Carbon Nitride Frameworks and Dense Crystalline Polymorphs
我们使用从头算随机结构搜索（AIRSS）研究C3N4碳氮化物的多态性作为压力的函数。我们的计算揭示了新的框架结构，包括一个特别稳定的手性多晶型物的空间群P43212含有混合sp2和sp3键，我们已经产生实验和恢复到环境条件。随着压力的增加，一个序列的结构与完全sp3键合的C原子和三倍协调的N原子的预测，最终在一个致密的Pnma相以上250 GPa。超过650 GPa，我们发现，C3N4变得不稳定分解成金刚石和黄铁矿结构的CN2。
2016-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Hidden polymorphs drive the vitrification in B2O3
了解有利于液体结晶或玻璃化的条件一直是一个长期存在的科学问题。另一个相关的，但还没有很好地理解的问题是玻璃态和各种可能的结晶形式之间的关系，一个系统可能采取。在这种情况下，B2 O3是一个令人困惑的研究案例，因为i）它是最好的玻璃形成系统之一，尽管明显缺乏低压多晶型; ii）它在环境压力下以与唯一已知的结晶相异常不同的玻璃态形式玻璃化; iii）除非施加压力，否则它从不从熔体中结晶，这是一种称为结晶异常的有趣行为。在这里，通过从头计算，我们发现存在新的B2 O3晶体多晶型物的结构性质类似的玻璃和形成能量可比的已知的环境晶体。由此产生的构型简并性驱动系统在环境压力下玻璃化。简并度在压力下被提升，揭示了结晶异常的起源。这项工作调和的行为B2 O3与其他玻璃系统，并重申了系统的能力，玻璃化的多态性所发挥的作用。一些预测的晶体是完全由三重环组成的笼状材料，为硼基纳米多孔材料的合成开辟了新的前景。
2012-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Polymorphism, crystal nucleation and growth in the phase-field crystal model in 2d and 3d
我们应用一个简单的动力学密度泛函理论，相场晶体（PFC）模型的过阻尼保守动力学，以解决多态性，晶体成核，和晶体生长的扩散控制的限制。我们细化的相图为3D，并确定线自由能在2D中，在2D和3D的成核势垒的高度，通过解决各自的欧拉-拉格朗日（EL）方程。我们证明了在PFC模型中，体心立方（bcc），面心立方（fcc）和六方密堆积结构（hcp）竞争，而简单立方结构是不稳定的，并且可以通过改变模型参数来调整相位偏好：接近临界点时，bcc结构是稳定的，而远离临界点时，fcc结构占优势，在它们之间存在hcp稳定域。我们注意到，随着距离临界点的距离的增加，平衡形状从球形变化到特定的小平面形状：菱形十二面体（bcc），截角八面体（fcc）和六棱柱体（hcp）。求解提供有守恒噪声的PFC模型的运动运动方程，凝固开始于非晶前体相的成核，稳定的结晶相成核到该非晶前体相中。生长速率被发现是时间依赖性和各向异性，其中各向异性取决于驱动力。我们表明，由于扩散控制的生长机制，这是特别相关的胶体系统中的晶体聚集，树枝状生长结构演变的大规模等温单组分PFC模拟。最后，我们提出的二元PFC模型中的共晶凝固的结果。
2010-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Exchange Interactions in Paramagnetic Amorphous and Disordered Crystalline CrN-based Systems
我们提出了第一性原理超原胞方法，用于计算在高温顺磁状态下具有任意程度的结构和化学无序的磁性材料的交换相互作用。它是基于系统的总磁能投影到局部对簇上，允许相互作用独立地变化，作为对局部环境的响应。我们证明了我们的方法，通过推导振动结晶CrN，Ti $_{0.5}$ Cr $_{0.5}$ N固溶体，以及在非晶CrN的距离相关的交换相互作用。我们的方法揭示了强烈的本地环境影响，在所有三个系统。在非晶的情况下，我们使用的交换相互作用的非共线磁基态搜索的全套。
2013-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Quantum Coherence Governs Macroscopic Polymorphism in Organic Semiconductors
