First-principles study of mechanical and electronic properties of bent monolayer transition metal dichalcogenides
采用强约束和适当赋范（SCAN）的meta-GGA（MGGA）方法，通过第一性原理计算，研究了过渡族IV、VI和X的过渡金属二硫属化物（TMD）单分子膜在机械弯曲作用下的力学和电学性质. SCAN提供了TMD单层的相稳定性的准确描述。我们计算的晶格参数和其他结构参数与实验符合得很好。我们发现，弯曲刚度（或抗弯刚度）增加的过渡金属组从IV到X到VI，与PdTe $_2$的例外。讨论了力学性质（局部应变、物理厚度）和电子性质（局部电荷密度、能带结构）随弯曲曲率的变化。在机械弯曲下，这些TMD单层的局部应变分布是高度不均匀的。机械弯曲不仅调谐TMD单层的厚度，而且还调谐局部电荷分布以及能带结构，为这些材料添加更多的功能化选择。
2019-06-11 cond-mat.mtrl-sci
A DFT Study of the Electronic, Optical, and Mechanical Properties of a Recently Synthesized Monolayer Fullerene Network
最近合成了紧密堆积的准六方和准四方晶相的C $_{60}$分子（命名为qHPC $_{60}$）。在这里，我们使用DFT模拟研究的电子，光学和机械性能的qHPC $_{60}$单层。qHPC $_{60}$具有适度的直接电子带隙，具有各向异性的机械性能。它们的弹性模量在50和62 GPa之间。光学性质的结果表明，qHPC $_{60}$可以充当光子能量直到5.5 eV的UV收集器，因为它们呈现出低反射率和大于1的折射率。估计的光学带隙（1.5-1.6 eV）与实验值（1.6 eV）非常吻合。
2022-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical and Tribological Properties of Layered Materials Under High Pressure: Assessing the Importance of Many-Body Dispersion Effects
评价了层状材料在高外载荷作用下多体色散效应的重要性。最先进的多体色散密度泛函理论计算石墨，六方氮化硼，和他们的异质结构被用来拟合一个经典的注册表相关的层间电位的参数。使用后者，我们进行了广泛的平衡分子动力学模拟，并研究了流体静压力下的均匀和非均匀体模型的力学响应高达30 GPa。与实验数据的比较表明，多体弥散模型的可靠性延伸到亚平衡区。摩擦模拟表明多体色散效应对于准确描述高压下层状材料界面的摩擦学特性的重要性。
2019-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Pressure Induced Thermodynamically Stable and Mechanically Robust Li-rich Unknown Li-Sn Compounds: A Step Towards Improvement of Li-Sn Batteries
锂化过程中锡负极的体积膨胀和弹性软化导致锡的机械降解和粉化，影响锂锡电池的整体性能。然而，它可以通过使用外来的高压淬火相作为预锂化试剂来克服。此外，它是已知的，在压力下，许多不寻常的化学计量，这是在环境压力下基本上是不可能的，可以合成，甚至可以生存的减压从高到环境pressure.因此，我们进行了全面的研究，使用进化算法和密度泛函理论为基础的模拟，以了解在1大气压至20 GPa的压力范围内的Sn阳极的锂化。在常压和中等压力下，确定了所有稳定和亚稳Li-Sn化合物的基态结构，并研究了它们的性质，以了解压力在重新定义锂离子电池充放电过程中反应机理中的作用。除了已知的现有的Li-Sn化合物，我们的研究揭示了存在五个未报道的化学计量比（Li 8 Sn 3，Li 3Sn 1，Li 4Sn 1，Li 5Sn 1和Li 7Sn 1）和它们在环境和高压下的相关晶体结构。虽然Li 8 Sn 3已被鉴定为在整个压力范围（1 atm-20 GPa）中最稳定的Li-Sn化合物之一，但是压力诱导的富Li化合物如Li 5Sn 1和Li 7Sn 1已被分类为分别提供比已知的最多锂化相的容量（即，最重要的是，我们的计算显示在20 GPa下体积膨胀减少约50%，并且揭示了施加压力可以减少Li电镀的机会并改善机械性能，这是使电池更安全和寿命更长所期望的。
2016-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Recently synthesized (Ti1-xMox)2AlC (0 < x < 0.20) solids solutions: Deciphering the structural, electronic, mechanical and thermodynamic properties via ab initio simulations
采用密度泛函理论研究了（Ti 1-xMox）2AlC（0 < x < 0.20）的结构、电子、力学和热力学性质.计算得到的晶格常数与实验值吻合较好。电子能带结构证实了金属性质。通过对能带结构、电子态密度和电荷密度分布的研究，证实了Mo取代对共价键的增强作用。弹性常数满足机械稳定性准则。共价键的强化导致机械性能的增强。（Ti_（1-x）Mox）_2AlC化合物具有脆性。通过对（Ti_（1-x）Mox）_2AlC的杨氏模量、压缩模量、剪切模量、泊松比以及剪切各向异性常数和普适各向异性因子的测定，揭示了（Ti_（1-x）Mox）_2AlC的各向异性本质。计算了不同Mo含量下（Ti_（1-x）Mox）_2AlC的德拜温度、最小热导率、Gruneisen参数和熔化温度。我们的计算值与报告值进行比较，如果可用的话。
2020-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure, mechanical and thermodynamic properties of ThN from first-principles calculations
