Discovery of an isostructural phase transition within orthorhombic phase field of CaTiO3
地球下地幔延伸至670至2，990公里深，主要由钙钛矿型（Mg，Fe）SiO 3相1，2组成。钙钛矿相经历结构相变，成为下地幔最低区域约2690 km深度处D”层地震不连续性的后钙钛矿相。然而，下地幔上部区域（700 km至1，200 km深）发生的其他地震不连续的结构基础仍然无法解释4 -7，因为斜方钙钛矿相的晶体对称性没有明显变化5。我们在此提出了CaTiO 3的稳定正交钙钛矿相中的非明显同构相变8的明确证据，其可能与（Mg，Fe）SiO 3的钙钛矿相中的相变也相关，因为这两种化合物具有相似的结构、容差因子和热化学性质9 -11。我们的结果是基于使用Rietveld和模式晶体学技术的中子粉末衍射图案的分析，并支持密度泛函和朗道理论计算。CaTiO_3的研究结果将促进对（Mg，Fe）SiO_3钙钛矿相的同构相变的研究，这可能为地球下地幔上部的不明地球物理现象提供线索。
2014-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Towards an efficient perovskite visible-light active photocatalyst
SrTiO $_{3}$的禁带宽度限制了其光催化应用。无论阴离子掺杂的SrTiO $_{3}$的带隙是否变窄，阴离子掺杂结构都具有低的光转换效率。共阳离子掺杂可以改变SrTiO $_{3}$的带隙和带边位置，使其光催化性能扩展到更长的可见光。采用Heyd-Scuseria-Ernzerhof（HSE 06）杂化泛函交换关联密度泛函方法，研究了SrTiO $_{3}$的晶体结构、电子结构和光学性质.探索了（Mo，Zn/Cd）和（Ta，Ga/In）共掺杂SrTiO $_{3}$保持后者半导体特性的方法。结果表明，由于SrTiO $_3$的禁带宽度较大，（Ta，Ga/In）共掺杂并不能提高其光催化活性。此外，（Mo，Cd）单掺杂的导带边缘的位置阻碍了光催化效率。结果表明，（Mo，Zn）共掺杂SrTiO $_3$可有效提高光催化活性。
2015-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Orthorhombic nitride perovskite CeTaN3-δ with switchable and robust ferroelectric polarization
本研究通过高压法首次实验合成出含氮缺陷的正交晶系铁电氮化物钙钛矿CeTaN₃-δ，其具备可切换的稳定铁电极化及优异力学、化学惰性，为新型铁电器件和凝聚态物理研究提供了新材料体系。
2025-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Universal Polar Instability In Highly Orthorhombic Perovskites
本文通过第一性原理揭示小容忍因子磁性钙钛矿中由四线性和三线性自由能不变量驱动的普适极性不稳定性，预测了具有低极化切换势垒的新型多铁性材料。
2024-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-guided Design Principles for Spin Splitting and Hall Transport in Orthorhombic Altermagnetic Perovskites
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
本研究为正交Pbnm钙钛矿反铁磁体建立统一对称性框架，预测并验证铝磁自旋劈裂与异常霍尔效应，在LaTiO3和CaCrO3中实现显著霍尔电导率，为设计可调铝磁材料提供原则。
2026-09-29 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of orthorhombic CdTiO3 perovskite
在这项工作中，我们进行了从头计算研究CdTiO 3钙钛矿在其正交相使用FLAPW方法。我们的计算有助于决定从X射线测量中为这种钙钛矿提出的不同晶体结构之间的关系。我们计算了Cd位的电场梯度张量（EFG），并与扰动角关联（PAC）实验的实验信息取得了很好的一致性。我们研究EFG下的各向同性的体积变化，并表明，在这种情况下，广泛使用的“点电荷模型近似”，以确定EFG的作品相当不错。
2002-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Cu Modified SrTiO3 Perovskites Toward Enhanced Water Gas Shift Catalysis: A Combined Experimental and Computational Study
水煤气变换反应（WGS）是重要的制氢反应，应用广泛。Cu改性钙钛矿是一种很有前途的制氢WGS反应催化剂。然而，这些材料的结构依赖性稳定性和反应途径仍不清楚。在这里，我们报告催化活性Cu改性SrTiO 3（名义上SrTi 1-xCuxO 3）通过改性聚合物前体方法制备。显微结构分析表明，在所制备的材料中的部分偏析的CuO相。操作X-射线衍射和吸收光谱表明，在WGS反应条件下，所有组合物的CuO还原成稳定的金属相。在所表征的材料中，x = 0.20的组合物在300 ℃下表现出最高的周转频率、最低的活化能和最高的WGS速率。根据密度泛函计算，CuO的形成是积极的不太有利的SrTiO 3相比，解释了为什么在SrTiO 3表面上的偏析的CuO相在催化反应过程中被还原成Cu，而SrTiO 3仍然。当x = 0.20时，CuO相的尺寸最有利于催化反应的进行。相反，较高的Cu含量（x = 0.3）导致较小CuO颗粒的聚集，导致较少的表面活性位点和催化性能的净降低。
