Room temperature donor incorporation for quantum devices: arsine on germanium
锗已成为自旋电子学和量子信息应用中非常有前途的材料，与硅相比具有显著的基本优势。然而，使用施主原子作为量子比特来创建原子级器件的努力主要集中在硅中的磷上。以原子级精度在硅中定位磷需要热结合退火，但该步骤的低成功率已被证明是阻止按比例放大到大规模器件的基本限制。在这里，我们提出了一个全面的研究砷（AsH $_3$）的锗（001）表面。我们表明，与任何以前研究的硅或锗掺杂剂前体，砷原子完全纳入替代表面晶格在室温下的网站。我们的研究结果为下一代原子级施主器件铺平了道路，该器件将锗的优越电子特性与砷化氢/锗化学的增强特性相结合，有望扩大到大量确定性放置的量子位。
2022-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Femtosecond Laser Processing of Germanium: An Ab Initio Molecular Dynamics Study
采用从头算分子动力学方法研究了飞秒激光加工锗的过程。采用基于有限温度密度泛函理论的方法研究了原子的结构变化、热运动、速度自相关的动力学性质以及振动态密度。从室温（300 K）下含有64个锗原子的立方系统出发，在每个维度上有序排列1.132 nm，通过将Nose Hoover恒温器施加到电子子系统持续~100 fs并继续进行~200 fs的微正则系综模拟来模拟飞秒激光加工。模拟结果显示了在调节飞秒激光照射强度下锗的固、液、气相。通过对辐照锗晶体的熔化特性和动力学特性的分析，发现辐照锗晶体不同于普通锗晶体。
2016-01-31 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Tunable Wigner Molecules in a Germanium Quantum Dot
本研究在栅极定义的锗量子点中实现了高可调谐的空穴Wigner分子，可通过电压调控空穴密度，观测到其熔化过程及中间共存相，为强关联物理研究和量子信息应用提供了新平台。
2025-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Atomic-scale visualization of initial growth of homoepitaxial SrTiO3 thin film on an atomically ordered substrate
在氧化物生长条件下制备的（\surd 13 \times \surd 13）- R33.7° SrTiO 3（001）衬底表面上SrTiO 3的初始同质外延生长通过扫描隧道显微镜进行原子分辨。在沉积的SrTiO 3膜表面上以及在衬底上清楚地看到相同的（\surd 13 \times \surd 13）原子结构。该结果表明，最上面的富Ti（\surd 13 \times \surd 13）结构转移到膜表面和在膜/衬底界面处的原子尺度相干外延。这种原子有序的SrTiO 3衬底可以应用于原子控制的氧化物外延膜和异质结构的制造。
2011-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Re-examining the electronic structure of germanium: A first-principle study
我们报告的结果，从一个有效的，强大的，从头算方法的自洽计算的电子和结构性质的Ge。我们的非相对论计算采用了广义梯度近似（GGA）势和原子轨道线性组合（LCAO）形式。我们的计算的显着特点源于使用Bagayoko-Zhao-Williams-Ekuma-Franklin（BZW-EF）方法。我们的结果与实验结果一致，后者是可用的。特别是，我们的理论，间接带隙为0.65 eV，实验晶格常数为5.66 eV，与实验非常吻合。我们预测，平衡晶格常数为5.63电子伏特，相应的间接带隙为0.65 eV和体积模量为80 GPa。我们还计算了相对于$Γ$点的各个方向上的有效质量。
2013-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Growth of germanium-silver surface alloys followed by in situ scanning tunneling microscopy: Absence of germanene formation
理论研究表明，新的物理性质，如可调间隙开口或量子自旋霍尔效应，可以预期从第四族石墨烯类似物（硅烯，锗烯，锡烯）。虽然已经有许多关于这种Si，Ge，Sn单层生长的研究，但它们的六方组织的证明通常基于生长后的表征，并且它们与石墨烯的类比一直存在争议。我们在380- 430 K温度范围内对Ge在Ag（111）衬底上沉积过程的实时扫描隧道显微镜（STM）观察表明，在第二层形成之前，Ag原子参与了所有观察到的结构，排除了在这些实验条件下在该衬底上形成锗烯的可能性。扫描隧道显微镜（STM）对Ge原子扩散过程的观察表明，在该温度下，Ag和Ge原子之间的易交换是Ge-Ag表面合金化的主要原因。