采用基于密度泛函理论的投影缀加波方法和广义梯度近似，系统地研究了ThN的晶格参数、电子结构、力学和热力学性质.计算的电子结构表明，Th 6 \emph{d}和5 \emph{f}态对费米能级电子占据有重要贡献.通过Bader分析，发现ThN的有效价态可以表示为Th $^{+1.82}$ N $^{-1.82}$。弹性常数的计算表明，ThN是机械稳定和弹性各向异性。此外，给出了ThN在120 GPa下的熔化曲线。基于声子色散数据，我们计算的比热容，包括晶格和传导电子的贡献在很宽的温度范围内与实验结果吻合得很好。
2010-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Drastic changes in electronic, magnetic, mechanical and bonding properties from Zr2CoH5 to Mg2CoH5
尽管Zr_2CoH_5和Mg_2CoH_5的分子式和局部结构相似，但它们从从头计算中显示出对比的电子、磁性、机械和成键性质，这是由于钴与氢的环境，其特征在于带负电荷的CoHx实体（x = 4，5分别）。以及Zr相对于Mg的化学性质。发现Zr 2CoH 5比Mg 2CoH 5更有内聚性、更硬且延展性更差。在费米能级处的高态密度来自于在基态下发现的金属铁磁体Zr 2CoH 5中的面外非键合Co-dz 2，与非磁性和绝缘Mg 2CoH 5形成对比。
2012-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Elucidating the impact of point defects on the structural, electronic, and mechanical behaviour of chromium nitride
本研究通过密度泛函理论对比CrN2与CrN中缺陷的影响，发现CrN2对缺陷敏感导致力学软化，而CrN金属性可屏蔽缺陷，氢致退化、氧增强硬度，为涂层设计提供指导。
2025-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical properties and electronic structure of the incompressible rhenium carbides and nitrides: A first-principles study
利用第一性原理计算，研究了新合成的不可压缩化合物Re 2 C、Re 2 N、Re 3 N和一个类似化合物Re 3 C的结构稳定性、力学性质和电子结构.我们的结果与现有的实验和理论数据吻合得很好。建议的Re 3C被证明是精力充沛，机械和动态稳定，也不可压缩。此外，这些化合物的不可压缩性来源于Re的5d轨道与C或N的2 p轨道杂化的强共价键特征，以及相互连接的键的锯齿形拓扑结构，例如，Re-Re、Re-C或Re-N键。
2015-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Electronic origin of superabundant vacancies in Pd hydride under high hydrogen pressures
实验观察到Ni-H和Pd-H合金在高氢压高温退火时形成含金属空位的缺陷面心立方结构。Pd氢化物和几种其他金属氢化物的fcc结构中出现空位可以通过电子起源来解释，假设价电子能量由于Hume-Rothery效应而最小化。
2010-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of Jahn-Teller and photoluminescence systems under pressure
含有过渡金属离子的材料的光致发光（PL）特性取决于多种结构因素，如电子结构、位置对称性和相邻原子。这些因素对光致发光的发生，即光致发光量子产额起着至关重要的作用。这项工作研究了不同的机制，导致非辐射退激发过程，以及它们是否可以通过施加高压进行修改。
2007-03-21 cond-mat.mtrl-sci
A comprehensive ab-initio insights into the pressure dependent mechanical, phonon, bonding, electronic, optical, and thermal properties of CsV3Sb5 Kagome compound
本文利用密度泛函理论首次全面研究了Kagome超导体CsV3Sb5的结构、力学、电子、光学及热力学性质及其压力依赖性，发现其具有金属性、柔软延展性和各向异性，并在约18 GPa下趋于结构不稳定。
2023-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Electronic topological transitions in Cd at high pressures
用高精度的密度泛函理论计算研究了压力在40 GPa下Cd费米面的变化。费米面的拓扑结构在2、8、12、18和28 GPa的压力下发生变化，表明电子拓扑转变（ETTs）。结构参数，压缩性数据和弹性常数揭示了这些ETT的异常。在300 K下计算的状态方程与实验数据吻合得很好。鉴于这些ETT的高度争议性，目前的研究旨在激励实验人员在高压下直接检测。
2015-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Nuclear magnetic resonance at up to 10.1 Giga-Pascal pressure detects an electronic topological transition in aluminum metal
