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
Multiscale analysis of crystal defect formation in rapid solidification of pure aluminium and aluminium-copper alloys
快速凝固导致独特的微观结构特征，其中较少研究的主题是各种晶体缺陷的形成，包括高位错密度以及晶体取向的梯度和分裂。由于这些缺陷严重影响材料的机械性能和性能特征，因此了解缺陷形成机制以及它们如何取决于凝固条件和合金化非常重要。为了阐明快速凝固诱导晶体缺陷的形成机制，我们进行了多尺度模拟分析，包括键级势的分子动力学（MD），相位场晶体振幅扩展（PFC-AE）模拟，和顺序耦合相位场-晶体塑性（PF-CP）模拟。对由此产生的位错密度进行量化并与过去的实验进行比较。原子的方法（MD，PFC）可以用来校准连续水平的晶体塑性模型，和框架增加了从多尺度分析产生的机制的见解。
2021-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Validation of x-ray line-profile analysis of extended defects in deformed crystals
晶体材料中扩展缺陷的定量测量对于了解材料行为非常重要。X射线谱线分析是对电子显微镜直接计数的补充，但它是一种间接方法，需要验证。以前的研究集中在比较X射线分析电子显微镜的结果。相反，我们使用具有已知缺陷含量的模拟缺陷材料，并将线轮廓分析应用于计算的衍射轮廓，以直接表明线轮廓分析可以可靠地量化位错和堆垛层错。
2022-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Controlling bulk conductivity in topological insulators: Key role of anti-site defects
二元Bi-chalchogenides，Bi 2 CH 3，被广泛认为是最近发现的新形式量子物质，三维拓扑绝缘体（TI）[1-4]的模型例子。这些化合物具有单一的自旋螺旋表面态，由于时间反演对称性，该表面态保证是金属的，并且应该是实现TI的自旋电子和量子计算应用的理想材料[5]。然而，迄今为止合成的绝大多数此类化合物根本不是绝缘体，而是具有有害的金属体电导率[2，3]。这通常被认为是由于缺陷的无意掺杂造成的，尽管对不同化合物的缺陷性质以及使其有害作用最小化的策略知之甚少。在这里，我们提出了一个全面调查的缺陷景观的双硫族TI的第一性原理计算。我们发现，本征缺陷形成的能量在Te和Se的含TI的根本差异，使整个三元Bi-Te-Se合金系统的导电性的精确控制。从一个系统的角度分辨光电发射（ARPES）的调查，这样的三元合金，结合体传输测量，我们证明，这种方法可以用来实现真正的拓扑绝缘体，只有一个单一的狄拉克锥表面状态相交的化学势。我们的微观计算揭示了实现这一目标的反位缺陷的关键作用，并预测最佳的生长条件，以实现最大电阻三元TI。
2012-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Controlling protein crystal growth rate by means of temperature
我们提出了一个模型来分析非等温条件下溶菌酶晶体/聚集体的生长动力学。该模型是制定通过分析的生长过程中，这是通过考虑到明确的依赖于温度的自由能获得的熵产生。我们发现，生长过程中加上温度的变化，导致一种新的Soret型效应。我们确定了晶体/聚集体的表面熵作为控制作为温度的函数的平均生长速率的行为的决定性成分。吉布斯自由能作为温度的函数的行为进行了分析。在所考虑的温度范围内，理论和实验之间的一致性非常好。
2011-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Radiation damage and recovery of crystals:Frenkel vs. Schottky defect production
大多数辐射效应的研究都与在晶体体中产生辐射诱导的缺陷有关，这会导致观察到的材料性能下降。本章的主要目的是描述从辐射损伤中恢复的机制，这些机制在辐照过程中起作用，但通常被缺陷产生的并发过程所掩盖。因此，传统的速率理论进行了修改，考虑到辐射诱导的肖特基缺陷形成在扩展的缺陷，这往往对基于在晶体体中的弗伦克尔对生产的机制。该理论适用于描述技术和根本上的重要现象，如辐照蠕变，辐射诱导空退火和空有序。
2014-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Monte Carlo Simulations of Crystal Defects in Open Ensembles
Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
本文提出了一种新的哈密顿蒙特卡罗方法，用于模拟开放集合中晶体缺陷，实现了非理想点缺陷的自由能计算和有限温度界面结构的预测。
2026-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Role of defects in the electronic properties of amorphous/crystalline Si interface