2021-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Electron-Phonon Scattering in the Presence of Soft Modes and Electron Mobility in SrTiO$_{3}$ Perovskite from First Principles
结构相变和软声子模是计算强非谐晶体中电子-声子相互作用的一个长期挑战。在这里，我们发展了一个第一性原理方法来计算具有非谐晶格动力学的材料中的e-ph散射和电荷输运。我们的方法采用重整化声子来计算所有声子模的温度依赖的e-ph耦合，包括与铁电性和相变相关的软模。结果表明，室温下SrTiO $_{3}$中的电子迁移率受纵向光学声子的散射控制，在200 K以下受铁电软声子的散射控制.我们的计算可以准确地预测SrTiO $_{3}$中电子迁移率在150 $-$ 300~K之间的温度依赖关系，并揭示了其大致$T^{-3}$趋势的微观起源。我们的方法使第一性原理计算的e-ph相互作用和电荷输运的相变和强非谐声子的晶体的广泛类别。
2018-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Relationship between crystal structure and multiferroic orders in orthorhombic perovskite manganites
我们使用共振和非共振X射线衍射测量结合第一性原理电子结构计算和蒙特卡罗模拟来研究正交钙钛矿锰氧化物o-$R$ MnO $_3$（$R$是稀土阳离子或Y）的晶体结构和多铁性有序之间的关系。特别是，我们专注于内部晶格参数（Mn-O键长和Mn-O-Mn键角）如何在化学压力和外延应变下演变，以及这些结构变化对微观交换相互作用和长程磁序的影响。我们发现，化学压力和外延应变不同地容纳由o- $R$ MnO $_3$的晶格，这是理解体样品和应变膜之间的磁性差异的关键。最后，我们讨论了这些磁性差异对o- $R$ MnO $_3$电极化的强度的影响.
2018-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectricity in the Magnetic E-Phase of Orthorhombic Perovskites
我们发现，正交钙钛矿锰氧化物和镍酸盐的自旋锯齿形链E相的对称性允许有限的铁电极化的存在。所提出的微观机制是独立的自旋轨道耦合。我们预测，由E-型磁序诱导的极化可以潜在地增强高达两个数量级相对于在螺旋磁相的TbMnO 3和类似的多铁性化合物。
2006-10-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Epitaxial TbMnO3 thin films on SrTiO3 substrates: A structural study
在（001）取向的SrTiO $_{3}$晶体上压应变生长了TbMnO $_{3}$薄膜。它们具有斜方晶系结构，并显示（001）取向。随着厚度的增加，结构从更对称的（四方晶系）演变为不太对称的（块状斜方晶系）结构，同时保持恒定的面内压缩，从而使面外晶格间距不变。还揭示了薄膜的畴微结构，随着厚度的减小，正交畴的数量增加：我们直接观察到窄至4nm的铁弹畴。高密度的畴壁可以解释在薄膜中观察到的诱导铁磁性，而各向异性降低和畴的小尺寸可以解释铁电自旋螺旋相的存在。
2009-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical Study of Temperature Dependence of Phonons in Orthorhombic SrZrO$_3$ Perovskite
该研究通过第一性原理计算，结合准谐近似和三阶非谐效应，系统分析了正交SrZrO3钙钛矿声子频率、线宽和线位移随温度的变化，发现多数模式呈正常温度依赖，少数异常模式经修正后也趋于正常。
2023-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Fundamental difference in the electronic reconstruction of infinite-layer vs. perovskite neodymium nickelate films on SrTiO$_3$(001)
受最近SrTiO $_3$（001）上Sr掺杂NdNiO $_2$薄膜超导性的报道[Nature（London）572，624（2019）]的启发，我们通过执行包括库仑排斥项的第一性原理计算，探索极性界面对NdNiO $_n$ /SrTiO $_3$（001）（$n=2,3$）的结构和电子性质的作用。对于无限层镍酸盐薄膜（$n=2$），电子重构驱动了令人惊讶的二维电子气（2DEG）在界面处的出现，涉及强占领的Ti $3d$状态。这种效应比LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$（001）中更显著，并伴随着费米表面的实质性重构：自掺杂Nd $5d$态的耗尽和在表面处达到$35\%$的增强的Ni $e_g$轨道极化，反映出$3d_{x^2-y^2}$态中的单个空穴，即，类似铜的行为。相比之下，对于钙钛矿膜（$n=3$）或如果在界面处存在单个钙钛矿层，则没有2DEG形成。我们发现，从钙钛矿到无限层相的拓扑反应仅限于镍酸盐膜，而SrTiO $_3$衬底保持完整。
2020-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Ti substitution on Fe sites significantly changes the electronic properties of orthorhombic LaFeO3 perovskites (A first-principles study)
本文通过第一性原理计算考察不同浓度Ti在Fe位取代正交LaFeO3，揭示带隙、轨道分裂、键合竞争、费米能级及结构稳定性的变化。
2024-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectric and anti-ferroelectric coupling in superlattices of paraelectric perovskites at room temperature
