Temperature and composition dependence of the band gaps of Ga$_{1-x}$In$_x$N alloy: a first-principles study based on the virtual crystal approximation
本文采用第一性原理的虚晶近似（VCA）方法研究了Ga $_{1-x}$ In $_x$ N合金的结构、电子和振动性质。用TB 09泛函获得了3.85 eV的带隙弯曲参数。声子态密度随着In含量的增加向低频移动。然而，VCA忽略了无序效应，因此无法描述合金化后声子谱的展宽。本文还研究了GAN、InN及其合金Ga $_{1-x}$ In $_x$ N的电子-声子相互作用对带隙温度依赖性的影响。计算的零点运动重整化和拟合的Varshni参数在整个组成范围内进行了讨论。
2015-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties in ultra-thin 3d transition metal alloys II: Experimental verification of quantitative theories of damping and spin-pumping
利用铁磁共振方法对无序晶态二元3d过渡金属合金Ni-Co、Ni-Fe和Co-Fe在全成分范围内的Gilbert阻尼进行了系统的实验研究。考虑到非均匀线宽展宽后，阻尼显示出界面阻尼增强（通过自旋泵浦）和辐射阻尼的明显证据。我们量化这两个外部贡献，从而确定固有阻尼。在大多数情况下，多个理论计算的内在阻尼的比较产生良好的定性和定量的协议。此外，在这项研究中获得的阻尼值与广泛的出版的实验和理论值吻合得很好。此外，我们还发现了自旋混合电导的成分依赖性。
2017-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Morphotropic Phase Boundaries in Ferromagnets: Tb_{1-x}Dy_xFe_2 Alloys
通过对铁磁体Tb_{1-x} Dy_xFe_2（Terfenol-D）的准同型相界（MPB）的研究，探讨了不同对称性铁磁体的结构和性质。我们的同步加速器数据支持一级结构转变，在更高的温度下，MPB宽度变宽。磁力机械应用的最佳点不是集中在MPB上，而是位于菱形侧，其中菱形主体相的高收缩与MPB的软化各向异性相结合。我们比较了我们的研究结果与单离子晶体场论和铁电MPBs，其中的控制能量是不同的。
2013-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Effective Electronic Structure of Monoclinic $β-(Al_xGa_{1-x})_2O_3$ alloy semiconductor
本文以$β-Ga_2O_3$为体相晶体，计算了$β-(Al_xGa_{1-x})_2O_3$合金体系的电子能带结构。利用能带展开技术，得到了铝原子相对于镓原子的12.5%~ 62.5%的有效能带结构\textit{(EBS)}.一个160个原子的超原胞是用来模拟的无序系统，是使用特殊的准随机结构，模仿一个真正的随机合金的网站相关性，并减少了由于大量的枚举合金占领网站所产生的配置空间的技术。无序的影响，然后进行评估的电子有效质量和带隙下的广义梯度近似\textit{(GGA)}计算。无序系统的EBS给出了一个洞察的效果的损失的平移对称性的能带拓扑结构，表现为频带展宽，并可以用来评估无序诱导的散射率和电子寿命。这种能带展开的技术可以进一步扩展到合金声子色散，随后声子寿命也可以从能带展宽进行评估。
2022-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Localization of electronic states in III-V semiconductor alloys: a comparative study
III-V族半导体合金的电子性质研究使用第一性原理，重点是电子态的空间局域化。我们比较本地化的能带边缘，由于在主机GaAs中的各种等价杂质，包括其对光致发光线宽和载流子迁移率的影响。在能带边缘的本地化的极端与个别元素的能力，以改变带隙和相对带对齐。此外，替代性缺陷的形成能的计算和链接到与合金的生长和成形性相关的挑战。光谱分辨的逆参与比被用来映射本地化的前瞻性GaAs基材料合金的B，N，In，Sb和Bi的1.55 $μ$ m波长的电信激光器。这种分析是补充的电子结构和讨论的影响本地化的光学增益和俄歇损耗的带展开。光致发光谱的展宽和载流子迁移率的实验数据的一致性表明，局域化特性可以作为半导体合金工程的指导方针。
2017-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Adaptive modulation in Ni2Mn1.4In0.6 magnetic shape memory Heusler alloy
Ni-Mn基Heusler型磁性记忆合金（MSMAs）中的无公度结构调制是磁场诱导超高应变的重要原因之一。在原型MSMA Ni 2 MnGa中，观察到原子从调制马氏体相、预马氏体相和电荷密度波中的平均位置的非均匀位移以及卫星峰的相子展宽，以支持与软声学声子相关联的电子不稳定性模型。本文采用（3+1）D超空间群方法对Ni_2Mn_（1.4）In_（0.6）合金进行了高分辨同步辐射X射线粉末衍射（SXRPD）和中子粉末衍射（NPD）研究。其不仅揭示了在低温下在反铁磁相中具有物理上可接受的有序磁矩的马氏体相的调制结构中的均匀原子位移，预马氏体相和卫星峰的相子展宽。我们的高分辨透射电镜研究和基态的第一性原理计算也支持粉末衍射研究预测的均匀原子位移。所有这些观察表明，在马氏体相的Ni2Mn1.4In0.6 MSMA的结构调制可以解释的自适应相模型。本研究强调了使用互补SXRPD和NPD的超空间群分析的重要性，在理解调制的起源以及Heusler型MSMA的磁和调制基态的物理。我们的工作还强调了这样一个事实：不同Ni-Mn基MSMA中调制结构起源的机制可能并不普遍，必须在不同的合金成分中进行彻底的研究。
