High-k gadolinium scandate on Si obtained by high pressure sputtering from metal targets and in-situ plasma oxidation
本研究采用金属靶高压溅射结合原位等离子体氧化法制备Gd2-xScxO3高k介质薄膜，经中等温度退火后介电常数达32且漏电流适中，同时验证了Ti栅界面清除的可行性，可为微电子高k介质材料制备提供新路径。
2024-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Influence of compaction pressure on the impedance of Gadolinium Doped Ceria electrolytes for IT-SOFCs
LNLS/CNPEM（巴西国家同步光光源中心/巴西国家能源与材料研究中心）；CAB（阿根廷科学院）；UNSAM（阿根廷国家科学技术研究委员会）；UNA（巴拉圭国立大学）；USP（圣保罗大学）；UNESP（圣保罗州立大学）；Ilum（伊卢姆公司）；UdelaR（乌拉圭共和国大学）；Unicamp（坎皮纳斯州立大学）
研究钆掺杂二氧化铈电解质，在不同等静压下制备并烧结陶瓷颗粒，沉积铂电极后用阻抗谱表征电学性质，发现阻抗与压实压力有关。
2026-07-16 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Different routes to pressure-induced volume collapse transitions in gadolinium and terbium metals
大多数镧系元素在高压下表现出的摩尔体积的突然减小通常归因于它们的4f-电子局域化程度的变化。我们给出的证据，稀Y（Gd）和Y（Tb）合金的电阻率测量到120 GPa的基础上，Gd和Tb金属的体积塌陷过渡有不同的起源，尽管它们是邻居在周期表中。值得注意的是，在压力下的变化，在磁状态的隔离Pr或Tb杂质离子在Y2 O3的主机出现密切反映在纯Pr或Tb金属的相应变化。Tb的崩溃似乎是由4f和压力下的传导电子之间的增强的负交换相互作用（近藤共振）驱动的，在Y（Tb）的情况下，这极大地改变了Y宿主的超导性质，就像以前发现的Y（Pr）。在Gd中，我们的电阻率测量表明，近藤共振不是其体积塌陷的主要驱动因素。X射线吸收和发射光谱清楚地表明，4f本地时刻保持在很大程度上完整的体积塌陷过渡排除4f带形成（离域）和价跃迁模型作为可能的驱动程序。结果突出了镧系元素中体积塌陷转变背后的丰富行为，并证明了4f能级对极压带形成的稳定性。
2013-11-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
High-temperature and high-pressure apparatus aiming for synthesis of solid metallic hydrogen
80年前，人们就预测，在低温下将固态分子氢加压到高压，可以得到固态金属氢。此外，从理论上预测了固态金属氢在室温下具有超导电性。此外，令人惊讶的预测是，固体金属氢是一种亚稳金属，势垒为1 eV。该预测意味着固体金属氢即使在从高压释放后仍保持金属固相状态。冲击压缩合成液态金属氢。然而，为了在室温下在常压下获得金属氢，必须合成固体金属氢。理论预测，产生固态金属氢需要约500 GPa的超压。该压力接近金刚石砧座（DAC）可以产生的高压的极限。因此，很难通过使用DAC来合成金属氢。冲击压缩方法可以产生足够高的压力来合成金属氢。但这些方法都伴随着高温的产生，不可能合成固态金属氢。目前还没有确定的方法来合成固体金属氢。本文报道了一种新型的动态高压固体金属氢合成装置。我们表明，通过使用该装置，可以产生1TPa的高压，压力保持时间比传统的动态压缩方法长103至106倍。此外，我们表明，这种装置不伴随着高温的产生，不像传统的动态压缩方法，然后它是可能的，固体金属氢可能会合成这种装置。
2018-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Pressure effects in hollow and solid iron oxide nanoparticles
我们报道了空心和实心磁赤铁矿纳米颗粒的各向异性能的压力响应的研究。磁赤铁矿样品之间的差异是根据颗粒的大小，磁各向异性和形状来理解的。特别地，中空和固体样品之间的差异是由于纳米颗粒的不同形状，并且通过比较两种压力响应，可以得出结论，当与核相比时，壳具有更大的压力响应。
2013-01-24 cond-mat.mtrl-sci
High-pressure molecular phases of solid carbon dioxide
本文用第一性原理计算对固态二氧化碳在50 GPa和1500 K下的热力学行为进行了理论研究。在这个压力-温度范围内，最近的实验的解释表明存在的CO2相之间的分子和共价键合的固体。我们重新审视的概念，在CO2相图的中间相，而不是提出分子结构，这提供了一个很好的协议与测量。
2003-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Equations of state for solids at high pressures and temperatures from shock-wave data
本文从化学炸药爆轰得到的压力和温度范围内的冲击波数据出发，解析推导了固体的完整状态方程。确定了热、热和不完全状态方程。还导出了冲击温度沿Hugoniot曲线的方程。
1999-11-26 cond-mat.mtrl-sci
