The phonon dispersion of graphite by inelastic x-ray scattering
我们提出了完整的平面内的声子色散石墨从非弹性X射线散射，包括光学和声学分支，以及在布里渊区，实验数据迄今无法获得的$K$和$M$点之间的中频范围。进一步支持在$K$点存在Kohn异常。我们拟合的第五近邻力常数模型的实验数据，改进的力常数计算的声子分散在石墨和碳纳米管。
2007-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Phonon dispersion of MoS$_2$
过渡金属二硫属化物如MoS $_2$、MoSe $_2$、WS $_2$和WSe $_2$近年来引起了极大的兴趣。它们是具有高度各向异性特性的范德华晶体，这允许单个层的剥离。它们卓越的物理性能使其在光电、自旋电子和谷电子器件中具有很好的应用前景。声子是许多基本物理过程的基础，如载流子和自旋弛豫或激子动力学。然而，在这些材料中的完整的声子色散关系的实验数据是缺失的。在这里，我们提出了声子色散的块状MoS $_2$的布里渊区的高对称方向，确定通过非弹性X射线散射。我们的研究结果强调了二维性质的MoS $_2$。在第一性原理计算的支持下，我们确定了声子位移模式，对称性和散射强度。这些结果将为今后的实验和理论工作奠定基础，这些工作涉及电子-声子相互作用、谷间散射以及相关二维材料中的声子。
2018-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Spin-phonon dispersion in magnetic materials
电子自旋和晶格振动之间的微观耦合是负责从简单磁体中的形态效应到多铁性尖晶石和赤铁矿中的磁介电耦合的一系列奇异性质。传统上，单个自旋-声子耦合常数被用来表征晶格对自旋的影响程度，但它很难完全捕捉到新的电磁行为。在这里，我们引入了自旋-声子色散的概念，以沿着声子晶体动量方向投影自旋矩变化，因此可以映射出整个自旋变化。与声子色散不同的是，自旋-声子色散具有正负两个频率分支（即使在平衡基态），分别对应于自旋增强和自旋减少。我们对bcc Fe和hcp Co的研究表明，自旋力矩阵，即自旋矩的二阶空间导数，与振动力矩阵相似，但其对角元素小于非对角元素.这导致了独特的自旋-声子色散。自旋-声子色散的概念将磁性材料中的传统Elliott-Yafet理论扩展到磁性材料中的整个布里渊区，从而为CoF $_2$和NiO等系统中的激发态打开了大门，其中在THz范围内检测到强自旋-晶格耦合。
2022-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Ferroics: magnetic-compass lattice and optical phonon dispersions of dipolar crystals
我们报告一个简单的安全和有吸引力的教学演示磁罗盘，有利于直观的理解的概念，铁磁性和铁电性不单独从偶极-偶极相互作用。计算了3维简单立方偶极晶体和2维正方晶格偶极晶体的声子色散关系。后者的计算与证实反铁基态结构的罗盘演示相对应。讨论了三个光学声子频率的求和规则。还说明了纵光学声子的数学非解析性。
2006-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Dispersion of Mo-stabilized $γ$-U measured using Inelastic X-ray Scattering
我们测量了钼稳定的$γ-$ U的室温声子谱。色散曲线在H点q=[1/2，1/2，1/2]附近显示出不寻常的软化，这可能是由于$γ-$ U相的亚稳性或强的电子-声子耦合。在区域中心附近，频散曲线与理论吻合良好，但在远离区域中心处观察到显著差异。与理论和高温中子散射相比，实验声子态密度向更高的能量移动。$γ$ -UMo的弹性常数与体心立方元素金属的弹性常数相似。
2019-09-05 cond-mat.mtrl-sci
High phonon-limited mobility of BAs under pressure
最近的实验报道，在立方砷化硼晶体（BAs）中观察到~1000 W/mK的高热导率。为了拓展其应用范围，我们采用第一性原理计算研究了BAs族声子限制的电子输运和压力调制效应。在电子掺杂的情况下，BAs、AlAs和AlSb在BSb中表现出高频光学声子和电子之间的耦合以及低频声学声子之间的耦合。而BAs的电子-声子耦合最弱，因此具有较高的N型载流子迁移率（1740 cm ^2/Vs）。引入压力后，声子谱比电子结构有更明显的变化。声子在压力作用下硬化，导致电子-声子耦合减弱。结果表明，在50 GPa的压力下，BAs的迁移率可以提高到4300 cm^2/Vs，这对当前的半导体工业具有重要意义。
2018-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Time-Resolved Phonon Dispersions of Thermally Excited Graphite at the Nanoscale
Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）
本研究结合动量分辨振动EELS与脉冲激光加热、同步门控电子探测，实现纳米尺度下石墨热激发的时间分辨声子色散测量，揭示温度对声子支的影响，为相关动力学探测提供新途径。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Dispersion Effects and the Thermal Conductivity Reduction in GaAs/AlAs Superlattices