2018-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Boron Spectral Density and Disorder Broadening in B-doped Diamond
用几种超原胞和相干势近似（CPA）对周期性B掺杂与金刚石中取代硼的无规合金进行了比较。B局域态密度中的主峰与本征金刚石中相应的C峰相比向较低的结合能移动。在超晶胞中，这表现为在约-1 eV的能量区域中从远离带中心的体C带分裂出的强烈B特征带。即使对于4*4*4超晶胞（BC $_{127}$），掺杂剂顺序的影响也是明显的，其形式主要是在超晶胞区边界处的费米能级之下的B特征带。CPA产生的谱带具有连续的C-B混合特征。它们类似于虚拟的晶体带，但扩大了一些反映的无序诱导的寿命，并与角度分辨的光电子能谱带图是一致的。在CPA的价带顶部附近，B特征比C（每个原子）大1.7倍，并且对于超晶胞大致相同。CPA的结果是特别有用的，因为它们表征的波矢量和能量依赖的无序加宽。
2006-01-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Topological insulating phase arising in transition metal dichalcogenide alloy
本文通过从头计算结合缺陷波函数渗流模型，研究了 Pt(HgxSe1-x)2 合金的拓扑转变，发现其拓扑相对 Hg 分布具有鲁棒性，并估计随机合金拓扑转变浓度阈值仅为 9%，为在随机合金中寻找非平凡拓扑相提供了新方向。
2022-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure evolution in dilute carbide Ge$_{1-x}$C$_{x}$ alloys and implications for device applications
本文从理论上分析了高失配稀相四族合金Ge $_{1-x}$ C $_{x}$的电子结构演化。对于有序合金超晶胞，我们证明了C掺入强烈扰动的导带（CB）结构，通过驱动杂化的$A_{1}$对称的线性组合的Ge状态躺在接近CB边缘的能量。这导致在超稀极限下，合金CB边缘主要由Ge基质半导体的L点CB边缘状态的$A_{1}$对称线性组合形成。我们的计算描述了一个“准直接”合金带隙的出现，它保留了一个显着的间接锗L点CB边缘字符的混合物。然后，我们分析了现实的（大的，无序的）Ge $_{1-x}$ C $_{x}$合金超晶胞的电子结构的演变为C成分高达$x = 2$ %。我们发现，短程合金无序引入的分布在低于Ge CB边缘的能量的局部状态，这些状态获得最小的直接（$Γ$）字符。我们的计算表明，强大的内在非均匀能量加宽的CB边缘布洛赫字符，驱动Ge主机矩阵和C-相关的局域态之间的杂交。我们的计算确定的趋势是显着不同的预期的基础上最近提出的解释的CB结构的基础上带反交叉模型。我们的研究结果对设备应用的影响进行了讨论。
2019-11-14 cond-mat.mtrl-sci
THz probing of non-trivial topological states in Co2MnGe Heusler alloy thin films
本研究通过飞秒激光激发Co2MnGe外延薄膜产生THz辐射，利用圆光生伏打效应证实了拓扑非平凡载流子的存在，并发现高温基底生长会抑制拓扑贡献及整体THz产生效率。
2024-06-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Identifying the Dirac point composition in Bi1-xSbx alloys using the temperature dependence of quantum oscillations
热手征反常是外尔半金属中一种新的热输运机制。这是由于能量的产生和湮灭在Weyl点相反的手征。在Bi_（1-x）Sb_x合金体系中观察到了这种效应，当x=11%和15%时，Bi_（1-x）Sb_x合金体系在零场下是拓扑绝缘体，在外场作用下，Bi_（1-x）Sb_x合金体系进入理想的WSM相。由于x的实验不确定度约为1%，任何对更宽x范围内的影响的系统研究都需要精确了解过渡成分xc，在该成分下，这些合金中L点的电子带具有Dirac样色散。在x>xc处，L点带被反转并且变得拓扑非平凡。在沿三角方向的磁场存在下，这些合金变成WSM。本文介绍了如何在温度的顺序的回旋能量的Shubnikov-de Haas振荡F（x，T）的频率的温度依赖性可以用来找到xc和表征的电子费米面的拓扑结构。具有拓扑平凡能带的合金具有dF（x，T）/dT>0，具有狄拉克/外尔费米子的合金显示dF（x，T）/dT<0。
2021-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Impact of alloy disorder on the band structure of compressively strained GaBiAs
铋的掺入使GaAs的禁带宽度大大减小（E $_g$）伴随着自旋轨道分裂能的大幅度增加（$\bigtriangleup_{SO}$），导致预期减少所谓CHSH俄歇复合损失的$\bigtriangleup_{SO} > E_g$的条件，由此复合电子-空穴对的能量和动量被给予被激发进入自旋的第二空穴。轨道带通过与室温光调制反射（PR）测量结果的直接比较，我们从理论上研究了在（100）GaAs衬底上实验生长的GaBi $_x$ As $_{1-x}$样品的电子结构.我们的原子理论计算与PR测量一致，证实了对于$\textit{x} \approx$ 9 $%$，E $_g$等于$\bigtriangleup_{SO}$。然后，我们从理论上探讨的合金无序的函数的带间跃迁能的不均匀加宽。与自旋分裂跃迁相关的加宽来自传统的合金效应，而重空穴跃迁的行为可以很好地描述使用价带-反交叉模型。我们表明，对于含有8.5%和10.4%的Bi的样品，在确定一个明确的光空穴相关的跃迁能从测量的PR数据的困难是由于主机矩阵光空穴状态的显着加宽的结果，在相同的能量范围和合金中的无序存在大量的Bi共振态。我们进一步提供了定量估计的影响的超晶胞尺寸和假设的随机分布的Bi原子上的带间跃迁能量的GaBi $_{x}$作为$_{1-x}$。我们的计算支持在GaBi $_x$作为$_{1-x}$/GaAs接口，与最近的实验结果…