The Effect of Pressure on the Negative Thermal Expansion of Solid Methane
在可以忽略声子和librons的贡献，只考虑转动隧穿模的低温区，计算了压力对固体CH $_4$的热膨胀的影响.压力的影响示出的负热膨胀的峰值的幅度增加，并移动的峰值的位置的低温区域，这将渐近地到零温度，随着压力的增加。计算了转动隧穿模的Gruneisen参量。它是大的，负的，并且随着压力的增加而增加。
2019-11-28 cond-mat.mtrl-sci
High-pressure synthesis of rock salt LiMeO2-ZnO (Me = Fe3+, Ti3+) solid solutions
在7.7GPa和1350-1450 K下，通过ZnO与LiMeO 2复合氧化物的固相反应，合成了具有岩盐晶体结构的亚稳LiMeO 2-ZnO（Me = Fe 3+，Ti 3+）固溶体。用同步辐射X射线衍射研究了回收样品的结构、相组成、热稳定性和热膨胀性。在环境压力下，岩盐LiMeO 2-ZnO固溶体取决于组成在高达670-800 K下是动力学稳定的。
2011-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-Constant Monte Carlo Simulation of Solid CO2 Phase I up to 10 GPa using Kihara Potential Model
本文利用Kihara势模型和恒压NPT蒙特卡罗模拟研究固态CO2 I相在10 GPa以下的晶格行为，发现温度引起的分子取向随机分布显著贡献晶格常数增大，且计算结果与实验吻合良好。
2023-05-29 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
Rare-gas solids under pressure: A path-integral Monte Carlo simulation
在等温-等压系综中，采用路径积分蒙特卡罗模拟方法，研究了惰性气体固体（Ne，Ar，Kr和H2O）在静水压力下的流动。这些模拟的结果进行了比较与现有的实验数据，并与那些从准谐波近似（QHA）。这种比较使我们能够量化的晶格振动的整体非谐性及其对稀有气体固体的几个结构和热力学性质的影响。振动能随压力增加，但这种增加比弹性能的增加慢，弹性能在高压下占主导地位。在PIMC模拟中，发现振动动能大于相应的势能，并且两者之间的相对差随着所施加的压力的升高而减小。QHA的准确性随着压力的升高而增加。
2006-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced metallization in solid boron
用第一性原理计算研究了高压下固体硼的不同相态。发现$α$ -B $_{12}$结构在高达270 GPa下是稳定的。它的半导体带隙（1.72 eV）在160 GPa附近连续下降到零，材料转变为弱金属。由费米能级处的态密度测量的金属性随着压力的进一步增加而增强。压力诱导的金属化可以归因于增强的硼-硼相互作用，导致能带重叠。这些结果与最近观察到的金属化和高压下体硼的相关超导性一致（M. I. Ehrts等，Science{ \bf 293}，272（2001））。
2001-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Crystal structure of solid Oxygen at high pressure and low temperature
本文介绍了在低温和10 GPa压力下对固体氧进行X射线衍射的实验结果，通过仔细的样品制备和240 K左右的退火处理，获得了非常好的正交δ相的衍射花样。该相在低温下是稳定的，与最近的一些数据相反[Y. Akahama等人，Phys.Rev.B64，054105（2001）]，并且随着压力降低转变成单斜相，其被确定为低压α相。晶格参数的不连续变化，以及所观察到的α相的亚稳性增加的压力表明，转变是一级的。
2001-11-21 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Calculation of Elastic Properties of Solid Argon at High Pressures
采用第一性原理赝势方法，采用平面波基组和广义梯度近似（GGA），计算了面心立方固态氩在1 ~ 80 GPa高压下的密度和弹性刚度系数.这一结果与清水等人最近用布里渊光谱法得到的实验结果符合得很好。86，4568（2001）]。柯西条件被发现是强烈违反的实验结果，表明大的贡献，从非中心多体力。本文的结果表明，采用周期性边界条件的标准密度泛函方法可以成功地应用于计算高压下稀有气体固体的弹性性质，而在低压下，弥散力是重要的。
2001-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Predicting phase transition pressure in solids:a semiclasical possibility
本文简要地评述了P.Savic和R.Kasanin提出的高压下材料行为的半经典理论的物理思想、相变压力的计算方法和某些结果。该理论以库仑相互作用为基础，辅以微观选择规则和一组实验建立的假设。它已从DAC实验应用到行星结构模拟。
1999-11-13 cond-mat.mtrl-sci
A comparative study using state-of-the-art electronic structure theories on solid hydrogen phases under high pressures