从外延SrTiO $_3$ /BaZrO $_3$超晶格的介电和结构测量的结果揭示的属性，不能简单地解释在单膜上的组成材料的测量。对于大的超晶格周期性（20/20和38/38结构，即其中每个SrTiO 3和BaZrO 3层分别为20或38个晶胞厚的样品），电容-电压曲线指示室温铁电性。对于较小的周期性（7/7和15/15），观察到反铁电型行为，表明单个极性层之间的强耦合。这与最近的二次谐波产生结果一致[A.Q. Jiang等人，J.Appl.Phys.93，1180（2003）]中的方法来研究SrTiO $_3$ /BaTiO $_3$超晶格中的有序性。然而，这里研究的结构的两种成分都是顺电的。应变诱导室温铁电性在SrTiO $_3$和这些层之间的距离依赖性耦合提出的机制，导致所观察到的行为。
2003-06-17 cond-mat.mtrl-sci
The Effect of Ionic Spin on Multiferroic of Orthorhombic Perovskite
该研究采用溶胶-凝胶法制备ELCFO，结合Mössbauer谱、磁性测试与热磁曲线分析，揭示不同温度下离子自旋状态及其对II型多铁性钙钛矿磁电耦合的作用。
2023-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous orbital structure in a spinel-perovskite interface $γ$-Al$_2$O$_3$/SrTiO$_3$
在所有已报道的典型（001）取向钙钛矿异质结构中，二维电子气优先占据面内$d_\textrm{xy}$态。与此形成鲜明对比的是，通过共振软X射线线性二色性研究的尖晶石-钙钛矿异质结构$γ$ -Al $_2$ O $_3$ /SrTiO $_3$的电子结构，表明界面电子的优先占据是面外$d_\textrm{xz}$ / $d_\textrm{yz}$态。此外，应变的影响进一步证实，这种异常的轨道结构可以链接到界面处的改变的晶体场和界面结构单元的对称性破缺。我们的发现提供了另一条有趣的途径来设计具有确定性轨道对称性的涌现量子态。
2016-08-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Long- and Short-Range Anion Order in SrTiO$_{3-x}$H$_x$ Perovskite Oxyhydrides: DFT+$U$ Sensitivity and HSE06 Cluster Expansion
Northwestern University（西北大学）
研究钙钛矿氢氧化物SrTiO$_{3 - x}$H$_x$中阴离子有序，开发含HSE06能量学的CE框架。发现计算能量对DFT + $U$敏感，确定代理值，支持O$_4$H$_2$顺式构型偏好，解决了相关敏感性及阴离子有序未充分探索问题。
2026-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Switchable polarization in non-ferroelectric SrTiO$_3$
基于密度泛函理论发现本征缺陷可使非铁电SrTiO$_3$产生可切换的强自发极化，为缺陷工程材料设计开辟新途径。
2025-06-02 cond-mat.mtrl-sci
High-pressure behavior of methylammonium lead iodide (MAPbI3) hybrid perovskite
在本文中，我们提供了一个准确的高压结构和光学研究MAPbI3混合钙钛矿。结构数据表明，存在一个相变的正交结构约0.3 GPa，然后由完全非晶化的系统以上3 GPa。系统卸压后仍保持高压正交相。这些结构转变的发生进一步证实了在高压下的光致发光信号的压力引起的变化。这些变化清楚地表明，带隙值和电子结构的变化跨越相变。
2016-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Effect of internal friction on transformation twin dynamics in SrxBa1-xSnO3 perovskite
采用动态力学分析方法研究了钙钛矿结构SrxBa_（1-x）SnO_3（x= 0.6，0.8）中相变孪晶的动力学行为。这种材料在加热时经历从正交到四方和立方结构的相变。相变孪晶的机械损耗特征包括正交相和四方相中的弛豫和频率无关的峰，在立方相中没有观察到能量耗散。从弯曲能和各向异性能计算了双壁的宏观形状、取向和相对位移。根据畴壁的弯曲模式讨论了机械损耗角和弛豫时间的分布。
2007-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Stabilization of the perovskite phase in the Y-Bi-O system by using a BaBiO$_{3}$ buffer layer
从理论上预测了YBiO $_{3}$的介电不稳定钙钛矿相的拓扑绝缘相。在此，表明可以通过使用BaBiO $_{3}$缓冲层来控制Y-Bi-O系的晶体结构。BaBiO $_{3}$膜通过在两种钙钛矿结构之间形成岩盐结构克服了与SrTiO $_{3}$衬底的12%的大晶格失配。直接在SrTiO $_{3}$衬底上沉积YBiO $_{3}$膜得到萤石结构。然而，当Y-Bi-O系统以正确的晶相和相当的晶格常数沉积在缓冲层的顶部时，观察到具有预期晶格常数的单一取向的钙钛矿结构。
2019-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Structural Phase Transitions of the Metal Oxide Perovskites SrTiO3, LaAlO3 and LaTiO3 Studied with a Screened Hybrid Functional