2013-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Large amplitude microwave emission and reduced nonlinear phase noise in Co2Fe(Ge0.5Ga0.5) Heusler alloy based pseudo spin valve nanopillars
研究了以Heusler合金Co2 Fe（Ga0.5Ge0.5）为电极的电流垂直于平面赝自旋阀纳米柱的微波辐射。我们观察到了超过150 nV/Hz ^[0.5]的大发射振幅（部分原因是大的磁阻）和低于10 MHz的窄产生线宽。我们还发现，线宽表现出显着的依赖于所施加的电场的大小和它的角度内的膜平面。当频率与电流的斜率接近零时，观察到线宽的最小值。这与理论预测一致，该预测考虑了非线性相位噪声作为线宽加宽的来源。
2011-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Relationship between grain boundary segregation and grain boundary diffusion in Cu-Ag alloys
虽然已知合金组分可以偏析到晶界（GB），并且GB中的原子迁移率大大超过晶格中的原子迁移率，但是关于GB偏析对GB扩散的影响知之甚少。原子计算机模拟提供了一种手段，通过计算GB扩散系数的合金成分作为其偏析量的函数，获得洞察偏析扩散关系。在这样的模拟中，通过半巨正则蒙特卡罗方法，然后通过分子动力学的所有合金成分的扩散系数的计算，制备了热平衡GB偏析。作为示范，所提出的方法被应用到GB是Cu-Ag系统。GB的扩散系数表现出非平凡的组合物的依赖关系，可以解释为网站阻塞，网站竞争，和发病的GB无序由于预熔效应。
2020-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and optical properties of Si$_{x}$Ge$_{1-x-y}$Sn$_{y}$ alloys lattice-matched to Ge
我们提出了一个结合的实验和理论分析的近带隙的电子和光学性质的演变Si $_{x}$ Ge $_{1-x-y}$ Sn $_{y}$合金晶格匹配的Ge和GaAs衬底。我们进行光反射（PR）和光致发光（PL）的测量Si $_{x}$ Ge $_{1-x-y}$ Sn $_{y}$外延层通过化学气相沉积，Si（Sn）的成分高达$x =$ 9.6%（$y =$ 2.5%）。我们的测量结果表明存在一个间接的基本带隙，PL观察到$\approx$ 200-250毫电子伏的能量低于直接$E_0$过渡PR测量确定。测得的PL是Ge样的，这表明合金导带（CB）的边缘主要来自Ge的L点CB最小值。PR和PL测量的解释支持原子电子结构计算。通过密度泛函理论计算的有效合金能带结构证实了间接的基本带隙的存在，并揭示了所观察到的不均匀加宽的测量光谱的起源是合金诱导的能带杂化发生在能量接近CB边缘。为了分析带隙的演化，采用半经验紧束缚（TB）计算来实现大的超晶胞尺寸的计算。TB的计算表明，合金CB边缘是杂化的性质，在低Si和Sn组成的混合物的Ge L-，$Γ$ -和X-点CB边缘状态，并确认合金CB边缘保留主要的Ge L-点CB边缘字符。我们的实验测量和理论计算证实了Si和Sn组分$x =$ 6.8 - 9.6%和$y =$ 1.6 - 2.2%的直接跃迁能量接近1 eV。
2022-01-19 cond-mat.mtrl-sci
High real-space resolution measurement of the local structure of Ga_1-xIn_xAs using x-ray diffraction
用高能X射线衍射方法获得了Ga_（1-x）In_xAs合金的高实空间分辨率原子对分布函数（PDF）。PDF中的第一个峰被解析为双峰，这是由于存在两个最近邻键长Ga-As和In-As，如先前使用XAFS观察到的。最近的，更高的，邻居对的宽度进行了分析，通过分离的应变加宽的热运动。与最近邻原子相比，远邻原子的应变展宽是最近邻原子的五倍。计算结果与模型计算结果一致。
1999-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Quaternary Heusler Alloy: An Ideal Platform to Realize Triple Point Fermion
在材料的能带结构中，由于存在三重旋转对称性、镜像对称性和时间反演对称性，常常会产生三重简并节点。基于点群对称性分析和第一性原理电子结构，我们预测，在这篇文章中，一系列的四元Heusler合金主机一个理想的平台，为发生TP。我们模拟了这些TP在（111）和（100）表面上的投影导致形成拓扑费米弧，可以通过扫描隧道光谱和角分辨光电子能谱进一步检测到。这些费米弧的出现是由于对称性保护的带简并，这是强大的，不能避免的，由于非平凡的带拓扑。有趣的是，在这类Heusler合金中，TP沿着C $_3$轴远离$Γ$点，这允许克服先前研究的六方和HgTe型化合物的实验困难。
2018-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Effect of disorder on the optical response of NiPt and Ni$_3$Pt alloys
在本文中，我们详细研究了化学无序对Ni $_{1-x}$ Pt $_x$（0.1 $\leq$ x $\leq$ 0.75）和Ni $_{3(1-x)/3}$ Pt $_x$（0.1 $\leq$ x $\leq$ 0.3）光学响应的影响。我们将提出一种形式主义，它将结合Kubo-Greenwood方法与基于DFT的紧束缚线性松饼-锡轨道（TB-LMTO）基础和增强空间递归（ASR）技术，以明确地纳入无序的影响。我们发现化学无序对Ni-Pt系统的光学响应有很大的影响。在有序Ni-Pt合金中，电导率峰尖锐。但是当我们打开化学无序时，UV峰变宽，并且其位置作为组成和无序的函数，随着Pt浓度的降低，具有从NiPt到Ni $_3$ Pt的相变的特征。定量上与Massalski的Ni-Pt相图\cite{massal}一致。有序的NiPt和Ni $_3$ Pt都在4.12 eV处具有光学电导率转变。但无序的NiPt在3.93 eV处有一个光电导跃迁。如果我们降低Pt含量，则导致从NiPt到Ni $_3$ Pt的化学相变，并且使峰位置移动1.67 eV到紫外范围5.6 eV。随着Pt含量的增加，3d（Ni）-5d（Pt）键的增强使紫外吸收峰明显展宽。化学无序使NiPt合金的光学响应提高了近一个数量级。我们的研究还表明了无序Ni $_{1-x}$ Pt $_x$（0.4 $<$ x $<$ 0.…