利用精确的晶格动力学模型，对实验观察到的（GaAs）_n/（AlAs）_n（或n × n）超晶格（2x2）、（3x 3）和（6x6）结构的热导率沿生长轴的数量级减小进行了理论研究.由于超晶格的几何形状的声子色散关系的修改导致平坦的声子分支，因此较低的声子速度。这种效应被证明占的导热系数的三分之一的减少相对于体GaAs沿生长方向;其余的是可归因于声子寿命的减少。色散相关还原对温度（100 < T <300 K）和n相对不敏感。声子寿命的减少是最大的（2 × 2）结构和更大的界面散射一致。热导率的降低被证明是明显更敏感的GaAs/AlAs力常数的差异比那些与分子质量。
2000-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Origin of the "Waterfall" Effect in Phonon Dispersion of Relaxor Perovskites
钙钛矿弛豫铁电体PZN：8%PT的非弹性中子散射研究阐明了先前报道的低频横向声子色散曲线上的不寻常扭结（称为“瀑布”效应）的起源。我们表明，它的位置取决于布里渊区的选择，其位置的极性纳米区域的大小的关系是非常不可能的。观察解释的框架中的一个简单的模型耦合阻尼谐振子代表的声学和光学声子分支。
2003-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Measuring phonon dispersion at an interface
在异质界面的平移对称性的破坏导致出现新的声子模式本地化界面附近。这些界面声子在器件中的热/电输运性质中起着重要作用，特别是在微型器件中，其中界面可以支配器件的整个响应。因此，界面处的声子色散的知识对于器件设计和优化是高度期望的。虽然理论工作已经开始了几十年前，实验研究是完全缺席，由于在实现探测局域声子模式所需的综合空间，动量和光谱分辨率的挑战。在这里，我们使用电子能量损失谱在电子显微镜直接测量本地声子态密度和界面声子色散关系的外延CBN-金刚石异质界面。除了体声子模式，我们观察到声学和光学声子模式本地化的接口，和模式隔离远离接口。这些特征仅出现在界面周围约1 nm内。实验结果可以很好地再现从头计算。我们的研究结果提供了在异质界面晶格动力学的见解，应该是实际上有用的热/电工程。
2021-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Dispersion of confined optical phonons in semiconductor nanowires in the framework of acontinuum approach
在几年前发展起来的理论的基础上，讨论了Ge（Si）原型半导体纳米线的受限光学声子。在目前的工作中，这一理论适用于非极性材料，并推广到声子色散定律涉及波矢中的线性和二次项的情况。治疗被认为是沿着连续介质模型的线路，并导致耦合微分方程描述混合性质的振荡系统。将纳米线模型化为无限长圆柱体，得到了基本方程的解，从而得到了长波长光学声子的描述，这与实验数据和原子模型的计算结果更加吻合。所提出的理论应用于计算的光学声子在Ge纳米线。我们得到了各种光学声子模的色散曲线。在形变势近似下，我们还对模式进行了归一化，并讨论了电子-声子相互作用。
2006-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Phonon dispersion curves and thermodynamic properties of α-Pu2O3
最近的非弹性X射线散射研究[Manley等人，Phys. Rev. B 85，132301（2012）]揭示了PuO 2的声子色散曲线与我们先前的密度泛函+ $U$结果相当一致[Zhang等人，B82，144110（2010）]。在本工作中，我们使用相同的计算方法，进一步获得了α-Pu_2 O_3的声子色散曲线。结果表明，α-Pu_2O_3中的Pu-O键比萤石型PuO_2中的弱，氧和钚原子的振动之间出现了频率差。根据PuO_2和α-Pu_2O_3的声子色散曲线和Helmholtz自由能，系统地计算了Pu、PuO_2和α-Pu_2O_3之间相互转化的反应能.结果表明，该体系的热力学平衡不仅与化学环境有关，而且与温度有关。高温和缺氧环境有利于α-Pu 2 O3的生成。
2012-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Unfolding: A program for unfolding phonon dispersions of materials
我们提出声子展开，一个用于展开声子色散的Fortran 90程序。该方法利用广义投影算法展开声子色散，原则上可用于任何类型的原子系统。因此，我们目前的程序提供了一个非常有用的工具，声子色散和振动模式分析的表面重建，原子点缺陷，合金和玻璃。
2016-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab Initio Phonon Dispersions for PbTe
我们报告第一性原理计算的声子色散的PbTe的观察到的结构和压缩。在实验晶格参数下，我们发现在带中心处的光学分支接近不稳定性，这与实验观察一致。这种模式也有很强的体积依赖性，它被压缩迅速地从不稳定性中赶走。讨论了这些结果与材料的热导率的关系。
2008-07-08 cond-mat.mtrl-sci
Phonon mode softening and elastic properties of hafnium under pressure
用实验（拉曼散射）和理论（DFT）方法研究了压力对铪的带心光学声子模和弹性性质的影响。在0 ~ 67 GPa的压力范围内，发现E $_{2g}$模的声子频率存在反常依赖性。计算出的铪的电子结构在压力下表现出显着的变化，其具有明显的空间各向异性，类似于观察到的声子性质的各向异性。的弹性性能的压力，包括弹性张量，体积和剪切模量，泊松比和通用各向异性指数的计算过程中获得的组件的依赖关系具有特征的功能，指示发生的结构相变。
2018-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Exposing the hidden influence of selection rules on phonon-phonon scattering by pressure and temperature tuning