利用Heyd，Scuseria和Ernzerhof的屏蔽杂化密度泛函（HSE06）研究了过渡金属氧化物钙钛矿结构SrTiO $_{3}$，LaAlO $_{3}$和LaTiO $_{3}$的结构相变.我们表明，HSE06计算的晶格参数，八面体倾斜和旋转，以及电子性质，显着改善半局部泛函。我们预测的晶体场分裂（$Δ_{CF}$）导致的结构相变在SrTiO $_{3}$和LaAlO $_{3}$分别为3 meV和10 meV，与实验结果非常吻合。HSE06将磁性状态下的LaTiO $_{3}$正确识别为莫特绝缘体。此外，它预测，GdFeO $_{3}$型畸变在非磁性的LaTiO $_{3}$将诱导一个大的$Δ_{CF}$的410 meV。这种大的晶体场分裂与G型反铁磁态中发现的大磁矩相关联，表明LaTiO $_{3}$具有诱导轨道序，这是由最高占据轨道的可视化证实的。这些结果强烈表明，HSE 06能够有效和准确地模拟钙钛矿氧化物，并有望有效地捕获其异质界面的物理特性。
2012-11-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phonon Raman scattering of RCrO3 perovskites (R = Y, La, Pr, Sm, Gd, Dy, Ho, Yb, Lu)
本文报道了正交钙钛矿型RCrO_3粉末样品对9种不同稀土R_3 ~+离子（R = Y，La，Pr，Sm，Gd，Dy，Ho，Yb，Lu）的拉曼散射光谱的系统研究。室温拉曼光谱和声子模归属为RCrO 3系列正铬酸盐的结构研究和声子从头计算提供了参考数据。分配的铬铁矿光谱和拉曼数据的比较，其他斜方晶系钙钛矿允许相关的声子模式与RCrO 3系列中的结构畸变。特别是，两个Ag模式被确定为八面体旋转软模式，因为它们的位置与CrO 6八面体的八面体倾斜角成线性比例。
2011-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale characterization of atomic positions in orthorhombic perovskite thin films
本研究利用多种显微表征与第一性原理计算，对DyScO$_3$基底上生长的50 nm LaVO$_3$薄膜进行纳米尺度结构分析，确定了其晶格参数、取向及稀土元素反极性位移，并解析了所有元素的原子位置。
2025-02-25 cond-mat.mtrl-sci
First-principles theory of structural phase transitions for perovskites: competing instabilities
我们扩展我们以前的第一性原理理论的钙钛矿铁电相变治疗也antiferrodistortive相变。我们的方法包括从泰勒展开，第一性原理计算，以确定扩展参数，和蒙特卡罗模拟，研究所产生的系统的模型哈密顿量的建设。我们将这种方法应用于三种立方钙钛矿化合物SrTiO 3、CaTiO 3和NaNbO 3，已知这些化合物会发生反铁扭曲相变。计算了它们在实验晶格常数下的跃迁序列和跃迁温度。对于SrTiO_3，我们发现我们的结果与实验符合得很好。对于更复杂的化合物，如CaTiO 3和NaNbO 3，它们可以有许多不同的结构，但能量非常相似，一致性稍差。
1997-02-21 cond-mat.mtrl-sci
The first principles calculations of the atomic and electronic structure of cubic and orthorhombic LaMnO3 surfaces
结合GGA-平面波的方法实现到VASP - 4.6.19计算机代码与平板模型，我们详细研究了LaMnO 3表面的原子和电子结构，在立方相和正交相。所获得的结果进行了比较与其他ABO 3-钙钛矿的类似研究。
2008-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Universal Phase Diagram for High-Piezoelectric Perovskite Systems
钙钛矿型PbZr（1-x）TixO 3（PZT）和Pb（Zn 1/3 Nb 2/3）O3-PbTiO 3（PZN-PT）系统中的强压电性通常与准同型相界（MPB）的存在有关，该准同型相界（MPB）将具有菱面体和四面体对称性的区域分开。PZN-9%PT的X射线研究揭示了在MPB处存在新的斜方晶相，以及菱形相和斜方晶相之间的接近垂直的边界，类似于PZT在菱形相和单斜晶相之间发现的边界。我们讨论的结果，在最近的理论论文由范德比尔特和科恩，这些氧化物系统中的高非谐性属性这些低对称相。
2001-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Recycling of Perovskite Substrate
水溶性牺牲层Sr $_3$ Al $_2$ O $_6$的使用极大地促进了自支撑功能氧化物薄膜的研究，特别是由于其最终能够制备高质量的外延钙钛矿薄膜。然而，昂贵的单晶衬底，例如SrTiO $_3$，在获得独立薄膜之后通常被丢弃。在这里，我们证明了SrTiO $_3$衬底可以回收来制备具有几乎相同的结构和电学性能的La $_{0.7}$ Sr $_{0.3}$ MnO $_3$薄膜。在获得自支撑薄膜后，SrTiO $_3$上的残留物可以通过80 \degree C热水浸泡和漂洗处理来去除。因此，SrTiO $_3$的表面恢复到其原始的台阶和平台结构。
2022-12-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Raman spectra and Magnetization of all-ferromagnetic superlattices grown on (110) oriented SrTiO3