2017-05-20 cond-mat.mtrl-sci
High pressure induced precipitation in Al7075 alloy
沉淀强化铝基合金的力学行为主要受析出相-基体相互作用的控制。这些合金由于其低成本和高强度重量比而具有广泛的应用范围，从航空航天到汽车和海军工业。由铝基合金制成的结构经受复杂的载荷条件，例如涉及高压的高应变率冲击。本文利用金刚石压砧研究了Al基Al7075合金在高达~53 GPa的准静水压力和非静水压力下的行为。原位X射线衍射（XRD）和压缩前后的透射电子显微镜（TEM）成像用于分析微观结构的变化，并估计高压强度。我们发现使用准静水压力XRD测量的体积模量为75.2 +-1.9 GPa。XRD表明，非静水压力导致的缺陷密度显着增加，峰展宽与压力循环。非静水压力下的XRD图谱显示，具有最高局部压力的区域具有最大的缺陷成核增加，而具有最大局部压力梯度的区域经历织构化并且具有较大的晶粒。TEM分析表明，压力循环导致许多沉淀物的形核和生长。缺陷和析出物密度的显著增加导致Al 7075合金在高压下的强度增加。
2022-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetic properties and electronic structure of Mn-Ni-Ga magnetic shape memory alloys
用全势自旋极化标量相对论Korringa-Kohn-Rostocker（FP-SPRKKR）方法研究了无序、反位缺陷、马氏体相变和成分变化对Mn $_2$ NiGa和Mn $_{1+x}$ Ni $_{2-x}$ Ga磁性记忆合金磁性和电子结构的影响。Mn $_2$ NiGa是亚铁磁性的，并且当考虑Mn $_{\rm Ni}$（Ni位置中的Mn原子）的占据中的无序时，其总自旋矩增加。当计算中包括Mn-Ga反位缺陷[1]时，该力矩进一步增加。从无序结构的交换参数中得到Mn $_2$ NiGa的$T_C$的合理估计。无序影响的电子结构的Mn $_2$ NiGa通过整体加宽的状态密度和减少的交换分裂。反位缺陷的列入稍微扩大少数自旋部分DOS（PDOS），而多数自旋PDOS几乎不受影响。对于Mn $_{1+x}$ Ni $_{2-x}$ Ga，其中1 $\geq$ $x$ $\geq$ 0，随着$x$减小，Mn $_{\rm Mn}$矩增加，而Mn $_{\rm Ni}$矩在奥氏体和马氏体相中均减小。对于$x$ $\geq$ 0.25，马氏体相的总磁矩小于奥氏体相，这表明可能发生逆磁热效应。我们发现Ni 3 $d$ - Mn $_{\rm Ni}$ 3 $d$少数自旋电子态在费米能级附近的重新分布是Mn-Ni-Ga中马氏体相稳定的主要原因。
2014-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Order-disorder duality of high entropy alloys extends non-linear optics
Université de Lorraine（洛林大学）；ITMO University（ITMO大学）；The Rockefeller University（洛克菲勒大学）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Univ. Lorraine（洛林大学）；Université Paris Sud（巴黎第十一大学）；Université Paris Saclay（巴黎萨克雷大学）
高熵合金的有序-无序双重性通过化学无序产生二次光学谐波，突破中心对称晶体的理论限制，并扩展了非线性光发射的频段范围。
2025-12-29 cond-mat.mtrl-sci
Formation and composition-dependent properties of alloys of cubic halide perovskites
用于太阳能应用的单个卤化物钙钛矿的明显缺点，例如带隙的限制范围、ABX 3分解成AX+ BX 2的倾向或2ABX 3氧化成A2BX 6，导致需要考虑单个钙钛矿的合金。这产生了一个非平凡的材料选择问题，跨越连续的三组组合物（一个用于每个子晶格），并需要在每个合金子域相分离或排序的控制。毫不奇怪，到目前为止，材料和结构的选择主要是通过试错探索。我们从半导体合金的固态理论出发，分析了（FA，Cs）（Pb，Sn）I_3合金体系的行为。利用密度泛函计算特别构造的超晶胞（SQS）被用来计算的带隙，分解和合金混合的能量的组成依赖。观察到A位和B位合金的一些趋势。为了理解控制这些趋势的物理原因，我们将合金性能分解为不同的物理术语：（i）与去除八面体变形相关的能量（倾斜、旋转、B位位移），（ii）压缩较大组分和使较小组分膨胀到合金体积的能量，（iii）与将合金单元置于共同晶格上相关的电荷转移能量，最后，（iv）细胞内所有键的结构松弛。这一分析澄清了观测到的爆炸间隙，分解能量和混合能量的趋势的起源。与以前的一些计算不同，我们发现，合金物理学的适当描述要求即使是纯的，非合金化的端点化合物被允许开发本地环境依赖的八面体变形，显着降低总能量和提高其带隙。
2018-12-26 cond-mat.mtrl-sci
Topological phase transition induced by random substitution
用第一性原理计算研究了锌-铋型（Hg $_{1-x}$ Zn $_x$）（Te $_{1-x}$ S $_x$）无序合金体系从拓扑非平凡态到平凡态的转变.用相干势近似处理了随机化学无序。我们发现，虽然相变发生在最强的无序制度（${x\approx 0.5}$），它仍然表现为良好定义的布洛赫态形成一个明确的狄拉克锥在费米能量的散装无序材料。计算的剩余电阻率张量证实了拓扑非平凡状态的HgTe丰富（${x<0.5}$），和平凡状态的ZnS丰富的合金系列（${x>0.5}$）通过展示非对角自旋投影分量的量子化行为，独立于浓度$x$。