确定的非晶/结晶Si异质结构的能带对准的机制是解决与直接原子模拟的接口进行使用的各种计算方案，从经典的模型势分子动力学从头算方法的层次组合。我们发现，在协调无缺陷的样品的频带对齐几乎消失，并独立于接口的细节。相反，在缺陷丰富的样品中，带对齐相对于无缺陷的情况是相当大的不同，但值得注意的是，几乎独立于缺陷的浓度。我们合理化这些发现的半导体接口的理论。
2001-05-14 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
Crystal defects and spin tunneling in single crystals of Mn12 clusters
本文讨论的问题是位错密度对Mn_（12）团簇自旋隧穿的影响。我们已经确定了新鲜的和热处理的单晶Mn 12的晶体结构的镶嵌性的变化，通过分析小角度X射线衍射峰的加宽。从等温磁化和弛豫实验中也已经很好地确定，当位错密度增加时，隧穿率的分布很宽，隧穿率向更高的速率移动。
2001-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Controlling the conductance of molecular wires by defect engineering: a divide et impera approach
了解纳米结构中的电荷输运机制对于分子电子器件的发展至关重要。通过连接在两个触点之间的1D分子系统的电荷输运受到几个参数的影响，例如分子的电子结构以及无序和缺陷的存在。在这项工作中，我们模拟了电极之间连接的一维分子导线，并系统地研究了孤子形成和缺陷的存在对电导和态密度等性质的影响。我们的数值计算表明，输运性质是高度敏感的孤子和缺陷的位置。有趣的是，在分子线中引入单个缺陷将其分成两个片段，这两个片段均由奇数个位点组成，在带隙中心产生新的传导通道，从而导致比无缺陷系统更高的零偏压电导。这一现象表明，工程分子导线的替代路线具有增强的电导。
2010-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Generalised Framework for Controlling and Understanding Ion Dynamics with Passivated Lead Halide Perovskites
本文结合实验观察与漂移-扩散建模，提出解释混合电子离子导体表面光电压的新框架，证明通过修饰钙钛矿双层膜界面可控制缺陷迁移，为提升器件稳定性及理解移动缺陷与光致电荷相互作用提供新见解。
2023-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Defect stability in phase-field crystal models: Stacking faults and partial dislocations
控制缺陷的稳定性相场晶体（PFC）模型的主要因素进行检查，与说明性的例子涉及几个现有的模型的变化。指导方针是建立模型与稳定的缺陷结构，保持高的数值效率。一般框架结合了长程弹性场和原子级核心结构的基本特征，在扩散时间尺度上具有可操作的缺陷动力学。所产生的缺陷物理学的基本要素的特点为面心立方晶体的情况下。堆垛层错和分裂肖克莱部分位错稳定的PFC形式主义内的第一次，和相关的缺陷结构的各种性能的特点。这些包括完全刃位错和螺位错的解离宽度，外加应力对解离的影响，滑动的Peierls应变，以及滑动对的动力学收缩。我们的研究结果在一般情况下，比较有利的连续弹性理论和实验结果。
2012-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Role of defects on carrier dynamics and transport mechanism in Bi2Te3 single crystals
本研究利用改进的Bridgman方法通过改变生长动力学控制缺陷，获得了电子或空穴主导的Bi2Te3单晶，揭示了Te空位与Bi_Te反位缺陷等对载流子类型的决定作用，并发现载流子转变使磁阻从103%提升至224%，该增强源于2D多通道量子相干传导机制。
2023-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Defect Modulated Band Modification in Ion Implanted MgO Crystal: Experimental and Ab Initio Calculations
缺陷产生和消除是器件制造中的基本概念。本文研究了MeV的Ni离子辐照在MgO中引起的价带和导带之间的缺陷态对光学带隙的影响。离子注入MgO单晶产生的替位缺陷态以及F（阴离子空位中心）、$F_2$、其它氧空位中心和V（阳离子空位中心）中心可作为细丝应用于基于价电荷存储的阻变存储器中。通过改变电子能带结构，确定了光学带隙随Ni离子注量的变化。密度泛函理论（DFT）计算有助于理解由MgO结构组成的空位和替位缺陷的电子能带结构的演化。
2022-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Design rules for controlling active topological defects
本文提出基于对称性的加性策略，利用基本活性模式作为拓扑镊子创造、移动和编织活性缺陷，并通过空间活性梯度诱导反转拓扑极化，实现缺陷的集体图案化与输运，为可编程活性材料设计奠定基础。
2024-05-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
