Humidity effects on tip-induced polarization switching in lithium niobate
随着新一代非线性光学和数据存储器件的发展，铁电材料的研究受到了越来越多的关注。扫描探针显微镜（SPM）可用于研究具有纳米级空间分辨率的畴结构和通过局部施加电场写入隔离的纳米畴。在环境中的尖端感应开关仍然需要实验研究和理论探索。本文研究了扫描探针显微镜（SPM）工作室中相对湿度对针尖诱导极化反转过程的影响。这是由于在潮湿的大气中，针尖与样品表面之间存在水弯月面。所得结果对进一步研究铁电材料及其应用具有重要意义。
2014-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and vibrational spectroscopy of miscible MgO-ZnO ternary alloys
MgO-ZnO合金系统的有序结构是一种具有广泛应用前景的可调谐光学材料。然而，MgO-ZnO的等价和同构合金组合物通常在环境条件下不稳定。利用最先进的\textit{ab initio}演化模拟，我们预测和研究MgO-ZnO稳定相的性质。我们通过声子谱和拉曼光谱建立了预测的晶体结构的动力学稳定性。对两种最稳定结构的详细分析揭示了高度可调的性质，可以用于光子和光学应用。
2020-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen storage in pillared Li-dispersed boron carbide nanotubes
从头算密度泛函理论研究表明，柱撑碳化硼纳米管的储氢质量密度大于6.0wt%，体积密度大于45 g/L.碳纳米管中的硼取代极大地提高了Li原子与纳米管的结合能，并且该结合能（~ 2.7 eV）大于锂金属的结合能（~1.7 eV），防止了锂在高锂掺杂浓度下的聚集（或偏析）。氢气在锂分散的碳化硼纳米管上的吸附能在10 ~24 kJ/mol之间，适合于在室温和常压下进行可逆的氢气吸附/脱附。
2007-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Harnessing Structural and Dynamic Heterogeneity to Direct Ion Transport in Plastic Crystal-Polymer Composite Solid-Ion Conductors
包含非离子塑料晶体和锂盐的固体离子导体（SIC）通常需要与聚合物复合以使它们可加工以用于固态锂金属电池。在这里，我们表明，聚合物掺杂的塑料晶体SICs形成一个以前未被识别的塑料晶体聚合物高熵界面，其中离子选择性分区，并表现出较高的分数矩阵分离的离子对比在散装。锂离子在这个界面的扩散率是一个数量级高于在其他微环境中，由于在聚合物附近的塑料晶体的摩尔体积的增加，这增加了离子传导所需的塑料晶体中的键旋转的频率。令人惊讶的是，聚合物不直接参与离子转运。这些见解使我们能够从特定的聚合物，塑料晶体和卤化锂盐中制备SICs，同时在环境温度和低于环境温度的温度下提供快速的离子传导和锂阳极的可持续钝化。
2020-09-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Mechanical, elastic and thermodynamic properties of crystalline lithium silicides
采用密度泛函理论和基于修正嵌入原子的力场方法对锂硅化物（LixSiy）的晶体热力学稳定相进行了研究，并与实验结果进行了比较.基于分子动力学的MEAM方法为大晶胞晶体结构的热力学性质计算提供了一个快速、准确的计算框架。除了包括Li、Li 12 Si 7、Li 7Si 3、Li 13 Si 4、Li 15 Si 4、Li 21 Si 5、Li 17 Si 4、Li 22 Si 5和Si的声子态密度、振动自由能和等容/等压比热容的热力学性质之外，还评价了如体积模量和弹性常数的机械性质。对于一个选定的相（Li_（13）Si_4），我们研究了温度依赖的声子态密度的影响及其对等压热容的影响。
2016-10-27 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Role of vibrational entropy in the stabilization of the high-temperature phases of iron
研究了常压下纯铁（α-Fe，γ-Fe和δ-Fe）bcc和fcc相在各自相变温度附近的声子色散。在开放的bcc结构中，沿T1 [π π 0]和T1 [π π 2 π]的横声子具有特别低的能量。这些声子的本征矢量对应于向fcc γ相转变所需的位移。特别是这些声子，而且所有其他声子随着温度的升高而显著软化。比较fcc和两个bcc相的热力学性质，结果表明，高温bcc相主要是由振动熵稳定，而对于fcc相的稳定，电子熵提供了同等的贡献。
2014-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Data-Driven Prediction of Complex Crystal Structures of Dense Lithium
本研究结合机器学习与先进晶体结构搜索，预测了四种含多达192个原子的复杂锂晶相，为致密锂未识别晶相提供了可行解释，展示了该方法发现复杂结构的预测能力。