确定高压下固体氢的原子结构和性质是高压物理学的一个长期难题，在行星科学和材料科学中具有深远的意义。确定氢的压力-温度相图是具有挑战性的实验和理论，由于极端的条件和所需的精度在量子力学处理的组成电子和原子核，分别。在这里，我们明确地表明，耦合集群理论可以作为一个计算效率高的理论工具，预测固体氢相的高精度。我们提出了第一性原理研究的压力范围从100到450 GPa的固体氢相。计算的静态晶格常数进行比较，国家的最先进的扩散蒙特卡罗结果和密度泛函理论计算。我们的耦合团簇理论的最稳定的阶段，包括C2/c-24和P21/c-24的结果是在良好的协议与使用扩散蒙特卡罗，除了Cmca-4，这是预测显着不太稳定。我们讨论了所采用的方法的范围，以及它们如何作为有效和互补的理论工具来解决长期存在的理解高压下固体氢相的难题。
2020-04-14 cond-mat.mtrl-sci
High pressure synthesis of FeO-ZnO solid solutions with rock salt structure: in situ X-ray diffraction studies
首次用X射线衍射和同步辐射研究了FeO-ZnO体系在4.8 GPa和1300 K温度下的化学相互作用。在750 K以上，观察到FeO和ZnO之间的化学反应，导致岩盐（rs）Fe 1-xZnxO固溶体（0.3 \leq x \leq 0.85）的形成。原位测量了这些固溶体的晶格参数随压力下温度的变化，并计算了相应的热膨胀系数。
2011-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Pair potentials and equation of state of solid parahydrogen to megabar pressure
本文用量子蒙特卡罗模拟方法计算了外推到零温、压力为~ 2 MBar的块状固体氢的状态方程。我们比较了三种不同的对电位，即Silvera-Goldman，巴克和一个最近提出的Moraldi，修改在短距离，包括一个排斥性的核心，在最初提出的潜在失踪的状态方程。Moraldi对势产生的状态方程与兆巴压力下的实验非常吻合，由于其较软的核心，并且至少与饱和蒸汽压下的SG或Buck一样准确。每个分子的实验测量的动能的估计提供了所有的对电位。
2013-07-23 cond-mat.mtrl-sci
The impact of Hubbard- and van der Waals-corrections on the DFT calculation of epsilon-zeta transition pressure in solid oxygen
本研究的目的是澄清的物理支配的固体氧从α相到zeta相的转变实验观察到在96 GPa使用密度泛函理论（DFT）。用PBE函数预测了在40 GPa下的转变。然后加入Hubbard修正以增强氧的p轨道局域化。ε-ζ转变压力显著提高到70 GPa。最后，我们加入了非局部范德瓦尔斯修正。转变压力略微增加到80 GPa。结果表明，Hubbard项的贡献优于van der Waals项.
2018-03-18 cond-mat.mtrl-sci
High-pressure synthesis of MnO-ZnO solid solutions with rock salt structure: in situ X-ray diffraction studies
首次采用X射线衍射和同步辐射研究了MnO-ZnO体系在4.8 GPa和1600 K温度下的化学相互作用。在750 K以上，观察到MnO和ZnO之间的化学反应，导致形成岩盐（rs）Mn 1-xZnxO固溶体（0.3 \leq x \leq 0.7）。在高压下原位测量了这些固溶体的晶格参数与温度的关系，并计算了相应的热膨胀系数。
2011-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Dissociation of high-pressure solid molecular hydrogen: Quantum Monte Carlo and anharmonic vibrational study
本文对高压下固体氢的分子-原子跃迁进行了理论研究。我们使用扩散量子蒙特卡罗方法计算竞争相的静态晶格能和基于密度泛函理论的振动自洽场方法计算非谐振动性质。我们发现一个小的，但显着的贡献，从非谐振动能量。在374 GPa下发现了从分子Cmca-12直接到原子I4_1/amd相的转变。振动的贡献降低了91 GPa的转变压力。离解压力对同位素组成不太敏感。我们的结果表明，量子熔化发生在有限的温度。
2014-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Pressure dependence of the monoclinic phase in (1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3 solid solutions
我们结合高压X射线衍射、高压拉曼散射和光学显微镜研究了一系列PMN-xPT固溶体（x=0.2，0.3，0.33，0.35，0.37，0.4）在金刚石对顶砧中在300 K、高达20 GPa的压力下的行为。拉曼光谱显示，在380 cm-1以上6 GPa的所有样品的峰值，与以前的观察一致。X射线衍射测量结果与表明结构相变的光谱变化一致;我们发现，在伪立方（220）布拉格峰处的三重峰合并为6 GPa以上的双重峰。我们的研究结果表明，准同型相界区（x=0.33至0.37）与单斜对称的存在持续到7 GPa。用偏光显微镜观察了PMN-0.32PT单晶铁电畴的压力依赖性。畴壁密度随压力的增加而减小，在3GPa的适度压力下畴消失。我们提出了PMN-xPT固溶体的压力-组成相图。