使用从头计算，我们表明，隐藏的影响的选择规则上的三声子散射可以暴露通过异常签名的压力（$P$）和温度（$T$）依赖的热导率，$κ$，某些化合物。磷化硼通过$κ$随$P$增加而异常急剧的初始上升（这可能是任何材料中最陡的）以及在高$P$下$κ$的峰值和下降揭示了这种潜在行为。这些特征与许多固体的测量行为形成鲜明对比，并且发生在实验可达到的条件下。碳化硅和其他相关材料也有类似的反常行为。
2020-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Systematic Absences of Optical Phonon Modes in Phonon Dispersion Measured by Electron Microscopy
本研究利用扫描透射电子显微镜中的动量分辨振动光谱学，发现单层石墨烯在特定Γ点处光学声子信号系统性缺省，理论分析表明其源于不同基态原子散射波的完全相消干涉，该现象为材料局部振动性质的实验评估提供了新见解。
2024-06-06 cond-mat.mtrl-sci
The pressure dependence of the phonon spectra and elastic modulus of orthorhombic : the method of local density functional
用ABINIT软件包中的密度泛函方法计算了GeSe正交晶系的红外和拉曼激活声子频率以及弹性常数随静水压力的变化。与已发表的喇曼激活声子的压力依赖性的理论计算结果和实验数据进行了比较。计算结果表明，在29GPa左右的压力下，GeSe的晶体结构经历了从简单斜方晶系到基心斜方晶系的连续转变。
2013-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-stiffened Raman Phonons in Group III Nitrides
压力诱导拉曼声子硬化的原子起源一直令人困惑，通常遵循多项式表达式，系数需要物理指示。在这里，我们表明，扩展的键序长度强度（BOLS）相关机制的压力域导致的分析解决方案连接的压力诱导拉曼声子硬化直接的键合身份的试样和响应的键合身份所施加的刺激。结果表明，压致拉曼声子的蓝移是由于压应力引起的键压缩和能量储存引起的。预测和实验测量之间的协议导致的多项式系数的详细形式，这提供了一个原子的理解的物理机制的外部压力引起的能量增益，热致键膨胀以及确定模式原子的结合能在试样。
2008-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Lenosky's energy and the phonon dispersion of graphene
我们计算了由T. Albersky等人（Nature 355，333（1992））对晶格的自由能进行了计算。该模型不仅考虑了通常的键弯曲和拉伸项，而且还考虑了pz轨道可能的错位。我们将我们的结果与文献中使用的模型和现有的实验数据进行比较。我们表明，虽然这个模型提供了一个很好的描述在石墨烯的弯曲模式，一个额外的长期的能量是需要的，它能够正确地再现完整的声子色散超过伽马点。
2009-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Electron-induced non-monotonic pressure dependence of the lattice thermal conductivity of θ-TaN
通过第一性原理计算，发现θ-TaN的热导率随压力呈非单调变化，源于声子-声子与声子-电子散射的竞争，并在中等压力下超越BAs。
2024-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Dispersion Calculation for Binary Alloys Using WDM Approach
采用密度泛函理论（DFT）计算研究了AgPd、Ni55Pd45、Ni95Pt05和Cu0.715Pd0.285金属间化合物的晶格动力学。利用加权动力学矩阵（WDM）计算了两个对称方向上的声子色散和声子态密度，并与虚晶近似（VCA）、超原胞方法和中子非弹性散射实验结果进行了比较。讨论了质量、力常数涨落和Ag浓度对AgPd晶格动力学的影响，并将WDM方法与超原胞方法进行了比较。通过WDM方法得到了金属间化合物中不同原子对之间的平均第一近邻（1NN）力常数。基于我们的结果，WDM方法与超原胞方法和中子散射实验数据吻合得很好。VCA在某些情况下高估，在其他情况下低估，第一原理频率。
2020-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced phonon freezing in the ZnSeS II-VI mixed crystal: phonon-polaritons and ab initio calculations
采用近前向喇曼散射结合从头算声子和键长计算方法研究了II-VI族ZnSeS混晶在压力作用下的声子-极化激元横光学模（具有混合的电学和力学特性）.该研究的目的是确定三个振荡器[1（Zn-Se），2（Zn-S）] ZnSe 68 S32混合晶体的低分辨双折射型Zn-S拉曼双峰的压力依赖性，其在与其两个末端化合物大致相同的压力（~14 GPa，闪锌矿到岩盐）下表现出相变，如通过高压X射线衍射所确定的。我们发现，ZnSe 68 S32的下Zn-S子模式的强度，由于Zn-S键在它们自己的（类S）环境中振动，在压力下降低（拉曼散射），而它的频率逐渐收敛到上Zn-S子模式，由于Zn-S在外来（类Se）环境中振动（从头计算）。最终，只有后一种子模式生存下来。类似的声子冻结较早地用ZnBeSe的良好分辨的双折射型Be-Se双峰证明[Pradhan等人，Phys.Rev.B81，115207（2010）]，其在其末端化合物的压力诱导的结构转变中表现出大的对比度。我们推断，上述崩溃和收敛过程是内在的短键在压力下的渗滤双峰，至少在一个ZnSe基的混合晶体，而不是由于任何压力诱导的结构转变。