2023-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Raman Signatures of Lithium Ion Dynamics in LLZO Garnet Electrolytes: Atomistic Insights from MD-Raman Calculations
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Fritz-Haber-Institut of the Max-Planck-Society（马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所）
本研究结合MD-拉曼方法计算LLZO不同相及Ta掺杂变体的拉曼光谱，揭示其拉曼特征与锂离子动力学的原子级关联，为拉曼光谱用于探测锂石榴石电解质的锂离子动力学提供了微观依据。
2026-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Predicted Complex Lithium Phases at Terapascal Pressures
本文利用AIRSS和DFT方法研究了元素锂在多太帕压力下的相图，发现多个复杂新相，并揭示了其在16 TPa以上由电子化物向正常金属行为的转变。
2024-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Emergence of topological electronic phases in elemental lithium under pressure
锂在环境条件下是一种典型的简单金属，在压力下具有令人惊讶的丰富相图，具有几种对称性降低的结构，配位数低，甚至具有半导体特性，密度增加。使用第一性原理计算，我们证明了一些预测的高压相的元素锂也主机拓扑电子结构。从80 GPa和重合的过渡到Pbca阶段，我们发现李是一个狄拉克节线半金属。我们进一步计算，Li保留线性色散能带在随后的预测较高的压力阶段，它表现出两个Cmca阶段之间的Lifshitz转变在220 GPa。Fd-3 m相在500 GPa下形成弯曲的蜂窝层，其产生低于费米能1 eV的狄拉克交叉。在费米能级附近的这些阶段的良好隔离的拓扑节点的结果，从增加p-轨道的字符与密度在费米能级，本身是一个后果的上升1 s核心波函数重叠，并在晶体结构中的非对称对称性的偏好在这些压力的青睐。我们的研究结果提供的证据表明，在压力下，散装3D材料轻元素，甚至纯元素系统，可以进行拓扑相变托管非平凡的拓扑性质附近的费米能级与可测量的后果;而且，通过压力，我们可以访问这些新的阶段在元素锂。
2019-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Decoding lithium's subtle phase stability with a machine learning force field
本研究开发基于图神经网络的机器学习力场，结合自洽声子计算解析锂的多晶型相稳定性，揭示非谐效应的关键作用，为锂的大规模原子模拟提供有效计算方法。
2025-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of new crystal structure phases in metal borides: a lithium monoboride analog to MgB2
现代化合物预测方法可以有效地筛选大量的晶体结构相，指导新材料的实验研究。合金理论中最具挑战性的问题之一是用从未见过的原型来识别稳定相;这种预测并不总是遵循合理的策略。在对金属间化合物进行从头算数据挖掘时，我们有了一个意想不到的发现：即使在金属硼化物这样一个研究得很好的系统中，也存在以前未知的层状相，其能量与现有的相相当。与从头计算，我们表明，新的金属三明治（MS）一硼化锂相在环境条件下是勉强稳定的，但在中等压力下成为有利的已知的化学计量的化合物。MS一硼化锂显示出与二硼化镁类似的电子特性，有望成为一种良好的超导体。
2006-03-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Size-dependent Failure Behavior of Lithium-Iron Phosphate Battery under Mechanical Abuse
本文通过准静态压缩和针刺测试研究了四种尺寸磷酸铁锂电池的机械滥用失效行为，发现失效载荷与温升具有尺寸依赖性，为电池热管理与安全设计提供依据。
2023-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Structural, Vibrational, Elastic and Topological Properties of PaN Under Pressure
电子，结构，振动和弹性性能的PAN已在环境和高压下进行了研究，使用第一原理方法与几个常用的参数化的交换相关能。广义梯度近似（GGA）令人满意地再现了基态性质。在压力下，发现PaN经历了一个结构转变，从NaCl的R-3 m结构附近的58 GPa。（1，0，0）和（1，1，0）方向的声学声子支的高压行为以及C44弹性常数的异常，表明结构发生了转变。在GGA交换关联下，电荷密度的拓扑转变发生在结构转变附近，这可以被视为量子相变，其中序参量服从平均场标度律。然而，当调用其他交换相关泛函（局域密度近似（LDA）和混合泛函）时，拓扑转变是不存在的。因此，这构成了一个例子，GGA和LDA导致定性不同的预测，它是非常感兴趣的实验研究是否发生这种拓扑转变。
2013-08-14 cond-mat.mtrl-sci
