Simple and accurate screening parameters for dielectric-dependent hybrids
基于线性响应时间相关的密度泛函理论，从压缩性求和规则出发，构造了一个简单有效的屏蔽参数。当应用到介电依赖的混合（DDH），它变得非常准确的散装固体相比，从拟合模型介电函数或依赖于材料的价电子密度。本文提出的筛选参数的构造方法简单实用。以这种方式开发的筛选参数在物理上是有吸引力的，实际上是有用的，因为它是直接获得使用的平均超过单位晶胞体积的散装固体，绕过高层次的计算取决于随机相位近似的介电函数。此外，我们已经得到了一个非常好的准确性的能带隙，位置的占用d-带，电离势，光学性质的半导体和绝缘体，和几何形状的散装固体（平衡晶格常数和体积模量）从构建的DDH。
2023-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Large low field room temperature magneto-dielectric response from (Sr0.5Ba0.5)Nb2O6 / Co(Cr0.4Fe1.6)O4 bulk 3-0 composites
分别以Sr_（0.5）Ba_（0.5）NbO_6/CoCr_（0.4）Fe_（1.6）O_4为两组元，合成了铁电/磁致伸缩相3/0结构的块体磁介电复合材料。通过双阶段烧结工艺制成的铁电相具有15微米的均匀晶粒尺寸，而磁致伸缩相具有2至3微米的晶粒尺寸。使用这两种成分通过常规固态加工合成的复合材料在室温下表现出大的磁介电耦合，其随着磁场的增加而增加。在铁电相中均匀分布有30%磁致伸缩相的复合材料具有最理想的微观结构，在1000 Hz和8000 Oe磁场下，介电常数变化3.2%，表现出大的耦合。当磁致伸缩相的分数变化时，介电常数的这种变化减小，表明30%是实现两相之间大耦合的最佳值。这一结果证实了3D渗流导致复合材料中的耦合降低。
2015-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric screening at TMD:hBN interfaces: Monolayer-to-bulk transition, local-field effect, and spatial dependence
本研究采用第一性原理介电嵌入GW方法，系统研究hBN衬底对不同TMDs的介电屏蔽效应的厚度依赖、局域场效应与空间依赖性，为能带结构工程提供定量依据。
2023-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-dependent dielectric function of bulk SrTiO$_3$: Urbach tail, band edges, and excitonic effects
我们报告的原始块体SrTiO $_3$的温度依赖性复杂的介电函数之间的4.2和300 K的能量范围内的0.6-6.5 eV的椭圆偏振光谱法确定。基本的间接和直接带隙能量已被提取，并讨论了现有的国家的最先进的理论计算。此外，通过考虑激子态，分析了基本直接带隙周围的介电函数。激子效应，包括库仑增强的连续，其特征在于使用扩展的埃利奥特公式考虑的实部和虚部的介电函数。Urbach尾低于间接的边缘显示了一个非常规的温度依赖性的行为相关的微观结构的变化附近的结构相变约105 K从低温的四方相的立方相。温度依赖的特性表明，基本间接的边缘以及Urbach尾的结构相变的影响显着，而基本直接的边缘是不是。此外，间接边仅在立方相中遵循Varshni规则，而直接边随着温度的升高呈现出异常的线性增加。
2016-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Structural, Magnetic and Dielectric Characteristics of La Doped CuO Bulk Multiferroic
在这篇手稿中，我们报告的室温结构，微观结构，光学，介电，和磁性能的CuO和Cu 0.995La 0.005陶瓷，固相反应法合成。在CuO中掺杂La导致了具有降低的孔隙率的紧凑和致密的显微结构的演变。由于离子半径的显著差异，La掺杂产生空位缺陷，这在CuO晶格中引起相当大的应变，导致晶格参数和晶胞体积的减小。然而，这两种陶瓷都具有类似的单斜结构，空间群为C2/c。使用XPS，拉曼和FTIR光谱的详细表征证实了CuO晶格中的La 3+的掺入。有趣的是，La掺杂使介电常数提高了三倍以上，并导致漏电流降低。一个大的介电常数的发病归因于La掺杂后的CuO晶格中的致密的微观结构和应变/变形。此外，Cu_（0.995）La_（0.005）陶瓷的禁带宽度减小，这是由于空位缺陷浓度增加，在CuO基体的禁带宽度内产生了中间掺杂能级。此外，在磁性和介电性能的改善也进行了讨论，并与La掺杂CuO的晶粒尺寸。
2021-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Vibrational and dielectric properties of the bulk transition metal dichalcogenides
过渡金属二硫属化合物的电子、光伏和光学性质引起了人们的兴趣，并使其在许多技术应用中得到了应用。我们提出了一个系统的调查，他们相互联系的振动和介电性能，使用密度泛函理论和密度泛函微扰理论，研究的自旋轨道相互作用和远程e $^-$ - e $^-$相关的影响，作为我们的调查的一部分。本研究证实了自旋-轨道相互作用在这些物理性质中起着很小的作用，而色散修正的直接贡献在描述原子间力常数中是至关重要的。在这里，我们的结构和振动特性的分析，包括拉曼光谱，以及比较实验测量。展示了三种具有不同点群的材料，并展示了十五种现有六方、三方和三斜材料的数据趋势。这一总体情况将使由这些材料组成的器件能够用于新的应用。