高灵敏度$^{27}$铝核磁共振（NMR）测量的铝金属的静水压力下高达10.1 GPa揭示了一个意想不到的负曲率的电子态密度的压力依赖性测量通过移位和弛豫，这违反了自由电子的行为。对铝的费米学的仔细分析表明，压力引起了电子拓扑跃迁（Lifshitz跃迁），这是测量到的态密度变化的原因。实验还揭示了四极相互作用导致的4.2GPa以上的NMR线宽的突然增加，这与金属的立方对称性不一致。
2012-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Effect of pressure on the electronic structure of hcp Titanium
研究了压力对钛六方密排结构的影响。平衡结构的晶格参数的吉布斯自由能，使用外延贝恩路径方法确定。当这个过程被重复几个压力，晶格参数上的压力的效果被揭示。计算的晶格参数与实验和理论结果吻合较好。利用密度泛函理论研究了压力对基态电导率和电阻率等电子结构参数的影响。
2011-07-20 cond-mat.mtrl-sci
First-principles Studies on Structural, Electronic, Optical and Mechanical Properties of Inorganic CS2NaTlX6 (X = F, Cl, Br) Double Halide Perovskites
在密度泛函理论的基础上，采用广义梯度近似（GGA）中的PBE泛函，计算了无铅卤化物双钙钛矿化合物Cs2NaTlX6 X = F，Cl，Br的结构、电学、光学和力学性质，计算了它们的晶格常数、晶胞体积、总能量、体积模量、压力导数、电子态密度揭示了该化合物的半导体性质，能带结构显示了带隙的直接性质，引入HSE 06泛函修正了GGA中低估的带隙，计算了该化合物的能带结构。PBE功能。实部和虚部的介电函数，吸收系数，能量损失函数，反射率，折射率和消光系数进行了分析和解释的电子结构。
2023-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical and Electronic Properties of Ferromagnetic GaMnAs Using Ultrafast Coherent Acoustic Phonons
超快双色泵浦-探测测量，涉及相干声学声子（CAP）波，同时提供了信息的机械性能和铁磁GaMnAs的电子结构。Ga_（1-x）Mn_xAs（0.03<x<0.07）的弹性常数C_（11）系统地小于GaAs。发现GaMnAs的C11和Vs都随温度增加（78 K<T<295 K），再次与GaAs中的相反行为形成对比。此外，基本的带隙（在E0临界点）的Ga 1-xMnxAs被发现稍微移动到更高的能量与Mn浓度。
2012-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties and metrology of the diamond NV- center under pressure
金刚石中带负电荷的氮空位（NV-）中心实现了量子技术的新前沿。在这里，该中心的光学和自旋共振下观察到的流体静压高达60 GPa。我们的观察激发了强大的新技术来测量压力和图像高压磁和电现象。我们的观察进一步揭示了当前中心模型的根本不足，并提供了对其电子结构的新见解。
2013-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Thermal dependence of the mechanical properties of NiTiSn using first-principles calculations and high-pressure X-ray diffraction
在这项工作中，我们的目标是研究温度对固体力学性能的影响。为此，我们引入了一种新的基于第一性原理的方法来获得NiTiSn，多功能Heusler化合物的弹性常数的热变化。同时，利用X射线衍射法测定了300 K下的等温体积弹性模量。计算和实验之间的一致性在实验误差条内，表明计算的准确性。用另外两种数值方法，给出了所有相关的结果，我们已经表明，NiTiSn保持其非常好的机械性能高达1500~K。特别是在700 ° K（热电应用的最佳工作温度）下，NiTiSn仍然是一种韧性和坚固的材料，使其成为存在大温度波动的应用的首选化合物。
2020-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and mechanical properties of Nitrogen doped (6,1) single walled carbon nanotube (SWCNT)from first-principles DFT and Molecular Dynamics approach
本文采用第一性原理和分子动力学模拟方法对氮掺杂的（6，1）单壁碳纳米管的电子和力学性质进行了研究。沿Z字形（zz）和扶手椅（ac）方向对SWCNT进行示意性N掺杂。扶手椅掺杂被认为是平行于管轴，而锯齿形是沿着垂直于管轴的横截面。在掺杂模式（zz和ac）中，我们观察到偶数N掺杂和奇数N掺杂的电子性质的变化。为了研究力学性能，我们采用从头算MD模拟。我们报告的拉伸响应的管上的掺杂剂浓度和掺杂图案的依赖性。单一N-掺杂的系统显示出增强的拉伸应力相比，原始的单壁碳纳米管的55%。而所有N掺杂体系的杨氏模量的变化几乎不变。
2021-08-05 cond-mat.mtrl-sci
The structural, elastic, electronic and optical properties of MgCu under pressure: A first-principles study
采用从头算方法研究了压力对CsCl型金属间化合物MgCu的结构、弹性和电子性质的影响。在常压下研究了其光学性质。我们已经进行了平面波赝势方法的第一性原理密度泛函理论（DFT）的框架内实现的CASTEP代码。计算的结构参数与实验和其他理论结果吻合良好。