New Insights into Refractive Indices and Birefringence of Undoped and MgO-Doped Lithium Niobate Crystals at High Temperatures
本文利用光谱椭偏仪在450-1700 nm及室温至1000 °C条件下高精度测量未掺杂和MgO掺杂铌酸锂晶体的折射率与双折射，并结合拉曼光谱分析晶格动力学，揭示各向异性到各向同性的转变温度及MgO掺杂对光学损伤阈值的影响，为光子学应用奠定基础。
2025-04-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Neural Canonical Transformations for Quantum Anharmonic Solids of Lithium
本研究采用神经正则变换方法，基于概率生成模型从头算变分，研究锂固体中的量子非谐效应，发现其降低bcc-fcc转变温度，并揭示oC88结构由势能面而非核量子效应稳定。
2025-05-27 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Phase Behavior and Ion Transport in Lithium-Niobium-Tantalum Oxide Alloys
本文通过第一性原理声子计算、团簇展开和蒙特卡洛模拟构建了 Li₃NbₓTa₁₋ₓO₄ 的温度-成分相图，揭示振动熵对相稳定性和 Nb/Ta 混溶的关键作用，并证明 Nb/Ta 混合可有效调控锂离子电导率，为其储能应用提供理论依据。
2025-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Phonon-lithium ion interactions: A case study of LiM(SeO3)2
本研究以LiM(SeO3)2为案例，探讨了声子与锂离子扩散的相互作用，发现边键合氧阴离子的声子模式及非简谐性对降低扩散活化能贡献更大，为全固态电池超离子导体设计提供了新思路。
2024-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Phase field simulation of dendrite growth in solid-state lithium batteries based on mechanical-thermo-electrochemical coupling
本研究针对固态锂电池锂枝晶生长难题，构建耦合力学-热-电化学场的相场模型开展模拟，发现高温、高压及二者共同作用可抑制枝晶生长，为提升电池性能与安全性提供理论参考。
2025-09-02 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Crystal Structure of Silver Pentazolates AgN5 and AgN6
五唑银是一种高能量密度的含环N5-阴离子的化合物。然而，由于对辐射的高灵敏度，其晶体结构尚未确定。在这项工作中，银氮晶体化合物在环境条件和高压，高达100 GPa，预测和其特征在于执行第一性原理进化晶体结构搜索与可变化学计量。结果表明，在42 ~ 80 GPa压力范围内，新发现的AgN 5和AgN 6是唯一的银氮化合物。与AgN 5相反，五唑基AgN 6化合物除了环-N5-之外还含有N2双原子分子。这些AgN 5和AgN 6晶体在环境条件下是亚稳态的，正形成能量分别为54.95 kJ/mol和46.24 kJ/mol。环-N5-银五唑配合物稳定性的根本原因是通过从银原子到氮环的电荷转移实现的增强的芳香性。为了帮助这些材料的实验鉴定，计算的拉曼光谱报告在环境压力下：N5-AgN 5的振动模式的频率是在实验中测得的那些很好的协议。
2021-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio study of proton-exchanged LiNbO3(I): Structural, thermodynamic, dielectric, and optical properties
利用第一性原理计算，我们研究了质子交换的光波导材料锂的基态结构。热力学有助于建立最有利的非极性表面，以及在不同的环境条件下的缺水和富水相，我们分别称为“脱水”和“再水化”相。计算了不同相态的氢化物的低频介电响应和光学折射率。介电常数相比于锂钛酸盐大大增强。在较短的波长下，折射率在每个相位之间变化，并且与锂的折射率形成鲜明对比。我们的研究表征了这种化合物的结构和热不稳定性，并揭示了其优异的介电和光学性能，这在未来的波导应用中可能是重要的。
2022-11-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
High Pressure Study of Lithium Azide from Density-Functional Calculations
本文采用交换和关联泛函的广义梯度近似下的平面波赝势，研究了高压下LiN $_3$的结构、电子、光学和振动性质。晶格参数的计算值与实验值符合得很好。计算的体积弹性模量值为23.23 GPa，与实验值20.5 GPa吻合较好。我们的计算很好地再现了结构参数的高压行为的趋势。结果表明，LiN $_3$晶体的可压缩性是各向异性的，晶体学b轴比a轴和c轴更易压缩，这也与实验结果一致.计算的弹性常数清楚地表明LiN $_3$是一个机械稳定的系统，并且计算的弹性常数遵循C $_{33}$ $>$ C $_{11}$ $>$ C $_{22}$的顺序，这意味着LiN $_3$晶格沿c轴较硬，沿b轴相对较弱。在压力作用下，电子带隙值减小，表明系统在高压下有半导体化的趋势。在常压和高压下计算了晶体沿三个晶向的折射率、吸收光谱和光电导等光学性质。计算的折射率表明，该系统是光学各向异性和各向异性增加的压力。在吸收和光电导谱中观察到的峰被发现向更高的能量区域移动，作为压力的增加，这意味着在LiN $_3$分解是有利的压力下与光的作用。