2012-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Comment on "Modeling oxygen self-diffusion in UO2 under pressure by M.W.D Cooper et al., Solid State Ionics 282 (2015) 26-30"
最近通过将分子动力学计算与化学模型cBΩ模型相结合，研究了UO ${_2}$中的氧自扩散系数[Cooper et al. Solid State Ionics 282（2015）26-30]在压力（0- 10 GPa）和温度（300- 1900 K）范围内的变化。氧自扩散作为增加静水压力的函数的显着减少，以及相关的活化能的增加被确定。在这里，我们扩展这项研究，并发现相应的激活体积的压缩性超过显着的压缩性的散装材料几乎一个数量级。这个结果很重要，因为在文献中通常假设这两个压缩系数相等。当将该体积的热膨胀系数与散装固体的热膨胀系数进行比较时，这同样成立。
2016-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous melting behavior of solid hydrogen at high pressures
氢是宇宙中最丰富的元素，它在高温高压条件下的性质对于理解大型气态行星和其他天体的内部至关重要。在超高压下，固体氢由于其高零点运动而被预测转化为量子流体。在这里，我们报告的第一性原理两相共存和Z方法测定的熔点线的固体氢的压力范围从30到600 GPa。我们的结果表明，由经典分子动力学模拟得到的固态氢的熔点线在430 GPa附近达到最小值367 K，在更高的压力下，原子Cs IV相的熔点线恢复正斜率。考虑到氢气在如此低的温度下的量子效应的可能重要性，我们还采用费曼路径积分模拟确定了400，500，600 GPa压力下CsIV原子相的熔化温度。这些结果在一个向下移动的经典的熔点线约100 K，并暗示在一个可能的第二个最大值的熔点线在500和600 GPa之间的区域，证明了量子效应在这个系统中的重要性。结合起来，我们的结果意味着零温度量子液相的稳定场，如果它存在的话，只会发生在比以前认为的更高的压力下。
2013-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical calculations for solid oxygen under high pressure
本文通过理论计算研究了低温和7 GPa压力下固体氧的晶体结构。在计算中，晶体的绝热势近似由从头算方法计算的氧分子之间的成对势的叠加。单斜α结构在6 GPa内是稳定的，晶格参数的计算值与实验值符合得很好。变形的起源和各向异性晶格的可压缩性的基面的α-O2被清楚地证明。在6 ~ 7 GPa的压力范围内，通过X射线衍射实验，提出了两种结构：α和正交δ结构。发现在此压力范围内，这些结构之间的能量差变得非常小。讨论了这一趋势与X射线衍射实验结果不一致的关系。
2008-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Temperature and Pressure Effects on Lattice Properties of Pure C60 Solid
采用一个基于原子-原子势的简单模型，通过引入非谐性，计算了纯C_{60}固体的各种体积、结构和热力学性质。计算了材料的体积模量、晶格和取向结构、热膨胀、声子频移、Gruneisen参数、热容和熵等与压力和温度有关的性质，并与已有数据进行了比较。虽然这些性能的一些结果已经计算较早，使用改进的潜在的模型，以适应C60固体，本文重申的有效性程度的潜力，在过去成功地解释所观察到的芳烃的性质。同样的潜力，没有修改使用复制，除了取向的绝对最小配置，广泛地说，所有其他计算的性质，以类似的精度。因此，它提供了一个平台，包括额外的条款解释的性质掺杂的C60固体和聚合的C60系统。
1999-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Negative Thermal Expansion in Solid Deuteromethane
本文计算了固态CD $_4$ III在低温区的恒压热膨胀，在该低温区，只有转动隧穿模是必不可少的，声子和librons的影响可以忽略。发现在mK区存在一个负热膨胀巨峰。该峰的高度与固体N-$_2$、CO、O-$_2$或CH $_4$在其三相点的热膨胀相当或甚至超过其热膨胀。它表明，在轻甲烷的情况下，压力的影响是非常不寻常的：从热力学Grüneisen参数（这是负的，在绝对值大）的压力依赖性证明，固体CD $_4$变得越来越量子与压力上升。
2020-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Observation of metastable hcp solid helium
我们在低于熔化压力的1.1 ~ 1.4K之间制备并观察到了亚稳固态氦-4。这是通过一个强烈的压力波小心地集中在一个已知方向的晶体内来实现的。聚焦区的精确密度图由光学干涉技术提供。取决于样品，在焦点处达到的最小密度对应于低于静态熔融压力2巴至4巴的压力。在此之外，晶体经历了一个意想不到的不稳定性远远早于预测的旋节极限。这为研究这种量子晶体的扩展亚稳态及其稳定极限提供了一个新的机会。
2011-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Compression in Dimer C60 Fullerene Solid