2016-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Lattice Dynamics, Mechanical Properties, Electronic Structure and Magnetic Properties of Equiatomic Quaternary Heusler Alloys CrTiCoZ (Z =Al,Si) using first principles calculations
采用第一性原理计算研究了CrTiCoZ（Z= Al/Si）新型四元Heusler合金的结晶稳定性、动力学、力学、电学和磁学性质。Y型III原子构型被认为是这两种化合物的最稳定的结构。这两种化合物的熔化温度分别高达2142 K和2420 K的CrTiCoAl和CrTiCoSi，分别。用GGA-PBE方法计算了CrTiCoAl的电子结构，结果表明CrTiCoAl具有半金属性质。自旋下降通道表现出0.15 eV的直接带隙，而自旋上升通道是金属的，使得CrTiCoAl成为具有100%自旋极化和-2玻尔磁子的可观磁矩的半金属铁磁体。CrTiCoAl的居里温度远高于室温（385 K），而CrTiCoSi的居里温度低于室温（203 K）。
2022-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-dependent semiconductor-metal transition and elastic, electronic, optical, and thermophysical properties of SnS binary chalcogenide
采用密度泛函理论研究了SnS二元化合物的压力相关物理性质。计算的弹性常数表明，SnS是机械稳定和脆性的环境条件下。随着压力的增加，化合物变得有延展性。泊松比也表明随着压力的增加脆-韧性转变。SnS的硬度随着压力的增加而显著增加。该化合物具有弹性各向异性。基态电子能带结构是半导体的，具有小的带隙，在压力下变成金属。随着压力的增加，能带变得越来越分散，而电子关联随着压力的增加而减小。SnS的德拜温度和声子热导率都随压力的增加而急剧增加。该化合物的熔融温度低。混合键合特性与离子和共价键的贡献。SnS是一种良好的紫外线吸收剂。材料的反射率随着压力的增加而增加。反射率在很宽的光谱范围内是非选择性的。低能量折射率高。所有这些光学特性对于未来的光电子器件应用是有用的。光学各向异性低。
2022-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio study of mechanical and electronic properties of MoAlB
采用第一性原理计算，首次研究了MoAlB的结构、弹性和电子性质。优化的晶格常数表现出公平的协议与实验值。计算的弹性常数满足MoAlB的机械稳定性条件。钼基硼化物MoAlB具有弹性各向异性，属于脆性材料。这种硼化物由于其693 K的高德拜温度而预期显示出合理的热导率。通过电子能带结构计算，预测了该化合物的金属导电性。MoAlB中的化学键基本上是共价键，这是由计算的电子态密度（DOS），Mulliken布居和电荷密度分布支持的。MoAlB的估计硬度值为11.6 GPa，表明它比许多其他硼化物更软。费米面是由于低色散的Mo 4d类带形成的，这使得该化合物是导电的。
2017-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Effects of Grain Boundaries and Surfaces on Electronic and Mechanical Properties of Solid Electrolytes
本文通过构建11种固体电解质的590个表面和晶界库，揭示扩展缺陷会降低晶界分离能和断裂韧性、引入带隙内电子界面态，从而解释全固态电池中固体电解质的优先开裂及电化学行为。
2024-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-Induced Mechanical Instabilities in Cubic SiC: Structural and Electronic Properties
本研究通过紧束缚分子动力学与路径积分模拟，探究静水压和单轴压力对3C-SiC结构与电子性质的影响，揭示了力学失稳点处带隙消失及相关物理量的异常行为。
2025-09-02 cond-mat.mtrl-sci
The high-pressure alpha/beta phase transition in lead sulphide (PbS): X-ray powder diffraction and quantum mechanical calculations
用角色散X射线粉末衍射研究了PbS在6.8 GPa压力下的高压行为。实验伴随着密度泛函理论水平的第一性原理计算。通过结合这两种方法，可以获得岩盐型α-和高压β-PbS的弹性性质的可靠数据。可以确定β-PbS以CrB型（B33）结晶，空间群为Cmcm。可逆的铁弹性α/β转变是一级的。它伴随着约5%的大体积不连续性和两相共存区。沿着立方方向之一的{001}双层的滑动机制<110>支配相变，该相变可以根据经由公共子群的群/子群关系来描述，尽管其重构特性。原始单位晶胞的四倍表示布里渊区的δ线上的波矢量（0，0，π/α）。
2002-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Fermi surface effects in solid-solid phase transitions in simple metals under pressure
我讨论的行为组1和2的压力下的元素，描述晶体学的基础上金刚石砧压力细胞实验和电子结构计算。除了这些精确的方法，我们讨论了更直观的图片的电子驱动力的过渡，和结构图案，优化电子能量的费米能量打开赝能隙。
2005-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced phase transition in Bi$_2$Se$_3$ at 3 GPa: electronic topological transition or not?