2012-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Determination of the crystal structures of In70-Ni30 and In70-Pd30 using perturbed angular correlation
根据基于X射线测量的相图，In 70-Pt 30具有立方Sn 7Ir 3晶体结构（D8 f，cI 40），但是合金In 70-Ni 30和In 70-Pd 30已经被各种报道为具有立方γ-黄铜（D81-3，cI 52）或Sn 7Ir 3结构。在这项研究中，超精细相互作用测量作为一种替代方法来识别相位。扰动角相关（PAC）测量的特征核四极相互作用的111 In/Cd探针原子，并证明了一个共同的，特征性的“签名”的Sn 7Ir 3结构在所有三种合金。Sn 7Ir 3结构具有两个不等价的Sn-位点，原子比为3：4，并且点对称性表明两个位点处的电场梯度应该是轴对称的。所有三种合金的测得的扰动函数表现出两个轴对称的四极相互作用信号，具有预期的3：4的振幅比，如预期的结构。此外，每种合金中两个四极相互作用频率的比率都很大，In（3）位点上的探针原子频率大约是In（4）位点上的五倍。综上所述，这些观察结果证实了所有三相都具有Sn 7Ir 3结构。四极相互作用频率也报告了镓与Pt，Pd和Ni的同构合金。可忽略不计的不均匀加宽，观察到在室温附近的所有六个阶段的测量，表明在化学计量比70：30的组合物优良的原子有序。
2012-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Half-Heusler alloy LiBaBi: A new topological semimetal with five-fold band degeneracy
基于第一性原理研究，我们发现了一种新的半Heusler相的拓扑半金属LiBaBi。这种反转对称破缺材料的显著特征是它仅由简单的$s$ -和$p$ -块元素组成。有趣的是，该材料在没有自旋轨道耦合（SOC）的情况下是普通的绝缘体，而当包括SOC时，成为表面拓扑半金属，显示鼓面态。这与其他的半金属线和半金属面形成鲜明对比，在这些半金属中，一旦包含SOC，扩展的节点结构就会被破坏。重要的是，线性能带交叉在费米能级附近具有三、四、五和六倍的简并性，使得这种化合物对于研究“非常规”费米子非常有吸引力。带交叉点在费米能级处形成围绕带中心的三维节点结构。我们确定负责的鼓面状态的外观的表面状态。该合金还显示出一个相变从拓扑半金属到一个平凡的绝缘体上施加的压力。除了揭示SOC对节点结构的有趣影响外，我们的研究结果还在拓扑半金属家族中引入了一种新的半Heusler合金，从而为实验探索创造了更多途径。
2017-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Effects of inhomogeneous broadening on reflection spectra of Bragg multiple quantum well structures with a defect
考虑了插入缺陷阱的多量子阱结构的反射谱。缺陷的特征在于激子频率不同于宿主阱的激子频率。结果表明，对于相对较短的结构，缺陷产生显着的修改的反射光谱，这可以是有用的光电应用。非均匀展宽的影响，在一个非平凡的方式，这不能用标准的线性色散理论描述的光谱。本文提出了一种从单个连续波反射谱测量缺陷阱均匀和非均匀展宽参数的方法。
2003-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Alloy theory with atomic resolution for Rashba or topological systems
替代无序合金的兴趣最近重新出现，重点是在合金中的拓扑绝缘和Rashba效应的灵敏性能。替代随机合金体现了局部环境的分布，创造了多形态网络。虽然宏观平均（单晶）结构可能具有组成化合物的原始高对称性，但许多可观察到的物理性质对局部对称性敏感，因此是$<P(S_i)>$而不是$P(S_0)$ = $P(<S_i>)$。多形$<P(S_i)>$和单形$P(S_0)$之间的根本差异导致了经常出现分歧的结果，并失去了识别与原子相关的物理所需的原子尺度分辨率。捕捉多态性方面的一种自然方法是超胞模型，然而，它遭受带折叠的困难（“意大利面条带”），使得拓扑和Rashba物理学中所需的E与k色散，以及实验中所见的，实际上无法实现。一个保留多态性质但恢复E与k关系的解决方案是展开超原胞带。这产生合金有效能带结构（EBS），提供由具有相干和非相干特征的E-和k-依赖的光谱权重组成的光谱密度的3D图片，所有这些都是由许多局部环境的多形态分布自然产生的。我们说明了这种EBS方法的碲化镉，碲化铅，硒化铅和PbS-PbTe合金。我们发现了对于例如拓扑相变和Rashba分裂至关重要但在常规单态方法中完全不存在的性质，包括（1）共存的、依赖于波矢和能量的相干带分裂和非相干带展宽，（2）沿不同k空间方向的相干-非相干跃迁，以及（3）具有相干和非相干特征的Rashba样带分裂。
2019-04-26 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Amorphization-induced topological and insulator-metal transitions in bidimensional Bi$_x$Sb$_{1-x}$ alloys
本文研究二维 Bi-Sb 合金的晶体态与非晶态，发现非晶化可诱导平庸到拓扑的转变，并通过纠缠谱、神经网络和输运计算揭示了高度无序下的绝缘体-金属转变。
2024-10-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Continuous alloying between rocksalt and half-Heusler structures drives metal-semiconductor transition in ErNi$_x$Sb
