Origins of anisotropic transport in electrically-switchable antiferromagnet $\mathrm{Fe_1/3NbS_2}$
最近的反铁磁嵌入过渡金属二硫属化物$\mathrm{Fe_{1/3}NbS_2}$的实验已经证明了可逆的电阻率开关的应用正交电流脉冲低于其磁有序温度，使$\mathrm{Fe_{1/3}NbS_2}$有希望的自旋电子学应用。在这里，我们进行密度泛函理论计算与哈伯德U修正的磁顺序，电子结构，和晶体$\mathrm{Fe_{1/3}NbS_2}$的输运性质，澄清不同的电阻状态的起源。实验上提出的两个反铁磁基态，对应于面内条纹和锯齿有序，计算接近简并。计算的费米面的面内截面是各向异性的两个磁序，与Hubbard U值的敏感的各向异性程度。面内电阻，计算内的久保线性响应形式主义使用恒定的弛豫时间近似，也是各向异性的，支持一个假设，即电流引起的电阻变化是由于重新填充的AFM域。我们的计算表明，在锯齿形阶段的$\mathrm{Fe_{1/3}NbS_2}$的输运各向异性相对于条纹减少，与实验中的电阻率变化的相对幅度一致。最后，我们的计算揭示了电流域响应的可能方向性，具体来说，对于给定的电流方向，哪些域在能量上稳定。
2021-04-15 cond-mat.mtrl-sci
The origin and properties of the wetting layer and early evolution of epitaxially strained thin films
我们发现，在外延应变薄膜，随着晶格失配应变的增加而减少的润湿层出现由于非线性弹性自由能随膜厚的变化。我们计算了如何以及在什么厚度的平膜变得不稳定的各向同性和各向异性的表面张力膜的不同大小的扰动。我们发现，各向异性的表面张力引起的亚稳扩大润湿层。扰动振幅需要不稳定的润湿层随着晶格失配的增加而减少。我们还研究了外延应变膜的早期演化。我们发现薄膜的生长依赖于材料沉积的方式。在一个平坦的薄膜中的微扰的增长被发现服从鲁棒的标度关系。这些标度关系对于各向同性和各向异性表面张力是不同的。
2002-01-15 cond-mat.mtrl-sci
The Origin of Tunneling Anisotropic Magnetoresistance in Break Junctions
第一性原理计算的电子隧穿输运在Ni和Co断裂结揭示了强烈的依赖于磁化方向的电导，被称为隧道各向异性磁阻（TAMR）的效果。这一现象的起源源于共振态局部化在电极附近的结中断。由于自旋轨道耦合，这些状态的能量和加宽受到磁化方向的强烈影响，导致TAMR对几mV范围内的偏置电压敏感。我们的研究结果与最近的实验数据相似，并表明由共振态驱动的TAMR是磁断开接触和其他实验几何形状的典型现象，其中磁尖端用于探测电子输运。
2007-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic Origin of Temperature-Dependent Anisotropic Heat Transport in Ultrawide-Bandgap Rutile GeO2
Technische Universität Berlin（柏林工业大学）；Department of Physics, Universidade Federal do Ceará（塞阿拉联邦大学物理系）；Leibniz-Institut für Kristallzüchtung（莱布尼茨晶体生长研究所）
研究通过时域热反射测量与第一性原理声子输运计算，揭示了金红石GeO₂在不同温度下各向异性热输运的微观机制，发现其热导率随温度变化遵循T^(-1.4)规律，且各向异性源于声子群速度和寿命的各向异性。
2026-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Understanding the origin of the particularly small and anisotropic thermal expansion of MOF-74
金属-有机骨架通常显示大的正或负热膨胀系数。M0 F-74（设想用于许多应用的材料）不显示这种行为。对于这个系统，温度依赖的X-射线衍射揭示了特别小的负热膨胀系数垂直和正的平行于六边形排列的孔。所观察到的趋势解释相结合的国家的最先进的密度泛函理论计算与Grüneisen理论的热膨胀，它允许追溯到热膨胀的贡献，个别声子。在宏观水平上，小的热膨胀系数来自两个方面：由垂直于孔隙的应力和应变之间的大耦合引起的补偿效应和平均Grüneisen张量元素$\langleγ\rangle$的小幅度，其提供关于材料中的应变如何影响其声子频率的信息。为了理解MOF-74中的小平均Grüneisen张量，基于相应的原子运动分析了各个模式的贡献。这表明，只有高达~3 THz的最低频率模式提供不可忽略的贡献，使得$\langleγ\rangle$在较高温度下急剧下降。这些考虑揭示了特定声子带的非谐性质的细节如何决定像MOF-74这样的原型材料中的热膨胀的大小和符号。
2022-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Role of orbital hybridization in anisotropic magnetoresistance