2018-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Premelting and formation of ice due to Casimir-Lifshitz interactions: Impact of improved parameterization for materials
最近，由Elbaum和Schick在20世纪90年代初提出的Casimir-Lifshitz相互作用引起的冰的预融和形成[Phys. Rev. Lett. 66，1713-1716（1991）]，已被推广到不同的实际场景，产生了新颖的物理直觉和这些现象的应用可能性。材料的性质，特别是介电常数和磁导率，对Casimir Cifshitz能量和力产生重大影响，从而对相应的预融和冰的形成产生重大影响。为了详细解决这些影响并探索由此产生的物理学，我们在这里重新审视并扩展了以前工作的分析，利用那里使用的介电数据以及冰和冷水的最新介电函数。虽然我们以前的结果是重新推导的，但也发现了一个错误。对于我们中的一些人考虑的四层的情况下，稳定的配置依赖于初始条件的存在已被证实，并证明了不同类型的稳定性对应的Casimir-Lifshitz自由能的最小值。由于冰和冷水的新介电函数与Elbaum和Schick使用的介电函数有很大的不同，因此，它们对三层和四层结构的重要影响正在重新考虑。
2021-10-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech hep-th
What ice can teach us about water interactions: a critical comparison of the performance of different water models
分析了几种流行的水模型（TIP3P、TIP4P、TIP5P和TIP4P/2005）的性能。为此目的，研究了水的十种不同性质的预测，即：1。汽液平衡和临界温度; 2.表面张力; 3.水（冰）的不同固体结构的密度; 4.相图; 5.熔点性质; 6.在室内压力下密度最大，热系数$α$和$κ_T$; 7.液态水和冰的结构; 8.高压状态方程; 9.扩散系数; 10.介电常数对于每个属性，每个模型的性能进行了详细的分析，并对模型成功或失败的可能原因进行了批判性的讨论。这些模型的质量提供了一个最终的判断。TIP4P/2005提供了列表中几乎所有属性的最佳描述，唯一的例外是介电常数。在第二个位置，TIP5P和TIP4P产生了总体相似的性能，最后一个位置的水性质的描述是由TIP3P提供的。本文还详细讨论了TIP4P/2005的建议和设计思想。TIP4P/2005可能接近于用一个Lennard-Jones（LJ）位点和三个电荷描述的非极化模型可以实现的对水的最佳描述。
2009-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Understanding the Strain-Dependent Dielectric Behavior of Carbon Black Reinforced Natural Rubber: An interfacial or bulk phenomenon?
填料-聚合物相互作用是理解聚合物复合材料物理性能的关键之一。这些相互作用产生了一个特定的属性，可能有一个非平凡的复合材料的宏观性能的影响界面。在纳米尺度上直接测量界面性质通常是不可能的。因此，界面特性通常使用计算模型从本体响应反算。然而，如果该模型不考虑填料分散的形态，则结果可能是误导性的。最近已经发现，炭黑填充的天然橡胶膜的介电响应可以在拉伸时显著改变[Huang，Macromolecules 49，2339（2016）]。在本文中，我们将表明，这种现象可以在很大程度上解释的填料簇连接由于应变的变化，可能不是由界面相互作用的变化。为了支持这一论点，在测量的频率范围内的复合材料的极化机制进行了分析，并开发了数值模型，以虚拟地再现作为应变的函数的物理现象。结果表明，材料的介电常数与应变呈幂律关系，与实验结果吻合较好。
2016-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Dielectric dependent hybrid functionals for heterogeneous materials
我们推导出一个介电依赖的混合泛函，它准确地描述了异质界面和表面的电子性质，以及三维和二维散装固体。的功能，它不包含任何可调参数，是一个推广的自洽的混合泛函引入均匀固体，其中屏蔽库仑相互作用定义使用空间变化的，局部介电函数。后者是确定自洽使用密度泛函计算在有限的电场。我们目前的结果的带隙和介电常数的3D和2D的散装材料，和带偏移的接口，显示出的准确性可比的GW计算。
2019-05-20 cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculation of the temperature dependence of the optical response of bulk GaAs
提出了一种计算半导体光学响应温度依赖性的新方法。介电函数的平均数超过几个热扰动的配置，从分子动力学模拟提取。计算了GaAs介电函数虚部在0 ~ 700 K范围内的温度依赖关系。这种方法，明确考虑晶格振动描述以及观察到的热诱导的能量转移和扩大的介电函数。