近年来，A $_2$ B $_3$型三维拓扑绝缘体在P $\sim$ 3 GPa附近出现的低压转变被认为是电子拓扑转变（ETT），但理论和实验上都没有直接的证据。我们解决这个相变和其他过渡在更高的压力在硒化铋（Bi $_2$ Se $_3$）使用拉曼光谱在压力高达26.2 GPa。我们看到了清晰的拉曼特征的同构相变在P $\sim$ 2.4 GPa，然后在$\sim$ 10 GPa和16 GPa的结构转变。第一性原理计算揭示了结构参数的急剧变化，如菱形晶胞的内角，在P $\sim$ 3 GPa附近的c/a比中具有最小值。虽然我们的计算揭示了振动频率和电子带隙的相关异常，计算的$\mathbb{Z}_2$不变和狄拉克圆锥表面的电子结构保持不变，表明在最低压力过渡的电子拓扑结构没有变化。
2016-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Electronic transport under hydrostatic pressure and peculiar properties of the impurity energy spectrum in semiconductor arsenides of n-type: InAs, CdSnAs2, CdGeAs2 and GaAs
本文根据动力学系数随压力和温度变化的数据，研究了非掺杂砷化物InAs、GaAs、CdSnAs_2和CdGeAs_2的n型体晶体中空位的能谱。可以得出结论，深施主能级对应于这些半导体材料中砷的本征空位。定义了空位能级相对于电导带边的能级位置及其压力系数。
2015-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Pressure effect on the topologically nontrivial electronic state and transport of lutecium monobismuthide
稀土铌酸盐被预测为非平凡的半金属候选者，并显示出压力诱导的超导性。本文通过生长LuBi单晶，研究其磁化强度、输运行为和电子能带结构，揭示其拓扑半金属特性和压力下的超导电性。在0 GPa下，量子振荡表明费米能级周围存在多个拓扑非平凡的载流子口袋，其中空穴口袋的形状各向同性，而电子口袋的形状各向异性，并对角磁阻起作用.在压缩时，超导性出现在标题化合物，表现出类似的压力依赖性在LaBi中观察到的。我们的计算表明，电子能带结构分别在低压和高压下是稳健的，因此拓扑特征始终保持不变。此外，LuBi的态密度几乎与压力无关，表明常规的电子-声子耦合在超导电性中似乎起着次要的作用。
2020-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Multilayer silicene: structure, electronics, and mechanical property
本文采用第一性原理计算和经典分子动力学模拟研究了不同堆积方式的多层硅烯的结构优化、能带结构和力学性能。几个局部能量极小已被确定为亚稳态构象与不同的堆叠模式和层数。用SCAN+rvv10优化的低屈曲AA双层硅烯的能带结构呈现半导体性质，带隙为0.4419ev。多层硅烯的杨氏模量对层数或堆叠方式的依赖性较低。而断裂应力和应变则对材料的层数、特定的堆叠方式和手征性敏感。此外，多层硅烯的弯曲模量（例如，0.44ev）甚至低于石墨烯，这可能归因于键角的灵活性。
2019-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Electronic, Mechanical, and Piezoelectric Properties of ZnO Nanowires
用密度泛函方法研究了掺杂[0001]非钝化ZnO纳米线。随着纳米线半径的减小，纳米线的带隙和杨氏模量都比ZnO体材料大。我们发现ZnO纳米线由于其自由边界而具有比体ZnO更大的有效压电常数。此外，由于纳米线的伸长和表面原子比例的增加，小尺寸ZnO纳米线的有效压电常数并不单调地依赖于半径。
2006-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic Studies of the Vibrational and Electronic Properties of Solid Hydrogen to 285 GPa
本文报道了在85-140 K、285 GPa静压下固体氢的拉曼散射和可见-近红外吸收光谱。我们得到的振动子和声子模式的压力依赖性与先前确定的较低的压力。结果表明，有序的分子相III的最高压力达到的稳定性，并提供对绝缘体到金属的过渡压力的约束。
2001-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical Study of the Structural, Electronic, Mechanical, and Optical of Transition Metal (Mn, Co, and Ni) Doped FrGeI3 Perovskites
本研究采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，探究Mn、Co、Ni三种过渡金属掺杂对无铅FrGeI₃钙钛矿结构、电子、机械及光学特性的影响，发现掺杂可增大带隙并提升相关性能，为新型光电子与生物医学器件研发提供理论支撑。
2023-04-30 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Study of the Structural, Mechanical, Electronic, and Lattice Dynamical Properties of the Half-Heusler Alloys ZrCoY (Y=Sb, Bi )