2016-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Low temperature and high pressure Raman and x-ray studies of pyrochlore Tb$_2$Ti$_2$O$_7$ : phonon anomalies and possible phase transition
我们对Tb $_2$ Ti $_2$ O $_7$单晶进行了温度和压力相关的拉曼和X射线测量。我们把观察到的声子的反常温度依赖性归因于声子-声子非谐相互作用。准谐波和非谐波贡献的声子频率的温度依赖性的变化定量估计使用模式Grüneisen参数来自压力依赖的拉曼实验和体积模量从高压X射线测量。此外，我们的拉曼和X射线数据表明，在$\sim$ 9 GPa的烧绿石晶格的微妙的结构变形。我们讨论了可能的影响，我们的研究结果上的自旋液体行为的Tb $_2$ Ti $_2$ O $_7$。
2009-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Band Structure and Thermal Transport Correlation in a Layered Diatomic Crystal
为了阐明晶体的结构、热导率和声子色散特性之间的关系，对具有不同质量比的层状双原子Lennard-Jones晶体进行了分析。利用晶格动力学理论和分子动力学模拟预测了声子色散曲线和热导率。分层结构产生的方向依赖性的热导率低于那些预测的密度趋势单独。使用一组新的带图度量，这是用来评估声学声子和光学声子的热导率的贡献的色散特性进行量化。热导率随着声学模式的范围的增加而增加，并且随着阻带的范围的增加而减小。的热导率的带图度量的灵敏度是最高的在低温下，那里有较少的非谐散射，表明分散在该政权的热传输中起着更突出的作用。我们建议色散度量（i）提供色散和非谐散射对热输运的相对贡献的间接测量，以及（ii）将标准热导率结构-性质关系与结构-色散和色散-性质关系解耦，为更好地理解底层物理机制提供机会，并为材料设计提供潜在工具。
2006-06-06 cond-mat.mtrl-sci
A Strategy to Identify Materials Exhibiting a Large Nonlinear Phononics Response: Tuning the Ultrafast Structural Response of LaAlO$_3$ with Pressure
我们使用理论和第一性原理计算来研究LaAlO $_3$中红外活性声子的超快光激发引起的结构变化如何随流体静压的变化而变化。我们的计算表明，所观察到的结构变化对压力敏感，最大的变化发生在立方钙钛矿相和菱面体相之间的边界附近的压力。我们合理化我们的研究结果定义的品质因数，只依赖于本征材料的数量，并表明，在相边界附近的峰值响应取决于特定的声子模式被激发的不同的微观材料特性。我们的工作表明，它是如何有可能系统地识别材料，可能会表现出特别大的变化，由于红外线活性声子的光激发的结构和性能。
2021-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio studies on the phonons of BaTiO3 polytypes: pressure dependences with a hybrid functional
报道了三种多型BaTiO_3（BTO）：顺电（PE）立方相Pm-3 m和两种铁电（FE）相四方相P4 mm和菱方相R3 m的声子的第一性原理研究。综述了各种交换关联泛函理论，包括密度泛函理论、Hartree-Fock近似及其混合方法计算声子频率的研究进展。通过计算声子模式作为压力的函数，P从-15到230 GPa，探索了压力诱导的模式之间的相互作用。FE相的压敏模式显示软化，并在低于约10 GPa的压力下收敛到PE相的模式。FE相上的这些结果可以解释为对称性从低对称性到高对称性的变化的声子前体，并且部分地解释为Sood等人[Phys.Rev.B51，8892（1995）]报道的压力诱导模式耦合行为的理论解释。当压力进一步超过~ 50 GPa施加到立方PE相时，最低的F1 u模式再次软化，并在~ 150 GPa以上分叉成两个单独的四元FE P4 mm模式。这些声子在高压下的分支行为提供了一个明确的再确认的重入铁电性预测[物理评论Lett。95，196804（2005）; Phys.Rev.B74，180101（2006）;同上85，054108（2012）]。在菱面体结构中没有发现高压重入的FE极化。相反，中心对称的R-3 m相在高于~ 30 GPa时是有利的。在高对称性方向上计算的声子模表明，在高压下Pm-3 m相在Γ点表现出极性不稳定性，在X、M和R点表现出非极性不稳定性。
2013-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Non collinear Magnetism and Phonon Dispersion Relation in Vacancy Induced Phosphorene Monolayer
采用基于rst原理的从头算方法研究了磷分子单分子膜的电子、磁性和线性声子色散行为。磷烯单层膜是一种半导体系统，其禁带宽度随尺寸变化。空位被用来研究单分子层体系的几何和物理行为。计算中包括了纯单层、空位诱导单层和空位诱导掺杂单层。通过优化算法很好地检查了掺杂剂浓度，以保持单层系统的稀磁半导体行为。态密度和分态密度表示系统中各个轨道的贡献。在空位态和掺杂空位态中观察到带闭合性质，表明了扰动相的闭合致密态和金属行为。计算中同时考虑了反铁磁有序和铁磁有序，得到了这两种有序对系统物理性质的影响。根据声子振动态密度和线性色散关系，通过具有线性色散关系的费米面映射了朗道能级分布。线性声子态密度的结果与电子态密度的结果一致。