Tunable all-optical switching in periodic structures with liquid-crystal defects
我们认为，可调取向非线性液晶可以用于全光开关的周期性光子结构与液晶缺陷。我们考虑了一个一维的周期性结构的硅层的局部缺陷所产生的渗透到一个孔的液晶，并证明，通过数值求解一个系统的耦合的非线性方程的指向矢和传播的电场，光诱导的Freedericksz转变可以导致一个尖锐的开关和二极管操作的光子器件。
2006-01-18 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quick-start guide for first-principles modelling of point defects in crystalline materials
缺陷影响所有晶体材料的性能和功能。例如，点缺陷参与对太阳能转换至关重要的电子（例如载流子产生和复合）和光学（例如吸收和发射）过程。通过带电缺陷的传输介导的固态扩散用于电化学能量存储。基于密度泛函理论的缺陷的第一性原理计算已被广泛用于补充，甚至验证，实验观察。在这本“快速入门指南”中，我们讨论了如何计算晶体材料中点缺陷的形成能的最佳实践，以及适用于探测与能源技术相关的结构和性能变化的分析技术。
2020-06-16 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Defect-related states in MAPbI$_3$ halide perovskite single crystals revealed by the photoluminescence excitation spectroscopy
用光致发光激发光谱研究了5 K温度下MAPbI $_3$卤化物钙钛矿单晶。两种非相互作用类型的状态被确定：束缚激子和缺陷相关的状态。用低于束缚激子共振的光能激发晶体，揭示了复杂的低密度缺陷发射，否则被束缚激子的发射所隐藏。提出了一种分离这些缺陷相关的发光光谱的方法，并对这种发射机制进行了深入的研究。这项研究的结果开辟了卤化物钙钛矿半导体中低密度缺陷和掺杂剂探索的领域。
2020-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the Generation of Phononic Frequency Combs Using Defect Modes of Phononic Crystals
BITS Pilani, Dubai Campus（印度理工学院比拉尼分校迪拜校区）
本文提出利用声子晶体缺陷模式生成声子频率梳的方法，通过数值模拟展示了其在高分辨率传感和量子-声学技术中的应用潜力。
2025-11-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Controlling crystallization: What liquid structure and dynamics reveal about crystal nucleation mechanisms
本文从分子模拟视角综述了过冷液体中前驱体结构、动力学及液体异质性对晶体成核和多晶型选择的关键作用，并探讨了利用模板和成核剂控制结晶过程的潜力。
2022-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Ballistic properties of crystalline defects
我们介绍了一个领域理论的形式主义，使直接研究的位错和间隙动力学。给出了这种缺陷的能量的显式表达式。我们提供链接到早期的数值，离散弹性，时间相关的金斯堡-朗道，和其他方法所寻求的许多作者的缺陷动力学问题。本文中介绍的形式主义可以扩展到处理许多其他系统。除了在位错介导的晶体熔化中大量研究的作用外，缺陷动力学最近由于其在各种电子和当前感兴趣的其他系统中的可行作用而获得了很大的兴趣。这些系统包括但不限于量子霍尔液体的条纹相、解决各种掺杂氧化物（包括高温铜酸盐超导体、镍酸盐和锰酸盐）中条纹相熔化的理论、超固体中的缺陷以及胶体晶体。
2009-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Revisiting the topological classification of defects in crystals
介绍了缺陷拓扑分类的一般理论。我们说明了应用工具从代数拓扑，包括同伦和上同调组，分类缺陷，包括几个明确的计算晶体中的$\mathbb{R}^2$，$S^2$，2维圆柱体，2维环，2-环面。一组物理动机的假设制定，以证明分类过程中，也暴露出某些固有的不一致的考虑的方法，特别是晶格。
2021-06-12 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Extended topological defects as sources and outlets of dislocations in spherical hexagonal crystals
扩展的拓扑缺陷（ETD）所产生的球形六角晶体，由于其曲率被认为是。这些普遍存在的缺陷携带一个单位的总拓扑电荷，并被不等边五边形边界包围。被认为是ETD和位错之间的反应的拓扑特性。类似于通常的平面晶体顺序的边界，ETD发射和吸收位错而不保留它们的位错电荷。位于ETD区域内的位错失去了它，并且强制ETD衰减可以以不同的方式进行，而不保持所发射的位错的总Burgers矢量。