第一性原理计算在材料科学中有着重要的发现。半赫斯勒（HH）合金是一种很有潜力的热电材料，由于其热稳定性、机械强度和适中的ZT，其热电性能得到了显著的改善。利用密度泛函理论研究了立方半Heusler合金ZrCoY（Y=Sb，Bi）的结构、力学、电子和晶格动力学性质。未知的交换相关函数近似使用广义梯度近似（GGA）赝势平面波方法。的结构参数，即平衡晶格常数，弹性常数，和它们的衍生物是一致的实验和理论研究报告在可用的地方。使用基于弹性常数的Voigt-Reuss-Hill平均方法计算机械性能，例如各向异性因子A、剪切模量G、体积模量B、杨氏模量E和泊松比n。德拜温度，以及纵向和横向声速，预测在GGA-PBE和GW近似的弹性常数。弹性常数的研究表明，该化合物是机械稳定的，声子色散的研究表明，它们是动态稳定的。弹性常数和力学性能证实了化合物的延展性和各向异性。
2022-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Ultrastable Metallic Glass Nanoparticles with Size-Dependent Mechanical Properties
金属玻璃的原子结构与强度和延展性等性能密切相关。在这里，两种不同尺寸的Ni 1-xBx金属玻璃纳米颗粒在准流体静力高压条件下压缩，以了解应力下的结构变化。使用原位高压X射线衍射（XRD）跟踪纳米颗粒的结构变化。由XRD产生的环境压力对分布函数表明，较小尺寸的纳米颗粒具有更紧密的非晶结构，配位数更低。XRD表明，非晶结构是稳定的，达到最大压力。发现较小和较大尺寸的纳米颗粒的体积模量分别为208 GPa和178 GPa。这种尺寸依赖的高压行为与纳米颗粒之间的组成差异有关。这些结果表明，Ni 1-xBx金属玻璃纳米颗粒在压力下是高度稳定的，这使得它们能够用作金属或陶瓷基复合材料中的夹杂物。
2022-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Transport behavior and electronic structure of phase pure VO2 thin films grown on c-plane sapphire under different O2 partial pressure
在不同氧分压下，在c面Al_2 O_3衬底上生长了高织构相纯VO_2薄膜。X射线吸收和光电子能谱证实了钒离子的相同价态，尽管在沉积过程中的氧分压不同。随着O2流量的增加，单斜VO 2的[010]晶格参数减小，并且同时观察到金属-半导体转变（MST）和输运行为的独特变化，尽管这些样品中钒的价态相同。我们讨论了氧分压对VO 2单斜结构和电子结构的影响，从而对MST的影响。
2013-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Line defects in Graphene: How doping affects the electronic and mechanical properties
石墨烯和碳纳米管具有非凡的机械和电子性能。然而，诸如局部非六边形重构或晶界的固有线缺陷显著降低拉伸强度，但具有令人兴奋的电子性质。在这里，我们从第一性原理的全势能密度泛函理论的水平上解决石墨烯中的线缺陷的性质，并评估掺杂作为一种策略，以加强这种材料。我们仔细解开的全局和局部的掺杂效果的比较结果从虚拟晶体近似与那些从本地取代的化学物种，为了获得详细的了解的断裂和稳定机制。我们发现，n型掺杂或局部取代氮的极限拉伸强度显着增加。特别地，它可以稳定超过原始材料的极限拉伸强度的缺陷。因此，我们建议将其作为加强石墨烯材料的关键策略。此外，我们发现，掺杂和/或施加外部应力导致可调和技术上有趣的金属/半导体过渡。
2016-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced electronic mixing and enhancement of ferromagnetic ordering in EuX (X=Te, Se, S, O) magnetic semiconductors
在金刚石对顶砧装置上，用特定元素和轨道的X射线吸收光谱研究了EuX（X=Te，Se，S，O）单硫族化合物的电子结构与压力和阴离子的关系.各向同性晶格收缩通过诱导Eu 4{ \it f}和5{ \it d}电子轨道的混合而提高铁磁有序温度。阴离子取代（Te $\to$ O）通过自旋极化阴离子{ \it p}态增强竞争交换途径，抵消伴随的晶格收缩的效果。这些结果对于通过界面应变或化学取代来增强薄膜中FM交换相互作用的努力具有重要意义。
2008-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism and electronic properties of BiFeO3 under lower pressure
从头计算结果表明，反铁磁-铁磁相变约9-10 GPa和磁异常在12 GPa的BiFeO 3。磁性相变还涉及结构和绝缘体-金属转变。在压力下的G型AFM配置导致的y分量的增加和减少的z分量的磁化，这是由于分裂的dz 2轨道从双简并eg状态。我们的结果与最近的实验结果一致。
2012-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Electronic-enthalpy functional for finite systems under pressure