二聚体C60固体是分子长轴沿c轴排列的单斜晶体。一个简单的模型的基础上原子-原子势用于计算各种体积，结构和热力学性质的这种富勒烯，也被用来调查的压力和温度依赖的性能，如体积模量，晶格和取向结构，声子色散关系，Gruneisen参数，热容和熵。这种固体的一个重要特征显然与其各向异性压力压缩有关。我们计算了这些方向压缩，发现压力压缩的各向异性非常显著。预计这里计算的二聚体固体C60的性质将激励对该固体的进一步实验。
2000-05-12 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Modeling of Quantum Nuclear Effects and Atomic Interactions in Solid 4He at High Pressure
本文采用第一性原理计算方法研究了T= 0 K、压力高达160 GPa的固体~ 4 He。我们的计算策略包括使用范德华密度泛函理论（DFT-vdW）来描述这种材料中的电子自由度，和扩散蒙特卡罗（DMC）方法来求解描述量子核行为的薛定谔方程。为此，我们构建了一个分析的相互作用函数的基础上的成对Aziz潜力，密切配合的体积变化的凝聚能计算与DFT-vdW在稠密的氦。有趣的是，我们发现当P > 85 GPa时，固体~ 4 He的动能并不随压缩而明显增加。此外，我们表明，林德曼比在致密固体4 He的金额为0.10几乎独立的压力。还研究了常用的准谐波DFT（QH DFT）方法在描述固体量子核效应中的可靠性。我们发现，QH DFT模拟，虽然提供了一个合理的状态方程与实验一致，是不能够正确地再现这些关键的影响，在压缩4 He。特别是，我们揭示了巨大的差异，至少~50%的计算4 He动能使用QH DFT和本DFT-DMC方法。
2014-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Insights into the high-pressure behaviour of solid bromine from hybrid DFT calculations
了解分子固体在高压下的性质是发展新的固体理论的关键因素。然而，最常用的广义梯度近似（GGA）的密度泛函理论（DFT）往往不能正确地描述这些系统在高压下的行为。在这里，我们利用混合DFT方法来模拟元素溴在高压下的性质。的计算再现在非常好的协议与实验的性质的分子相I（Cmca对称性）和它的压力诱导过渡到非分子相II（Immmm）。实验尚未观察到的过渡到第三阶段（I4/mmm）预计发生在128 GPa，随后在188 GPa的fcc晶格的形成。模型相的结构和电子性质的分析表明，分子Cmca相成为金属只是在其稳定性的边界，和Imm和I4/mmm相是金属和准二维。最后，我们表明，从实验假设的溴的无公度相是瞬态物种，可以被视为中间体的解离过程中发生的边界处的过渡相I相II。
2022-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Minimal phase-field crystal modeling of vapor-liquid-solid coexistence and transitions
基于密度场方法，结合高阶粒子间直接关联，建立了一个相场晶体模型，用于研究汽液固共存和相变。系统地分析了实现相共存和过渡序列的条件，并通过广泛的模型参数证明了该模型的高度灵活性和适用性。确定了温度-密度和温度-压力相图，同时通过动力学模拟研究了三相之间的结构演化和共存。该模型还能够产生一些温度和压力相关的材料特性，包括热膨胀和压力对平衡晶格间距的影响，以及饱和蒸汽压的温度依赖性。该模型可作为研究气-固、液-固、气-液-固等多种材料生长和沉积过程的有效途径。
2020-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of rock-salt MeO-ZnO solid solutions (Me = Ni2+, Co2+, Fe2+, Mn2+) at high pressure and high temperature
在7.7GPa和1450-1650 K温度范围内，用淬火法从二元氧化物中合成了一系列具有岩盐（rs）晶体结构的亚稳Me_（1-x）Zn_xO（Me = Ni ~（2+），Co ~（2+），Fe ~（2+），Mn ~（2+））固溶体。样品的相组成，以及合成的固溶体的结构特性和化学计量已通过X射线粉末衍射，常规和同步辐射进行了研究。在NiO-ZnO体系中，存在单个岩盐固溶体的最宽组成范围（0.3 \leq x \leq 0.8）已被确定。块状rs-Co 1-xZnxO、rs-Fe 1-xZnxO和rs-Mn 1-xZnxO固溶体仅在ZnO含量降低两倍（即x \leq分别为0.5、0.5和0.4）的情况下才可淬冷至环境条件;而在CdO-ZnO体系中在整个浓度范围内未观察到岩盐固溶体的形成。
2011-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-regulated mechanochemistry at lithium metal-sulfide electrolyte interfaces
Seoul National University（首尔大学）
本研究通过压力感知机器学习分子动力学方法，揭示了压力大小、加载几何对锂金属-硫化物电解质界面中间相形成的非单调调控作用，为硫化物固态电池压力效应提供了机制框架。
2026-09-02 cond-mat.mtrl-sci
New insights on the formation of supersaturated solid solutions in the Cu Cr system deformed by high pressure torsion