2020-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring Mechanical Properties of Germanium Anodes via Metal Incorporation for Improved Cycle Stability
University of Tsukuba（筑波大学）；AIST（产业技术综合研究所）
通过金属掺杂改善锗阴极的机械性能，提升循环稳定性，发现大原子尺寸元素如Yb可显著增强循环寿命，同时抑制体积变化。
2026-05-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Implanting germanium into graphene
将杂原子引入石墨烯晶格中可用于调整其电子、机械和化学性质。因此，直接取代仅限于使用低能离子注入引入的附带Si杂质和P、N和B掺杂剂。我们在这里提出了迄今为止最重的杂质，即$^{74}$ Ge $^+$离子注入单层石墨烯。虽然样品污染仍然是一个问题，原子分辨率扫描透射电子显微镜成像和定量图像模拟表明，锗可以直接取代单原子，键合到三个碳邻居在一个屈曲的面外配置，或占据一个面内的位置在一个双空位。第一性原理分子动力学提供了对注入过程的进一步原子洞察，揭示了使注入低于石墨烯位移阈值能量的强化学效应。我们的研究结果表明，重原子可以被注入到石墨烯晶格中，为石墨烯作为模板的单原子催化等高级应用指明了方向。
2018-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Atomic mechanisms of fast diffusion of large atoms in Germanium
作为晶体管沟道材料的应变硅的性能已经趋于稳定。出于增加器件沟道内的电荷载流子迁移率以改善晶体管性能的动机，锗（Ge）被认为是作为硅替代物的有吸引力的选择，这是由于其在所有已知半导体材料中的最高p型迁移率并且与当今的常规CMOS制造工艺兼容。然而，Ge的固有高载流子迁移率变得显著降低，因为Ge的天然氧化物是不稳定的，并且容易分解成在表面处具有高密度悬挂键的几个GexOy低氧化物。此外，这些界面陷阱态也会降低Ge基器件的关态漏电流和亚阈值关断，显著影响其稳定性。此外，获得与n型Ge的低电阻欧姆接触是开发Ge CMOS的另一个关键挑战。为了解决这些挑战，已经进行了大量的努力来将诸如Al2O3、SiN3、TiO2、ZnO、Ge3N4、MgO、HfO2、SrTiO3和Y2O3的新材料结合到Ge晶体管中。因此，控制外来原子扩散到Ge中是开发Ge晶体管的关键问题，因为外来杂质可能对器件有害。在这项工作中，我们研究了所有常见的元素在Ge中的扩散性质进行第一性原理计算与轻推弹性带方法。我们发现一些大的原子，如Cu，Au，Pd等，具有非常小的扩散势垒。我们揭示了由尺寸效应和成键效应引起的局域畸变共同控制不同原子在Ge中扩散行为的机制。这种全面的研究和相对深入的了解扩散在锗为我们提供了一个实用的指南，更有效地利用它在半导体器件。
2018-11-25 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
The Carbon State in Dilute Germanium Carbides
研究通过能带与轨道投影分析Ge:C中替位碳形成的新导带，揭示其直接带隙、光学活性及类空位扰动机制。
2019-10-16 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Armchair nanoribbons of silicon and germanium honeycomb structures
我们提出了第一性原理研究的裸露和氢钝化的扶手椅纳米带的起皱的单层蜂窝结构的硅和锗。我们的研究包括原子结构的优化、基于声子色散计算的稳定性分析、电子结构以及带隙随带宽的变化。硅和锗纳米带的带隙表现出与石墨烯纳米带相似的族行为。裸纳米带的边缘被尖锐地重构，这可以通过在边缘处的悬挂键的氢终止来消除。纳米晶宽度的周期性调制导致可以充当多量子阱的超晶格结构。特定的电子态被限制在这些阱中。约束的趋势定性解释包括界面的影响。为了研究宽和长的超晶格结构，我们还进行了经验紧束缚计算与\textit{ab initio}计算确定的参数。
2010-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Silicene vs. ordered 2D silicide: the atomic and electronic structure of the Si-$(\sqrt{19}\times\sqrt{19})R23.4^{\circ}$/Pt(111) surface reconstruction
我们讨论了在金属表面上沉积Si后形成2D有序结构的可能性。我们通过一系列的表面科学实验技术和理论计算研究了Si- $(\sqrt{19}\times\sqrt{19})R23.4^{\circ}$ /Pt（111）表面重构的原子和电子结构。该理论实现了一个非常好的协议与实验结果和确证毫无疑问，这一阶段是一个表面合金组成的Si $_3$ Pt四聚体，类似于扭曲的可果美晶格。这些发现使得在Pt（111）和其他过渡金属表面上不可能形成硅烯或锗烯。
2014-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Accurate electronic and optical properties of hexagonal germanium for optoelectronic applications