我们引入电子焓的概念，用于压力下有限系统的第一性原理结构和动力学计算。一个外部的压力场被允许直接作用于系统的电子结构研究通过基态最小化的功能$E+PV_{q}$，其中$V_{q}$是封闭的电荷等值面的量子体积。赫尔曼-费曼定理适用，并确保离子运动方程遵循等熵动力学。没有明确要求加压介质，而如果化学相关，则可以引入环境离子或配体的涂层。我们将这种新的方法应用于冲击波过程中IV族纳米颗粒的研究，突出了负载下金刚石笼的塑性或弹性响应的显着差异，以及它们作为新型纳米结构冲击吸收材料的潜在用途。
2005-04-19 cond-mat.mtrl-sci
High pressure mediated physical properties of Hf2AB (A = Pb, Bi) via DFT calculations
采用密度泛函理论（DFT）研究了Hf 2AB（A = Pb，Bi）硼化物的结构、力学、电学、热学和光学性质。发现晶格常数随着压力的增加而减小，其中在0 GPa下的晶格常数与报道的值一致。检查标题化合物在不同压力下的稳定性（机械和动力学）。通过对材料的体积模量、剪切模量、杨氏模量、普氏比、泊松比和硬度参数的研究，揭示了材料在不同压力下的力学行为。Pugh和泊松比被用来评估标题硼化物的脆性和延展性。通过计算不同的指数和绘制弹性模量的二维和三维投影，研究了力学性能的各向异性性质。通过计算不同压力下的能带结构、态密度和电荷密度图，揭示了电子性质，并指出了电子电导率的各向异性性质。我们研究了标题硼化物在不同压力下的德拜温度、最小热导率、Gruneisen参数和熔化温度，结果表明上述性质随压力的升高而改善。研究了一些重要的光学常数，揭示了它们在应用中可能的相关性;注意到了一点压力效应。热性能表明标题硼化物可用作热障涂层（TBC）材料，而反射率光谱显示它们适合用作保护免受太阳加热的覆盖材料。
2022-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and magnetic properties of silicene monolayer under bi-axial mechanical strain: a first-principles study
二维范德华异质结构的电子和磁性的机械控制为自旋电子学和信息相关技术的进一步发展提供了新的可能性。利用密度泛函理论研究了含铬原子的硅烯单分子膜在小双轴应变（$-6\%< ε< 8\%$）作用下的结构、电子和磁性.我们的研究结果表明，没有应变的Cr掺杂硅烯纳米片具有磁性金属，半金属或半导体性质取决于类型的取代。我们还表明，与单体和垂直二聚体取代的磁矩变化非常弱的应变。然而，与水平二聚体取代相关的磁矩降低时，无论是压缩或拉伸应变施加到系统。此外，我们发现，最大的半导体带隙约为0.13 eV的零应变下的垂直铬掺杂硅烯。最后，双轴压缩应变导致Cr垂直二聚体取代的磁矩的不规则变化。
2022-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Ultralow-pressure mechanical-motion switching of ferroelectric polarization
针对机械法切换铁电极化需高压的问题，提出利用摩擦电效应驱动α-In₂Se₃铁电忆阻器极化反转的方法，实现约10 kPa超低压甚至触觉触发的多级电阻态与神经形态应力系统，为触觉铁电器件提供新策略。
2025-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ab initio investigation of hydrogen bonding and electronic structure of high-pressure phases of ice
我们报道了在大的高压范围内对冰的氢键、几何结构、电子结构和晶格动力学的详细的从头计算研究，包括冰X相（55- 380 GPa），以前理论上提出的高压相冰XIIIM（参考文献10）。1-2)（380 GPa）、冰XV（我们从冰XIIIM衍生出的新结构）（300- 380 GPa），以及常压低温相冰XI。与其它材料不同的是，在55 ~ 290 GPa范围内，冰X的禁带宽度随压力线性增加，电子态密度（DOS）表明，相对于费米能级，价带有红移的趋势，而导带有蓝移的趋势.这一现象被解释为高压引起的氢氧之间s-p电荷转移的变化。发现冰X存在于75 ~ 290 GPa的压力范围内。在300 GPa以上，发现了一种新的氢键结构，即冰XV，其中50%的氢原子位于O-H-O键的对称位置，另一半不对称。揭示了氢键对称性破缺的物理机制。
2007-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Thermal and mechanical properties and the structural phase transition under pressure in $A$In$_2$As$_2$ ($A$ = Ca, Sr, Ba)
本文通过焓、声子谱和群论方法系统研究了AIn2As2在压力下的结构相变，揭示了压力对其力学各向异性、脆韧转变、负泊松比及热学性质的影响，为热电拓扑候选材料AIn2As2的稳定相选择与热力学研究提供了理论依据。
2024-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Metal Doping on the Visible Light Absorption, Electronic Structure and Mechanical Properties of Toxic-Free CsGeCl3 Metal Halide