School of Physics and Astronomy, Center for Optoelectronics Engineering Research, Yunnan University（云南大学物理与天文学院光电工程研究中心）；Yunnan OceanDeepland Organic Optoelectronic Technology Ltd（云南海洋深海有机光电技术有限公司）
研究揭示量子相干性在有机半导体宏观多形性形成中的关键作用，通过建立DIME框架调控环境退相干，设计新反应器合成新多形体。
2026-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Thermal enhancement of the antiferromagnetic exchange coupling between Fe epilayers separated by a crystalline ZnSe spacer
我们已经投入证据铁外延层分离的ZnSe晶体半导体之间的反铁磁耦合的存在。在室温下薄于4 nm的ZnSe间隔层已观察到的效果。耦合常数耦合常数随温度线性增加，斜率为~ 5.5 × 10-9 J/m2 K。手稿中讨论了可能解释这种交换相互作用的机制。它的结果是，热诱导的有效交换耦合介导的自旋依赖于和关闭共振隧穿的电子通过本地化的中间间隙的缺陷状态在ZnSe间隔层似乎是最合理的机制，以诱导反铁磁耦合。
2005-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Polymorphism Crystal Structure Prediction with Adaptive Space Group Diversity Control
Department of Computer Science and Engineering, University of South Carolina, Columbia, SC, 29201（计算机科学与工程系，南卡罗来纳大学，哥伦比亚，SC，29201）
本研究针对无机多晶型晶体结构预测算法有限的问题，提出融合自适应空间群多样性控制的多目标遗传算法ParetoCSP2，在多晶型预测和常规CSP任务上性能均显著优于基线算法。
2025-06-12 cond-mat.mtrl-sci cs.LG
Zero Field Cooled Exchange Bias Effect in Nano-Crystalline Mg-Ferrite Thin Film
我的报告，零场冷却（ZFC）交换偏置（EB）在单相纳米晶镁铁氧体薄膜，沉积在非晶石英基板上使用脉冲激光烧蚀技术的效果。该薄膜在5 K下显示出高的ZFC电子束位移（HE~ 190 Oe）。ZFC电子束位移随温度的升高而减小，在较高温度（T > 70 K）时消失.该镁铁氧体薄膜也显示出常规交换偏置（CEB）效应，但与许多CEB系统不同，该膜在场冷却（FC）测量下显示出矫顽力（HC）的降低。在ZFC测量中，该膜也显示出训练效果，其遵循冻结的自旋弛豫行为。所观察到的交换偏置可以归因于在大亚铁磁性颗粒的界面处的冻结玻璃态的表面自旋的钉扎效应。
2019-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Indirect Spin Exchange Interaction in Substituted Copper Phthalocyanine Crystalline Thin Films
利用磁性圆二色谱（MCD）研究了八丁氧基酞菁铜（Cu-OBPc）结晶薄膜中间接自旋交换的起源。这些研究是可能的溶液沉积技术，产生高度有序的薄膜与宏观晶粒尺寸适合光学研究。对于低于2 K的温度下，一个特定的状态的贡献的价带歧管起源于杂化孤对氮轨道的邻苯二甲酸环，承担布里渊交换相互作用的本地化$\textit{d}$壳铜自旋的签名。一个全面的MCD光谱分析加上分子场模型的$σπ-d$交换类似于$\textit{sp-d}$相互作用在稀磁半导体（DMS）呈现增强的塞曼分裂和修改后的$\textit{g}$ -因子为-4的电子介导的相互作用。这些研究定义了一个实验工具，用于识别电子状态参与自旋相关的交换相互作用的有机材料。
2015-07-12 cond-mat.mtrl-sci
An atomically flat single-crystalline gold film thermometer on mica to study energy (heat) exchange at the nano-scale