2018-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Phonon spectrum, thermal expansion and heat capacity of UO$_2$ from first-principles
我们报告的声子色散谱，热膨胀，二氧化铀的热容的第一性原理计算。所谓的直接方法，准谐波近似的基础上，被用来计算电子结构的密度泛函框架内的声子频率。在理论平衡体积下计算的声子色散与实验色散吻合得很好。计算的声子态密度（DOS）比较合理，以及与测量数据，也计算的频率的拉曼和红外有源模式，包括LO/TO分裂。为了研究声子频率的压力依赖性，我们计算了几个晶格常数的声子色散。我们计算的声子谱表明由压力引起的光学和声学模式之间的间隙的开放。考虑声子对总自由能的贡献，用{ \it ab initio}计算了UO $_2$的热膨胀系数和热容.这两个量与温度高达约500 K的实验数据吻合得很好。
2011-10-05 cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculations of the dispersion of surface phonons of the unreconstructed and reconstructed Pt(110)
本文用密度泛函理论在局域密度近似下计算了Pt（110）的表面声子色散曲线，并用模守恒赝势在混合基近似下计算了Pt（110）的表面声子色散曲线。调用线性响应理论，并且考虑未重建的和缺失的行（1x2）重建的表面。我们发现，重建不是由声子不稳定性。大多数观察到的（1x2）结构的声子模式可以理解为（1x1）布里渊区到（1x2）表面的简单折叠。表面重构时声子频率的最大变化发生在（001）方向的带边界附近。详细比较了（1x1）和（1x2）表面的原子力常数以及它们的体相对应物，表明在三层之后达到体相值。我们的计算很好地再现了在块体中沿（110）方向观察到的Kohn反常。我们在表面上没有发现相应的效果。
2005-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Optical-like interference control polar-phonons dispersions in 2D materials
Imec（imec研究所）
利用镜像电荷框架，揭示介电边界条件通过类光学干涉控制二维材料极性声子色散，可恢复LO-TO分裂或面外模式等效现象。
2026-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Conductivity of BAs under Pressure
由于砷化硼（BAs）特殊的声子色散，其热导率被认为受声子散射选择规则的影响。压缩的BA导致显着的变化，声子色散，这使得测试的第一原理理论的声子色散如何影响三，四声子散射率。这项研究报告的导热系数从0到30 GPa的BA。用金刚石对顶砧装置测量了BA的热导率与压力的关系。与典型的非金属晶体形成鲜明对比的是，观察到BA具有低于30 GPa的压力无关的热导率。非金属晶体的热导率通常在压缩时增加。不寻常的压力独立的BAs的热导率显示声子色散特性和三，四声子散射率之间的重要关系。
2023-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Raman and Infra-red properties and layer dependence of the phonon dispersions in multi-layered graphene
对称群分析应用于分类的声子模式的$N$ -堆叠石墨烯层（NSGL的）与AB-和AA-堆叠，特别是它们的红外和拉曼特性。在多层振动模型中计算了各种声子模式的色散，该模型从石墨烯的晶格振动势推广到包括NSGL中的层间相互作用。解释了实验报道的层内光学C-C伸缩模频率随层数变化的红移现象。一个有趣的低频层间光学模式被揭示为拉曼或拉曼红活性分别在偶数或奇数NSGL的。其频移对层数敏感，在10层左右达到饱和。
2008-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio studies of phonon softening and high pressure phase transitions of alpha-quartz SiO2
采用密度泛函微扰理论计算了α-石英的弹性性质和声子色散关系，研究了α-石英的弹性性质和声子色散关系随体压、单轴压和非流体静压的变化。计算的状态方程，弹性常数和声子频率被发现与现有的实验数据吻合得很好。当压力大于32 GPa时，（1/3，1/3，0）K点声子模变软。在相同的压力下，玻恩稳定性准则的研究表明，该结构是机械不稳定的。声子和弹性软化与石英的高压相变和非晶化有关，这些研究表明，在非流体静力学条件下，平均相变压力降低。单轴压力的应用，在K点不稳定性附近的石英晶体后的单斜C2结构转变的结果。这种结构介于石英和硅镁石之间，三分之二的硅原子处于八面体配位，而其余的硅原子保持四面体配位。这种新的单斜C2多晶型的二氧化硅，这是发现在环境条件下是亚稳定的，可能是几个竞争的密集形式的二氧化硅含有八面体配位的硅之一。讨论了高压铁弹相在硅中引起压力诱导非晶化的可能作用。
2006-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Acoustic impedance and interface phonon scattering in Bi$_2$Te$_3$ and other semiconducting materials
我们提出的第一性原理计算的声子色散的Bi 2 Te 3和讨论这些关系的声学声子界面散射在陶瓷中。声子色散与已知的中子散射的光学模式。我们发现广义梯度近似和局部密度的声学分支的结果之间的差异。这是当使用广义梯度近似时，Bi2Te3结构中的范德华键合间隙的人工压缩的结果。结果局域密度近似计算提供了一个更好的描述Bi $_{2}$ Te $_{3}$的声子色散。声频散的一个关键特征是速度中存在强各向异性。我们开发了一个模型，在陶瓷中的声波各向异性的界面散射，并将其应用到Bi_2Te_3和PbTe和金刚石比较。
