Structural and magnetic instabilities of layered magnetic systems
本文研究了自旋-晶格耦合下二维量子自旋系统的磁序和结构稳定性。对于一个正方形的晶格，它示出的形成是静态的二维二聚化的最有利的形式。我们还表明，这种扭曲可能与长程磁序共存，在一维的情况下。同样，耦合到爱因斯坦声子被发现减少，但不消除交错的磁矩。此外，我们考虑了绝热近似下自旋-声子耦合引起的正方晶格声子谱的重整化。对低温显着软化主要是区边界声子被发现，特别是周围的布里渊区的$(π,0)$点。这一结果与静态极限下的斑晶形成趋势是一致的。我们还指出了由于自旋-声子耦合的晶格上的“磁压力”的重要性。在低温下，这导致晶格的剪切不稳定性的趋势。
2006-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Thermodynamic stabilities of ternary metal borides: An ab initio guide for synthesizing layered superconductors
用密度泛函理论计算了最近提出的二元金属三明治（MS）一硼化锂超导体的稳定层状Li- $M$ -B晶体结构相。我们表明，MS锂一硼化物的收益时，与富电子的金属二硼化物合金化的稳定性，所得到的有序的锂$_{2(1-x)}M_x$ B $_2$三元相可以在正常的合成条件下形成在一个广泛的浓度范围内的$x$的一些第III-V族金属$M$。为了预先选择具有最强电子-声子耦合的化合物，我们研究了在一大类金属硼化物中$Γ$处平面硼声子模的软化。我们的研究结果揭示了有趣的一般趋势的平面内硼声子模式的频率作为硼-硼键长和金属的化合价的函数。对有望成为MgBPDMATHABMO型超导体的候选化合物之一Li $_2$ AlB $_4$进行了更详细的研究：根据我们对声子色散和电子-声子耦合$λ$的{ \it ab initio}计算，该化合物的临界温度应为$\sim4$ K。
2008-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
An unlikely route to low lattice thermal conductivity: small atoms in a simple layered structure
在具有低晶格热导率的材料的设计中，优选具有高密度、低声速和在原子、纳米或微观结构水平上的复杂性的化合物。层状化合物Mg $_3$ Sb $_2$与这些流行的范例相反，尽管其密度低且结构简单，但表现出与PbTe和Bi $_2$ Te $_3$相当的晶格热导率。迄今为止，$n$型Mg $_3$ Sb $_2$中优异的热电性能（$zT$ $\sim$ 1.5）归因于其多谷导带，而其异常的热性能在很大程度上被忽视。为了解释Mg $_3$ Sb $_2$的低晶格热导率的起源，我们使用实验方法和从头算声子计算来研究$A$ Mg $_2Pn_2$ Zintl化合物的弹性、热膨胀和非谐性的趋势，其中$A$ = Mg、Ca、Yb，而$Pn$ = Sb和Bi。准谐波近似下的声子计算揭示了Mg $_3$ Sb $_2$与同构化合物相比的大模Grüneisen参数，特别是在涉及相邻阴离子层剪切的横向声学模式中。测量的弹性模量和声速作为温度的函数，使用共振超声光谱学提供了一个窗口到软化的声学分支在高温下，确认其异常高的非谐性。我们将Mg $_3$ Sb $_2$的反常热行为归因于Mg的尺寸太小，对于八面体配位的位置来说可能太小，导致弱的、不稳定的层间Mg-Sb键合。这更广泛地表明，由尺寸过小的阳离子产生的软剪切模式提供了一种实现低晶格热导率低密度、地球丰富的材料的潜在途径。
2018-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Raman spectroscopy of the low dimensional antiferromagnet with large Neel temperature SrRu2O6
我们报告的SrRu $_2$ O $_6$具有非常高的N $\acute{\textrm{e}}$ el温度的层状材料的拉曼测量结果。没有额外的声子模式被检测到的温度下的磁转变，从而排除了降低的对称性的磁有序相。当温度接近$T_N$时，一些声子的软化和阻尼的不寻常增加表明在$T\geq300K$出现了连续的相互作用的电子激发。我们还观察到在2050 cm $^{-1}$处的强烈拉曼响应。极化依赖性的分析和与现有的理论数据的比较表明，这个峰可能起源于分子轨道之间的跃迁先前提出的SrRu $_2$ O $_6$的磁性。
2018-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced softening as a common feature of framework structures that have negative thermal expansion