在Cu-Cr系中，通过剧烈的塑性形变可以形成过饱和固溶体。能量色散同步辐射衍射测量作为变形过程中施加的应变的函数的变形铜铬样品确认在这个通常不混溶系统中形成过饱和固溶体。由于评估的衍射数据由一个新开发的能量色散Rietveld程序，晶格参数和微观结构参数，如域的大小和微观应变确定为变形以及退火样品。所获得的信息用于加深对剧烈塑性形变过程中微观组织演变和过饱和固溶体形成的理解。此外，还进行了互补的透射电子显微镜调查，以详细表征不断变化的微观结构。在高温下退火后，形成的固溶体分解。与变形状态相比，观察到与高热稳定性相结合的增强的硬度。讨论了提高硬度的可能机制。
2016-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Room-Temperature Structures of Solid Hydrogen at High Pressures
采用第一性原理的超自洽模拟，我们探讨了300 K结构的固体氢在压力范围150-300 GPa。在200 GPa下，我们发现环境压力下无序的六方密堆积（hcp）相转变为绝缘的部分有序hcp相（po-hcp），即有序的石墨烯状H2层和其他层弱耦合的无序H2分子的混合物。在该相内，氢保持在配对状态，并产生较短的分子内键，这是导致高于4000 cm-1的非常高的实验拉曼峰的原因。在275 GPa下，我们的模拟预测了从po-hcp到有序分子金属Cmca相（4个分子/细胞）的转变，该相先前被提出仅在400 GPa以上稳定。300 K下的吉布斯自由能计算证实了po-hcp和金属Cmca相分别在220-242 GPa和>242 GPa下在所有已知结构上的能量稳定性。我们的模拟强调了温度在调节相稳定性中所起的主要作用，并为在300 K下低于300 GPa的固体氢金属化提供了理论支持。
2012-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Quantum Monte Carlo study of the phase diagram of solid molecular hydrogen at extreme pressures
建立氢的相图是实验物理和理论物理的一个重大挑战。单靠实验无法建立高压下固态氢的原子结构，因为氢对X射线的散射很弱。相反，我们对原子结构的理解主要基于密度泛函理论（DFT）。通过比较拉曼光谱的低能量结构中发现的DFT搜索与实验光谱，候选原子结构已被确定为每个实验观察到的阶段。不幸的是，DFT预测金属结构在高达400 GPa的广泛压力范围内具有能量优势，其中实验已知氢是非金属的。在这里，我们表明，更先进的理论方法（扩散量子蒙特卡罗计算）发现金属结构是没有竞争力的，并预测相图与实验合理的协议。这大大加强了候选原子结构精确地模拟实验观察到的相的说法。
2015-08-10 cond-mat.mtrl-sci
Analysis of shear localization in viscoplastic solids with pressure-sensitive structural transformations
本文建立有限应变本构模型，分析压力敏感结构转变的粘塑性固体中绝热剪切局部化条件，并揭示相变对纯铁和高强度钢局部化应变的影响。
2024-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-constant Monte Carlo simulation of phase I of solid CO2 up to 10 GPa at T = 200 K using Kihara potential model
本文是过去三篇论文的延续，arXiv：1711.04976（2017），arXiv：1809.04291（2018）和arXiv：2006.09673v2（2020），其中通过Monte Carlo（MC）模拟技术在T < 200 K和标称压力P = 1 atm下使用参考实验数据确定的晶格常数计算了具有Pa 3结构的固体CO2（第I相）中空位周围的分子构型。对于分子间势，使用具有零直径的棒状核的Kihara模型。然而，为了理论上的一致性，晶格常数应该通过压力常数MC模拟，即通过NPT模拟来确定。据预计，NPT模拟，成功的单原子分子流体，可能不会直接工作的固体二氧化碳，因为非球形的分子形状和相互作用。事实上，在目前的工作中发现，标准NPT模拟的协议必须修改为固体CO2，以实现平衡晶格常数，给定外部压力，在实际的计算机时间和容量内。修改后的协议被用来计算的P-V关系在1巴和从2至10 GPa，在该结构的相变是已知的发生。温度固定在200 K。结果表明，计算的P-V关系与以前的理论工作相似，摩尔体积比实验数据小约0.5%。
2021-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio quasi-harmonic thermoelasticity, piezoelectricity, and thermoelectricity of polar solids at finite temperature and pressure: Application to wurtzite ZnO
School of Physics and Technology, Xinjiang University（新疆大学物理科学与技术学院）；International School for Advanced Studies (SISSA)（国际高等研究院）；IOM - CNR（意大利国家研究委员会材料研究所）
本文提出了一种从头计算方法，用于研究极性固体在有限温度和压力下的热弹性、压电和热电性质，并应用于纤锌矿ZnO的热力学性质计算。