理论和数值计算表明，铁磁体中的纵向轨道电流依赖于磁化方向，这有助于各向异性磁电阻（AMR）。轨道对AMR的贡献来自动量依赖的轨道分裂，这通常存在于多轨道系统中，通过轨道各向异性和轨道杂化。我们强调后者的轨道杂交作为AMR的一个未被认识的起源，也作为AMR和轨道霍尔效应的共同起源。
2020-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microstructural origins of crushing strength for inherently anisotropic brittle materials
我们研究内部结构（例如，矿物颗粒或粒化）呈现层状排列，使人联想到沉积岩和变质岩。以离散元的方法，我们探测的破坏强度的圆形样品旨在重现特定的矿物配置。要做到这一点，细胞的组件，一个修改的Voronoi镶嵌的产品，加入机械稳定的层使用键合法。细胞的形状分布使我们能够为材料设置一个固有的各向异性水平。使用径向点加载，并系统地改变加载方向相对于细胞的配置，我们的特征越来越各向异性结构的破坏强度。这种方法最终再现实验观察，并让我们量化强度的统计变异性，碎片能量的消耗，以及与样品中细胞几何形状和力传递相关的诱导各向异性。基于故障发生时的几何和力学性能的精细描述，我们开发了一个微观机械故障的破碎强度变化的应力张量和几何和力的各向异性的分析分解。我们可以得出结论，在各向异性层状介质中的破坏强度的起源依赖于几何和力学各向异性的补偿，以及增加矿物之间的平均径向力不区分拉伸或压缩分量。
2021-03-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
On the Origin of the Metallic and Anisotropic Magnetic Properties of Na_xCoO_2 (x~~0.75)
非化学计量比NaxCoO 2（0.5 < x < 1）由CoO 6八面体共边构成的CoO 2层组成，具有强各向异性的磁性和金属性质。提出了一个修正的Curie-Weiss定律，用于分析NaxCoO 2（x ~ 0.75）的磁致伸缩性，并对该分析的意义进行了探讨。研究表明，Na空位产生的低自旋Co 4+（S = 1/2）离子导致了NaxCoO 2的各向异性磁性质，并认为每个Co 4+离子的最近邻6个Co 3+离子均采用中自旋电子组态，从而表现出类似低自旋Co 4+离子的磁性. NaxCoO 2的外斯温度沿较低g因子的方向更负（即，Theta_parallel < Theta_perp < 0，且g_parallel < g_perp）。在每个Co ~（4+）离子周围出现的中间自旋Co ~（3+）离子解释了NaxCoO_2（x ~~ 0.75）明显令人困惑的磁性，即，大的负Weiss温度，低于~22 K的三维反铁磁有序，以及金属性质。在~22 K以下由中子散射研究得到的磁结构图与在~50 - 300 K之间由磁化率测量得到的磁结构图明显矛盾。这些相互矛盾的图片解决注意到，Co 3+离子之间的自旋交换是更强的反铁磁比Co 4+和Co 3+离子之间。
2006-06-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Origins of Flexibility and Internal Stress in Sodium Aluminosilicate Glasses
在拓扑约束理论的框架中，如果原子约束的数量小于、大于或等于原子自由度的数量，则网络玻璃被分类为柔性的、受应力的刚性的或均衡的。在这里，基于分子动力学模拟，我们表明，钠铝硅酸盐玻璃表现出灵活的应力-刚性转变驱动其组成。这种转变表现为原子迁移率的损失和内部原子应力的开始。重要的是，我们发现柔性到刚性（即，内部柔性的损失）和无应力到有应力的转变（即，内应力的开始）不会在相同的组成下发生。这表明均衡状态（即，刚性但无应力）在窗口内而不是在阈值组成下实现。
2018-12-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Nanoparticle Rejamming Triggers Thermodynamic Cavitation in Elastomer Nanocomposites
The University of South Florida（南佛罗里达大学）
该研究通过分子动力学模拟揭示，弹性体纳米复合材料中纳米粒子网络的初始堵塞及随后的各向异性再堵塞导致负压失控积累，从而引发热力学空化与失效，并指出集体填料动力学是控制最终失效的关键。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Origin of Stripe and Quasi-Stripe CDW Structures in Monolayer MX$ _2$ compounds: Multivalley Free Energy Landscape