2007-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Bulk photonic metamaterial with hyperbolic dispersion
在这项工作中，我们展示了一个自立的散装三维超材料的基础上，在氧化铝膜的银纳米线网络。这构成了具有双曲色散的各向异性有效介质，可用于亚衍射成像或光学隐身。材料的高度各向异性介电常数范围从正到负，并且透射的激光束既朝向表面的法线移动，如在规则的折射率中，又偏离法线，如在折射率小于1的各向异性折射率中。所设计的光子超材料是文献中报道的最厚的，无论是在其物理尺寸1cm x 1cm x 51 mm方面，还是在l=0.84 mm时真空波长的数量N=61方面。
2008-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Structural, Optical and dielectric study of Mn doped PrFeO3 ceramics
采用固相反应法合成了PrFe_（1-x）Mn_xO_3（x=0.0，0.1，0.3，0.5）多晶样品，研究了其结构、光学和介电性能
2013-05-01 cond-mat.mtrl-sci
On Simulating the Proton-Irradiation of O$_2$ and H$_2$O Ices Using Astrochemical-type Models, with Implications for Bulk Reactivity
今天的许多天体化学模型明确地考虑了组成星际尘埃颗粒冰幔的大部分的物种，而不是那些在最上面的几个单层中的物种。用电离辐射轰击这些冰--无论是以宇宙射线、恒星风还是放射性核素的形式--代表了一种天体化学上可行的方法，可以在冰幔的大部分中驱动丰富的化学物质，现在实验室天体物理学的大量工作都支持这种方法。在这项研究中，使用现有的速率方程为基础的天体化学代码修改，包括考虑辐射化学的方法，我们最近开发的，我们试图模拟两个这样的研究，其中（a）纯O $_2$冰在5 K，（b）纯H $_2$ O冰在16 K和77 K，被轰击keV的H $^+$离子。我们的目标是双重的：（1）测试我们新开发的方法复制冰辐照实验结果的能力，（2）确定在这样一个约束良好的系统中，如何使用用于模拟星际介质（ISM）的相同气体颗粒代码来最好地处理体化学。我们发现，我们修改后的天体化学模型是能够再现的丰度O $_3$在5 K纯O $_2$冰，以及丰富的H $_2$ O $_2$在16 K水冰和先前注意到的过氧化氢在较高的温度下减少。然而，这些结果需要的假设，通过辐射分解产生的自由基和其他活性物质反应迅速，非扩散与邻居在冰。
2019-04-08 astro-ph.GA cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Large, light-induced capacitance enhancement in semiconductor junctions simulated by capacitor-resistor nets
随机电阻-电容（R-C）网络的等效电路模拟表明，在随机R-C块体和电极表面之间引入大电容后，低频下的表观实介电常数提高了3个数量级。体R-介电路径的出现可以代表半导体体的光生高电导率状态，实验观察到与实介电常数的光增强平行的是，其虚部也被强烈增强。光生载流子的加入强烈地增强了块体的电导率，有效地将空间电荷区限制在块体边缘和电极之间的界面。这可能是一个简单的现象学解释的表观介电常数增强后，照明光电池，不涉及复杂的物理模型。
2015-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Far-infrared optical properties of the pyrochlore spin ice compound Dy2Ti2O4
测量了不同温度下[111]钛酸镝（Dy_2 Ti_2 O_4）单晶的近正入射远红外反射光谱。七个声子模式（8在低温下）被确定在低于1000 cm-1的频率。电导率谱是通过将所有反射率谱与介电函数的因式分解形式拟合得到的。玻恩有效电荷和静态光学折射率都随着温度的降低而增加。此外，还观察到声子线宽变窄和声子模式随温度的变化，这可能是由于增强的电荷局域化。几个低频模的红移归因于自旋-声子耦合。所有观测到的光学性质都可以在最近邻铁磁（FM）自旋冰模型的框架内得到解释。
2005-07-31 cond-mat.mtrl-sci
The microscopic mechanism of bulk melting of ice
本文研究了六角冰晶在共存和适度过热时的均匀熔化的初始阶段。我们基于超导的计算机模拟方法提供了导致熔化的事件的全面画面;从5+7缺陷的初始积累，通过L-D和磁空位对的形成，到液核的形成。在我们观察到的与熔化有关的不同类型的缺陷中，一种特殊类型的5+7型缺陷（5型）起着突出的作用，因为它通常在初始液核形成之前形成，并且靠近核形成的位置。因此，像其他固体一样，冰通过先前的缺陷积累而均匀地熔化。
2021-07-25 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
A Unified Dielectric-Dependent Hybrid Functional for Accurate Band Gaps across Dimensions