在SrTiO_3（STO）衬底上生长了由两种铁磁体La_（0.7）Sr_（0.3）MnO_3（LSMO）和SrRu_3（SRO）组成的（110）取向超晶格。这些超晶格的X射线衍射和拉曼光谱显示存在面内压缩应变和小于4 μ c的正交结构。厚的LSMO间隔物。磁性测量揭示了几个功能，包括减少磁化，增强的磁化率，反铁磁耦合，并切换从反铁磁到铁磁耦合与磁场方向。这些磁性能的解释所观察到的斜方晶系结构的间隔LSMO在拉曼散射中发生由于在SRO和LSMO的界面处的Mn的立体化学的修改。
2014-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fabrication of (111)-oriented Ca0.5Sr0.5IrO3/SrTiO3 superlattices; a designed playground for honeycomb physics
报道了在SrTiO_3（111）衬底上制备具有交替的2 m层（m = 1，2，3）Ca_（0.5）Sr_（0.5）IrO_3钙钛矿和两层SrTiO_3钙钛矿的（111）取向超晶格结构。在m = 1双层膜的情况下，Ir子晶格是屈曲的蜂窝，其中可以预期的拓扑状态。通过X射线衍射图中的超晶格反射和原子分辨透射电子显微镜图像，清楚地证明了沿[111]方向在原子水平上的超晶格结构的成功生长。超晶格薄膜的基态被发现是磁性绝缘体，这可能表明除了讨论的拓扑效应之外，Ir钙钛矿中电子相关性的重要性。
2015-03-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Epitaxial thin films of the multiferroic double perovskite Bi2FeCrO6 grown on (100)-oriented SrTiO3 substrates: Growth, characterization, and optimization
研究了脉冲激光沉积Bi 2FeCrO 6薄膜过程中沉积压力PO 2和衬底温度TS的影响。结果表明，由于Bi的高挥发性，在SrTiO 3衬底上沉积Bi 2 FeCrO 6薄膜非常困难，只有在很窄的沉积参数范围内才有可能在SrTiO 3衬底上生长纯Bi 2 FeCrO 6薄膜。我们发现，纯Bi 2FeCrO 6相是在一个狭窄的窗口内形成的氧气压力PO 2 =1.210-2毫巴和周围的衬底温度TS=680摄氏度。在较低温度或较高压力下，出现Bi_（7.38）Cr_（0.62）O_（12 +x），又称（b* Bi_2 O_3）和Bi_2Fe_4 O_9/Bi_2（Fe，Cr）_4 O_9 +x相，而在较低压力或较高温度下，出现（Fe，Cr）_3 O_4相。其中一些次级相并不为人所知，之前也没有进行过研究。我们以前曾报道Fe/Cr阳离子排序的可能起源的十倍改善磁化强度在饱和的Bi 2FeCrO 6膜，BiFeO 3相比。在这里，我们解决的Bi 2FeCrO 6单相的磁性能的阳离子有序度的效果。室温下的极化测试表明，我们的Bi_2FeCrO_6薄膜具有优良的铁电性能，铁电滞回线沿赝立方（001）方向的回复极化高达55-60 miroC/cm ~ 2。
2009-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Reduced graphene oxide for control of octahedral distortion in orthorhombic Pbnm perovskite
钙钛矿和相关结构因技术上有用的应用而闻名。钙钛矿晶体中的结构变化导致可以通过外力调节的新特性。该研究试图调节仅由还原氧化石墨烯（RGO）驱动的钙钛矿化合物LaFeO 3的变形，并使用关键参数-电化学电导率来证明其效果。采用水热法制备了一系列石墨烯浓度变化的纳米复合材料。用X射线衍射和Rietveld精修研究了晶体畸变。通过对X射线光电子能谱学中氧离子峰和铁离子峰的分析，结合拉曼光谱，对畸变过程有了清晰的认识。扭曲对石墨烯基体生成的分散相的显著影响被创造为一个新的短语Graphenostortion。研究表明，石墨化的环境起源于氧官能团与LaFeO 3的相互作用。受非晶格氧的百分比浓度影响的键共价的变化使石墨烯纳米复合材料的Pbnm几何形状变形。开发的变形机制是在良好的协议与电化学活性研究。RGO作为一种控制金属氧化物变形的工具，可以促进石墨烯纳米复合材料技术应用中的新方面。
2018-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Computational study of structural, elastic, electronic, phonon dispersion relation and thermodynamic properties of orthorhombic CaZrS$_3$ for optoelectronic applications
本文通过第一性原理计算研究正交相CaZrS$_3$的结构、弹性、电子、声子和热力学性质，证实其动力学稳定且具有韧性，为其光电应用提供理论依据。
2023-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Machine Learning Analysis of Perovskite Oxides Grown by Molecular Beam Epitaxy
反射高能电子衍射（RHEED）是一种普遍存在的原位分子束外延（MBE）表征工具。虽然RHEED可以是一个强大的手段，晶体表面结构的测定，它通常被用作一个静态的定性表面表征方法在离散的时间间隔在生长过程中。在整个MBE生长过程中收集的RHEED数据的全面分析是可能的，使用主成分分析（PCA）和k-均值聚类来检查发生在从RHEED数据分组的时间簇中的重要边界，并确定统计上显着的模式。该过程适用于同质外延SrTiO $_{3}$生长、钪酸盐衬底上生长的异质外延SrTiO $_{3}$、SrTiO $_{3}$衬底上生长的BaSnO $_{3}$膜和LaAlO $_{3}$衬底上生长的LaNiO $_{3}$膜的数据。该分析可以提供对生长期间精确时间和深度处的生长模式中的表面演变和转变的额外洞察，并且整个RHEED图像序列的视频存档可以能够提供对生长过程和膜质量的更多洞察和控制。