2026-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Optical Response of Solid CO$_2$ as a Tool for the Determination of the High Pressure Phase
我们报告的第一性原理计算的频率依赖的线性和二阶光学性质的两个可能的扩展固相CO $_2$ -V，即$I\bar42d$和$P2_12_12_1$。与母体$Cmca$相相比，两相的线性光学极化率小得多。我们发现$I\bar42d$和$P2_12_12_1$在高能区的线性光学响应有很大的不同。两种可能的晶体结构的非线性光学响应相差大约五倍。由于非线性光谱的差异在低能量区域（即，低于金刚石的带隙）中是显著的，因此利用金刚石砧座单元内的样品进行测量是可行的。因此，我们建议光学实验与我们的计算数据作为一种工具，明确识别的高压相CO $_2$。
2003-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Quasi-molecular and atomic phases of dense solid hydrogen
固体氢的高压相是一个基本的兴趣，与巨行星的内部有关;然而，对这些相的了解还远远不够。粒子群优化（PSO）技术应用于结构搜索，在高达5 TPa的压力下产生了迄今为止意想不到的固体氢高压相。预测了具有两种分子内键的奇异准分子mC 24结构（空间群C2/c，稳定在0.47-0.59 TPa），提供了对固体氢中分子解离的更深入理解，这几十年来一直是一个谜。我们进一步预测了两个原子相的存在：（i）oC 12结构（空间群Cmcm，稳定在> 2.1 TPa），由平面H3团簇组成，和（ii）cI 16结构，先前在锂和钠中观察到，考虑零点能后稳定在3.5 TPa以上。这项工作清楚地修订了已知的固体氢的零温高压（>0.47 TPa）相图，并对巨行星的组成结构有影响。
2012-04-05 cond-mat.mtrl-sci
First-principles description of van der Waals-bonded spin-polarized systems using vdW-DF$+U$ method---application to solid oxygen at low pressure
O $_2$的分子固相，特别是其基态反铁磁绝缘相的描述，是众所周知的，在传统的本地和半本地密度泛函近似中使用的密度泛函理论的Kohn-Sham形式主义是相当不令人满意的。最近发展的范德瓦尔斯泛函，考虑到非局部相关性也表现出低于标准的性能在这方面。困难在于分子晶体中反铁磁和铁磁分子对之间的范德华相互作用和交换耦合之间的微妙平衡。在这里，我们报告说，DFT $+U$的方法结合使用的vdW-DF功能在这方面表现得令人惊讶的好，并讨论这种行为背后的推理。我们也应用这种方法来研究最近报道的磁场诱导的固体O $_2$的$θ$相。
2017-12-15 cond-mat.mtrl-sci
High-pressure II-III phase transition in solid hydrogen: Insights from state-of-the-art ab initio calculations
本研究通过多种高精度从头算方法探究固态氢高压II-III相变，明确交换关联精确处理对相变压力的影响，揭示II相低对称结构的成因及相变实验特征的来源，阐明零点振动能对III相的稳定作用。
2022-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Pressure induced structural phase transition in solid oxidizer KClO$_3$: A first-principles study
采用第一性原理密度泛函理论（DFT）方法研究了氯酸钾（KClO $_3$）在0-10 GPa压力范围内的高压行为.用半经验色散修正方案计算的基态参数、跃迁压力和声子频率与实验符合得很好。发现KClO $_3$在2.26 GPa压力下发生了一级相变，伴随着6.4 $\%$的体积坍缩，从单斜（\emph{P2$_1$/m}）$\rightarrow$菱面体（\emph{R3m}）结构转变，与实验结果符合较好.然而，转变压力被发现低估（0.11 GPa）和高估（3.57 GPa），分别使用LDA和GGA泛函。从计算的单晶弹性常数解释了这两个相的机械稳定性。此外，已使用密度泛函微扰理论计算的区域中心声子频率在环境中，以及在高压和晶格模式被发现在0.6至1.2 GPa之间的压力下软化。本研究表明，所观察到的结构相变导致的KClO $_3$的分解机制的变化，这与实验结果相印证。
2013-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Fate of density functional theory in high-pressure solid hydrogen
本文探讨了密度泛函理论在低温高压固体氢研究中的一些成功和失败之处。我们计算相图，金属化压力，声子谱，质子零点能使用三个流行的交换相关泛函：局域密度近似（LDA），Perdew-Burke-Ernzerhof（PBE）广义梯度近似，和半本地的Becke-Lee-Yang-Parr（BLYP）功能。我们专注于固体分子P $6_3$ /m，C2/c，Cmca-12，和Cmca结构的压力范围内从$100<P<500$ GPa的阶段I，II和III的实验观察。在静态的理论水平上，其中质子零点能被忽略，LDA，PBE和BLYP泛函给出非常不同的结构转变和金属化压力，与BLYP相图更好地符合实验。然而，所有三个泛函定性地提供关于四种结构的带隙和它们之间的相变的相同信息。超越静态水平，我们发现，以上3000厘米$^{-1}$观察到的振动子模式的频率强烈依赖于交换相关功能的选择，虽然声子谱的低频部分几乎没有影响。质子零点能的最大和最小值，使用BLYP和LDA泛函，分别获得，相差超过10毫电子伏/质子。包括质子零点能量计算的声子谱内的谐波近似提高了BLYP和PBE相图与实验的一致性。作为一个整体，我们的研究结果表明，平均场的固体分子氢的密度泛函计算的不足，在第一，第二和第三阶段，并强调需要更复杂的方法。