2012-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Unified description of exciton, phonon and plasmon dispersions in 2D materials from an optical conductivity approximation
Università di Roma La Sapienza（罗马第一大学）；Istituto Nanoscienze – CNR, S3（意大利国家研究委员会纳米科学研究所）；CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理研究所）
本文提出光学电导率近似（OCA）统一框架，仅用q=0光学电导率描述二维材料中激子、声子和等离子体激元的线性色散，并在hBN和石墨烯上准确重现实验色散，提供高效计算低动量EELS数据的方案。
2026-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Phonon instability and structural phase transition in Vanadium under high pressure
本文给出了VB族金属V、Nb和Ta在几兆巴压力下的第一性原理计算结果。在V中预测了一个独特的结构相变序列BCC-->（在60 GPa）菱面体（角度=110.5度）-->（在~ 160 GPa）菱面体（角度=108.5度）-->（在~ 430 GPa）BCC。Nb和Ta中不存在类似的转变。
2007-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Phonon study of rhombohedral BS under high pressure
在室温下，在高达34 GPa的压力下测量了菱面体一硫化硼（r-BS）的拉曼光谱。没有观察到压力诱导的结构相变，而拉曼光谱带向更高的波数的强烈压力位移已被揭示。红外光谱作为一种补充技术已被用来，以完整地描述的声子模式的r-BS。所有的实验观察到的频带进行了比较，理论计算和模式分配已执行。合成了10 B同位素富集的r-BS，观察并分析了硼同位素取代对拉曼光谱的影响。
2015-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio phonon dispersion curves and interatomic force constants of barium titanate
用第一性原理方法计算了立方BaTiO_3的声子色散曲线，并与实验结果进行了比较。所得曲线与Yu和Krakauer [Phys.Rev.Lett. 74，4067（1995）]。他们揭示了相关的原子位移沿<100>链的铁电不稳定性的起源。一个简化的模型表明，当十几个排列的原子耦合时，会发生自发的集体位移。最近邻的Ti和O原子之间的纵向原子间力常数相对较弱，在相邻的细胞中的Ti原子之间的比较。然而，Ti和O位移之间的小耦合似乎是再现铁电不稳定性所必需的。
1997-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Towards a simplified description of thermoelectric materials: Accuracy of approximate density functional theory for phonon dispersions
本文采用基于密度泛函的紧束缚方法（DFTB）计算了几种二维材料和金刚石的声子色散关系。我们的目标是验证这种数值有效的方法是否提供足够准确的声子频率和群速度来计算可靠的热电性能。为此，将结果与可用的DFT结果和实验数据进行比较。为了量化给定频带的准确性，引入了描述符，该描述符总结了已经在谐波近似中可用的对晶格电导率的贡献。我们发现，DFTB预测强烈依赖于所采用的排斥对势，这是一个重要的先决条件，这种方法。对于碳基材料，准确的对电位被识别，并导致错误的描述符是相同的顺序不同的本地和半本地DFT方法之间的差异。
2019-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Landauer vs. Boltzmann and Full Dispersion vs. Debye Model Evaluation of Lattice Thermal Conductivity
使用声子的全色散描述，体硅和Bi2Te3的热导率进行评估，使用Landauer方法和相关的传统方法的基础上的玻尔兹曼输运方程。提出了一种从测量的热导率和给定的声子色散中提取定义明确的平均声子平均自由程的方法。所提取的平均自由程具有很强的物理意义，与简单的估计有很大区别。使用简化的色散模型的声子进行了讨论，它表明，必须使用两个不同的德拜温度来处理的比热和热导率（类似于两个不同的有效质量需要描述的电子密度和电导率）。一个简单的技术来提取这两个德拜温度的方法进行了讨论。
2010-11-17 cond-mat.mtrl-sci
A New Approach to Phonon Anharmonicity
报道了一种通过从头计算Hellmann-Feynman力来计算声子色散曲线的非谐峰的方法，该方法由一系列具有实际原子位移的超原胞得到，这些位移对应于给定的温度。得到的声子色散带能够表征非谐峰的位置和形状。作为例子，该方法适用于立方PbTe和钙钛矿MgSiO_3晶体。
2015-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Temperature Effect on Phonon Dispersion Stability of Zirconium by Machine Learning-driven Atomistic Simulations