2020-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Growth of Perovskite SrBiO$_3$ Film on SrTiO$_3$ by Oxide Molecular Beam Epitaxy
空穴掺杂的钙钛矿铋酸盐例如Ba $_{1-x}$ K $_x$ Bi O $_3$和Sr $_{1-x}$ K $_x$ Bi O $_3$是公知的铋基氧化物高转变温度超导体。报道的铋酸盐薄膜显示出相对低的质量，可能是由于它们与衬底的大的晶格失配和Bi在高温下的低粘附系数。本文报道了用分子束外延法在SrO封端的SrTiO $_3$（001）衬底上成功地外延生长了铋酸锶SrBi O $_3$薄膜。两种不同的生长方法，高温共沉积或再结晶循环的低温沉积加高温退火，被开发来改善外延生长。SrBiO $_3$具有赝立方晶格常数$\sim$ 4.25 μ m，在SrTiO $_3$衬底上的$\sim$ 8.8\%的晶格失配，导致在前几个晶胞中有大的应变。通过这两种方法制备的厚度大于6个晶胞的膜完全弛豫到体晶格常数，并且具有相似的质量。与高温共沉积相比，再结晶方法可以产生更高质量的相干或部分应变的1-6个晶胞膜。光电子能谱实验表明，由于Bi和O的杂化作用，在费米能级附近存在成键和反键态，这与密度泛函理论的计算结果一致.该工作为高质量钙钛矿铋酸盐薄膜的合成提供了一般指导。
2019-10-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Epitaxial Sr(Sn, Ge)$_{x}$Ti$_{1-x}$O$_{3}$ buffer layers for continuous strain engineering on SrTiO$_{3}$ substrates
CogniGron Institute, University of Groningen（格罗宁根大学认知格罗宁根研究所）；Faculty of Physics, University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学物理学院）；Research Center Future Energy Materials and Systems (RC FEMS), Research Alliance Ruhr（鲁尔研究联盟未来能源材料与系统研究中心）
通过Sr(Sn, Ge)ₓTi₁₋ₓO₃缓冲层连续调节晶格参数，实现SrTiO₃基底上钙钛矿材料的外延应变控制。
2025-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Engineering Symmetry Breaking Interfaces by Nanoscale Structural-Energetics in Orthorhombic Perovskite Thin Films
本文研究LaVO3/DyScO3薄膜中应变与氧八面体连通性竞争驱动的界面形成，发现薄膜通过体内原子级平整切换平面实现90度取向转变，并利用原子尺度表征与第二性原理建模揭示其结构弛豫机制，为纳米尺度功能系统设计开辟新途径。
2024-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Infrared Optical Absorption in Low-spin Fe$^{2+}$-doped SrTiO${}_{3}$
由于SrTiO ${}_{3}$和相关的钛酸钙钛矿材料用于光伏和光伏应用的有趣特性，长期以来一直在探索SrTiO和相关的钛酸钙钛矿中的带隙工程。材料化学界的一种流行方法是将异价过渡金属离子置换掺杂到晶格中的B位点上以改变价带。然而，在这种方案中，对掺杂剂价态的控制有限，并且经常形成补偿缺陷。在这里，我们展示了一种新的技术，可控地合成Fe $^{2+}$ -和Fe $^{3+}$ -掺杂的SrTiO ${}_{3}$薄膜，而不形成补偿缺陷，通过共掺杂与La $^{3+}$离子的A网站。我们稳定的Fe $^{2+}$掺杂的薄膜通过掺杂两个La离子的每个Fe掺杂剂，并发现，Fe离子表现出低自旋的电子配置，产生在近红外区和简并掺杂的光学跃迁。在这里观察到的新的电子状态提供了一个新的途径，在光催化和光伏应用的钙钛矿带隙工程。
2015-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic phase diagram of rare-earth orthorhombic perovskite oxides
自旋重取向和磁化反转是稀土斜方镁铁榴石（$RM$ O $_{3}$ 's）的两个重要特征，引起了人们的广泛关注，但其确切的微观起源一直没有得到研究者的证实。在这里，使用密度泛函理论和经典的原子自旋动力学，我们建立了一个通用的海森堡磁性模型，允许探索整个相图的铬铁矿和铁氧体化合物，并仔细检查负责自旋重新取向和磁化反转的微观机制。我们表明，磁化反转转变的发生取决于稀土和过渡金属原子之间的相互作用的相对强度和符号：超交换和Dzyaloshinsky-Moriya。我们还得出结论，所谓的$Γ_4$和$Γ_2$阶段之间存在一个平滑的自旋重取向过渡，通过共存区域，以及它发生的温度范围，取决于微妙的平衡金属-金属（超交换和Dzyaloshinsky-Moriya）和金属-稀土（Dzyaloshinsky-Moriya）耦合。特别是，我们表明，中间共存区的发生，因为自旋子晶格以不同的速率旋转。
2021-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optical pulse induced ultrafast antiferrodistortive transition in SrTiO3
利用飞秒光脉冲和时域布里渊散射，研究SrTiO3中反铁畸变相变的超快动力学，发现热驱动四方-立方转变及皮秒级可逆相变，归因于软光学模与氧八面体旋转的结构相似性，为信息处理和储能提供新途径。
2023-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio studies of structural instabilities in magnesium silicate perovskite