立方硅质沸石的一系列分子动力学模拟的结果表明，压力诱导软化--材料在压力下逐渐变得更可压缩的现象--可能是显示负热膨胀的骨架材料的共同特征。从热力学角度分析了负热膨胀与压力软化之间的关系。
2013-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Softening Mechanism of Coherent Phonons in Antimony Under High Density Photoexcitation
研究了高密度光激发下锑原子中相干声子的动力学性质。相干声子振荡的精确测量和扩展分析为脉冲软化过程提供了新的见解。在从瞬时软化恢复的过程中，声子频率表现出意想不到的时间演变，包括突变和轻微的过冲。此外，初始声子频率的注量依赖性与高压拉曼光谱的声子频移强烈相关。这些结果清楚地证明了由激光激发引起的结构变化（晶格收缩和膨胀）控制着相干声子的软化机制。
2016-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Drastic softening of Pd nanoparticles induced by hydrogen cycling
本研究发现氢循环处理能使附着在蓝宝石上的单晶Pd纳米颗粒发生剧烈软化并改变其变形模式，该软化效应与颗粒内产生的高密度可滑移位错相关，表明氢循环可有效调控氢化物形成金属的纳米力学行为。
2025-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Anharmonicity in the high-temperature Cmcm phase of SnSe: soft modes and three-phonon interactions
层状半导体SnSe是已知性能最高的热电材料之一。我们证明，通过第一性原理晶格动力学研究，高温CMCM相是一个动态平均在较低的对称性极小值分离非常小的能量障碍。与低温Pnma相相比，Cmcm相显示出声子软化和增强的三声子散射，导致低频模式的非谐阻尼，从而导致热输运。我们开发了一个重正化方案，以量化的软模式上的计算性能的影响，并确认的非谐性是一个固有的特征的CMCM阶段。这些结果表明，热绝缘体和热电材料的设计概念，基于位移不稳定性，并突出了材料表征的晶格动力学计算的力量。
2016-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Pseudo-Fermi surface and phonon softening in sodium with a stepwise electron distribution
金属对光的吸收会干扰费米面周围的电子分布。本文用模型赝势方法计算了具有阶梯电子分布函数的类自由电子金属体心立方钠的声子色散关系。台阶可以表现为伪费米面，其在响应函数中的特定波数处产生奇点。奇异性引起原子间势的长程振荡，并导致N点附近的虚声子频率。
2019-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Softening and Elastic Instabilities in the Cubic-to-Orthorhombic Structural Transition of CsH
用从头计算方法研究了CsH在17 GPa压力下的斜方晶到斜方晶的结构转变。正确地预测了竞争结构的相对稳定性和相变压力。我们表明，这种压力引起的一级转变是密切相关的位移的二级转变，这将发生在（110）面施加剪切应变。由此产生的不稳定性是合理的压力引起的电子结构的修改。
1996-12-19 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Prediction of the Softening of the Silicon Shock Hugoniot Curve
采用无轨道分子动力学（OFMD）和路径积分蒙特卡罗（PIMC）两种第一性原理方法，研究了硅在极高压（>100 Mbar）下的冲击压缩过程.虽然这两种方法的压力非常一致，但PIMC预测了第二个压缩最大值，因为1 s电子电离在OFMD计算中是不存在的，因为基于费米的理论缺乏壳层结构。采用Kohn-Sham密度泛函理论计算了低压（P < 100 Mbar）下热态致密硅的状态方程。结合这些第一性原理物态方程的结果，导出了硅在1 Mbar ~ 10 Gbar压力范围内的主冲击Hugoniot曲线。我们发现硅比广泛使用的EOS模型预测的软20%或更多。现有的高压实验数据（P = 1 - 2 Mbar）似乎表明硅的这种软化行为，这需要未来的强冲击实验（P > 10 Mbar）来基准我们的结果。