Nicolaus Copernicus University in Toruń（托伦哥白尼大学）；Paderborn University（帕德博恩大学）；Indian Institute of Technology, Hyderabad（海德拉巴印度理工学院）；National Institute of Science Education and Research（国家科学教育与研究机构）
提出几何无关的介电响应，自洽构建非经验屏蔽介电依赖杂化泛函，在100种体相、低维和混合维度材料中达到近GW精度，揭示屏蔽-交换-带隙关系。
2026-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Impedance Spectroscopy Study in the vicinity of Ferroelectric Phase Transition
阻抗谱是研究晶粒、晶界和电极-电解质界面对电陶瓷介电性能影响的一种通用工具。本研究仅关注铁电相变温度（FPTT）附近的体铁电电容的高频（1 kHz至10 MHz）探测。分别研究了PZTFW单相和PZTFW-CFO复合材料的组织与性能的关系。考虑到这两种系统的复杂微观结构，低频（小于1 kHz）阻抗研究，主要涉及晶界和电极界面，已被忽略。X射线衍射（XRD）图谱、微观结构、介电谱和阻抗图分别揭示了PZTFW-CFO复合材料与PZTFW陶瓷相比具有两个不同的相、固有的压缩应变、介电最高温度的微小变化和两个活化能区域。在PZTFW介质中添加CFO纯化了PZTFW基质中存在的杂质相。PZTFW-CFO复合材料在高频下表现出平坦的介电行为和接近FPTT的高介电常数，可用于可调谐介质电容器。体电容，弛豫时间和恒定相位元件参数的变化进行了探讨在FPTT区域附近。奈奎斯特图和模量形式主义显示了弛豫的多色散性质，与氧空位的激活能（Ea）有关，主要负责体电容导电。在升高的温度和频率（大于2 MHz）下观察到螺旋型模量谱，表明可能的实验伪影，没有物理原因可以解释。
2014-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Microwave probing of bulk dielectrics using superconducting coplanar resonators in distant-flip-chip geometry
在低温下对绝缘材料进行介电测量可能具有挑战性，具体取决于所关注的频率和温度范围。我们提出了一种技术来研究在GHz频率的体介电常数。超导共面Nb谐振器直接沉积在感兴趣的材料上，然后用微波馈线在单独的芯片上以远距离倒装芯片几何形状探测该谐振器。评估谐振器的几个谐波可以获得各种探测频率，在本研究中高达20 GHz。我们展示了三种不同的材料（MgO，LaAlO3和TiO 2），在1.4 K和7 K之间的温度下的技术。
2019-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Glassy Dielectric Response in Tb_2NiMnO_6 Double Perovskite with Similarities to a Griffiths Phase
对双钙钛矿Tb $_2$ NiMnO $_6$进行了频率依赖和温度依赖的介电测量。介电常数的实部（$ε_1$）和虚部（$ε_2$）显示出三个平台，表明分别源自体相、晶界和样品-电极界面的介电弛豫。利用$RC$电路模型成功地模拟了$ε_1$和$ε_2$的温度和频率变化。阻抗的复平面$Z'$ - $Z"$使用具有电阻器$R$和恒定相位元件的串联网络来模拟。利用修正的德拜模型对介电常数随频率的变化进行了分析，确定了不同的弛豫区域。直流电导率的温度依赖性也在，$T^*$处呈现明显的斜率变化。有趣的是，$T^*$与声子模中出现异常的温度和该化合物的格里菲斯温度进行比较。对应于本体的分量$R$和$C$以及来自改进的德拜拟合的参数$α$倾向于支持该假设。虽然这些结果不能用磁电耦合来解释，但晶格和磁性之间的关系是显著的。
2013-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Polarizability of Water from the Local Dielectric Response Theory
我们提出了一个完全的从头计算理论来计算局域场中微扰下的电子密度响应。该方法基于我们最近开发的局部介电响应理论[Phys. Rev. B 92，241107（R），2015]，该理论提供了一个严格的理论框架来处理扩展系统中的局部电子激发，超出了常用的偶极近似。我们应用这种方法研究了冰Ih和液态水中水分子极化率的电子部分。我们的研究结果表明，氢键网络的晶场具有很强的各向异性效应，这显着增强面外分量和抑制垂直于平分线方向的面内分量。来自电荷转移的贡献同样重要，其使各向同性分子极化率增加5- 6%。我们的研究为水的介电性质提供了新的见解，这是理解水中电子激发和开发水的精确极化力场的基础。
2017-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Precision measurement of the microwave dielectric loss of sapphire in the quantum regime with parts-per-billion sensitivity
针对超导量子比特介电损耗根源不明的问题，提出介电浸入法实现5ppb灵敏度的体介电损耗测量，测得EFG蓝宝石体损耗并发现其为transmon主要损耗源，验证HEMEX蓝宝石损耗更低可提升相干时间至数毫秒。