2013-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Colossal room-temperature electrocaloric strength aided by hydrostatic pressure in lead-free multiferroic solid solutions
针对电热效应固态冷却存在的工作温度偏离室温、材料含铅、所需电场大的问题，提出对无铅多铁BFCO固溶体施加静水压力的方案，经第一性原理模拟验证可将电热效应调至室温附近、大幅降低驱动电场，获得比常规铁电体高数个数量级的巨室温电热强度。
2023-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Temperature of the inner-core boundary of the Earth: Melting of iron at high pressure from first-principles coexistence simulations
地核由一个半径为1221公里的实心球组成，周围是一个从行星中心延伸到3480公里的液体壳层，大约是向表面延伸的一半（地球的平均半径为6373公里）。核心的主要成分是铁，因此在固体和液体之间的边界（ICB）处遇到的压力下铁的熔化温度提供了核心温度的估计。在这里，我报告的熔融温度的Fe在压力附近的ICB，获得第一原理技术的基础上密度泛函理论。通过直接模拟铁的固液共存进行了计算，结果表明，在$\sim 328$ GPa的压力下，铁在$\sim 6370\pm 100$ K下熔化。这些发现与早期的模拟结果非常一致，早期的模拟使用了完全相同的量子力学技术，但通过计算固体和液体Fe的自由能获得了熔化特性
2009-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Modeling the High-Pressure Solid and Liquid Phases of Tin from Deep Potentials with ab initio Accuracy
本研究开发了基于机器学习的深度势模型，用于模拟锡在0-50 GPa和0-2000 K条件下的高压固相和液相，成功预测了相图及三相点。
2023-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Quantum Monte Carlo Study of High Pressure Solid Molecular Hydrogen
本文用扩散量子蒙特卡罗（DMC）方法计算了固态分子氢的基态相图，并考察了相对于金属晶体分子氢而言最重要的绝缘相的稳定性。我们开发了一种新的方法来解释有限尺寸的错误相结合的扭曲平均边界条件的使用与使用Kwee-Zhang-Krakauer（KZK）功能在密度泛函理论获得的修正。为了研究带隙闭合并找到金属化压力，我们使用$GW$方法进行精确的准粒子多体计算。在静态近似下，我们的DMC模拟表明在375 GPa左右从绝缘Cmca-12结构过渡到金属Cmca结构。Cmca-12的$GW$带隙在大致相同的压力下关闭。在动态DMC相图中，其中包括零点能量的影响，Cmca-12结构保持稳定高达430 GPa，远高于$GW$带隙关闭的压力。我们的研究结果预测，在360 GPa左右实验观察到的半金属态[Phys. Rev. Lett. { \bf 108}，146402（2012）]可以对应于带隙关闭的压力附近的Cmca-12结构。动态DMC相图表明，六方密排$P6_3/m$结构，它具有最大的带隙的绝缘结构考虑，是稳定的高达220 GPa。这与最近在高达183 GPa的压力下获得的X射线数据一致[Phys. Rev. B { \bf 82}，060101（R）（2010）]，其也报道了氢分子的六方紧密堆积排列。
2013-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Topological surface states in dense solid hydrogen
最近已经确定，二维无质量石墨烯类系统和三维线节点拓扑半金属包括一类特殊的中心对称材料，其中拓扑性质的边缘/表面态不可避免地出现在一些k区域中。我们表明，在兆巴压力下产生的固体氢相可以是线节点拓扑半金属。在这样的相中，材料表现出拓扑表面状态，因此可以是不良的本体金属但良好的表面导体。这些结果可能有助于解释报道的致密氢的不一致高压实验数据，并为未来的测量提供预测，包括氢中可能的表面超导性。在包括简单金属在内的其他元素中形成的高压相中，可能会出现相关的拓扑行为。
2016-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Temperature and Pressure-Induced Atomic Structure Evolution During Solidification of Zr50Nb50 Metallic Melt via Molecular Dynamics Simulation
利用分子动力学模拟研究 Zr50Nb50 熔体在温度与压力下的结构演化，发现不同压力下发生向类晶体结构的一级相变，且最终凝固系统主要由类体心立方团簇组成。
2023-04-08 cond-mat.mtrl-sci
