。这些例子也提供了重要的洞察力的力学和物理缺陷的晶体固体。
2021-12-11 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.FA
Theory of electric, magnetic, and toroidal polarizations in crystalline solids with applications to hexagonal lonsdaleite and cubic diamond
利用群论系统研究晶体固体中的电、磁和环多极序，识别出五类在能带结构中具有独特特征的极化物质，并开发了多极密度指标的一般形式理论，为分类和扩展复杂材料中的多极序理解提供了通用框架。
2023-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Machine Learning a Universal Harmonic Interatomic Potential for Predicting Phonons in Crystalline Solids
提出一种利用现有声子数据库和机器学习技术训练通用谐和原子间势的方法，能准确预测晶体固体的完整声子谱和热力学性质，并评估预测不确定性。
2024-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Band gaps of crystalline solids from Wannier-localization based optimal tuning of a screened range-separated hybrid functional
完全在密度泛函理论内精确预测晶体固态系统的基本带隙是一个长期存在的挑战。在这里，我们提出了一个简单而廉价的方法，实现这一点，通过非经验的最佳调整的参数的筛选范围分离的混合功能。调谐涉及到执行一个anonymous，概括的电离势定理，以消除一个电子在一个被占领的状态所描述的一个本地化的Wannier函数在一个中等大小的超原胞计算。该方法是对一组系统的实验为基准，从窄带隙半导体到大带隙绝缘体，跨越范围的基本带隙从0.2至14.2 eV，并被发现产生定量精度全线，与$\sim$ 0.1 eV的平均绝对误差和$\sim$ 0.2 eV的最大误差。
2021-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Solid-state amorphization of Cu nanolayers embedded in a Cu64Zr36 glass
采用分子动力学模拟研究了镶嵌在Cu 64 Zr 36金属玻璃中的晶态铜纳米层的固态非晶化过程。我们表明，固态非晶化是由界面能的减少，这补偿了大量的过剩能量的非晶纳米层相对于结晶相的临界层厚度驱动。一个简单的热力学模型，它描述了模拟结果的取向依赖的界面能。详细的分析揭示了非晶纳米层的结构，并允许比较淬火铜熔体，提供了进一步的见解过剩和界面能的起源。
2015-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Synergetic Enhancement on Bulk and Grain Boundary Ionic Conduction of Mg Doped High-Entropy NASICON-Type Solid Electrolyte for Solid-State Na+ Batteries by Spray Flame Synthesis
本研究通过旋流喷雾火焰合成制备镁掺杂NASICON固态电解质纳米颗粒，实现体相和晶界离子传导协同增强，Mg0.25NZSP室温电导率达1.91 mS/cm，降低后处理成本，为全固态钠电池提供高性能电解质。
2025-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Non-affine heterogeneities and droplet fluctuations in an equilibrium crystalline solid
我们表明，使用分子动力学模拟，一个二维的Lennard-Jones固体受到液滴波动的特点是{ \em非仿射}偏离当地的结晶度。这些液滴中的颗粒的分数随着固体的平均密度的降低而增加，并且接近流体-固相边界附近的总数的$\approx 20$ %。我们监测这些液滴的几何形状，局部状态方程，密度相关性和van Hove函数，并表明这些液滴中的一些是流体状和紧凑的，而一些是玻璃状和弦状的。我们提供的证据表明，这些非仿射异质性应被解释为从附近的液滴波动，亚稳态极小。
2010-09-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Synthetic control of structure and conduction properties in Na-Y-Zr-Cl solid electrolytes