2023-05-01 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Influence of charged walls and defects on DC resistivity and dielectric relaxation in Cu-Cl boracite
带电畴壁在Cu-Cl方铅矿中通过相变在冷却时自发形成。这些壁表现出改变的导电性相比，与负电容的存在一致的体积和运动。在这里，我们提出了作为温度（-140 °C至150 °C）和频率（1 mHz至10 MHz）的函数的块状Cu-Cl硼酸盐的介电常数和直流电阻率。两个观察到的介电弛豫和直流电阻率的热行为进行了讨论。我们建议，可以解释的弛豫点缺陷的存在，最有可能的本地复杂的Cu和伴随的氧空位的价态变化所创建的。此外，在相变时看到的电阻率的突然变化表明导电畴壁对铁电相中的导电性有显著贡献。
2021-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and dielectric properties of YbMnO3 perovskite thin films
亚稳的锰钙钛矿显示反铁磁性的所谓的E相预测是多铁性的。由于需要高压合成的这一阶段，这一预测已被证实，在散装HoMnO 3。在这里，我们报告的生长和表征的YbMnO 3钙钛矿薄膜生长下外延应变。可以获得高度取向的薄膜，厚度低至~30 nm，显示出与E相预期的磁-介电耦合和磁响应。我们观察到，只有在d <30nm的非晶薄膜的情况下，磁性才偏离体行为，表现出玻璃态的磁性行为。我们表明，应变效应本身不能解释这种差异，而薄膜形态起着至关重要的作用。
2008-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Charge Propagation upon a 3D Artificial Spin-ice
磁荷在大块阻挫材料中的传播已经产生了科学上的范式转变，允许研究电和磁之间的对称性。最近的工作表明自旋冰表面的磁荷动力学可能对确定有序和相关的相空间有重要影响。在这里，我们详细介绍了一个3D人工自旋冰，一个3D纳米结构阵列的磁性岛屿，捕捉散装系统的确切几何形状，使磁场驱动的动态磁荷直接可视化的表面上。使用磁显微镜，我们观察到沿两个主要方向有很大不同的磁荷动力学。这些显着的差异被发现是由于表面终止和相关的协调，产生不同的能量和相互作用强度的磁荷表面上。
2021-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferroelectricity of Ice Nanotubes inside Carbon Nanotubes
利用分子动力学模拟研究了碳纳米管内部具有奇数个侧面的冰纳米管沿其轴向的电极化的强度。这种准一维铁电性的机制是由于低维约束和氢键的取向有序。这些铁电纤维结构材料不同于传统的钙钛矿结构块体材料。
2007-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Path-integral simulation of ice Ih: The effect of pressure
采用路径积分分子动力学模拟方法研究了50 ~ 300 K温度范围内压力对冰Ih结构和热力学性质的影响。原子间的相互作用，通过使用有效的q-TIP 4P/F势的柔性水建模。正（压缩）和负（拉伸）压力已被认为是，这使我们能够接近这个固体水相的机械稳定性的限制。我们研究了晶体体积、体积模量、原子间距、原子离域和动能对压力的依赖关系。在负压力和正压力下的旋节点都是由体积模量的消失导出的。当P < 0时，在50 ~ 300 K范围内，旋节压变化范围为-1.38 ~-0.73GPa。在正压下，旋节线与冰的非晶化有关，在低温下，旋节线在1.1和1.3 GPa之间。量子核效应导致冰Ih亚稳区的减少。
2012-01-04 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
The refractive index and electronic gap of water and ice increase with increasing pressure
确定水在高压和高温下的电子和介电性质是了解超临界条件下水环境（例如地球内部）的物理和化学性质的必要先决条件。然而，压缩冰和水的光学测量仍然具有挑战性，并且通常的做法是假设它们的带隙与测量的折射率成反比，这与数百种材料的观察结果一致。在这里，我们报告从头算分子动力学和电子结构计算表明，水和冰的折射率和电子间隙增加与压力，至少高达30 GPa。微妙的电子效应，与带间跃迁的性质和压力下的带边本地化，是负责这种明显的异常行为。
2014-08-05 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Atomistic determination of flexoelectric properties of crystalline dielectrics
在施加均匀应变时，非中心对称电介质晶体的晶胞内的内部子晶格移位导致净偶极矩的出现：一种众所周知的压电现象。另一方面，宏观应变梯度可以在任何晶体结构的晶体中诱导极化，即使是具有中心对称晶格的晶体。这种现象，称为挠曲电，具有体和表面贡献：体贡献的强度可以通过称为体挠曲电张量的材料性质张量来表征。最近的几项研究表明，应变梯度诱导极化可能是材料中各种有趣和异常机电现象的原因，包括非均匀应变纳米结构中的机电耦合效应，纳米电容器系统中的死层效应，以及钙钛矿纳米结构中的巨压电性等。在这项工作中，采用晶格动力学为基础的微观方法，我们提供了某些立方离子晶体，钙钛矿晶体，III-V族和II-VI族半导体的挠曲电张量的估计。我们将我们的估计与实验和理论值进行比较，解决不同实验估计之间存在的差异，并重新访问现有的经验缩放关系的有效性，挠曲电系数的大小在材料参数方面。