2013-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Phase stability and lattice dynamics of ammonium azide under hydrostatic compression
采用色散校正的密度泛函理论计算研究了流体静压和温度对氢氮固体相稳定性的影响。从总能量计算中发现，叠氮铵（AA）是N $_4$ H $_4$化合物的热力学基态，优先于反式四氮烯（TTZ）、氢氮固体-1（HNS-1）和HNS-2相。我们对平衡相（AA）的结构和晶格动力学进行了详细的研究。在0-650 K的研究温度范围内，AA在约$\sim$ 39-43 GPa下经历向TTZ的相变，然后TTZ在约80-90 GPa下经历向HNS-1的相变。$a$和$c$晶格常数的加速和减速压缩表明AA的环境相转变为四元相，然后在进一步压缩时转变为具有较小各向异性的低对称结构。我们注意到，II型叠氮化物与$c$轴的夹角迅速减小，在12 GPa时达到最小值，此后增加到50 GPa。软化的剪切弹性模量是暗示的机械不稳定性的AA在高压下。此外，我们还进行了密度泛函微扰理论计算，以获得在环境以及在高压下的AA的振动光谱。此外，我们已经作出了一个完整的指定的所有振动模式是在良好的协议与实验观察在环境压力下。计算的压力依赖的红外光谱表明，在4GPa以下和4GPa以上，N-H伸缩振动频率分别发生红移和蓝移，这与氢键的加强和减弱有关。
2015-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Vibrational Origin of the Barocaloric Effect in the Spin-Crossover Complex Fe(pap-5NO2)2: A Combined DFT and Mean-Field Study
Universidade do Estado do Rio de Janeiro（里约热内卢州立大学）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学）
本研究结合DFT与平均场理论，明确自旋交叉配合物Fe(pap-5NO2)2的barocaloric效应主要源于金属-配体振动贡献，定量重现实验结果并确定其熵变机制。
2026-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Machine-Learned Force Fields for Lattice Dynamics at Coupled-Cluster Level Accuracy
Institute of Theoretical Physics, Technical University of Vienna（维也纳技术大学理论物理研究所）；Faculty of Physics and Center for Computational Materials Science, University of Vienna（维也纳大学物理系和计算材料科学中心）
本文研究了基于近似密度泛函理论和耦合簇水平势能面训练的机器学习力场，通过计算声子色散关系和振动密度态与实验和参考ab initio结果进行比较，验证了其在碳金刚石和锂氢固体中的准确性和精度，并探讨了通过耦合簇与密度泛函结果差异的delta学习方法和带电意识的机器学习力场方法。
2026-05-20 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.comp-ph
High pressure structural, elastic and vibrational properties of green energetic oxidizer ammonium dinitramide
二硝酰胺铵（ADN）是未来火箭推进剂配方中最有前途的绿色含能氧化剂之一。在目前的工作中，我们报告了一个详细的理论研究的新兴氧化剂的结构，弹性和振动特性的静压下使用各种色散校正方法来捕获弱分子间（范德华力和氢键）的相互作用。计算得到的基态晶格参数、轴向压缩系数和物态方程与实验结果符合较好。分子间相互作用的强度已使用计算的压缩性曲线和弹性模量相关。除此之外，我们还观察到结构参数和弹性常数作为压力的函数的不连续性。分子间相互作用的图像表示和量化由3D Hirshfeld表面和2D指纹图谱描述。此外，在环境压力下计算的红外（IR）光谱显示，ADN被发现有更大的吸湿性比高氯酸铵（AP）由于存在强氢键。与压力相关的红外光谱显示，蓝移和红移的弯曲和拉伸频率，导致削弱和加强的氢键低于和高于5 GPa，分别。在计算的结构，机械，和红外光谱的突变表明，ADN可能会经历一个一级结构转变为高压相约5-6 GPa。从预测的爆轰性能，ADN被发现有高和低的性能特点相比，铵基高能氧化剂和众所周知的二次炸药，分别。
2016-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Computational Investigation of Copper Phosphides as Conversion Anodes for Lithium-Ion Batteries