2016-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Two Phonon Interactions and Charge Density Wave in Single Crystalline VSe2 Probed by Raman Spectroscopy
电荷密度波（CDW）是二维金属层状过渡金属二硫属化物（TMDC）中的一种独特现象。本文报道了~ 1 T-VSe_2单晶在50-120 K温度范围内的Raman光谱，并观察到了公度CDW（C-CDW）和非公度（I-CDW）跃迁的特征。室温拉曼光谱显示出尖锐的A1 g模~ 206 cm-1，以及与Eg模~ 257 cm-1和双声子模（2 ph）~ 332 cm-1相关的两个新的弱和宽拉曼模。I-CDW和C-CDW的发病估计由磁性测量支持的电阻测量。值得注意的是，在I-CDW ~ 115 K开始时，观察到弱Eg模强度的显著增强以及双简并Eg（2）模~ 144 cm-1的出现。在70 K以下，出现了一个弱的A1 g模（~ 170 cm-1），表明C-CDW的开始。在I-CDW以下的Eg模~ 257 cm-1和2 ph过程模中也观察到了异常的声子软化现象，这表明电子-声子耦合的参与。
2019-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Phonon softening in paramagnetic bcc Fe and relationship with pressure-induced phase transition
基于第一性原理声子计算，研究了压力作用下顺磁性体心立方铁的结构稳定性。PM相的自旋组态近似使用一个二进制特殊的准随机结构（SQS）与超原胞的方法。声子模式的行为可以与压力诱导相变的面心立方（fcc）和六方密堆积（hcp）结构如下：对于PM相，它被发现，在N点的低频横模（N $_4^-$模式），这对应于一个bcc-hcp相变途径，表现出强烈的软化下各向同性体积压缩。在谐波近似下，通过$2\%$体积减小，该模式的频率变为零。这一结果与体积压缩下不发生从PM bcc相到hcp相的相变的实验事实不符。只有当考虑到N $_4^-$模的非谐行为时，才能解释这种表面上的矛盾;在体积压缩下，PM相沿N $_4^-$模的势能曲线变得更接近双阱形状。另一方面，在体积压缩下，PM相在2/3[111]点处的纵模也发生软化，表明沿该纵模存在压力诱导的bcc-fcc相变。这种行为在铁磁（FM）bcc Fe中没有看到，这意味着磁结构对相变机制起着至关重要的作用。
2014-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of local antiferroelectricity induced phonon softening at a SrTiO3 defect
氧化物中的缺陷通常表现出奇异的性质，这可能与局部晶格动力学有关。在这里，在原子的空间分辨率，我们直接测量声子模式的反相界（APB）在SrTiO 3独立膜，并将它们与皮米级的结构畸变。我们发现，SrTiO 3 APB引入了新的缺陷声子模式，在体SrTiO 3中不存在。这些模式对微妙的结构变形高度敏感，即，SrTiO_3 APB产生的局域电偶极子形成反铁电结构，显著软化了Γ点的横光模和纵光模。将局域声子与细微的结构畸变相关联，我们的研究结果为理解复杂氧化物中的缺陷性质及其应用（如热电器件）提供了有价值的见解。
2022-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Giant phonon softening and avoided crossing in aliovalence-doped heavy-band thermoelectrics
本研究发现异价掺杂可通过声子软化与免交叉效应高效降低热电半导体晶格热导率，在NbFeSb体系中10%Hf掺杂实现65%热导率下降，效果远超等电子合金化，为半导体热输运调控提供了新途径。
2023-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Radiation-induced softening of Fe and Fe-based alloys during in-situ electron irradiation under mechanical testing
在辐照下形成的缺陷作为额外的钉扎中心，导致众所周知的辐射诱导硬化效应。另一方面，有一个鲜为人知的，但公认的效果，即时和可逆的软化金属受到各种类型的照射。这种辐射软化效应在辐射效应理论和工程技术应用中都应予以考虑。本文对多晶工业纯铁（0.048%C）和工业铁素体钢的RIS进行了实验研究。比较了电子束对体心立方Fe和面心立方Al（99.5%）的塑性形变的影响。电子能量范围为0.5至0.8 MeV。的屈服应力和辐射诱导的断裂伸长率的减少的可逆下降测量作为电子电流和试样厚度的函数。率理论的RIS提出，它考虑到辐射诱导的运动离散呼吸子（DBs）的激发，最近被证明存在于bcc铁，和它们的相互作用与位错增强unpinning从结构缺陷。使用经典的MD模拟提供输入的修改后的速率理论，最终证明了一个合理的协议与实验数据的DBs的行为进行了研究。结果的相关性的压力容器钢的反应器中的行为进行了讨论。