2009-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Charge regulation and local dielectric function in planar polyelectrolyte brushes
理解不均匀性对电荷调节和介电性质的影响，以及它如何依赖于大分子的构象特征是一个长期存在的问题。为了解决这个问题，我们已经开发了一个领域的理论来研究电荷调节和局部介电函数的平面刷。该理论被用来研究一个多酸刷，这是由链端接枝在固-液界面，在平衡与含有一价盐离子，溶剂分子和pH控制酸的本体溶液。特别是，我们专注于在确定的局部电荷和介电函数的影响，添加的盐和pH值的散装的浓度。我们的理论研究表明，离子对的偶极矩作为一个结果形成的抗衡吸附在链主链上发挥了关键作用，在影响局部介电函数。对于由具有低于溶剂分子的偶极矩的单体制成的聚电解质，预测刷区域内的介电衰减。然而，形成的离子对（由于吸附的抗衡离子来自所添加的盐的解离）极性比溶剂分子显示相对于其体积值增加的介电函数的大小。此外，在本体盐浓度的增加被示出，以增加刷区域内的局部电荷。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Optical Properties of Bismuth Nanostructures Towards the Ultrathin Film Regime
大块铋呈现出优异的光学性质，如巨大的红外折射率（n接近10）和负的紫外可见光介电常数诱导的巨大的带间电子跃迁。虽然这种性质在纳米光子学中的应用非常有吸引力，但铋纳米结构的介电功能却很少被研究。本文用椭圆偏振光谱法测量了脉冲激光沉积铋薄膜的远红外-紫外介电函数，薄膜的标称厚度tBi从10 nm到几十nm不等。对于tBi大于15 nm，薄膜显示出连续的结构和它们的介电函数是可比的散装铋。对于tBi低于15 nm，膜结构是不连续的，并且介电函数与体铋的介电函数显著不同。从FDTD模拟中提出，这种显着的差异主要来自有效介质的影响引起的不连续的薄膜结构，量子电子限制不起主导作用。这表明，对于高性能纳米光子器件而言，铋和连续铋膜应该呈现与块体铋相同的突出光学性质。
2019-04-16 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
The influence of phonon thermal conductivity on thermoelectric figure of merit of bulk nanostructured materials with tunneling contacts
被认为是一种复合材料，它由导电纳米粒子分离的隧穿电介质势垒。从理论上研究了介质基体的声子热导率对该复合材料热电优值的影响。的范围内的值和障碍参数，可以导致热电优值大于统一的估计。讨论了空间电荷和隧穿势垒电流-电压关系的非线性对隧穿势垒电流-电压关系的影响。
2012-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Density-functional investigation of rhombohedral stacks of graphene: topological surface states, nonlinear dielectric response, and bulk limit
基于DFT研究了有限静态电场中菱形（ABC）型石墨烯堆的结构。电子能带结构和场致电荷密度与有关文献数据以及自己的（AB）堆栈的结果进行了比较。发现未掺杂的AB双层膜具有一个微小的费米线，它由一个围绕K点的电子袋和一个位于K- $Γ$线上的空穴袋组成。与（AB）堆相反，有限（ABC）堆的表面对平移对称性的破坏在直到未知临界厚度$N^{\rm semimet} \gg 10$的板的块状状态中产生间隙，而理想（ABC）块状（$β$ -石墨）是半金属。与（AB）堆不同，（ABC）堆的基态在没有外部电场的情况下被证明是拓扑非平凡的。因此，在（ABC）型堆叠的情况下，必须必然存在穿过费米能级的表面态，而在（AB）型堆叠中不是这种情况。这些表面态与体块状态中的上述间隙一起具有两个主要含义。首先，平行于平板的电子输运被限制在临界层数$N^{\rm semimet}$的表面区域。相关的影响，预计堆叠畴壁和晶界。第二，（ABC）堆栈的电子特性是高度可调的外部电场。特别是，介电响应被发现是强非线性的，并且可以例如用于区分具有不同层数的板。因此，对于依赖于通过电场的可调谐性的应用，具有多于两个层的（ABC）堆叠而不是（AB）堆叠应该是潜在感兴趣的。
2011-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low temperature magnetic and dielectric properties correlation in Fe-doped copper (ii) oxide ceramics for potential device application