在科学界对具有纳克范围内的质量的样品进行量热法有很大的兴趣。在快速增长的微纳米系统家族中，对能量（热）交换的详细了解可以提供有关纳米尺度化学和物理学的有价值的信息。具有原子平面热探针的可能性代表了附加值，因为它提供了与量热法一起执行扫描探针显微镜（SPM）的独特机会。在这里，我们报告的制造，表征和校准的原子平面，单晶金膜温度计的云母基板。用低能电子衍射（LEED）和扫描隧道显微镜（STM）对温度计表面进行了研究。温度计校准表明热交换系数为2.1 x 10^（-7）W/K，性能比以前基于Si衬底的传感器好10倍。实验装置允许在同一样品上同时研究热交换和表面物理。
2019-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Absence of zero-field-cooled exchange bias effect in single crystalline La2-xAxCoMnO6 (A = Ca, Sr) compounds
A_2BB 'O_6（A =稀土或碱土金属离子; B，B' =过渡金属离子）双钙钛矿的磁性由于其潜在的自旋电子学应用而引起人们极大的兴趣。特别吸引人的是零场冷却交换偏置（ZEB）的效果观察到的空穴掺杂的La 2-xAxCoMnO 6多晶样品。本文采用浮区法合成了La_2CoMnO_6、La_（1.5）Ca_（0.5）CoMnO_6和La_（1.5）Sr_（0.5）CoMnO_6单晶，并对其磁性进行了研究。这三种材料都是铁磁性的。令人惊讶的是，我们观察到没有零，甚至传统的交换偏置效应的Ca和Sr掺杂的单晶，形成鲜明对比的多晶样品。这种缺失表明，在我们的样品中没有观察到的晶界和类似自旋玻璃的行为的缺乏可能是多晶样品中观察到的自发交换偏置现象的关键成分。
2021-09-08 cond-mat.mtrl-sci
An attempt to simulate laser-induced all-optical spin switching in a crystalline ferrimagnet
全光自旋开关（AOS）的研究正在迅速发展。最近在Mn $_2$ RuGa中发现的AOS为理论模拟提供了一个非常需要的结晶亚铁磁体的干净案例。在这里，我们试图模拟它使用国家的最先进的第一性原理方法结合海森堡交换模型。我们首先计算在两个不等价的锰网站的自旋矩，然后将它们送入我们的模型哈密顿量。我们使用超快激光脉冲来切换自旋。我们发现存在一个类似的最佳激光场振幅来实现自旋的转换。然而，我们发现交换相互作用对系统的可切换性有显著的影响。削弱交换相互作用可能会使系统无法切换。这提供了一个关键的洞察力的铁磁开关机制。
2020-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Siloxane crosslinks with dynamic bond exchange enable shape programming in liquid-crystalline elastomers
液晶弹性体（LCE）响应于刺激而经历可逆的形状变化，这可以实现广泛的智能应用，例如软机器人、粘合剂系统或植入式医疗设备。在这里，我们介绍了新的动态共价化学的基础上，硅氧烷平衡交换到LCE，使处理（导演对齐，重塑和焊接）。与通过具有不可逆键的其他反应方案（例如氢化硅烷化）产生的传统的基于正戊烷的LCE不同，在这里我们使用更稳健的反应（硫醇-丙烯酸酯/硫醇-烯“双击”化学）来获得高度均匀的动态交联网络。将硅氧烷交联剂与点击化学结合产生具有可调性质、低玻璃化转变（-30 ℃）、可控的半透明至各向同性转变（32 ℃至75 ℃）和非常高的玻璃化温度（250 ℃）的LCE。因此，这类动态交联的LCE在工作温度范围（-50至140 ℃）内显示出前所未有的热稳定性，在许多热致动循环中没有任何蠕变。最后，可以将共享相同硅氧烷可交换键的多种材料焊接成单个结构，以允许材料在样品的不同部分中顺序地且可逆地经历多次相变。
2019-12-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Exchange coupling and enhancement of Curie temperature of the intergranular amorphous region in nano-crystalline duplex-phase alloys system