使用第一性原理结构搜索与密度泛函理论（DFT），我们确定了一个新的$Fm\bar{3}m$相的铜$_2$ P和两个低的亚稳结构，一个$I\bar{4}3d$-铜$_3$ P相，和$Cm$-铜$_3$ P $_{11}$相。新的$Cm$-Cu $_3$ P $_{11}$相的计算的对分布函数显示其与实验鉴定的$Cm$-Cu $_2$ P $_7$相的结构相似性。所有Cu-P相在有限温度下的相对稳定性是通过使用0 K下声子模的振动效应计算吉布斯自由能来确定的。由此产生有限温度凸壳，在该凸壳上，$Fm\bar{3}m$-Cu $_2$ P动态稳定，并且Cu $_{3-x}$ P（$x < 1$）缺陷相$Cmc2_1$-Cu $_8$ P $_3$在0 K至600 K的温度范围内保持亚稳定（在凸壳的20 meV/原子内）。CuP $_2$和Cu $_3$ P都表现出高于用于锂离子电池的当代石墨阳极的理论重量容量;预测的Cu $_2$ P相作为锂离子电池电极具有508 mAh/g的理论重量容量，大于Cu $_3$ P（363 mAh/g）和石墨（372 mAh/g）。还预测Cu $_2$ P是非磁性和金属性的，这将促进阳极中的有效电子转移。Cu $_2$ P作为金属高容量材料的良好性能表明其可用作锂离子电池的未来转化阳极;在完全循环期间体积膨胀为99%，Cu $_2$ P阳极可比体积膨胀大于…
2020-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Observing Nucleation and Crystallization of Rocksalt LiF from Molten State through Molecular Dynamics Simulations with Refined Machine-Learned Force Field
针对建模与实验中LiF物相的矛盾，本研究通过改进MLFF的MD模拟证明约800 K以下熔融相可结晶为岩盐型LiF，揭示色散相互作用和维里应力对MLFF准确模拟LiF成核结晶的关键作用。
2025-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Nesting Induced Peierls-type Instability for Compressed Li-CI16
碱在环境条件下被认为是简单金属。然而，最近报道的理论和实验结果表明，在压力下锂的复杂结构和增强的超导转变温度之间存在意想不到的和有趣的相关性。本文分析了体心立方锂中压力引起的费米面形变及其与cI_（16）结构的关系。根据我们的计算，费米面随着压力变得越来越各向异性，并沿着bcc [121]方向发展出扩展的嵌套。这种嵌套诱导的声子不稳定性的两个横模在N，所以Peierls型机制提出来解释的稳定性的Li-cI 16。
2006-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Structural, vibrational, and transport properties of compound forming liquid Li-Bi alloys
本研究针对液态Li-Bi合金，通过修改模型势形式并结合t-matrix公式，克服了传统理论局限，准确重现了电阻率等温线趋势并解释了其非金属行为。
2025-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Mn-Intercalated MoSe$_2$ under pressure: electronic structure and vibrational characterization of a dilute magnetic semiconductor
插层为改变二维层状材料的物理性质提供了一种很有前途的方法。在这里，我们调查的电子和振动性质的二维层状MoSe $_2$插入原子锰在环境和高压高达7 GPa的拉曼散射和电子结构计算。光学声子的行为进行了实验研究与金刚石压砧细胞和计算通过密度泛函理论计算。实验和理论表明，光学声子的行为非常一致。先前拉曼非活性A $_{2u}$模式被激活，并增强嵌入和压力，和一个新的拉曼模式出现在减压，表明一个可能的局部结构转变的开始，涉及键合或捕获的嵌入剂在2D层状材料。密度泛函理论计算表明，在低Mn浓度和低压下，Mn $_x$ MoSe $_2$的费米能级向导带移动，自旋极化增加.我们的研究结果表明，嵌入和加压的范德瓦尔斯材料可以允许一个获得稀磁半导体与可控性能，提供了一个可行的路线，为自旋电子应用的新材料的发展。
2020-09-01 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Effects of high-pressure on the structural, vibrational, and electronic properties of monazite-type PbCrO4
我们已经进行了实验研究的晶体结构，晶格动力学和光学性质的PbCrO 4（矿物crocoite）在环境和高压。特别是，晶体结构，拉曼活性声子，和电子带隙已被准确地确定。X射线衍射，拉曼，和光学吸收实验也使我们能够完全表征两个压力引起的结构相变。第一个转变是同构的，保持晶体的单斜对称性，并在物理性质中具有重要的后果;其中，引起带隙崩塌。第二个涉及晶体的对称性的增加，体积塌陷，并可能金属化的PbCrO 4。结果进行了讨论，在与相关化合物和解释的电子结构中的压力的影响进行比较。最后，还得到了低压相的室温状态方程。
2011-11-16 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.geo-ph