在低成本、可持续和能量密度电池的开发中，基于氯化物的化合物由于其高Na离子电导率和氧化稳定性而成为用于固态电池的有希望的阴极电解质材料。然而，进一步提高钠离子传导的能力，需要了解这些系统中的远程和局部结构特征对运输的影响。在本研究中，我们利用不同的合成方法来控制Na-Y-Zr-Cl固体电解质中的多晶型和阳离子无序，并探讨其对Na离子导电性的影响。我们证明了存在一个更导电的P2 $_1$ /n多晶型的Na $_2$ ZrCl $_6$球磨后形成。在Na $_3$ YCl $_6$中，R $\bar{3}$多晶型物显示出比其P2 $_1$ /n对应物更导电，这是由于Y亚晶格上存在本征空位和无序。Na $_{2.25}$ Y $_{0.25}$ Zr $_{0.75}$ Cl $_6$组成中的过渡金属有序化强烈影响Na离子迁移，其中过渡金属亚晶格上Y $^{3+}$和Zr $^{4+}$的更大混合通过在相关温度下Cl旋转的部分活化促进离子迁移。总的来说，Na-离子传输敏感地依赖于合成过程中稳定的相和过渡金属分布。这些结果可能可推广到其他卤化物组合物，并且表明实现对合成方案和所得结构的控制是追求用于高电压固态钠离子电池的改进的阴极电解质的关键。
2022-08-16 cond-mat.mtrl-sci
On the role played by electrons in the stress-strain curves of ideal crystalline solids
本文利用密度泛函理论与热力学分析，研究Cu、Al和金刚石在单轴应变下电子电荷响应对力学性能的影响，发现Cu和Al的应力-应变曲线偏离线弹性，并可用由Van-Hove奇点和电子重新分布引起的一级与二级相变解释。
2025-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced ionic conductivity through crystallization of glass-Li$_3$PS$_4$ by machine learning molecular dynamics simulations
该研究利用基于第一性原理的机器学习原子间势开展分子动力学模拟，揭示玻璃态Li$_3$PS$_4$结晶后离子电导率提升源于结晶度升高降低Li扩散势垒，且渗流传导起关键作用，为玻璃陶瓷电解质应用提供参考。
2023-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Structural spillage: an efficient method to identify non-crystalline topological materials
本文提出结构溢出指标，结合第一性原理计算预测非晶固体的拓扑相，并预测非晶铋双层为拓扑非平凡材料，实现高效预测。
2023-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Irreversible thermodynamics of creep in crystalline solids
我们开发了一个不可逆的热力学框架，用于描述晶体中的蠕变变形的机制，涉及空位扩散和晶格位置的产生和湮灭。进行蠕变变形的材料被视为一个非流体静力学应力的多组分固体介质与非保守的晶格位点和不均匀性处理采用梯度热力学。相场描述了蠕变过程中材料中空位源和空位汇的重新分布。我们推导出熵产生率的一般表达式，并使用它来识别相关的通量和驱动力，并考虑到材料的对称性，制定它们之间的唯象关系。作为一个简单的应用，我们分析了一维模型的双晶体中，晶界作为一个汇和源的空缺。该模型的动力学方程描述了一个蠕变变形过程，伴随着晶界迁移和相对刚性的晶粒平移。他们还证明了晶界迁移引起的空位浓度梯度跨越边界的效果。
2013-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Fundamental picture of the conduction mechanism in solid-state polymer electrolytes revealed by terahertz spectroscopy
Universität Bielefeld（比勒费尔德大学）；Forschungszentrum Jülich GmbH（于利希研究中心有限公司）；Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
研究利用太赫兹时域光谱分析固态聚合物电解质中锂盐和温度对传导特性的影响，揭示了聚合物基质振动与锂离子跃迁传输的关系。
2026-04-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Assessing the performance of the Random Phase Approximation for exchange and superexchange coupling constants in magnetic crystalline solids
总能量的随机相近似（RPA）以前已被证明提供了一个定性正确的描述分子系统中的静态相关性，其中密度泛函理论（DFT）与本地泛函必然会失败。这立即提出了一个问题，即RPA是否也能够捕获强相关固体（如莫特绝缘体）的正确物理。由于强的电子局域化，在这样的系统中的磁相互作用是由超交换，在最简单的图片可以被看作是分子的静态相关的模拟占主导地位。在目前的工作中，我们调查的RPA的性能，用于评估在磁性固体NiO，MnO，Na 3Cu 2SbO 6，Sr 2CuO 3，Sr 2CuTeO 6，和单层的CrI 3，这是选择代表各种各样的磁相互作用的超交换和直接交换相互作用。结果表明，RPA可以精确地校正Hartree-Fock引入的大误差，与微扰展开所用的输入轨道无关。然而，在大多数情况下，可以使用DFT+U获得类似于RPA的精度，从计算的角度来看，DFT+ U明显更简单。
2017-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Metavalent bonding in crystalline solids: how does it collapse?