我们探讨了一个共同的两相纳米磁性系统的磁性行为的Monte Carlo计算机模拟的修改海森堡模型上的三维复杂晶格单自旋和集群自旋。研究了两组元磁性相之间的交换耦合对一种常见的非晶合金系晶间非晶区居里温度（ECT）的提高的影响，该合金系中有大量纳米微晶嵌入非晶基体中。系统地研究了ECT对纳米微晶尺寸、体积分数和晶粒间距的影响。结果表明，大的晶化体积分数、小的晶粒尺寸和薄的晶间相厚度导致晶间非晶区的ECT明显，而纳米晶的居里温度略有下降。本文提出了一个与微观结构参数有关的经验公式，该公式与实验值在一个数量级内吻合。此外，我们还模拟了一种软硬纳米复合体系的退磁过程。我们估计了两个组分相之间的交换耦合对两相磁化的协同性和磁化的相干反转以及磁化率和能量积的影响。
2004-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Assessing the performance of the Random Phase Approximation for exchange and superexchange coupling constants in magnetic crystalline solids
总能量的随机相近似（RPA）以前已被证明提供了一个定性正确的描述分子系统中的静态相关性，其中密度泛函理论（DFT）与本地泛函必然会失败。这立即提出了一个问题，即RPA是否也能够捕获强相关固体（如莫特绝缘体）的正确物理。由于强的电子局域化，在这样的系统中的磁相互作用是由超交换，在最简单的图片可以被看作是分子的静态相关的模拟占主导地位。在目前的工作中，我们调查的RPA的性能，用于评估在磁性固体NiO，MnO，Na 3Cu 2SbO 6，Sr 2CuO 3，Sr 2CuTeO 6，和单层的CrI 3，这是选择代表各种各样的磁相互作用的超交换和直接交换相互作用。结果表明，RPA可以精确地校正Hartree-Fock引入的大误差，与微扰展开所用的输入轨道无关。然而，在大多数情况下，可以使用DFT+U获得类似于RPA的精度，从计算的角度来看，DFT+ U明显更简单。
2017-07-26 cond-mat.mtrl-sci
F+ Center Exchange Mechanism and Magneto Crystalline Anisotropy in Ni doped 3C-SiC
我们报告的实验证据支持在室温铁磁性Ni掺杂3C-SiC。居里温度> 350 K。变温电子顺磁共振（EPR）研究表明，Ni的价态为2+，具有环境对称性。XRD和拉曼峰的明显位移证实了Ni在主体晶格中的掺入。由于掺杂导致的空位$V_{\mathrm{Si}}$、$V_{\mathrm{C}}$的数目和自由电子的数目的变化与系统的磁化强度的变化一致。建立了铁磁有序度与F ~+中心交换机制的直接关系。各向异性常数的温度变化使用接近饱和定律（LAS）确定。结果表明，有效磁各向异性常数随温度的升高而减小。退火样品的EPR谱线宽度随温度的降低而增加，而积分强度随温度的降低而减小。这可能是由于Si $_{x}$ Ni $_{1-x}$ C中轨道角动量的不完全猝灭。除此之外，在立方晶场中，诸如Ni的快速弛豫杂质的轨道简并没有被完全去除。这导致线宽随着温度的升高而减小。
2021-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Telluride nanocrystals with adjustable amorphous shell thickness and core-shell structure modulation by aqueous cation-exchange
核-壳胶体半导体纳米颗粒（CSNPs）的结构设计具有很大的吸引力，因为它具有增强光诱导电荷转移（PICT）和诱导有利的光学和电子性质的潜力。尽管如此，碲化物CSNP对高温的敏感性使得精确调节其表面结晶度具有挑战性。在此，我们已经开发了一种有效的策略，用于合成碲化物CSNPs与薄的无定形壳使用水溶液阳离子交换（ACE）。通过在40至110 ℃范围内改变合成温度，CdTe纳米颗粒的结晶度可以从没有可检测的无定形壳的完美晶体（c-CdTe）控制到具有结晶CdTe NP核被厚度高达7- 8 nm的可调无定形壳覆盖的核-壳结构（c@a-CdTe）。第二ACE步骤将c@a-CdTe转化为结晶CdTe@HgTe核-壳NP。在60 ℃下合成的c@a-CdTe纳米粒子具有4-5 nm厚的非晶壳层，表现出最高的表面增强拉曼散射活性，其增强因子约为8.82 × 10^5，这归因于非晶壳层和结晶核之间的耦合。
2022-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Single neutral substitutional 3d-transition metal in GeTe and GeSb2Te4 by the screened exchange functional