Raman and Far Infrared Synchrotron Nanospectroscopy of Layered Crystalline Talc: Vibrational Properties, Interlayer Coupling and Symmetry Crossover
滑石粉是一种绝缘层状材料，在环境条件下稳定，具有高质量的基底解理，这是其在范德华异质结构中使用的主要优势。在这里，我们使用近场同步辐射红外纳米光谱，拉曼光谱，和第一性原理计算调查的结构和振动特性的滑石晶体，从单层到散装，在300-750 cm-1和<60 cm-1的光谱窗口。我们观察到从单层到双层滑石样品的对称交叉，归因于相邻层的堆叠。滑石的面内晶格参数和层内模式的频率显示弱依赖性与层数，与弱层间相互作用一致。另一方面，滑石的低频（<60 cm-1）刚性层（层间）模式适合于识别滑石样品中的层数，除了揭示在层间力常数和相关的单晶弹性刚度中的强的面内和面外各向异性。滑石的剪切和呼吸力常数分别比石墨低66%和28%，使滑石成为一种易于剥离的优良润滑剂。我们的研究结果拓宽了对滑石在纳米尺度下的结构和振动性质的理解，并为未来的纳米异质结构应用提供了指导。
2023-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Anion Effect on Li+ Ion Coordination Structure in Ethylene Carbonate Solutions
可再充电锂离子电池是用于多种应用的有吸引力的替代电源。为了优化它们的性能，对电解质中离子的溶剂化性质的完整描述是至关重要的。然而，在纳米尺度上对非水碳酸盐电解质中锂离子的溶剂化结构的全面理解仍然不清楚。我们已经测量了飞秒振动光谱的取向相关时间的CO伸缩模式的Li+-绑定和Li+-未绑定的碳酸亚乙酯分子，在LiBF 4，LiPF 6，和LiClO 4碳酸亚乙酯溶液具有不同的浓度。令人惊讶的是，我们已经发现，碳酸亚乙酯在Li+的第一溶剂化壳层中的配位数仅为2，在浓度高于0.5 M的所有溶液中。密度泛函理论计算表明，在第一配位壳层中的阴离子的存在下修改了普遍接受的四面体结构的配合物，只允许两个EC分子直接配位到Li+。我们的研究结果表明，第一次，据我们所知，负离子的影响的整体结构的第一溶剂化壳的Li+离子。这种阳离子/溶剂/阴离子复合物的形成为锂/碳酸盐电解质溶液在高浓度下的离子电导率下降提供了合理的解释。
2016-08-29 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Comment on "Structure Prediction of Li-Sn and Li-Sb Intermetallics for Lithium-Ion Batteries Anodes''
在最近发表的一篇文章Mayo et al. [Chemistry of Materials 2017，29，5787]使用从头算随机结构搜索方法（AIRSS），从无机晶体结构数据库（ICSD）中进行高通量筛选，在环境压力（~0 GPa）和0 K温度下呈现了各种实验未知的Li-Sn金属间化合物的基态晶体结构。在他们的研究中，除了实验已知的Li-Sn相，例如$\mathrm{Li_{2}Sn_{5}}$（$\mathrm{P4/mbm}$）、$\mathrm{Li_{1}Sn_{1}}$（$\mathrm{P2/m}$、$\mathrm{I4_{1}/amd}$）、$\mathrm{Li_{7}Sn_{3}}$（PDMATHAMT）、$\mathrm{Li_{5}Sn_{2}}$（$\mathrm{R\bar{3}m}$）、$\mathrm{Li_{13}Sn_{5}}$（$\mathrm{P\bar{3}m1}$）、$\mathrm{Li_{7}Sn_{2}}$（$\mathrm{Cmmm}$）和$\mathrm{Li_{17}Sn_{4}}$（$\mathrm{F\bar{4}3m}$），Mayo等人还报道了Li-Sn的两个先前未知的稳定相，例如，$\mathrm{Li_{8}Sn_{3}}$ - $\mathrm{R\bar{3}m}$和$\mathrm{Li_{7}Sn_{2}…
2018-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Phase Stability and Thermoelectric Properties of the Mineral FeS2: An Ab Initio Study
采用第一性原理计算方法研究了FeS $_2$中天然存在的白铁矿相在常压和常压下的相稳定性和热电性能。两种不同的密度泛函方法已被用来研究上述性质。用平面波赝势方法研究了该体系的相稳定性以及结构、弹性和振动性质。采用全势线性增强平面波方法研究了该体系的电子结构和热电性质。从总能量计算中可以清楚地看出，白铁矿FeS $_2$在环境条件下是稳定的，并且在约3.7 GPa下经历一级相变为黄铁矿FeS $_2$，体积塌陷约为3 $\%$。计算得到的FeS $_2$的晶格参数、键长和体弹性模量等基态性质与实验结果吻合较好。除上述研究外，声子色散曲线明确表明白铁矿相在环境条件下是稳定的。此外，我们没有观察到任何声子软化的白铁矿黄铁矿过渡和可能的原因驱动的过渡也分析了在本研究中，这还没有尝试过。此外，我们还计算了白铁矿和黄铁矿FeS $_2$的电子结构和热电性质。我们发现一个高的热电势的两个阶段，特别是与p型掺杂，这使我们能够预测，FeS $_2$可能会发现有前途的应用程序作为良好的热电材料。
2013-11-07 cond-mat.mtrl-sci
DL_POLY Quantum 2.1 software: A suite of real-time path integral methods for the simulation of dynamical properties and vibrational spectra