2014-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Softening and Pressure-Induced Phase Transitions in Quartz Structured Compound, FePO4
核共振非弹性X射线散射石英结构的57 FePO 4作为压力的函数，高达8 GPa显示硬化的低能声子下施加的压力高达1.5 GPa，其次是一个大的软化在1.8 GPa后，接近相变压力约2 GPa。石英结构化合物的压力诱导相变与布里渊区边界（1/3，1/3，0）处的软声子模和玻恩稳定性判据的失效有关。我们的研究结果提供了第一个实验证据，这预测声子软化。
2009-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
The phonon softening due to melting of the ferromagnetic order in elemental iron
我们研究的基本问题的晶格动力学的金属铁磁体的制度中，静态的长程磁序被取代的波动的本地时刻嵌入在金属主机。我们使用\textit{ab initio}密度泛函理论（DFT）+嵌入式动力学平均场论（eDMFT）泛函方法来研究铁多晶型的动力学稳定性和声子随温度的软化。我们表明，非谐波和非均匀声子软化测量铁是一个结果的熔融的长程铁磁秩序，是无关的一阶结构转变从BCC的FCC阶段，通常假设。我们预测，BCC结构是动态稳定的，在正常压力下，在所有温度下，只有BCC- $α$和BCC- $δ$相的铁之间的不稳定。
2018-09-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Paradigm shift for quantum paraelectric: softening of longitudinal modes
我们重新审视量子相变从顺电态到铁电的一个，特别是广泛的纵向模式之间的区别，横向一个。与有限温度下的跃迁相反，对于打破离散对称性的量子相变，模式之间的分裂是无关紧要的。我们证明了量子相变中的各向异性导致了与经典相变不同的行为，并提出了一个观察它的实验，这一结果对于解释钛酸锶中的配对机制是必不可少的。
2020-03-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Pressure-induced Phonon Softenings and the Structural and Magnetic Transitions in CrO$_{2}$
为了研究二氧化铬（CrO $_{2}$）的压力诱导结构转变，计算了声子色散和总能量能带结构随压力的变化.在P $\approx$ 10 GPa下，已证实第一次结构转变，从金红石型的基态四方CrO $_{2}$（t-CrO $_{2}$）转变为CaCl型的正交CrO $_{2}$（o-CrO $_{2}$）$_{2}$型。发现在o-CrO $_{2}$中保留了半金属性质。拉曼活性的B $_{1g}$声子模式，这是负责这种结构的转变，软化证明。发现61.1 GPa下$\geq$发生了从铁磁（FM）o-CrO $_{2}$到单斜（NM）MoO $_{2}$型CrO $_{2}$（m-CrO $_{2}$）的第二次结构转变，这与{ \bf q} = R（1/2，0，1/2）的软化模式有关。在P= 88.8 GPa时新发现了从m-CrO $_{2}$到FM绝缘体CaF $_{2}$型立方CrO $_{2}$的第三种结构转变。
2011-12-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Phonon softening and superconductivity in tellurium under pressure
用密度泛函微扰理论计算了碲的$β$ -Po和体心立方高压相的声子色散和电子-声子相互作用。我们的计算重现和解释实验观察到的超导临界温度（T $_{\rm c}$）的压力依赖性，并确认T $_{\rm c}$的跳跃和结构相变之间的连接。声子的自由能的贡献被证明是负责在低温和室温实验中观察到的结构转变压力的差异。
1996-06-25 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
Stacking fault energy induced softening in the nucleation limited plasticity regime: a molecular dynamics study on Cu-Al alloys