Fe掺杂的GST已经在实验上显示出通过相变改变其磁性的能力。本文采用屏蔽交换杂化泛函方法研究了GeTe和GeSb_2 Te_4晶体中单一中性取代的3d过渡金属（TM）。通过修正局域密度泛函（LDA）的问题，如3d态的过度离域，我们发现Ge/Sb上Fe的大部分d态被完全占据，而少数d态是空的，这与以前LDA预测的电子构型不同.从早期过渡金属Cr到较重的Ni，大多数3d态逐渐填充，直到完全占据，然后少数3d态开始填充。为了研究磁衬度，我们分别使用低对称性的晶态GeTe和GeSb_2 Te_4作为非晶相，这已经被提出来模拟中程无序。我们发现在r-GeSb_2 Te_4和s-GeSb_2 Te_4中只有Co置换才显示出磁反差。Fe掺杂GST的实验磁性对比度可能是由于额外的TM-TM相互作用，这是不包括在我们的模型。还可能的是，这些较低对称性的晶体模型不足以表征真实的3d TM掺杂的非晶GST的磁性。
2015-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Nucleation and growth of germanium islands during layer exchange metal-induced crystallization
最近，非晶锗薄膜的铝诱导层交换结晶得到了证实，并提供了一个合适的系统来表征、建模和控制非晶衬底上的锗晶体生长。直接观察Ge转移到Al的表面通过插入的GeOx界面层允许独立测量的密度和平均面积的结晶Ge岛上形成的表面上。基于这些实验观察，Johnson-Mehl-Avrami-Kologoromov相变理论扩展到模型纳米级的成核和生长的Ge岛在两个维度。随着时间的增加，Ge岛的生长机制从原子附着限制转变为表面扩散限制。这些制度之间的过渡点取决于Ge成核位点密度和退火温度。最后，我们表明，局部偏置电压应力的界面层控制的面密度的成核锗岛的膜表面上。
2010-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit coupling effect in (Ga,Mn)As films: anisotropic exchange interactions and magnetocrystalline anisotropy
基于从头算电子结构理论，通过磁矩计算，研究了（Ga，Mn）As薄膜的磁晶各向异性。面内单轴各向异性的一个可观的贡献可以归因于一个扩展的区域相邻的表面。交换张量的计算允许归因于一个显着的一部分，MCA的交换各向异性，所造成的晶格的tetraorbital扭曲或存在的表面或界面。
2011-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear electronic excitations in crystalline solids using meta-generalized gradient approximation and hybrid functional in time-dependent density functional theory
我们开发了数值方法来计算电子动力学在晶体固体中的实时时间依赖性密度泛函理论采用交换相关势再现带隙能量的π;由Tran和Blaha提出的Meta广义梯度近似（meta-GGA）[Phys. Rev. Lett. 102，226401（2009）]（TBm-BJ）和Heyd，Scuseria和Ernzerhof [J. Chem. Phys. 118，8207（2003）]（HSE）提出的杂合功能。在TB-mBJ势的时间演化计算中，我们发现有必要采用预测-校正步骤来稳定时间演化。由于TB-mBJ势的能量泛函是未知的，我们提出了一种方法来评估电子激发能，而不涉及能量泛函。使用HSE混合泛函的计算由于非局部Fock类项而在计算上是昂贵的。我们开发了一种计算方法的操作的Fock-like长期在傅立叶空间，为此，我们采用大规模并行计算机配备图形处理单元。为了证明利用潜力提供正确的带隙能量的意义，我们比较了飞秒激光脉冲诱导的电子激发使用TB-mBJ，HSE，和一个简单的局域密度近似（LDA）。在低激光强度下，发现电子激发对带隙能量敏感：使用TB-mBJ和HSE的结果彼此接近，而LDA计算的激发比其他的更强烈。在接近损伤阈值的高激光强度下，我们发现电子激发能在三种情况下是相似的。