采用陶瓷法制备了CuO和Fe掺杂CuO的体材料。用X射线衍射、扫描电镜和能谱仪对样品进行了结构和组成分析。通过这篇文章，我们将报道三价铁掺杂（Fe $^{3+}$）在铜（II）氧化物（Cu $_{0.95}$ Fe $_{0.05}$ O）块体样品的磁性和介电行为的影响。由于Fe $^{3+}$的掺杂，在CuO中建立了顺磁相。磁性和介电性质之间的强相关性表明在转变温度下自旋极化子相互作用。块状CuO和Cu $_{0.95}$ Fe $_{0.05}$ O在较窄的温度范围内（190 K ~ 230 K）表现出多铁性相。在最高Neel温度（TN 1）~230 K附近发生了两次从顺磁-顺电相到无公度或不对称反铁磁（AF）和铁电态的相变，在最高Neel温度（TN 2）~210 K附近发生了第二次相变，AF相顺序转变为公度AF相，铁电性消失。该Cu $_{0.95}$ Fe $_{0.05}$ O在自旋电子学应用中显示出其具有低损耗和高磁化率的高介电常数的潜力。
2021-12-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ab initio study of low-energy electronic collective excitations in bulk Pb: anisotropy and acoustic modes
本文从理论上研究了低能下铅的动态介电响应。的计算进行与充分列入的电子能带结构计算的第一原理赝势的方法。分析了在能带结构中引入自旋轨道分裂的影响，以及动力学交换关联和局域场效应。激励进行了详细的研究，表现出在小动量的声学分散激励的存在。这些具有类声色散的模的特征取决于动量传递的方向q。在一般情况下，结果显示强烈的各向异性效应的介电响应散装铅。与现有的光学实验数据的比较表明，良好的协议。
2013-05-06 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Quasi-one-dimensional hydrogen bonding in nanoconfined ice
本研究利用机器学习驱动的第一性原理模拟，发现纳米受限冰中存在偏离传统冰规则的准一维氢键新结构，揭示了氢键与范德华作用的特殊耦合及其引发的非典型质子行为。
2024-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Deep neural network for the dielectric response of insulators
我们引入了一个深度神经网络，以对称性保持的方式对电子电荷中心的环境依赖性进行建模。该模型从从头算密度泛函理论学习，其中电子中心由最大局域化的Wannier函数唯一分配。当结合深势模型的原子势能面，该计划预测的绝缘体的介电响应的轨迹无法直接从头计算模拟。该方案是非微扰的，可以捕获突变的化学环境的响应。我们通过计算标准条件下液态水的红外光谱和极端压力下冰从分子晶体转变为离子晶体的红外光谱来证明这种方法。
2020-06-09 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Dielectric properties of condensed systems composed of fragments
当组装成凝聚相时，分子或纳米结构的介电性质通常以复杂的方式被修改。我们提出了一个第一性原理的方法来计算极化率的子实体的固体和液体，占多极相互作用在所有订单，并适用于任何半导体或绝缘体。该方法只需要在凝聚相的诱导场的评估，与每个组成部分的多次计算的需要。作为一个例子，我们目前的结果在一个宽的压力和温度范围内的水的分子极化率。我们发现，在环境条件下，偶极诱导偶极近似是足够准确的，克劳修斯-莫索蒂关系可以使用，例如，从实验折射率获得分子的极化率。然而，随着压力的增加，这种近似变得不可靠，在冰X的情况下，克劳修斯-莫索蒂关系是无效的。
2018-07-17 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
A Tabulation and Critical Analysis of the Wavelength-Dependent Dielectric Image Coefficient for the Interaction Exerted by a Surface onto a Neighbouring Excited Atom
原子与介质表面的近场相互作用与原子到介质表面距离的立方成反比，其耦合强度取决于介质镜像系数。该系数在纯静电方法中简单地由（eps-1）/（eps+1）给出，其中eps为介电常数，该系数特定于各种相关原子跃迁中的每一个的频率：它以复杂的方式取决于体材料性质，并且可以表现出与表面极化激元模式相关的共振。我们在这里列出了大约一百个光学窗口的表面共振，这些窗口的体特性目前已制成表格。这项研究集中在红外域，因为它是最相关的原子表面相互作用。除了这个表格，我们讨论了简单的提示，以估计表面共振的位置，以及如何在大量的材料数据的不确定性显着影响图像系数的预测。我们还评估了材料的UV共振对图像系数的非共振部分的贡献。
2006-01-25 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph physics.optics
Flexoelectricity causes surface piezoelectric-like effects in dielectrics
本文研究了有限尺寸介电体中体相flexoelectric效应引发的表面效应，发现由于表面对称性破缺，均匀载荷会在有限样品表面附近产生类似压电的机电响应及边界层。