一般来说，随着溶质的加入，合金的屈服强度有望增加，这种现象被称为固溶强化。然而，关于合金添加物的“非均匀”软化的报道并不少见;例如，已知溶质原子位置处的位错的非均匀成核可导致软化。在这项研究中，使用分子动力学（MD）模拟，我们发现在300 K变形的Cu-Al合金异常软化，具体地说，不仅屈服应力，但屈服时的应力降的幅度随着Al含量的增加而降低。我们用连续介质模型计算了部分位错环均匀形核所需的应力。连续介质模型的关键输入之一是堆垛层错能（SFE）。我们进行热力学积分，以评估在晶体中的自由能和没有堆垛层错，从而计算SFE作为Al含量的函数在300 K。使用的SFE值，从而得到我们表明，软化是一个后果的SFE值的减少与添加Al在一个系统中，屈服是由位错环的成核控制。其中，连续介质模型的计算结果与纯铜的分子动力学模拟结果吻合较好。然而，在Cu-Al合金中，屈服强度的下降只能使用连续模型（其假设均质成核）和异质成核势垒的降低（其是不稳定和稳定堆垛层错能的比率的函数）的组合来解释。我们表明，应力降的减少可以合理化的屈服时可用的储能-屈服时的储能随着Al的增加而减少，因此，最大位错密度随着Al含量的增加而减少。
2021-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tensile strain-induced softening of iron at high temperature
在弱铁磁材料中，由温度或化学引发的原子构型的微小变化可以改变导致非随机原子自旋取向的磁相互作用。不同的磁状态，反过来，可以产生实质上不同的宏观性质。一个典型的例子是铁，当人们通过将温度升高到或超过其居里点$T_{\text{C}}^{0}=1043$ 1，K，逐渐去除磁性长程序时，铁表现出各种各样的性质。使用第一性原理理论，在这里，我们表明，单轴拉伸应变也可以不稳定的铁中的磁序，并最终导致铁磁到顺磁的转变温度远低于$T_{\text{C}}^{0}$。因此，理想单晶体心立方铁的本征强度在高于临界温度$\sim 500$ 1，K时急剧减弱。发现的应变诱导磁机械软化提供了一个合理的原子级机制背后的观察到的下降的测量强度的Fe晶须约$300-500$ \，K。具有部分恢复应变Fe晶格中的磁序的能力的合金添加物将强度软化情形的临界温度推向未变形晶格的磁转变温度。这可以导致在高温下令人惊讶的大的合金化驱动的强化效果，如这里在Fe-Co合金的情况下所示。
2016-02-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Giant lattice softening at a Lifshitz transition in Sr$_{2}$RuO$_{4}$
本研究测量超纯金属Sr$_{2}$RuO$_{4}$的应力-应变关系，发现在二维Fermi面Lifshitz相变处Young's模量发生巨大软化，并证实该效应完全由相关能带的传导电子驱动。
2023-06-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence for mechanical softening-hardening dual anomaly in transition metals from shock compressed vanadium
固体通常在压缩下变得更硬更韧，在高温下变得更软。最近，压缩诱导软化和加热诱导硬化（CISHIH）的双重异常被预测在VB族元素，如钒。在这里，这种违反直觉的现象的证据报告。通过精确测量冲击波产生的Hugoniot态高温高压声速，结合第一性原理计算，我们观察到冲击钒不仅有明显的压缩引起的声速降低，而且有强烈的加热引起的声速增强。前者对应于压缩时剪切模量的软化，而后者反映了加热时的逆硬化。这些实验还揭示了杨氏模量的另一个异常，这是以前没有报道过的。基于实验和理论数据，我们推测钒可能分别在79 GPa和116 GPa沿Hugoniot从体心立方转变为两种不同的菱面体相（RH 1和RH 2），这意味着静、动态载荷的巨大差异，以及偏应力和速率相关效应在高压相变动力学中的重要性。
2022-01-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.app-ph
Correlation between optical phonon softening and superconducting $T_c$ in YBa$_2$Cu$_3$O$_x$ within $d$-wave Eliashberg theory
本研究基于d波Eliashberg理论，建立YBa$_2$Cu$_3$O$_x$中面内氧相关拉曼模式软化、氧掺杂量与超导$T_c$的关联，为高温超导起源及电子-声子耦合作用提供新证据。
2024-07-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