化学键是化学中最强大但又有争议的概念之一，它解释了固体的性质趋势。近年来，在几种高硫族化合物中发现了一种新型的化学键，其特征是具有独特的性质，非常规的键断裂和相邻原子之间共享一个电子。间价键合是除了共价键合、离子键合和金属键合之外的基本键合类型，如果间价键合和共价键合之间存在明确定义的过渡，则提出相关问题。对于三种不同的赝二元线，即GeTe 1-xSex，Sb 2 Te 3（1-x）Se 3 x和Bi 2 - 2xSb 2 xSe 3，在几个属性，包括光学介电常数，玻恩有效电荷，电导率以及键断裂观察到一旦达到临界Se或Sb浓度的突然下降。这一发现提供了一个蓝图，探索的影响，间价键的有吸引力的性能用于相变材料和热电。
2020-08-24 cond-mat.mtrl-sci
A Gibbs-potential-based framework for ideal plasticity of crystalline solids treated as a material flow through an adjustable crystal lattice space and its application to three-dimensional micropillar compression
我们提出了一个欧拉的理想塑性晶体固体处理作为一个材料流通过一个可调的晶格空间的兼容模型。该模型是基于添加剂分裂成晶格部分和塑性部分的速度梯度。该方法扩展了由Rajagopal和Srinivasa开发的用于获得弹粘塑性晶体响应函数的吉布斯势公式。该框架对两个标量函数作了本构假设：吉布斯势和耗散率。本构方程有关的应力运动量，然后确定使用的条件，即耗散率是最大的，提供相关的约束条件得到满足。该模型适用于三维微柱压缩，其特点，无论是在建模和计算机模拟的水平上，进行了讨论，并与相关研究进行了比较。
2017-05-31 cond-mat.mtrl-sci physics.flu-dyn
A molecular-dynamics study of ductile and brittle fracture in model non-crystalline solids
利用分子动力学模拟研究了类金属玻璃体系的断裂过程，发现类金属玻璃体系由于原子间相互作用势的微小变化而发生脆化。然而，这种断裂韧性的变化并不伴随着流动应力的相应变化。Freund和Hutchinson提出的脆性断裂理论表明，在这些情况下，应变速率敏感性是控制性物理参数。最近的粘塑性理论在这类固体的福尔克和兰格进一步表明，应变速率敏感性的变化对应于局部剪切转变区的敏感性的变化，以施加剪切应力。一个简单的模型，这些区域的开发，以量化这种敏感性的依赖粒子间的潜力。
1999-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Efficient Anharmonic Lattice Dynamics Calculations of Thermal Transport in Crystalline and Disordered Solids
了解半导体和绝缘体中的热传输具有根本的重要性，因为它对电子和可再生能源的收集和转换具有技术影响。非谐晶格动力学为描述纳米尺度下的热输运提供了一个强有力的框架。这种方法的优点之一是，它自然包括由于原子振动而产生的量子效应，这是计算纳米技术中广泛使用的半导体（如硅和碳）即使在室温下的热性能所必需的。虽然从微观角度来看，非晶和晶体半导体之间的热传输图像有很大的不同，但已经设计了一种统一的方法来模拟晶体和玻璃。在这里，我们介绍了一个统一的工作流程，它实现了玻尔兹曼输运方程（BTE）和准谐波Green-Kubo（QHGK）方法。我们讨论了如何优化理论，利用现代并行架构，以及它是如何实现的$κALDo$：一个多功能和可扩展的开源软件来计算声子输运固体。这种方法适用于晶体和部分无序的硅基系统，包括体硅和笼形物，并在硅锗合金笼形物大大降低了热导率。
2020-09-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Dislocation lines as the precursor of the melting of crystalline solids observed in Monte Carlo simulations
本文用Lennard-Jones面心立方系统的定压蒙特卡罗模拟分析了晶体熔化的微观机理。超过熔化温度的0.8的顺序的温度，我们发现，相关的激发线的缺陷。这些线中的每一条都具有在面心立方缺陷晶格上的各种长度的随机游走的结构。我们确定这些线与最近提出的熔化的唯象理论中的位错。在接近熔化时，我们发现出现了穿过整个系统的长线。我们认为，这些长线是熔化过程的前兆。