采用密度泛函模拟方法计算了硅酸镁钙钛矿的立方相、稳定的斜方相和中间的四方相的结构性质和高对称性声子。我们表明，稳定相的结构是很好地描述了在少量的不稳定声子冻结成立方相。我们使用这些不稳定的模式的频率来估计立方-tetraxite和tetraxite-正交相变的转变温度。这些进一步调查发现，与应变的耦合表明，声子给出了更好的表示比刚性单位模式。发现中间四元相的声子是稳定的，除了两个旋转模式。立方相和四方相的最不稳定模式的本征向量占正交相的所有位置参数。斜方晶系-四斜晶系过渡的相边界相交可能的地幔地热，表明四斜晶系相可能存在于下地幔。
1995-03-02 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
Biquadratic and ring exchange interactions in orthorhombic perovskite manganites
本文采用密度泛函理论（DFT）中的广义梯度近似（GGA+U）的从头计算方法，研究了正交晶系稀土锰氧化物o- $R$ MnO $_3$的微观交换作用.我们的动机是构建一个模型哈密顿量（不包括由于自旋轨道耦合的影响），它可以提供一个准确的描述这些材料的磁性。首先，我们考虑TbMnO $_3$，它在低温下表现出螺旋磁序。我们将该化合物中的交换耦合映射到海森堡哈密顿量上，并观察到与海森堡行为的明显偏差。我们首先考虑磁和轨道自由度之间的耦合作为TbMnO $_3$的非海森堡行为的潜在来源，但得出的结论是，它不能解释所观察到的偏差。我们发现，高阶磁相互作用（双二次和四自旋环耦合）应考虑适当的治疗TbMnO $_3$以及在其他代表的O- $R$ MnO $_3$系列与小半径的$R$阳离子的磁性。
2014-12-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Critical Effect of Bottom Electrode on Ferroelectricity of Epitaxial Hf0.5Zr0.5O2 Thin Films
在La0.67Sr0.33MnO3（LSMO）电极上外延生长的正交晶系Hf0.5Zr0.5O2（HZO）薄膜具有很强的铁电性，并具有很高的极化、耐久性和保持力。然而，到目前为止，使用其他钙钛矿电极还没有获得类似的结果。在这里，LSMO和其他钙钛矿电极进行了比较。在La掺杂的BaSnO3和Nb掺杂的SrTiO3上生长的HZO薄膜中发现了少量的正交相和低极化，而在LaNiO3和SrRuO3上生长的HZO薄膜中检测到了零量的正交相和极化。电极对稳定相的关键作用不是电极晶格参数差异的结果。界面是至关重要的，和工程上的HZO底部界面只有几个单层的LSMO允许正交相的稳定。此外，虽然特定的二价离子（Sr或Ca）的锰氧化物是不相关的，减少La含量导致的正交相的量和铁电极化的HZO膜的严重减少。
2021-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Systematic {\em ab initio} study of the phase diagram of epitaxially strained SrTiO$_3$
我们采用密度泛函理论和局域密度近似方法研究了在失配应变下SrTiO $_3$的结构和铁电性质。反铁电畸变（AFD）和铁电（FE）的不稳定性被认为是。氧八面体的旋转和原子的运动在固定的面内晶格常数的约束下完全弛豫。我们发现了一个丰富的失配应变诱导相变序列，并得到只有当AFD失真被考虑在内。我们还发现，压缩失配应变诱导铁电性的四方相的低温相，而拉伸应变诱导铁电性的正交相。计算出的FE极化的四方相和正交相的应变的大小单调增加。AFD旋转角的氧八面体在四面体相的急剧增加的失配应变从拉伸到压缩应变区域，而它略有下降，在正交（FO 4）相。这揭示了为什么在外延应变的SrTiO $_3$的极化会更大时，施加拉伸应变，因为AFD变形被发现，以减少FE的不稳定性，甚至完全抑制它在小应变区。最后，我们的平均极性失真和电荷密度分布的分析表明，钛-O和Sr-O层的FE极化显着贡献。
2006-07-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High Temperature Far Infrared Dynamics of Orthorhombic NdMnO3: Emissivity and Reflectivity
我们报告了NdMnO 3钙钛矿从室温到1800 K以上样品分解的近正常远红外和中红外发射和反射率。在300 K的红外活性声子的数目是在接近协议的正交D2 h 16-Pbnm（Z=4）空间群计算的25。在1023 K附近，随着轨道无序温度的升高，它们的数量逐渐减少，此时正交O'低温协同相与立方正交O共存。在~1200 K以上，三个红外激活声子与立方晶系Pm-3 m（Z=1）在高温绝热区的预期结果一致。在干燥的空气中加热样品，通过Mn 3+和Mn 4+离子和小极化子中红外波段触发双交换电导率。在875 K时，电子-声子相互作用中的主要声子是八面体反对称和对称振动模。对于1745 K，考虑对称伸缩内模就足够了。在最高温度下，过阻尼缺陷引起的Drude分量被清楚地勾勒出来。我们的结论是，稀土锰氧化物，如电子倾向于自旋，电荷，轨道，晶格耦合在一个有利于胚胎低能集体激发的内禀轨道扭曲的钙钛矿晶格。
2013-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Effect of doping and oxygen vacancies on the octahedral tilt transitions in the BaCeO3 perovskite
我们提出了一个系统的研究Y掺杂和水化水平的BaCeO 3的结构转变的滞弹性光谱实验的基础上的效果。菱形和正交Imma相之间的中间转变的温度上升与Y的摩尔分数x的增加大致为（500 K）x在水合状态下，和被压低的两倍以上的量完全脱水后。这是解释的平均（Ce/Y）-O和Ba-O键长的掺杂效果，从O空位晶格弛豫。过渡到较低的温度Pnma正交相的不同行为的初步解释在逐步平坦的有效形状的OH离子和O空位在冷却过程中的顺序。