本文研究ErNi$_x$Sb中rock salt与half-Heusler结构间的连续合金化，发现Ni空位引发带隙坍塌与晶格软化，实现了对电子和热输运特性的连续调控，为热电、超导及拓扑材料设计提供新策略。
2024-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Peculiarities of structural changes in Pd and Pd-alloys
已经发现，在溶解氢的影响下Pd和Pd合金中的结构变化的动力学似乎是不平凡的。这些体系的结构变化通常包括共存相浓度和缺陷结构特征的相关变化。这些变化具有阶段性。其基本阶段为：孕育期、快速脱气期、暂时稳定期和稳定期后。Pd-M-H动力学中的结构变化和相变恰好是非单调的（振荡或随机）。这种时间依赖性可以在数万小时内观察到。为了解释所发现的现象，提出了基于非平衡动力学思想和Pd体系中氢与基体缺陷和原子相互作用的特定属性的假设。
2000-04-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Local structure evolution in polycrystalline Zn$_{1-x}$Mg$_x$O ($0\leq{x}\leq{0.15}$) studied by Raman and by synchrotron x-ray pair distribution analysis
用Raman光谱和同步辐射X射线对分布函数（PDF）研究了$_{1-x}$ $_x$-O合金的局域结构。在Zn $_{1-x}$ Mg $_x$ O的固溶体范围（$0\leq{x}\leq{0.15}$）内，纤锌矿骨架保持为Mg均匀分布在整个纤锌矿晶格中。Zn $_{1-x}$ Mg $_x$ O的$E_2^\mathrm{high}$拉曼谱线随Mg取代的晶格演化而发生系统的变化。$E_2^\mathrm{high}$模式的红移和加宽分别由六方晶系$ab$维度的扩展和Zn/Mg的成分无序解释。Zn $_{1-x}$ Mg $_x$ O的同步加速X射线PDF分析表明，Mg原子的纤锌矿参数$u$比Zn原子稍小，四面体键距比Zn原子更规则。对于Zn和Mg，内部四面体几何形状与合金组成无关。
2007-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-ordering-induced quantum phase transition between topological crystalline insulator and Z2 topological insulator
单一材料中的拓扑相变通常是指平凡带绝缘体和拓扑狄拉克相之间的转变，但这种转变也可能发生在不同类别的拓扑狄拉克相之间。然而，在同一材料中实现Z2非平凡拓扑绝缘体（TI）和拓扑晶体绝缘体（TCI）之间的量子跃迁是一个根本的挑战，因为Z2 TI和TCI对能带反转数目的矛盾要求使得它们很难共存于同一材料中。Z2 TI在所有的时间反演不变动量上必须有奇数个带反转，而新发现的TCIs作为受潜在晶体对称性保护的拓扑狄拉克材料的一个独特类别，拥有偶数个带反转。以PbSnTe_2合金为例，说明在适当的合金成分下，原子有序化是调节合金对称性的有效途径，当合金从无序相有序化为稳定的CuPt相时，可以实现TCI相和Z_2 TI相的电转换。我们的研究结果表明，原子有序提供了一个新的平台，在不同的拓扑相位之间切换。
2017-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Robust topological Hall effect driven by tunable noncoplanar magnetic state in Mn-Pt-In inverse tetragonal Heusler alloys
通过有效控制竞争磁相互作用来操纵磁基态，已经导致了许多奇异磁态的发现。在这个方向上，由多个磁性亚晶格和有利于手性Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用）的晶体对称性组成的四重Heusler化合物提供了实现非平凡磁性结构的理想基础。在这里，我们提出了一个大的强大的拓扑霍尔效应（THE）的多亚晶格Mn $_{2-x}$ PtIn Heusler磁体的观察。拓扑霍尔电阻率来源于非零标量自旋手征下实空间Berry曲率的非零性，随着不同亚晶格上磁矩倾斜角的减小，拓扑霍尔电阻率系统地减小.借助第一性原理计算、磁性和中子衍射测量，我们建立了一个可调的非共面磁性结构的存在，该结构是由D $_{2d}$对称结构中的海森堡交换和手征交换引起的。THE相对于非共线性程度的鲁棒性为设计基于THE的自旋电子器件增加了新的自由度。
2020-08-31 cond-mat.mtrl-sci
The study on quantum material WTe2
WTe2及其姊妹合金由于具有大的非饱和磁电阻和拓扑非平凡性质，近年来引起了人们的极大关注。在此，我们简要回顾了这种新的量子材料的电学性质的研究。
2017-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Non-Trivial Topological Phase in the Sn_{1-x}In_xTe Superconductor
而SnTe是一种反向带隙拓扑晶体绝缘体，合金Sn_{1-x} In_xTe的拓扑相，拓扑超导体的候选者，至今还没有明确的研究。计算结果表明，随着In含量的增加，Sn_{1-x} In_xTe的带隙减小，当x>0.1时变为金属.然而，带隙和无隙相在fcc L点的带反转一直保持。此外，计算的拓扑不变量显示了一个非平凡的相位与镜像陈数n_M = -2的In浓度为x=0.03125，x=0.125，和x=0.25。在Sn_{1-x} In_xTe的（001）面上，我们还发现了具有+/- i镜像本征值的拓扑保护态对.这些拓扑态的性质受到In掺杂的影响。随着In含量x的增加，Dirac交叉点远离L点，拓扑态的费米速度显著增加.我们的结果证明了超导体Sn_{1-x} In_xTe的非平凡拓扑相，并提供了详细的拓扑态性质的描述.