无毒的金属卤化物钙钛矿已成为钙钛矿太阳能电池和光电子器件商业化的前沿。在本研究中，我们第一次表明，特定的金属掺杂CsGeCl 3卤化物可以大大提高在可见光和紫外光能量范围内的吸光度。采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，在CsGeCl_3卤化物的Ge位上掺杂Mn和Ni。我们从理论上研究了所有掺杂组分的详细结构、光学、电子和力学性质。光学性质的研究表明，Ni和Mn掺杂的CsGeCl 3的吸收边都相对于未掺杂的CsGeCl 3向低能区移动（红移）。在可见光能区观察到两种掺杂分布的附加峰。机械性能的研究，确保这两个掺杂的样品是机械稳定和韧性的原始CsGeCl 3。电子性质的研究表明，由于Mn掺杂CsGeCl 3中中间态的形成，光电子的激发更容易。因此，Mn掺杂的CsGeCl 3在可见光区比Ni掺杂的对应物具有更高的吸收率。综合分析表明，CsGe_（1-x）Mn_xCl_3是太阳能电池和光电子应用中最佳的无铅无机压敏材料。
2018-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Pressure induced band structure evolution of halide perovskites: a first-principles atomic and electronic structure study
基于密度泛函理论（DFT）的计算已经进行，以绘制有机和无机卤化物钙钛矿材料的各个相中的压力诱导的能带结构演化的宽图。在较宽的压力范围内，观察到不同相的有机和无机钙钛矿之间具有不同的能带结构行为，包括带隙的大小变化、直接-间接/间接-直接带隙转变以及CBM/VBM位移。通过原子结构和电子结构计算，通过晶体轨道耦合变换解释了禁带变窄/变宽的合理性;基于结构对称性演化解释了直接-间接相互跃迁;分析了有机和无机钙钛矿之间不同的VBM/CBM位移行为，重点关注八面体外分子/原子的取向和极性。这些结果为钙钛矿材料压力工程的进一步实验研究提供了全面的指导。
2018-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Charge dynamics in the Weyl semimetals NbIrTe$_4$ and TaIrTe$_4$ under pressure: Signatures of an electronic phase transition
University of Augsburg（奥格斯堡大学）；Tanta University（坦塔大学）；National High Magnetic Field Laboratory, Florida State University（佛罗里达州立大学国家高磁场实验室）；Baylor University（贝勒大学）；Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
通过红外光谱和密度泛函理论计算，研究Weyl半金属NbIrTe$_4$和TaIrTe$_4$在压力下的电荷动力学，发现临界压力$P_\text{c}=7\text{--}8$ GPa处发生电子相变。
2026-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Pressure Dependence of Electronic, Vibrational and Optical Properties of wurtzite-Boron Nitride
本文通过第一性原理研究了纤锌矿型氮化硼在宽压力范围内的电子、振动和光学性质，为其在光电及恶劣环境中的介电应用提供理论依据。
2023-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-Induced Topological Dirac Semimetallic Phase in KCdP
Visvesvaraya National Institute of Technology（维斯瓦萨瓦亚国家理工学院）
研究通过压力调控K Cd P的电子结构，发现无自旋轨道耦合时转变为三重点半导体，而引入自旋轨道耦合后在负三轴压力下形成狄拉克半金属相，具有无质量狄拉克费米子和晶体对称性保护的鲁棒性。
2026-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical versus thermodynamical melting in pressure-induced amorphization: the role of defects
我们数值研究了一个原子模型，该模型在减压时表现出一步晶体到非晶的转变。非晶相无法与从熔体中淬火获得的非晶相区分开来。对于一个完全结晶的起始样品，转变发生在剪切声子模式不稳定的压力下，并触发级联过程导致非晶态。当存在缺陷时，成核势垒大大降低，并且转变发生在非常接近熔点线外推到低温的位置。在这最后一种情况下，转变不是由任何声子模的软化所预期的。我们的观察调和了文献中关于压力非晶化的潜在机制的不同主张。
2003-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Hyperhoneycomb boron nitride with anisotropic mechanical, electronic and optical properties
氮化硼结构具有优异的热稳定性和化学稳定性。基于最新的理论计算，我们提出了一种具有三维超蜂窝结构的宽禁带半导体BN晶体（Hp-BN），它是机械和化学稳定的。计算结果表明，与立方氮化硼相比，Hp-BN具有更高的体积模量和更小的能隙。此外，由于独特的成键结构，Hp-BN具有各向异性的电子和光学性质。Hp-BN晶体在紫外区有很强的吸收，但在可见光和红外区具有很高的透光性，这表明Hp-BN晶体在电子和光学器件方面具有潜在的应用前景。
2017-10-17 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