众所周知，传统的谐波晶格动力学不能应用于在0 K下能量不稳定的晶体，例如高温体心立方（BCC）相的晶体Zr。预测有限温度下的声子谱需要计算三阶、四阶甚至更高阶的力常数，然而，确定不同材料的势能面的泰勒展开应截止到哪一阶仍然具有挑战性。另一方面，分子动力学本质上包括任意阶的声子非谐性，然而，它的准确性受到所使用的经验势场的严重限制。利用机器学习方法，建立了锆晶体六方密排相和体心立方相的原子间相互作用势。开发的势场准确地捕捉能量-体积关系，弹性常数和声子色散。发现体心立方结构的不稳定性源于势能面的双势阱形状，其中局部极大值位于不稳定的平衡位置。体心立方相在高温下的稳定性是由于双阱中原子振动引起的低对称性极小值的动态平均。然后进行分子动力学模拟，以随机取样的势能面，并计算在高温下的声子色散。利用分子动力学模拟在1188 K成功地捕获了BCC-Zr中的声子重整化。
2018-12-12 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of the structural, phonon, elastic, and thermodynamic properties of Al$_{3}$Ta compound under high pressure
采用密度泛函理论结合准谐波近似模型研究了L1 $_{2}$相Al $_{3}$ Ta的声子、弹性和热力学性质。声子能带结构的计算结果表明，L1 $_{2}$相Al $_{3}$ Ta在0 ~ 80 GPa压力范围内具有动力学稳定性，这是由于没有虚频的存在.分析了弹性常数$C_{ij}$、体积模量$B$、剪切模量$G$、杨氏模量$Y$、$B/G$和泊松比$ν$的压力依赖性。的弹性常数是满足机械稳定性标准的外部压力为80 GPa。弹性性能的研究结果表明，Al $_{3}$ Ta化合物具有较高的硬度，在较高的压力下，改善的延展性和塑性。此外，我们系统地研究了热力学性质，如德拜温度$Θ$，热容$C_{p}$，和热膨胀系数$α$，并提供热参数与压力之间的关系。
2018-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Near Kohn anomalies in the phonon dispersion relations of lead chalcogenides
我们提出了从头算声子色散关系的三个铅硫族化合物PbS，PbSe，和PbTe。声学分支与非弹性中子散射数据非常吻合，比热的计算与实验数据吻合得很好。由于近铁电性的铅硫属化物的横向光学分支在伽马的显着的最小定性再现。此外，我们发现一个明显的倾角在纵向光学分支在伽马。这种下降以前被解释为“自由载流子”的影响（由于杂质的存在）。计算表明，它仍然存在于纯铅硫族化物的情况下。我们将这种下降解释为“近科恩异常”，它与高对称点L处的小电子带隙有关。
2009-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Four-dimensional Vibrational Spectroscopy for Nanoscale Mapping of Phonon Dispersion in BN Nanotubes
直接测量单个纳米结构中的局部声子色散可以极大地促进我们对其电学、热学和力学性质的理解。然而，这样的实验测量需要极高的探测灵敏度和组合的空间，能量和动量分辨率，因此一直是难以捉摸的。在这里，我们开发了一种基于单色扫描透射电子显微镜（STEM）的四维电子能量损失谱（4D-EELS）技术，并提出了在单个氮化硼纳米管（BNNT）的位置依赖的声子色散测量。我们的测量结果表明，多壁BNNT晶体的非折叠声子色散与六方氮化硼（h-BN）晶体接近，表明层间耦合和弯曲的几何形状对声子色散没有实质性的影响。我们还发现，声学声子是非常敏感的动量相关的缺陷散射，而光学声子是不太敏感。这项工作不仅提供了有益的见解BNNT的振动特性，但也展示了发展的4D-EELS技术在纳米声子色散测量的巨大前景。
2020-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Physically founded phonon dispersions of few-layer materials, and the case of borophene
越来越多的理论计算少层材料已报告的非零声速的所有三个声学声子模式。与这些报告相反，在这里，我们表明，原子描述的少层材料的最低声子色散分支应该是二次的，这可能会对计算的性能，如热导率有显着的后果。通过根据内部坐标重新制定原子间力常数（IFC），我们发现IFC之间的微妙平衡是造成这种二次性的原因。这种平衡在从头计算中很难获得，即使所有的对称性都是后验数字化的，但它在我们的方法中自然出现。我们证明了在硼氢化钠的情况下，一个非常微妙的修正从头IFC产生物理正确的二次色散的现象，而其余的光谱几乎不变。然而，这种二次性对计算的晶格热导率有重大影响，在硼氢化物的情况下，热导率变化超过2倍，并且当微妙的IFC校正到位时，反转其各向异性。
2016-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Phonons, Phase Transitions and Thermal Expansion in LiAlO2: An ab-initio Density Functional Study
我们采用从头计算密度泛函理论方法研究了LiAlO 2在高温高压下的相变和结构变化。电子能带结构以及声子谱计算作为压力的函数的各个阶段。计算吉布斯自由能时所用的声子熵对体系的相稳定性和各相之间的相变起着重要的作用。多面体键长（Li/Al-O）的突然增加表示在高压相变时从四面体几何形状到八面体几何形状的变化。计算了高压相变的激活能垒。声子模式负责的相变（加热时）从高压阶段到环境压力阶段被确定。在准调和近似下，采用从头算晶格动力学方法计算了γ-LiAlO 2的各向异性热膨胀行为.