高质量的无缺陷的硅和锗的朗斯代尔石现在可以生长在六角纳米线衬底。这些六方相的第IV族半导体已被预测表现出改善的电子和光学性能的光电应用。虽然朗斯代尔硅是一种良好的间接半导体，实验数据和可靠的计算朗斯代尔锗是稀缺的，并不一致的性质，其差距。利用从头算密度泛函理论，我们计算了六方锗的精确结构，电子和光学性质。鉴于众所周知的灵敏度的电子结构计算Ge的基本近似，我们系统地测试了几个交换相关泛函，包括元GGA和混合泛函的性能。我们首先验证我们的方法立方锗，获得原子几何形状和能带结构与现有的实验数据非常吻合。然后，同样的方法被应用到预测的电子和光学性质的lonsdaleite锗。我们描绘朗斯代尔锗直接半导体只有弱偶极活性的最低光学跃迁，小的带隙，巨大的晶场分裂，和强烈的各向异性的有效质量。出乎意料的小的直接间隙和最低的光学跃迁的振子强度解释的对称性和回折的金刚石结构的能带。
2018-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Atomically Resolved Imaging of Highly Ordered Alternating Fluorinated Graphene
石墨烯研究的最理想的目标之一是生产适合单层器件制造质量的有序2D化学衍生物。在这里，我们揭示，通过焦系列出口波重建，C2F椅子是一个稳定的石墨烯衍生物，并展示了原始的长程序仅限于功能化域的大小。在像差校正的透射电子显微镜中，在80 kV下获得石墨烯和通过与XeF 2反应形成的C2F椅的焦点系列图像。EWR图像显示，C2F椅中的单个碳原子和碳-氟对在至少150 nm^2的畴大小上严格交替，电子衍射表明有序畴>/= 0.16平方微米。我们的研究结果还表明，在一个有序的域，功能化只发生在一侧的理论预测。此外，我们表明，电子衍射提供了一种快速简便的方法，用于区分石墨烯，C2F椅子和完全氟化的化学计量的CF 2D相。
2014-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-scale observation of ordered structure induced by surface segregation in annealed Pt@Co core-shell nanoparticles
二元合金纳米粒子的有序结构决定了其磁性和催化性能。在退火后的合金中，其中一种组分优先在表面上偏析以降低表面能。这种表面偏析被认为是在表面附近构建有序相的一个因素。然而，尚未观察到的偏析诱导的有序纳米粒子。在此，合成了铂@钴（Pt@Co）核壳纳米颗粒，并通过扫描透射电子显微镜观察了它们在600°C、700°C和800°C下退火3小时后的结构变化。我们在700°C下在表面附近发现了L10-PtCo结构，这在初始Pt：Co比约为4：1的情况下是出乎意料的。L10-PtCo结构被认为是由于Pt原子的表面偏析和扩散不足以在颗粒中混合Pt和Co原子而形成的，因为该结构在600 ℃和800 ℃下不形成。
2021-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of strongly buckled germanene phases on Al(111)
利用扫描隧道显微镜（STM）、低能电子衍射和芯能级光电子能谱学研究了Al（111）衬底上锗层的结构和电子性质。实验结果表明，锗层可以在相对高的衬底温度下形成，显示出（3 $\times$ 3）或（$\sqrt{7}$ $\times$ $\sqrt{7}$）R $\pm$ 19.1°重构。基于密度泛函理论的第一性原理计算提出了一个由强屈曲的（2 $\times$ 2）锗烯层组成的原子模型，该层在Al（111）表面的两个不同取向上是稳定的。模拟的两个方向的STM与实验STM图像吻合良好，Ge 3d芯层数据分解为四个分量与建议的模型是一致的。
2017-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Experimental evidence of effective <111> atomic exchanges in a B2 intermetallic alloy
我们报告了原子尺度的X射线光子相关光谱研究富铁FeAl在B2有序制度揭示有效<111>的原子交换的Al亚晶格。负责这些交换的扩散机制是化学扩散的主导过程，因此控制着系统中的远距离物质传输。与以前的原子结果的比较表明，进一步交换的优势可以在中等温度下的系统是高度有序的特征。
2016-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Segregation growth and self-organization of ordered S atomic superlattices confined at interface between graphene and substrates