2025-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Transition-Metal Nitride Halide Dielectrics for Transition-Metal Dichalcogenide Transistors
采用第一性原理计算，研究了HfNBr，HfNCl，TiNBr，TiNCl，ZrNBr和ZrNCl六种过渡金属氮化物卤化物（TMNHs）作为过渡金属二硫属化物（TMD）沟道晶体管的潜在范德华（vdW）势垒.我们计算了它们的剥离能和体声子能，发现这六种TMNH都是可剥离的，并且是热力学稳定的。我们计算的光学和静态介电常数在平面内和平面外的方向为单层和散装TMNHs。在单层中，面外静态介电常数范围从5.04（ZrNCl）到6.03（ZrNBr），而面内介电常数范围从13.18（HfNBr）到74.52（TiNCl）。我们发现TMNHs的带隙范围从1.53 eV（TiNBr）到3.36 eV（HfNCl），而亲和力范围从4.01 eV（HfNBr）到5.60 eV（TiNCl）。最后，我们估计的电介质漏电流密度的晶体管与六个TMNH单层沟道TMD（MoS 2，MoSe 2，MoTe 2，WS 2，和WSe 2）。对于p-MOS TMD沟道晶体管，与单层六方氮化硼（hBN）（一种众所周知的vdW电介质）相比，30种组合中的19种具有较小的漏电流。预测了以HfNCl为栅介质的p-MOS WS 2晶体管的最小单层漏电流为2.14*10- 9A/cm ~ 2。HfNBr、HfNCl、ZrNBr和ZrNCl也被预测在某些p-MOS TMD晶体管中产生小的漏电流。
2022-04-10 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Bipolaron formation in organic semiconductors at the interface with dielectric gates
电子-声子诱导的双极化子的形成被证明是可行的，在有机半导体中的介电栅的界面处，由于与界面振动模式的载流子的耦合和体电子-电子相互作用的弱到中等强度。极化束缚态被发现是相当强大的模型与现实的强度的电子耦合到体和界面声子。交叉到近现场双极化子发生耦合值远小于那些近现场极化子，但另一方面，它引起了一个激活的行为的流动性与大得多的激活能。红荧烯场效应晶体管的结果进行了讨论。
2012-04-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.str-el
Measurement of the complex dielectric constant of a single gold nanoparticle
采用光子晶体光纤作为白光光源的差分干涉对比显微镜技术被用来测量单个10和15 nm金纳米颗粒在480至610 nm波长范围内的复介电常数的实部和虚部。在短波长下，即使考虑到有限尺寸的表面阻尼效应，也可以观察到与散装金测量值的显著偏差。
2006-05-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
d-SEAMS: Deferred Structural Elucidation Analysis for Molecular Simulations
本研究推出免费开源的分子模拟后处理引擎d-SEAMS，可定性分类体相及受限体系冰结构，支持定制扩展，输出兼容主流图形软件，并通过多体系成核分析验证了其功能。
2020-01-13 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus physics.chem-ph
High-density amorphous ice: A path-integral simulation
在等温-等压系综下，采用路径积分分子动力学模拟方法研究了高密度无定形冰的结构和热力学性质。原子间的相互作用，通过使用有效的q-TIP 4P/F势的柔性水建模。量子核运动被发现影响非晶态固体的几个可观察的性质。在低温下（T = 50 K），由于量子运动，HDA冰的摩尔体积增加了6%，分子内O-H距离增加了1.4%. HDA冰的径向分布函数中的峰值相对于它们的经典期望被加宽。发现体积模量B随压力线性上升，斜率dB/dP = 7.1。我们的结果进行了比较与那些来自早期的经典和路径积分模拟HDA冰。我们讨论的相似之处和差异与这些早期的模拟。
2012-09-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
High-resolution dielectric study reveals pore size-dependent orientational order of a discotic liquid crystal confined in tubular nanopores
我们报告了一个高分辨率的介电研究的芘为基础的discriminant液晶（DLC）在散装状态和限制在平行的管状纳米孔的单片二氧化硅和氧化铝膜。DLC分子在低频率下（在准静态情况下）的正介电各向异性使我们能够探索热致集体取向顺序。的孔壁上的分子盘和相应的径向排列的分子found.In相反的散装，各向同性到柱状过渡的限制类金刚石是连续的，随着孔径的减小，以较低的温度转移，并表现出显着的滞后之间的冷却和加热。这些发现证实了以前的中子和X射线散射实验以及光学双折射测量的结论。我们的研究还表明，这里提出的相对简单的介电技术是一个非常有效的方法，以研究DLC基纳米复合材料的热致取向顺序。
2015-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