2014-03-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Modeling crystal defects using defect-informed neural networks
本文提出DefiNet，一种专门设计用于准确捕获点缺陷结构中缺陷相关相互作用和几何配置的等变图神经网络，在毫秒内实现近DFT水平结构预测，仅需3个离子步达到基态，并能泛化至点缺陷之外，为缺陷材料研究提供有力工具。
2025-06-02 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Hydrodynamics of topological defects in nematic liquid crystals
我们发现回流，序参量和速度场之间的耦合，有一个显着的影响缺陷的运动在双折射液晶。特别是缺陷的速度可以强烈地依赖于在两个维度的拓扑强度和在三维方向上的核心的旋转方向。
2002-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Embedded two-photon polymerized features with near-perfect lattice registration within self-organized photonic crystals and their optical properties
双光子聚合技术是一种有效的三维光子晶体缺陷定位技术。在这项工作中，我们展示了精确定位嵌入缺陷的能力，相对于三维光子晶体的晶格，同时通过双光子写入成像的结构。缺陷以近乎完美的晶格配准写入，并在晶体内特定定义的深度处写入。通过研究写在光子晶体中的嵌入平面腔的光学特性，证明了精确缺陷位置的重要性。实验数据进行比较，使用标量波近似（SWA），这进一步证明了缺陷位置的重要性计算的光谱。
2008-01-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Controlling Chirality of Entropic Crystals
利用熵最大化方法预测并得到了可与原子和分子晶体相媲美的胶体晶体结构。然而，到目前为止，同手性胶体晶体，这是光子超材料的候选人，是缺席的。使用蒙特卡罗模拟，我们表明，手性多面体表现出弱的方向熵力自组装的非手性晶体或手性晶体的控制有限的晶体手性。具有较强刻面的结构单元表现出更高的选择性，并组装具有由颗粒手性唯一确定的手性的手性晶体。通过颗粒变圆或使用耗尽剂来调整定向熵力的强度允许在非手性和纯手性晶体之间重新配置。我们通过从粒子几何形状以及平均力和扭矩图的势来量化每个粒子的手征强度来合理化我们的发现。
2015-07-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Controlling Quantum Materials by Growth: Thermodynamics, Kinetics, and Defect Engineering in Transition Metal Dichalcogenides
University of Doha for Science and Technology（多哈科学技术大学）；University of Sharjah（沙迦大学）
本文研究了通过控制生长条件来调控过渡金属二硫化物的电子态，探讨了热力学、动力学和缺陷工程在确定材料电子行为中的作用。
2026-04-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phononic crystals with planar defects
本文研究了球形散射体声子晶体中的平面缺陷效应。它示出，一个平面的杂质球引入振动模式的弹性场本地化在这个平面上的频率范围内的频率间隙的纯声子晶体;这些显示为尖锐的共振在透射率的弹性波入射在平板上的晶体。杂质平面沿给定方向的周期性排列产生窄杂质带，其宽度取决于这些带在纯晶体的频率间隙内的位置以及杂质平面之间的间隔。我们展示了如何轻微偏离周期性（一个杂质平面是不同的，从休息）显着降低了透射率的弹性波入射在平板上的晶体。
2000-05-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Defect Modes in One-Dimensional Granular Crystals
本文研究了含缺陷的一维静态压缩粒状晶体（弹性颗粒阵列）的振动光谱。我们专注于一个或两个球形缺陷（较小半径的颗粒）散布在一个较大的均匀的球形颗粒链的原型设置。我们测量的近线性频谱内的空间附近的缺陷，并确定本地化的缺陷模式的频率。我们比较实验确定的频率与数值特征分析和基于几个网站的考虑通过解析表达式得到的。我们还提出了一个简单的数值和实验的例子的非线性推广的单缺陷局域模式。
2011-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other nlin.PS
Half-integer point defects in the $Q$-tensor theory of nematic liquid crystals
我们在Landau-de Gennes理论的框架下研究了二维液晶中点缺陷的典型分布。使用边界条件的缺陷指数$k/2$的特点，我们找到了一个临界点的朗道-德Gennes能量，其特征在于由一个系统的常微分方程。在深能级区域，$b^2$很小，我们证明了这个临界点是Landau-de Gennes能量唯一的全局极小。我们调查更详细的制度消失的弹性常数$L \to 0$，在那里我们得到三个明确的点缺陷的配置文件，包括全球最小。