表面原子尺度的有序超晶格无论在基础科学还是在高科技领域都有着巨大的应用价值。然而，控制超晶格的制造到原子尺度已经证明是非常具有挑战性的。在这里，我们展示了在石墨烯和富S铜衬底之间的界面处的有序的S原子超晶格的偏析生长和自组织。扫描隧道显微镜（STM）研究表明，通过精细控制生长温度，我们获得了有序的S（亚）纳米团簇超晶格和界面处具有不同周期的单原子超晶格。这些原子超晶格在大气环境中是稳定的，即使在高温退火（~ 350 ℃）后也是稳定的。我们的实验表明，当S原子的周期与石墨烯晶格的周期相当时，S单原子超晶格可以驱动石墨烯进入电子凯库勒畸变相.我们的结果不仅为在界面上实现原子尺度的超晶格开辟了道路，而且为在石墨烯中实现奇异电子态提供了一条新的途径。
2018-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase partitioning in a novel near equi-atomic AlCuFeMn alloy
采用电弧熔炼法合成了一种新型的低成本、近等原子比的Al、Cu、Fe、Mn合金。铸造合金具有枝晶显微组织，其中枝晶由无序的FCC相和有序的FCC相组成。枝晶间区域由有序的面心立方相和失稳分解的体心立方相组成。在枝晶间观察到Cu偏析，而枝晶区富含Fe。合金的体硬度为~ 380 HV，表明显著的屈服强度。
2017-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Bidirectional Learning of Relationships between Atomic Environments and Electronic Band Dispersion in Semiconductor Heterostructures
Ann and H.J. Smead Aerospace Engineering Sciences, University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校安恩和H.J.斯梅德航空航天工程科学系）
本文提出一种双向学习方法，通过原子分辨光谱函数连接原子环境与电子能带散射，揭示异质结中不同原子环境的光谱特征，并为解释光谱数据和探索复杂半导体异质结的电子性质提供新途径。
2026-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-dependent Gilbert damping of Co2FeAl thin films with different degree of atomic order
半金属度和低磁阻尼一直是自旋电子学材料的追求，而全赫斯勒合金在这方面提供了出色的性能。然而，在沉积的全赫斯勒合金薄膜中获得良好有序的半金属相具有挑战性，并且理论一直难以建立对这些系统中温度相关吉尔伯特阻尼的基本理解。在这里，我们提出了一个不同的顺序作为沉积的Co2FeAl全Heusler合金薄膜的温度依赖的吉尔伯特阻尼的研究。带间和带内电子散射的总和与有限的电子寿命在布洛赫状态管理的吉尔伯特阻尼的良好有序的相相反的阻尼的部分有序和无序的相，这是由带间电子散射单独。这些结果，特别是超低的室温下观察到的有序相的固有阻尼提供了新的基本见解吉尔伯特阻尼的物理起源在全Heusler合金薄膜。
2017-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Low-energy effective Hamiltonian involving spin-orbit coupling in Silicene and Two-Dimensional Germanium and Tin
从对称性和紧束缚方法出发，结合第一性原理计算，系统地推导了硅烯的低能自旋轨道耦合有效哈密顿量，该哈密顿量不仅适用于硅烯本身，而且适用于其他IVA族元素Ge和Sn的低屈曲对应物石墨烯，以及当结构返回到平面几何形状时的石墨烯。有效哈密顿量是第一石墨烯量子自旋霍尔效应（QSHE）哈密顿量的类似物。类似于石墨烯模型，低屈曲几何中的有效SOC在Dirac点处打开了一个缺口，并建立了QSHE。有效SOC实际上包含原子本征SOC强度$ξ_{0}$中的第一级，而在平面结构中SOC的这种主导级贡献消失。因此，硅烯以及其他IVA族元素Ge和Sn的石墨烯的低屈曲对应物由于低屈曲几何形状和较大的原子固有SOC强度而在狄拉克点处具有比石墨烯大得多的由有效SOC打开的间隙。此外，结构越弯曲，间隙越大。因此，QSHE可以观察到在低屈曲的Si，Ge和Sn系统在实验上可访问的温度制度。此外，硅烯中的Rashba SOC是内禀的，这是由于其自身的低屈曲几何结构，在$K$点处Rashba SOC为零，而在$\vec{k}$点处Rashba SOC为非零值.因此，硅烯中的QSHE相对于固有Rashba SOC是稳健的。
2011-08-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Atomic ordering in self-assembled Ge:Si(001) islands observed by X-ray scattering
测量了在Si（001）上外延生长的无帽自组装Ge岛样品的（200）基禁布喇格反射附近的X射线漫散射。我们的研究结果提供了在岛和润湿层的原子有序的SiGe域的证据。X射线轮廓的建模揭示了反相边界的存在下分离的有序域在有限区域的岛屿，其中的化学计量接近Si 0.5 Ge 0.5。
2004-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Regularised Atomic Body-Ordered Permutation-Invariant Polynomials for the Construction of Interatomic Potentials