2010-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic calculations of charged point defects at grain boundaries in SrTiO$_3$
在多晶钙钛矿氧化物陶瓷中，氧空位在加速晶粒生长中起着重要作用。为了推进在原子尺度上的生长机制的基本理解，经典的原子模拟进行了研究的原子结构和氧空位的形成能在晶界上的原型钙钛矿氧化物材料SrTiO $_3$。在这项工作中，我们专注于两个对称的倾斜晶界，即$Σ$ 5（310）[001]和$Σ$ 5（210）[001]。一维连续介质模型适用于确定在含有晶界和点缺陷的原子结构模型中由带电晶格平面引起的静电势。通过这个模型，静电工件，这是固有的超细胞模型与周期性或开放的边界条件，可以考虑和适当的校正。我们报告计算的形成能的氧空位上的所有的氧网站之间的边界两个取向不良的晶粒，我们分析和讨论的形成能值相对于在空位的局部电荷密度。
2021-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Spectrum of Coupled Waves in Orthorhombic Multiferroics With Cycloidal Antiferromagnetic Structure in External Electric and Magnetic Fields
计算了正交钙钛矿多铁性材料在外加电场和磁场中的自旋波、声波、电偶极子波和电磁波的耦合谱。研究了具有摆线反铁磁结构的多铁性材料在外电场和磁场中的电、磁和磁电磁化率随频率和场的变化关系。耦合波的频谱具有能带结构。频带的宽度和频率范围取决于外场。研究了外电场和磁场对具有摆线反铁磁结构的正交钙钛矿多铁性材料电动力学性质的控制。
2013-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Unconventional anomalous Hall effect in epitaxially stabilized orthorhombic Ru$^{3+}$ perovskite thin films
本研究通过外延稳定正交晶系Ru$^{3+}$钙钛矿薄膜，发现NdRuO$_3$在低温低场下出现非常规反常霍尔效应，归因于拓扑霍尔效应，为探索自旋轨道耦合与库仑相互作用及拓扑现象提供了新平台。
2023-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Revealing the free energy landscape of halide perovskites: Metastability and transition characters in CsPbBr$_3$ and MAPbI$_3$
本文利用伞形采样和机器学习势的原子尺度模拟，揭示了CsPbBr$_3$和MAPbI$_3$的自由能景观，发现其相变特性为一阶相变，并确定了MAPbI$_3$中扩展的正交亚稳态范围及第二个亚稳态四方相，编制了包含潜在亚稳态相的相图。
2023-10-07 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of epitaxial strain in perovskites
使用由King-Smith和Vanderbilt [Phys. Rev. B { \bf 49}，5828（1994）]开发的第一原理方法的扩展，我们研究了面内外延应变对八种钙钛矿氧化物的基态结构和极化的影响：BaTiO $_3$，SrTiO $_3$，CaTiO $_3$，KNbO $_3$，NaNbO $_3$，PbTiO $_3$，PbZrO $_3$和BaZrO $_3$。此外，我们研究了非零正应力的影响。研究结果对预测钙钛矿氧化物薄膜和超晶格的结构和极化有一定的指导意义。
2005-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Polar Properties and Hysteresis Loops in Multilayered Thin Films Ferroelectric/Virtual Ferroelectric
在Landau-Ginzburg-Devonshire（LGD）唯象理论框架下，计算了失配应变、表面能和有限尺寸效应对铁电/虚铁电多层薄膜相图、极性和电滞回线的影响。本文首次研究了由于薄膜和衬底晶格常数失配而引起的薄膜-衬底界面弹性形变对多层薄膜虚铁电SrTiO $_{3}$ /BaTiO $_{3}$相图的影响。与体相BaTiO $_{3}$相比，在体相BaTiO $_{3}$ /BaTiO $_{3}$薄膜中，可以存在六种结晶稳定的BaTiO $_{3}$相（顺电相和四方铁电相（FEc），两种单斜相（FEaac和FEac），以及两种正交相（FEa和FEaa）铁电相。计算了多层SrTiO $_{3}$ /BaTiO $_{3}$薄膜中磁滞回线的主要极性特性（形状、矫顽场和自发极化）。结果表明，该系统表现出强烈的依赖性，其极性的SrTiO $_{3}$和BaTiO $_{3}$层的厚度上的属性，以及对弹性失配应变，与SrTiO $_{3}$发挥介电层的作用：层越厚，越强的是去极化场，这反过来，减少了自发极化的BaTiO $_{3}$膜。
2014-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Role of host/guest coupling in stabilizing the phases of the over-tolerant hybrid perovskite MHyPbX3
该研究从主客体耦合视角解释杂化钙钛矿MHyPbX₃相变序列的组分依赖性，通过第一性原理计算和分子动力学模拟验证能量竞争机制，为预测其他杂化钙钛矿稳定相提供新思路。
2024-08-15 cond-mat.mtrl-sci