2015-08-14 cond-mat.mtrl-sci math.AP nlin.PS
Accuracy of computation of crystalline defects at finite temperature
University of Minnesota（明尼苏达大学）
本文研究有限温度下晶体缺陷计算的理论，通过一维模型建立Gibbs分布并严格推导渐进行为，比较自由边界条件与原子-连续耦合方法的计算精度。
2014-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cs.NA
Shape-dependent oriented trapping and scaffolding of plasmonic nanoparticles by topological defects for self-assembly of colloidal dimers in liquid crystals
我们展示了支架的等离子体纳米粒子的拓扑缺陷诱导的胶体微球，以匹配其表面边界条件与均匀的远场排列在液晶主机。取代能量昂贵的液晶区域的减少的顺序，各向异性纳米颗粒具有凹或凸的形状不仅稳定地定位在缺陷，而且相对于微球表面自取向。使用激光镊子，我们操纵随之而来的纳米粒子-微球胶体二聚体，探测弹性结合的强度，并展示自组装的层次胶体超结构，如链和阵列。
2016-12-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.optics
Measuring nonlinear stresses generated by defects in 3D colloidal crystals
晶体的机械、结构和功能特性由其缺陷决定，这些缺陷周围的应力分布对于理解输运现象具有广泛的意义。当缺陷密度上升到现实世界材料中常见的水平时，传输由主要是非线性的局部应力控制。然而，这样的应力场不能使用常规的整体和局部测量技术来测量。在这里，我们报告直接和空间分辨的实验测量周围的胶体晶体缺陷核心的非线性应力，并表明，在空位核心的应力产生有吸引力的相互作用。我们还直接可视化周围的位错核心的结晶区域的软化，并发现在静态多晶体的应力波动是均匀分布的，而不是本地化的晶界，是在应变原子多晶体的情况下。非线性应力测量对应变硬化、屈服和疲劳具有重要意义。
2016-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Spatial adiabatic passage processes in sonic crystals with linear defects
我们研究了声波在声波晶体中传播的空间绝热通道过程，该晶体由嵌入在水宿主介质中的钢圆柱体组成，具有两个线性缺陷。这项工作构成了著名的量子光学快速绝热通过技术的声音传播领域的扩展。提出了几种空间绝热通道装置，通过适当地设计沿传播方向的两个线性缺陷的几何形状，工作作为相干多频绝热分离器，相位差分析器和相干多频绝热耦合器。这些设备在几何参数值的波动面前是鲁棒的。
2014-02-19 cond-mat.mtrl-sci physics.flu-dyn quant-ph
Non-factorizable 4D quantum Hall state from photonic crystal defects
近年来，已经有一个驱动器实现的拓扑相超越传统的电子材料，包括在超过三个维度定义的阶段。我们提出了一种方法来实现第二陈数拓扑相位的光子晶体简单地由缺陷谐振器嵌入一个规则的晶格谐振器。特别地，通过对缺陷半径进行一种新的准周期空间调制，提出了一种在四维合成空间中具有非阿贝尔Berry曲率的拓扑非平凡Chern带的缺陷格.这个系统不能被分解为两个第一陈数模型的直积，这与霍夫施塔特模型不同。这样的光子系统可以很容易地实验实现与规则的光子晶体组成的介质棒在空气中。
2017-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Crystalline topological phases as defect networks
晶体拓扑相是具有空间对称性的拓扑相。在这项工作中，我们给出了一个非常一般的物理图片，这样的阶段：一个拓扑相位与空间对称性$G$（与内部对称性$G_{\mathrm{int}} \leq G$）所描述的 * 缺陷网络 *：一个$G$ -对称网络的缺陷在一个拓扑相位与内部对称性$G_{\mathrm{int}}$。在玻色子或费米子的系统中，缺陷网络图适用于保序拓扑（SPT）和富序拓扑（SET）相。我们通过物理论证和从[Thorngren and Else，Phys. Rev. X 8，011040（2018）]的一般框架中的数学推导得出这一图景。在晶体SPT阶段的情况下，缺陷网络图片减少到以前研究的降维图片，从而建立了等效的Thorngren和其他适用于晶体SPT的一般框架的图片。
2019-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el math-ph
Spotting structural defects in crystals from the topology of vibrational modes
本研究证明振动模式的低频特征向量场拓扑不仅能定位玻璃软点，也可预测晶体中位错、向错和 Eshelby 夹杂等结构缺陷。
2024-10-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