我们研究了使用不变多项式在材料系统的数据驱动的原子间相互作用势的建设。“原子体有序置换不变多项式”（aPIP）包括系统基础，并被构造为保持势能函数相对于旋转和置换的对称性。与基于核的模型和人工神经网络模型相比，将总能量显式分解为原子体有序项的总和允许保持拟合的维度相当低，对于5体项仅为10。这种分解有助于势的可解释性，因为低体阶分量可以独立地研究和解释。此外，虽然多项式基函数被认为外推差，我们表明，低维结合仔细正则化实际上导致更好的可转移性比高维，基于内核的高斯近似势。
2019-10-14 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Solid-State Reactions at Niobium-Germanium Interfaces in Hybrid Superconductor-Semiconductor Devices
研究通过低温蒸发铌并分析其与锗界面的固态反应，揭示了锗扩散对超导电子性能的影响，强调了低温生长对减少界面混入和能带弯曲的重要性。
2024-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electronic structure of a 3x3-ordered silicon layer on Al(111)
用同步辐射角分辨光电子能谱（ARPES）技术研究了Al（111）衬底上Si（Si）层3 × 3有序相的电子结构。一个封闭的费米面起源于线性色散带被确定。对Al（111）表面蜂窝状硅烯的实验原子模型的能带结构计算表明，金属带起源于具有类Dirac锥色散曲线的Al-Si杂化态。Al（111）上的Si层可以作为Xene的模型体系，通过覆盖层-衬底相互作用实现无质量电子系统。
2020-05-12 cond-mat.mtrl-sci
CVM studies on the atomic ordering in complex perovskite alloys
采用团簇变分法（CVI）研究了复杂钙钛矿合金中的原子有序性。对于1/3\{111\}型有序结构，有序-无序相变为一级，1：2复合钙钛矿的序参量在x=0.25附近达到最大值。对于1/2 111型有序结构，其有序跃迁是二阶的.得到了两种有序结构的相图。有序-无序线服从线性规律。
2000-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Driving force of atomic ordering in Fe$_{1-x}$Pt$_{x}$, investigated by density functional theory and machine-learning interatomic potentials Monte Carlo simulations
本研究利用DFT和MLIP-MC模拟揭示了自旋极化是Fe$_{1-x}$Pt$_{x}$合金中原子有序化的关键驱动力，对准确预测其相变温度至关重要。
2024-12-24 cond-mat.mtrl-sci
Germanium monosulfide as a natural platform for highly anisotropic THz polaritons
太赫兹（THz）电磁辐射是光学访问诸如磁振子（自旋）、等离子体激元（电子）或声子（原子振动）等集体激发的关键，因此在光学和固态物理之间架起了桥梁。将THz光限制到纳米长度尺度对于低维系统中的这种激发的局部探测是期望的，从而固有地规避远场THz光学器件的大覆盖区和低光谱密度。为此，声子极化激元（PhP，即，光耦合到极性晶体中的晶格振动）在各向异性范德华（vdW）材料中的应用最近已经成为THz纳米光学的有希望的平台;然而，所探索的可行材料的量仍然是未知的。因此，需要探索新的材料，不仅具有THz PhPs在不同的光谱制度，但也表现出独特的各向异性（方向）的电气，热电和振动性能。为此，我们在这里介绍半导体α-锗（II）硫化物（GeS）作为一个有趣的候选人。通过采用太赫兹纳米光谱支持的理论分析，我们提供了一个彻底的表征不同的面内双曲和椭圆PhP模式的GeS。我们不仅发现了具有长寿命（$τ$ > 2 ps）和优异的THz光限制（$λ_0/λ$ > 45）的PhP，而且还发现了固有的声子诱导的异常色散以及在单个GeS板内自然发生的PhP通道化的特征。
2021-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Reduction of magnetostatic interactions in self-organized arrays of nickel nanowires using atomic layer deposition
磁性纳米线的有序阵列通常通过电沉积在纳米多孔氧化铝模板中合成。由于它们的密集包装，强静磁相互作用防止单独操纵导线。使用原子层沉积，我们在电沉积之前减小孔的直径。这就减少了静磁相互作用，产生完全恢复的磁滞回线。这是将这种阵列用于磁跑道存储器的第一步。
2011-02-17 cond-mat.mtrl-sci
One-dimensional ordered structure of a-sexithienyl on Cu(110)