本文介绍 DL_POLY Quantum 2.1 软件，通过引入 f-CMD、f-QCMD 和 h-CMD 等实时路径积分方法，实现含核量子效应的大规模振动光谱模拟，并在水、冰及 Li-TFSI 电解质体系中验证了 h-CMD 对复杂非均相体系红外光谱的精确模拟能力。
2024-12-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Temperature and Pressure Dependent Vibrational Properties of Pristine and Doped Vacancy-Ordered Double Perovskite
National Centre for High Pressure Studies, Department of Physical Sciences, Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校物理科学系高压研究中心）；Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校）；Department of Chemical Sciences, and Centre for Advanced Functional Materials, Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校化学科学系及先进功能材料中心）
本研究通过温度和压力依赖的拉曼光谱等方法，揭示了Sb掺杂对Cs₂TiCl₆双钙钛矿振动性质的调控作用，发现低温下出现异常拉曼模式M₁及非谐振常数变化，但其起源尚不明确。
2025-12-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structural, Electronic, and Li-ion Adsorption Properties of PolyPyGY Explored by First-Principles and Machine Learning Simulations: A New Multi-Ringed 2D Carbon Allotrope
本研究提出新型多环二维碳同素异形体PolyPyGY，通过第一性原理和机器学习模拟证实其结构、热和力学稳定性，揭示其金属特性、优异锂存储性能，为锂离子电池负极材料提供新选择。
2024-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pressure-driven vibrational and structural peculiarities in the honeycomb layered magnetoelectrics Mn4(B)2O9 (B= Nb, Ta)
Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research（高压科学先进研究中心）；Bhabha Atomic Research Centre（巴哈原子研究中心）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；School of Pure and Applied Physics, Mahatma Gandhi University（马哈拉施特拉甘地大学纯应用物理学院）；Elettra-Sincrotrone Trieste S.C. p. A.（的里雅斯特电子同步加速器公司）；Hard X-Ray Applications Lab, Synchrotron Utilisation Section, RRCAT（印度核科学研究三角区强X射线应用实验室）；Shanghai Ke（上海科）
研究Mn4Nb2O9和Mn4Ta2O9在高压下的结构和振动特性，揭示压力诱导的相变机制及磁电性能变化。
2026-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Elastic and structural instability of cubic Sn3N4 and C3N4 under pressure
我们使用原位高压角色散X射线衍射测量，以确定在压力高达约26 GPa的立方氮化锡Sn3N4的状态方程。虽然我们没有发现任何结构相变的证据，我们的体积模量（B）的估计是145 GPa，远低于早期的理论估计和其他IV族氮化物。我们证实和理解这些结果与第四族氮化物的结构，弹性和振动特性的互补第一性原理分析，并预测Sn3N4的结构转变在更高的压力为88 GPa相比，早期的预测40 GPa。我们的立方氮化物的比较分析表明，立方C3N4的体积模量是最高的（379 GPa），而它是结构不稳定的，不应该存在于环境条件下。
2010-03-11 cond-mat.mtrl-sci
High Pressure and Temperature Neural Network Reactive Force Field for Energetic Materials
本文提出一种基于神经网络的反应性原子间势，利用自动迭代扩展的CHNO材料及反应数据集训练，提升极端条件下含能材料力学、热学与化学响应预测精度。
2023-02-09 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Longitudinal spin fluctuations in bcc and liquid Fe at high temperature and pressure calculated with a supercell approach