2003-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Finite temperature external potential in crystalline solids
热振动改变外部电势。Allen（Phys.Rev.B18（1978）5217）证明了在有限温度下赝势形状因子可以用Debye-Waller因子修正。我们把这个结果推广到晶体势。(The由于刚性原子近似的失败，对核势的全电子情况的推广失败了。）这种有限温度形式只能给出热平均性质，不能得到动力学信息。因此，它被称为准从头算形式主义。类似于在从头算研究中使用实验晶格参数，也可以使用实验晶格参数。理由是相同的;实验参数可以通过单独的从头算研究进行验证。四十年后，我们的工作改变了卡索斯基的实证研究（Phys. Rev. B. 8（1973）1378）引入到第一个从头算有限温度能带结构计算中。这种形式主义开辟了从一个单一的计算获得从头算有限温度的热平均性能的方式。
2015-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Disorder-induced enhancement of lithium-ion transport in solid-state electrolytes
研究通过深度学习势模拟不同无序程度的Li3PS4电解质，发现无序驱动的扩散动力学显著增强室温电导率，并利用机器学习结构指纹揭示离子传导机制。
2024-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Short-range Crystalline Order-Tuned Conductivity in Cr$_2$Si$_2$Te$_6$ van der Waals Magnetic Crystals
二维磁性材料（2DMM）不仅对研究二维长程磁有序的本质具有重要意义，而且对未来的自旋电子器件也具有重要意义。特别令人感兴趣的是2DMM，其中可以通过电传导来操纵自旋。而Cr $_2$ Si $_2$ Te $_6$在少层晶体中表现出磁有序，其大的带隙抑制了电子传导。在这里，我们表明，缺陷引起的短程晶体顺序在Cr $_2$ Si $_2$ Te $_6$的长度尺度低于0.6 nm诱导大幅降低的带隙和稳健的半导体行为下降到2 K，变成金属10 GPa以上。我们的研究结果将有助于2DMM中导电态的设计，并呼吁剥离型单晶中电子结构的自旋分辨测量。
2022-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic paddle-wheels in a solid-state electrolyte
本文提出电子桨轮机制，用孤对电子旋转运动解释经典固态超离子导体AgI中单原子离子的传导，为单原子与分子SSICs的离子电导率提供统一理解，并为固态电解质设计建立从电子到宏观尺度的原则。
2023-05-31 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Anharmonic Host Lattice Dynamics Enable Fast Ion Conduction in Superionic AgI
对固体中离子传导驱动力的基本理解对于开发新的固态离子导体至关重要。离子传导的物理理解是有限的，由于这些系统中的谐波振动动力学的强烈偏差，难以在实验和理论上表征。我们克服了这一挑战，在超离子碘化银结合太赫兹频率拉曼偏振取向测量和从头计算分子动力学计算。我们的研究结果表明，移动离子和主机晶格之间的强耦合的扩散过程的重要性，明确的签名。我们首先从拉曼测量中推导出一个动态结构模型，该模型同时捕获了这种快离子导体的晶体状和流体状特性。然后，我们显示和讨论的非谐弛豫运动的重要性，所产生的碘主机晶格，通过展示其强烈的影响，在超离子碘化银离子导电。
2020-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Correlated Terahertz phonon-ion interactions control ion conduction in a solid electrolyte
通过太赫兹声子-离子相互作用增强固态电解质中Li+传导，实验与理论揭示THz范围振动对离子迁移的促进作用。
2025-12-25 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