用近边X射线吸收精细结构（NEXAFS）研究了Cu（110）衬底上生长的α-六噻吩基（6 T）薄膜的原子结构。在300 K下沉积，然后在360 K下退火，可以得到6 T的一维有序结构，其分子长轴平行于Cu[001]方向。偏振和方位相关的NEXAFS揭示了一维结构的形成过程，并直接显示了分子在面内方向的取向。本文提出了一种利用NEXAFS获得分子取向分布函数的方法。
2004-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Extending holographic LEED to ordered small unit cell superstructures
在最近成功应用全息LEED来确定SiC（111）p（3x3）表面上Si吸附原子的3D原子几何形状之后，这使得该结构得以解决，我们在本文中表明，类似的技术允许直接恢复形成小至p（2x2）的超结构的吸附物的局部几何形状，即使存在局部基底重构。
1998-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Magnification effects in scanning tunneling microscopy: the role of surface radicals
扫描隧道显微镜（STM）是测定表面原子结构的基本工具。然而，高分辨率显微镜图像的解释并不简单。在本文中，我们提供了一个物理上的见解STM图像可以建议原子的位置是明显不同于真实的。当解释在具有定向键的表面上获得的高分辨率STM图像时，应考虑这种效应。它示出，虚假的图像形成在存在的极化表面自由基显示一个明显的角度相对于表面法线。这个问题在表面科学界一直被忽视，并且经常被STM实验工作者忽视。不失一般性，我们通过对硅和锗的（110）、（113）和（331）表面上的五聚体状结构观察到的放大来说明这种效应。
2019-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Polytypes of long-period stacking structures synchronized with chemical order in a dilute Mg-Zn-Y alloy
在Mg-1at.% Zn-2at.% Y合金，它们是密排原子层交替AB堆积的hcp Mg结构的长周期堆积衍生物。原子分辨率的Z-衬度成像清楚地表明，该结构是长周期的化学有序以及堆叠有序;沿堆叠方向的独特的化学顺序发生同步与局部故障堆叠的AB 'C'A，其中B'和C'层通常由Zn/Y原子富集。
2011-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Atomic Ordering in Cubic Bismuth Telluride Alloy Phases at High Pressure
研究了一系列碲化铋化合物从有序金属间相到替代合金再到半有序相的压力诱导相变。用角色散X射线衍射法观察到Bi_4 Te_5、Bi_2 Te和Bi_2 Te化合物在室温下压缩到14--19GPa时形成无序体心立方（bcc）晶体结构的合金。BiTe和Bi 2 Te合金以及先前发现的Bi 2 Te 3和Bi 4 Te 3的高压合金都被发现在约100°C的非常温和的温度下温和退火后显示出原子有序性。在退火时，BiTe从bcc转变为B2（CsCl）晶体结构类型，并且其他相采用其半无序变体，其特征在于在两个晶体学位点之一上的置换无序。相变压力和合金相的原子体积在Bi_mTe_n系列中表现出系统的变化，包括端元Bi和Te。采用第一性原理计算研究了B2型BiTe的电子结构和化学键性质，并确定了有序转变的驱动力.计算得到的B2型BiTe的费米面具有复杂的结构，并预测在20 ~ 60 GPa之间会发生三次拓扑变化。
2016-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Strain self-accommodation during growth of 14H type long-period stacking ordered (LPSO) structures in Mg-Zn-Gd alloy
观察到14 H型长周期堆垛有序（LPSO）结构中结构单元（SU）的协同生长，在生长前沿没有明显的相变应变积累。在这方面的原子结构的进一步特征在于Cs-校正的扫描透射电子显微镜，和部分位错相关的SU是唯一定义的基础上，在不同的区域轴的观察。它被发现，伯格斯矢量的相邻的偏置交替相反，使转换应变是自适应的。此外，这种自适应机制是合理的弹性相互作用能的组合不同的分音。
2020-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Presence of atomic disorder and its effect on magnetic and electronic properties of NiCrGa half Heusler alloy