2019-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Spin Orbit Coupling in non-centrosymmetric half-Heusler alloys
本文通过第一性原理与低能k·p模型研究CoZrBi和SiLiIn两种half-Heusler合金的自旋轨道耦合效应，揭示不同高对称点处的Dresselhaus、Rashba及Zeeman自旋劈裂和多样自旋织构，并指出其轨道成键作用及在自旋谷电子学中的应用潜力。
2023-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Extremely high excitonic $g$-factors in 2D crystals by alloy-induced admixing of band states
University of Warsaw（华沙大学）；Sapienza University of Rome（罗马第一大学）；University of Central Florida（中佛罗里达大学）；Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses, CNRS-UGA-UPS-INSA-EMFL（强磁场国家实验室）
通过合金诱导能带混合，二维晶体中实现极高的激子g因子，为定制光学电子器件提供新可能。
2025-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Configuration-dependent electronic and optical properties of 2D Mo$_{1-x}$W$_x$S$_2$ alloys across the full composition range
University of Warsaw（华沙大学）
通过密度泛函理论和蒙特卡罗模拟分析Mo$_x$W$_{1-x}$S$_2$合金全组分范围内的原子配置，揭示电子和光学性质对局部原子排列的依赖性，发现谷结构、有效质量各向异性及光学选择规则受配置影响显著。
2026-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropy effects on Rashba and topological insulator spin polarized surface states: a unified phenomenological description
自旋极化的二维电子态以前已经在具有巨大Rashba分裂的金属表面合金和拓扑绝缘体表面上观察到。我们研究了这些系统的表面能带结构，在一个统一的方式，利用最近的结果k.p理论。该模型提出了一种不同的方式来解决Rashba系统中各向异性的影响。各种Rashba化合物的表面能带结构的变化可以通过单个有效参数来捕获，该参数量化了Rashba效应与恒定能量轮廓的六边形翘曲之间的竞争。相同的模型提供了一个统一的唯象描述的表面状态属于材料的拓扑平凡和非平凡的能带结构。
2011-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Topological random alloy
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；IISER Kolkata（加尔各答印度科学教育研究所）
通过拓扑随机二元合金模型，发现掺杂量子反常霍尔绝缘体可形成以掺杂剂为中心的环形手性电流，在平庸宿主中创建拓扑畴并触发拓扑相变，而相反手性掺杂则稳定金属相。
2026-07-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretical study of the impact of carrier density screening on Urbach tail energies and optical polarization in (Al,Ga)N quantum well systems
本研究利用原子尺度多能带模型探讨(Al,Ga)N量子阱在UV-C波段的光偏振特性，发现载流子密度与阱宽通过影响Urbach尾能和内建场调控光偏振，加宽阱宽可提升深紫外发光器的光提取效率。
2025-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Band Topology and Dichroic Signature of Bismuth
铋是发现和发展拓扑绝缘体材料的关键元素。以往的理论研究表明，Bi是拓扑平凡的，它可以通过合金化Sb转变为拓扑相。然而，最近的高分辨率角分辨光电子能谱（ARPES）测量强烈建议在纯Bi的拓扑能带结构。为了解决这个问题，我们用ARPES和第一性原理计算研究了Bi和Sb薄膜的能带结构。通过调整紧束缚参数，我们表明，Bi量子薄膜在拓扑平凡和非平凡的阶段不同的表面微扰响应。因此，我们建立了一个实验路线，通过光谱方法检测带拓扑结构的Bi。此外，我们的圆二向色性光电发射照亮了Bi（111）表面丰富的表面态和复杂的自旋织构。
2017-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Tunable chiral anomaly in electron magnetotransport in the Weyl semimetallic Pb$_{1-x}$Sn$_x$Te:Cr alloy
Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院低温结构研究所）；ENSEMBLE3 Centre of Excellence for Nanophotonics, Advanced Materials and Novel Crystal Growth-Based Technologies（ENSEMBLE3纳米光子学、先进材料及新型晶体生长技术卓越中心）
本研究制备重掺Cr的Pb$_{1-x}$Sn$_x$Te晶体，在0.25<x<0.45时观测到三维Weyl半金属相，验证了化学无序与Cr掺杂对费米能级的调控作用及Berry曲率与电学性质的关联。
2026-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Phase-field model of alloy solidification far from chemical equilibrium at the solid-liquid interface
本研究进一步发展快速合金凝固相场模型，测试变分公式稳健性并扩展至浓合金，通过二维和三维模拟验证了增强溶质扩散率框架的有效性及绝对稳定性理论的预测能力。
2025-08-07 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS physics.comp-ph
Band structure and topological phases of Pb$_{1-x-y}$Sn$_x$Mn$_y$Te by ab initio calculations
Pb $_{1-x}$ Sn $_x$ Te IV-VI半导体的组成或其晶格参数的变化可以驱动从拓扑平凡到拓扑晶体绝缘体（TCI）的转变，穿过合金处于Weyl半金属相的区域。磁性Mn离子的掺入引起电子结构的强烈扰动，其作用于轨道和自旋变量。我们的第一性原理计算表明，Mn的存在下移动TCI和Weyl区域向更高的Sn含量在Pb $_{1-x}$ Sn $_x$ Te。当Mn的自旋极化是有限的，自旋扰动，像轨道部分，诱导带能量的变化可比的带隙，这加宽了外尔面积。该效应开启了通过磁场或通过自发Mn磁化驱动系统的各种拓扑相之间的转变的可能性。我们还提出了一种新的方法来计算系统的拓扑指数与有限的自旋极化定义的基础上的概念的陈数。这些有效的拓扑特征使得能够识别Pb $_{1-x-y}$ Sn $_x$ Mn $_y$ Te合金的三个不同的拓扑相。
2020-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Tune of Magnetism and Electronic Structures of Alkali Metal Carbides with Rocksalt Structure