具有电荷密度波（CDW）的过渡金属二硫属化物（MX $ _2$）的超薄片作为石墨烯类器件的有希望的候选者越来越受到关注。虽然已经报道了包括条纹/准条纹结构和隐藏态的实验数据，但是对于PDMAMX $ _2$化合物的基态，特别是各向异性（条纹和准条纹）CDW相的起源是一个长期存在的问题。各向异性的CDW相已被解释为畴壁之间的库仑相互作用和层间相互作用。然而，这些模型假设各向异性畴壁可以首先存在。在这里，我们报告说，各向异性CDW畴壁可以自然地出现，而无需假设各向异性的相互作用：我们解释了这些阶段的起源拓扑缺陷理论（线缺陷在二维平面）和宏观CDW波函数的谐波之间的干扰。我们重新审视单层1 $T$ -TaS $ _2$和2 $H$ -TaSe $ _2$的McMillan-Nakanishi-Shiba模型，并表明波矢量由$120^\circ$（即底层晶格的三重旋转对称性）分离的CDW包含具有许多局部极小值的自由能景观。然后，我们删除这个$120^\circ$约束，并显示出相应的条纹和准条纹相位的自由能局部极小值出现。我们的研究结果表明，畴壁之间的库仑相互作用和层间的相互作用可能是次要的因素，这些阶段的出现。此外，该模型还可以预测新的CDW相，从而为进一步研究CDW奠定了基础。我们期望我们的结果是一个起点，在二维物理学的进一步研究，如解释“隐藏的CDW状态”，研究超固体对称性和晶格对称性…
2019-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of the large anisotropic g-factor of holes in bismuth
在过去的50年里，通过大量的实验，人们对铋中空穴型载流子的塞曼分裂与回旋能量之比（$M=ΔE_{\rm Z}/\hbar ω_{\rm c}$）进行了精确的定量研究。当磁场沿三角轴方向时，它超过2，而在垂直磁场中，它为零。然而，理论上，$M$被期望是各向同性的，并且在两带狄拉克模型中等于1。我们认为，这个半个世纪的老难题的解决方案可以通过扩展$k\cdot p$理论到多个波段。我们的模型不仅给出了一个定量的$M$的大小和各向异性的铋类空穴载流子，但也解释了它的对比演化与锑掺杂压力，都探测新的实验报告。本研究结果对其他强自旋轨道耦合系统中$M$的大小和各向异性具有重要意义。
2015-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of the Anisotropic Beer-Lambert Law from Dichroism and Birefringence in $β$-Ga$_2$O$_3$
本研究通过斯托克斯矢量分析揭示$\eta$-Ga$_2$O$_3$各向异性比尔-朗伯定律源于二色性与双折射的相互作用，解释了吸收系数随深度减弱及临界穿透深度现象。
2024-06-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
The electronic-structure origin of the anisotropic thermopower of nanolaminated Ti3SiC2 determined by polarized x-ray spectroscopy and Seebeck measurements
纳米叠层材料具有独特的磁性、机械性能和热电性能，在当代科学和技术领域引起了广泛的兴趣。在这里，我们报告的各向异性Seebeck系数在纳米叠层Ti 3SiC 2单晶薄膜和跟踪的起源各向异性的元素特定的电子状态。在块状多晶形式中，Ti 3SiC 2在宽的温度范围内具有几乎为零的塞贝克系数。与此相反，我们发现，在单晶薄膜上测量的Ti 3SiC 2的面内（基底ab）塞贝克系数具有4-6 μ V/K的实质性的正值。采用偏振角相关的X射线光谱和密度泛函理论相结合，我们直接显示在固有的纳米Ti 3SiC 2单晶薄膜作为模型系统的电子结构各向异性。在基底ab平面中的费米能级处的Ti 3d和C 2 p态的密度比沿c轴高约40%。塞贝克系数与接近费米能级的电子和空穴带有关，但与基态密度泛函理论建模相反，电子结构也受需要考虑的声子的影响。在基面中的元素特定的电子职业的塞贝克系数的正贡献被补偿的73%增强的Si 3d电子状态在整个层压平面，引起负塞贝克系数在该方向上。沿c轴的频率比沿基底ab平面的频率高三到四倍的强声子振动模式也通过Si原子的不对称平均位移影响电子布居和测量光谱。这些结果构成了实验证据，解释了为什么平均塞贝克系数的Ti 3SiC 2在多晶是可以忽略不计的在一个很宽的温度范围内。
2012-05-22 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Mesostructural origins of the anisotropic compressive properties of low-density closed-cell foams: A deeper understanding
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）
本文通过数值研究揭示低密度闭胞泡沫各向异性压缩性能的介观起源，探讨细胞形状各向异性对机械性能的影响机制。
2025-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cs.NA