本文采用电弧熔炼法合成了第一性原理计算预测为半金属铁磁体的多晶NiCrGa半Heusler合金，并对其结构、磁性和电子性质进行了研究。测量的X射线衍射（XRD）图案显示了无序结构的特征。根据磁化强度测量，在所研究的最低温度下，没有证据表明该系统中观察到铁磁有序。相反，该系统在非常低的温度下显示出反铁磁有序的特征。实验观察到的结构和磁性被发现是显着不同的有序立方C1 b结构的理论预测的属性。为了探讨系统中可能存在的无序及其对磁性的影响，我们采用自旋极化相对论Korringa-Kohn-Rostoker方法（SPR-KKR）进行了第一性原理计算.结合XRD、光电子能谱学、磁化强度测量和第一性原理计算，我们得出结论，NiCrGa具有显著的原子无序量。虽然有序结构在能量上比无序结构更稳定，但我们发现合成后，系统趋于稳定在无序结构中。由于样品中存在这种原子无序，铁磁有序被扰乱，因此计算的自旋极化降低。
2018-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Determination of Interface Atomic Structure and Its Impact on Spin Transport Using Z-Contrast Microscopy and Density-Functional Theory
我们结合Z衬度扫描透射电子显微镜和密度泛函理论计算来确定自旋偏振光发光二极管中Fe/AlGaAs界面的原子结构。一个44%的自旋注入效率增加后发生的低温退火，产生一个有序的，连贯的界面组成的一个单一的原子平面交替的Fe和As原子。第一性原理输运计算表明，自旋注入效率的增加是由于退火界面的非线性和相干性。
2006-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Coadsorption of CO and O on Ru(0001): A structural analysis by density functional theory
表面的原子几何知识是详细了解表面电子结构和化学性质的先决条件。以前的研究已经令人信服地表明，密度泛函理论（DFT）产生准确的表面原子几何形状和可靠的预测有关的稳定和亚稳相可以计算的能量的基础上。本文用密度泛函理论研究了一氧化碳和氧在Ru（0001）表面共吸附的四种有序相的原子结构。所有的结构都具有（2x2）周期性，具有不同浓度的CO分子和O原子。对于其中两个阶段的动态低能电子衍射（LEED）的强度分析已经进行了我们的DFT和LEED确定的结构之间的协议被发现是非常好的。我们预测的原子几何形状的第三阶段，没有结构测定的基础上的实验已经取得了日期。我们还预测了一个新的有序混合相的稳定性。
1998-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Efficient Structure-Informed Featurization and Property Prediction of Ordered, Dilute, and Random Atomic Structures
本研究针对材料信息学中原子结构特征化工具存在冗余计算的问题，提出三类效率优化方案，在自研工具pySIPFENN中实现了2-10倍的性能提升，且方案可推广至同类工具。
2024-06-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Effect of annealing on the magnetic, magnetocaloric and magnetoresistance properties of Ni-Co-Mn-Sb melt spun ribbons
系统研究了Ni 46 Co 4 Mn 38 Sb 12快淬薄带的结构、磁性、磁热和磁输运性能。退火后，初生薄带的部分有序的B2相转变为完全有序的L21相，这意味着系统中的原子有序性发生了相当大的变化。原子无序的存在下，作为自旋带引起较高的马氏体转变温度和较低的磁化强度相比，散装样品。然而，退火带有助于在很大程度上恢复整体性能。在磁热效应，交换偏置和磁电阻的显着变化已被观察到之间的自旋和退火的带，原子有序的功能，以及在Heusler系统的基本属性的作用。重要的是，该研究表明，人们可以通过制备熔融纺丝合金并使其经受适当的退火条件来降低磁滞损耗，这使它们能够成为实用的磁制冷剂。
2013-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Efficiently charting the space of mixed vacancy-ordered perovskites by machine-learning encoded atomic-site information
本研究开发了一种结合数据增强和Transformer启发图神经网络的模型，利用原子位点信息高效预测混合空位有序双钙钛矿的带隙和形成能，并成功推广至中高熵体系，揭示了非常规混合效应。
2025-01-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Complex Dirac-like Electronic Structure in Atomic Site Ordered Rh3In3.4Ge3.6