采用全势电子程序求解Kohn-Sham方程，计算了岩盐结构碳化物的电子结构。通过构造基于极大局域化Wannier函数的紧束缚哈密顿量，分析了成键特性。发现这些化合物中的阳离子作为电子提供者，并且框架由碳原子形成。费米能级附近的电子态主要来自C的p轨道。压力和掺杂是调节这些化合物的磁性和电子性质的两种有效方法。事实证明，通过施加高达数十吉帕斯卡的流体静压，可以获得无自旋带隙的半导体。较高的压力诱导的绝缘体金属转变，因为带加宽。IA族化合物（Na，K，Rb，Cs）在室温下为磁性半导体。与IIA元素合金化根据$3-x$定律降低磁矩，其中$x$是IIA元素与IA元素的相对原子比。化合物在压力和掺杂作用下的行为可以用刚性带模型来理解。
2012-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Theory of Valley Splitting in Si/SiGe Spin-Qubits: Interplay of Strain, Resonances and Random Alloy Disorder
Weierstrass Institute for Applied Analysis and Stochastics（魏茨泽克应用分析与随机研究所）
针对应变Si/SiGe量子阱中导带谷态简并导致的量子信息泄漏问题，本研究结合经验非局域赝势模型开发综合包络函数理论，分析合金无序、应变与谷态共振的相互作用，为优化外延剖面（如wiggle阱）增强谷分裂提供高效工具。
2025-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Non-trivial spin-texture of the coaxial Dirac cones on the surface of topological crystalline insulator SnTe
本文采用第一性原理计算研究了拓扑晶体绝缘体SnTe的非平凡表面态及其自旋织构。[001]表面上的表面态色散呈现出四个Dirac-cone，中心位于镜面和表平面的相交处。我们提出了一个简单的模型，两个相互作用的同轴狄拉克锥来描述的表面态色散和相关的自旋纹理。虽然由于晶体和时间反转对称性，面外自旋极化为零，但由于两个同轴狄拉克锥的相互作用，面内自旋织构显示出螺旋性和一些扭曲，表明非平凡的镜像陈氏数为-2，不同于$Z_{2}$拓扑绝缘体（如Bi/Sb合金或Bi $_2$ Se $_3$）中的值-1。表面态色散和它的自旋织构将提供一种实验上可获得的方法来确定非平凡的镜像陈氏数。
2013-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Adiabatic transformation as a search tool for new topological insulators: distorted ternary Li$_2$AgSb-class semiconductors and related compounds
我们表明，基于第一性原理的绝热延拓方法是一个非常强大和有效的工具，用于构建拓扑相图和定位非平凡的拓扑绝缘体材料。使用这种技术，我们预测，三元金属间化合物系列锂$_2M'X$，其中$M'$ =铜，银，金，或镉，和$X$ =锑，铋，或锡，主机的数量拓扑绝缘体具有显着的功能变体和可调谐性。我们还预测，一些III-V族半金属化合物是拓扑非平凡的。我们构建了一个拓扑相图中的原子的原子序数的参数空间中的Li $_2M'X$化合物，这将大量的拓扑材料中提出的这项工作，以及在一个单一的统一的拓扑框架内的早期研究。我们的研究结果表明绝热延拓的有效性作为一个有用的工具，探索拓扑非平凡的合金系统，并确定新的拓扑绝缘体，即使在底层的晶格不具有反转对称性，和基于宇称分析的方法是不可行的。
2013-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Impact of static disorder on quasiparticle spectra: Debye-Waller, mean free path and potential fluctuation effects
Paul Scherrer Institut（保罗谢勒研究所）；Eidgenossische Technische Hochschule Zürich（苏黎世联邦理工学院）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）
本研究通过实验和理论分析，探讨了静态无序对准粒子谱的影响，揭示了热无序和静态无序对ARPES信号的抑制机制及谱展宽效应。
2025-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Topological transition in Pb1-xSnxSe using Meta-GGA
采用虚晶近似计算了Pb_（1-x）Sn_xSe合金的镜陈数（MCN）和带隙随浓度x的变化。在广义梯度近似（GGA）和亚GGA近似下，我们使用相对论密度泛函理论计算的电子结构。使用修改后的Becke-Johnson Meta- GGA功能，我们的结果是可比较的MCN以及带隙的实验数据。我们建议用修正的Becke-Johnson近似（参数c=1.10）来描述这类化合物从平凡相到拓扑相的转变。
2023-02-13 cond-mat.mtrl-sci
A multi-scale probabilistic methodology to predict high-cycle fatigue lifetime for alloys with process-induced pores
本文提出一种多尺度概率方法，结合逐单元应变-寿命模型与有限元统计建模，预测含未知分布孔隙合金结构的高周疲劳寿命，所需标定数据更少且能反映统计尺寸效应。
2024-09-26 cond-mat.mtrl-sci cs.CE
Preferential site ordering alters the magnetic structure of Sm$_3$Ru$_4$Sn$_{13-x}$Ge$_x$ ($x = 0$-2)
School of Molecular Sciences, Arizona State University（亚利桑那州立大学分子科学学院）；Department of Physics, Arizona State University（亚利桑那州立大学物理系）
本工作通过优先占位合金化 Ge 调控 Sm$_3$Ru$_4$Sn$_{13-x}$Ge$_x$ 的磁结构，发现 Ge 优先占据特定 Wyckoff 位点并降低反铁磁转变温度、引起磁阻挫，为金属间化合物量子相设计提供新原则。
2025-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Nernst-Ettingshausen effect at the trivial-nontrivial band ordering in topological crystalline insulator Pb1-xSnxSe
从实验和理论上研究了Pb $_{1-x}$ Sn $_x$ Se合金在能隙消失区$E_g$附近的横向N-E效应和电子迁移率随温度和化学成分的变化。这项研究的动机是最近的发现，通过降低温度，可以改变能带排序从平凡到非平凡的拓扑晶体绝缘体状态出现在表面。我们的工作提出了几个新的方面。实验和理论分析表明，当混晶的能隙$E_g$为零时，体N-E效应达到最大值。这一结果与文献中提出的当能隙消失时N-E效应改变符号的说法相矛盾。我们成功地描述了$dc$输运效应的极端带的非抛物性的情况下，据我们所知，从来没有尝试过。在电子\textbf{k}矢量中，二维能带（拓扑表面态）和三维能带都是线性的。分析了Pb $_{1-x}$ Sn $_x$ Se中的各种散射模式及其对输运现象的贡献。由于能隙通过零，一些运输积分有一个奇异的（非物理）行为，我们演示了如何处理这个问题，通过引入阻尼。
2015-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