由于振动自由度和磁自由度的相互作用，用第一性原理方法研究磁性材料在实际条件下的性质是一项具有挑战性的任务。最困难的贡献，包括在模拟中所代表的纵向磁自由度（LSF），由于其固有的多体性质，尽管如此，计划，使考虑到这种影响的半经典水平已被提出并采用在磁系统的调查。然而，在文献中缺乏振动对LSF的影响的评估。出于这个原因，在这项工作中，我们开发了一个超原胞的约束密度泛函理论的框架内的方法来计算自洽的局部环境依赖的磁矩的大小在顺磁，高温状态下的晶格振动的存在下，在不同的条件下，液态铁。首先，我们考虑的情况下，体心立方铁在居里温度和环境压力。然后，我们进行了类似的分析bcc铁在地球的内核条件下，我们发现，LSF稳定的非零时刻，影响原子力和电子态密度的系统。最后，我们采用目前的计划，在熔点在环境压力下的液态铁，并在地球的外核条件（$p \approx 200$ GPa，$T \approx 6000$ K）。在这两种情况下，我们获得的本地磁矩的大小相媲美的固态同行。
2020-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of Mg$_2$IrH$_5$: A potential pathway to high-$T_c$ hydride superconductivity at ambient pressure
本研究在宽压力-温度范围合成并表征Mg$_{2}$IrH$_{5}$，发现其在约28 GPa内更稳定且仅差一个氢空位，可作为非平衡制备常压高$T_c$超导Mg$_{2}$IrH$_{6}$的平台。
2024-06-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Thermoelastic Properties of Olivine and Wadsleyite [Fe_x,Mg_(1-x)]_2SiO_4: Their Relationship to the 410 km Seismic Discontinuity
本文将密度泛函理论与局域密度近似（LDA）、准谐波近似（QHA）和振动态密度模型（VDOS）相结合，计算了地球上地幔（UM）和上过渡带（TZ）中最丰富的矿物-α-和β-[Fe_x，Mg_（1-x）]_2SiO_4（橄榄石和华兹华斯矿）的弹性模量和声速。与实验值在室温和高压或环境压力和高温的比较表明，与我们的第一性原理的发现。利用我们的结果，我们研究了与410 km地震不连续性有关的压力和温度下与α-到-β-[Fe_x，Mg_（1-x）]_2SiO_4转变有关的弹性模量和速度的不连续性。我们发现压缩速度对比度小于剪切速度对比度，与初步参考地球模型（PREM）。
2012-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Chain length effects of $p$-oligophenyls with comparison of benzene by Raman scattering
在环境条件下对苯和许多$p$ -低聚苯基（包括联苯、$p$ -三联苯、$p$ -四联苯、$p$ -五联苯和$p$ -六联苯）进行拉曼散射测量。分析比较了这些材料中分子内项和分子间项的振动模式。分别在1200 cm $^{-1}$和1280 cm $^{-1}$处考察了C-H面内弯曲模式和环间C-C伸缩模式以及在1600 cm $^{-1}$处考察了C-C伸缩模式对振动性质的链长影响。这些模式的复杂性和波动性导致这些分子的链长的不精确估计。同时，所获得的1200 cm $^{-1}$模式和1280 cm $^{-1}$模式的强度的比率对所施加的激光敏感。随着链长的增加，具有最低能量的自由振动模式有单调的变化。该模式仅与晶胞的$c$轴相关。这种明显的趋势使其成为确定链长对这些分子中的物理和化学性质的影响的更好的指标。
2018-01-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Raman and IR spectra of water under graphene nanoconfinement at ambient and extreme pressure-temperature conditions: a first-principles study
该研究用第一性原理模拟计算石墨烯纳米限域水在环境及极端温压下的 Raman/IR 光谱，揭示氢键网络、离子相和超离子流体转变特征。
2023-08-18 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Thermoelastic Properties of Ringwoodite [Fe_x,Mg_(1-x)]_2SiO_4: Its Relationship to the 520 km Seismic Discontinuity
本文将密度泛函理论（DFT）与局域密度近似（LDA）、准谐波近似（QHA）和振动态密度模型（VDOS）相结合，计算了低地球过渡带（TZ）最丰富的矿物γ-[Fe_x，Mg_（1-x）]_2SiO_4（ringwoodite）的弹性模量和声速。与实验值在室温和高压或环境压力和高温的比较表明，与我们的第一性原理的发现很好的协议。然后，我们研究了β-到-γ-[Fe_x，Mg_（1-x）]_2SiO_4在与TZ相关的压力和温度下的相变对比。这些资料提供了明确界定的参考值，以促进对520公里地震不连续性性质的理解。
2012-05-18 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