报道了一种新型单晶化合物Rh_3In_3.4Ge_3.6的铟助熔剂法合成，该化合物具有立方Ir_3Ge_7结构。在Rh3In3.4Ge3.6中，In和Ge原子选择分别优先占据Im-3 m空间群的12 d和16 f位置，从而产生Ir 3Ge 7结构的有色版本。与Ir 3Ge 7家族的其他化合物一样，Rh3In3.4Ge3.6显示出作为热电材料的潜力，在温度T ~ 225 K下显示出相对大的功率因数PF ~ 2 mW/cmK 2，尽管由于缺乏有限的带隙而显示出适度的品质因数ZT = 8 × 10-4。这些数字可以通过使用化学取代策略来实现带隙开放来改善。值得注意的是，电子能带结构计算表明，该化合物显示出复杂的Dirac-like电子结构相对接近费米能级。电子结构是由几个狄拉克I型和II型节点，甚至狄拉克III型节点之间的接触导致一个平坦的带和线性色散带。这种丰富的狄拉克类电子色散提供了可能性，观察狄拉克III型节点，并研究其在Rh3In3.4Ge3.6和相关的Ir 3Ge 7型材料的物理性质中的作用。
2021-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Kinetics of atomic ordering in metal-doped graphene
考虑了基于石墨烯型晶格的可能的稳定有序的替代结构。建立了一个金属掺杂石墨烯（1/8，1/4，1/2）和非化学计量组成的原子有序化动力学模型。由于基于石墨烯的晶格的子晶格内和子晶格间的“交换”（“混合”）能量是竞争性不同的，因此对于由两个或三个LRO参数描述的结构，长程序（LRO）参数的动力学曲线可能是非单调的。
2014-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nano-scale mechanical probing of supported lipid bilayers with atomic force microscopy
我们目前的理论和实验的力-距离曲线$F(z_0)$的原子力显微镜（AFM）针尖（半径$R$）压痕支持的流体双层（厚度$2d$）。对于实际条件，力由双层的面积压缩性模量$κ_A$主导，并且在极好的近似下由$F= πκ_A R z_0^2/(2d-z_0)^2$给出。我们的模型很好地描述了三组分脂质双层中共存的液体有序区和液体无序区的AFM力曲线，并提供了与文献值一致的$κ_A$。液体有序相具有类似于我们通过氢键断裂建模的屈服响应。
2010-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Interplay between magnetism and short-range order in medium- and high-entropy alloys: CrCoNi, CrFeCoNi, and CrMnFeCoNi
本研究通过第一性原理线性响应理论结合原子建模，发现磁性处理方式显著影响中高熵合金的原子短程有序预测，指出含3d过渡金属的高熵合金可通过磁场热处理调控性能。
2023-04-18 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Unconventional thermal conductivity of suspended zigzag graphene nanomesh
Advanced Research Laboratory, Anritsu corporation（安立公司先进研究实验室）
本研究发现锯齿状石墨烯纳米网格的热导率随纳米带宽度变化呈现非经典行为，归因于网格结构及原子有序边缘的影响。
2026-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the Atomic Structure of Two-Dimensional Materials with Janus Structures
明亮的理论预测的二维（2D）Janus结构和缺乏实验实现这些结构之间的差异促使我们研究结构无序对MoSSe，SnSSe，PtSSe，In 2SSe和GaInSe 2稳定性的影响。计算结果表明，金属-硫键和金属-硒键之间的差异使Janus结构受挫，并且与相同化合物的较不有序的同素异形体相比，其能量较低。这一结果解释了这些材料在实验制造中遇到的困难。在本体中，具有Janus结构的层之间的偶极-偶极相互作用对总能量有额外的贡献，其可以克服具有足够大的偶极矩的化合物的层中的结构挫折的能量成本。然而，熵对自由能的贡献降低了有序Janus结构的有利性。计算结果被用来提出建议，使发现和合成的二维材料与Janus结构。
2022-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Special Quasi-ordered Structures: role of short-range order in the semiconductor alloy (GaN)$_{1-x}$(ZnO)$_x$
本文研究了半导体合金（GAN）$_{1-x}$（ZnO）$_x$中的短程有序（SRO）。基于密度泛函理论（DFT）的团簇膨胀模型的蒙特卡罗模拟结果表明，异质合金具有较强的自组织振荡，这是由于异质合金对最近邻Ga-N和Zn-O对的能量偏好.为了表示SRO相关的结构相关性，我们引入了特殊准有序结构（SQoS）的概念。随后的DFT计算揭示了SRO对（GAN）$_{1-x}$（ZnO）$_x$合金的原子、电子和振动性质的显著影响。由于Zn 3 $d$ -N2 $p$的强排斥作用，无序合金中的Zn-N键在统计上的存在增强，使得无序合金的晶格弯曲和带隙减小比短程有序合金大得多。晶格振动的包含物使无序合金稳定。
2015-12-09 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