2018-04-16 cond-mat.mtrl-sci
The phonon dispersion of graphite revisited
我们回顾了石墨声子色散关系的计算和测量。采用密度泛函理论的第一性原理计算与实验数据基本一致，因为动力学矩阵的长程特性得到了适当的考虑。平面波基的计算结果表明，对于面内光学模，广义梯度近似（GGA）比局域密度近似（LDA）的计算结果低2%，与实验结果吻合得更好.动力学矩阵的长程特性限制了力常数方法的有效性，这些方法只考虑与少数相邻原子的相互作用。然而，通过拟合力常数的从头算色散关系，我们表明，流行的第四近邻力常数的方法产生一个很好的适合低频模式和适度良好的拟合（最大偏差为6%）的高频模式。此外，如果考虑次近邻相互作用的非对角力常数，则可以再现高频色散的所有定性特征，最大偏差减小到4%。我们提出的新参数作为一个可靠的基础，在石墨纳米结构，特别是碳纳米管的声子的经验模型计算。
2004-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Phonon transport in $\mathrm{Na_2He}$ at high pressure from a first-principles study
采用第一性原理计算和线性化的声子Boltzmann方程，在单模弛豫时间近似（RTA）下，研究了高压下新近制备的$\mathrm{Na_2He}$的声子输运.计算出的室温晶格热导率为149.19 $\mathrm{W m^{-1} K^{-1}}$，这与Si的晶格热导率非常接近。结果表明，低频光模占晶格热导率的16%，而高频光模的贡献可以忽略不计。高的晶格热导率是由于大的群速度，小的Gr $\mathrm{\ddot{u}}$奈森参数，和长的声子寿命。用声子平均自由程的累积热导率来考虑晶格热导率的尺寸效应。为了显著降低晶格热导率，要求特征长度小于100 nm，可降低36%。这些结果可能有助于理解巨行星内部发生的热传输过程。
2017-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Phonon dispersion unfolding in the presence of heavy breaking of spatial translational symmetry
声子色散展开方法对于获得隐藏的布洛赫对称性并将理论结果与实验谱进行比较（例如，非弹性中子散射、非弹性X射线散射、拉曼）。在本文中，我们提出了一种方法来展开声子色散。这种方法的主要优点是能够处理具有严重破坏空间平移对称性的系统。用纯金刚石、Si替代金刚石和C空位金刚石验证了其有效性。
2016-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomistic modeling of the phonon dispersion and lattice properties of free-standing <100> Si nanowires
采用<100>基于原子力常数的修正价力场（MVFF）方法对硅纳米线（SiNW）中的声子色散进行了模拟。该模型复制体硅声子色散非常好。在硅纳米线中，除了四个类似声学的分支外，还出现了许多平坦的分支，这表明这些纳米线中存在强烈的声子约束，并强烈影响其晶格性质。的声速（Vsnd）和晶格热导率（kl）的减少，而由于增加的声子约束和表面体积比（SVR）的比热（Cv）增加的导线横截面尺寸减小。
2010-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Beta-PtO2: Phononic, thermodynamic, and elastic properties derived from first-principles calculations
β-PtO 2是一种有用的过渡金属二氧化物，但其基本的热力学和弹性性质尚未得到研究。利用第一性原理计算，我们系统地研究了β-PtO 2的结构、声子、热力学和弹性性质。利用声子谱和振动态密度研究了压力下β-PtO 2的晶格动力学和结构稳定性。β-PtO 2的光学模式的振动频率随压力升高而增加;这一结果与现有的实验数据相当。然后，在声子计算的基础上，确定了热容和它们的压力响应。研究了德拜温度与压力的关系，并从两个不同的方面对结果进行了比较。通过Voigt-Reuss-Hill近似估计β-PtO 2的弹性模量。β-PtO 2的体积模量随压力线性增加，但剪切模量几乎与压力无关。我们的研究表明，弹性刚度系数C44，C55和C66起主要作用的剪切模量的缓慢变化。
2019-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric properties and lattice dynamics of alpha-PbO2-type TiO2: The role of soft phonon modes in pressure-induced phase transition to baddeleyite-type TiO2
利用密度泛函微扰理论研究了α-PbO 2型TiO 2的介电张量和晶格动力学，重点研究了振动频率对压力的响应.不同压强下的拉曼光谱计算结果与实验结果吻合较好，并首次给出了α-PbO_2型TiO_2拉曼峰的对称性归属。此外，我们还发现了两个在高压实验中没有观察到的红外激活的软声子模，分别为B1 u和B3 u，约为200 cm-1。在0和10 GPa的声子色散的比较表明，声子模式的软化也发生的带边界模式。B1 u和B3 u模式在α-PbO 2型相向斜锆石相转变过程中起重要作用。斜锆石相的Ti_2O_2Ti_2复合物中的氧原子从Ti_4平面的显著弛豫与沿α-PbO_2型相中的软B1 u和B3 u模式的本征矢量所给出的方向的氧位移直接相关。
2011-08-18 cond-mat.mtrl-sci