2015-07-18 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Spin-wave excitations evidencing the Kitaev interaction in single crystalline $α$-RuCl$_3$
长期以来，人们一直在寻找量子自旋液体背后的Kitaev相互作用，但仍然缺乏可以直接确定其强度的实验数据。在这里，通过对高质量的$α$ -RuCl $_3$单晶进行非弹性中子散射测量，我们观察到二维布里渊区的M点周围具有$\sim$ 2 meV间隙的自旋波谱。基于第一性原理计算得到的能带，导出了强耦合极限下的有效自旋模型，发现各向异性Kitaev相互作用$K$项和各向同性反铁磁非对角交换相互作用$Γ$项明显大于海森堡交换耦合$J$项.我们的实验数据可以很好地拟合与$K=-6.8$ meV和$Γ=9.5$ meV的有效自旋模型。这些结果明确地表明，Kitaev物理是实现在真实的材料。
2017-02-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Neutralization of slow helium ions scattered from single crystalline aluminum and tantalum surfaces and their oxides
研究了低能离子散射中表面氧对He $^+$离子从不同单晶表面散射的离子产额的影响。将初始清洁的Al（111）和Ta（111）暴露于分子氧，记录不同氧化阶段和不同初级能量的离子谱。归一化到微分散射截面以及实验因素的离子产率的比较允许获得关于氧对电荷交换过程的影响的信息。这两种金属的离子产率与曝光的减少不能解释由不同的表面覆盖率排他，但需要的中和效率取决于表面的化学结构。此外，对于Ta，在金属和氧化物中获得的离子产率出现不同的能量依赖性。O的离子产率在两个表面中显示出比所研究的金属显著更弱的能量依赖性。
2019-08-05 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Epitaxial growth and magnetic characterization of EuSe thin films with various crystalline orientations
我们报道了在BaF 2、Pb 1-xEuxSe、GaAs和Bi 2Se 3衬底上用分子束外延生长EuSe薄膜的不同生长模式和相应的磁性。结果表明，EuSe在GaAs（111）和Bi_2Se_3上主要沿（001）晶向生长，而在BaF_2（111）和Pb_（1-x）Eu_xSe（111）上主要沿（111）晶向生长。高分辨率透射电子显微镜测量揭示了突变和高度结晶界面的（001）和（111）EuSe薄膜。与以前的研究一致，有序的磁性相包括反铁磁，亚铁磁和铁磁相。与以前的研究相比，我们发现了强滞后的反铁磁-亚铁磁过渡。在Bi 2Se 3上生长EuSe的外延膜和在EuSe上生长Bi 2Se 3的外延膜的能力使得能够进一步研究绝缘变磁材料和拓扑绝缘体的各个相之间的界面交换相互作用。
2021-06-17 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Dynamic ligand control of crystalline phase and habit in cesium lead halide nanoparticles
主动控制纳米晶体的形状、组成和结晶习性是一个长期追求的目标。已证明有多种方法可以对纳米颗粒进行合成后修饰，包括使用柯肯达尔效应、电置换以及阳离子或阴离子交换，所有这些都利用了纳米级上增强的固态扩散。然而，在所有这些过程中，纳米颗粒的改变需要引入新的前体材料。在这里，我们表明，对于铯铅卤化物钙钛矿纳米粒子，可逆的结构和组成的变化，可以诱导在室温下仅通过在溶液中的配体组合物的修改。通过控制油胺与油酸封端分子的比例，实现了立方相CsPbX 3纳米晶向菱方相Cs4PbX 6纳米晶的可逆转化.该方案不仅能够制造具有受控尺寸的高纯度单分散Cs4PbX6纳米颗粒。相反，取决于由反应时间提供的Cs4PbX6纳米颗粒的最终尺寸，逆反应产生具有受控厚度的CsPbX3纳米片。这些结果揭示了这一系列材料的独特性质，为它们卓越的光伏性能的起源提供了线索，并指出了它们可控制造和稳定化的可能途径。
2017-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetic Simulation of Amorphous Ferrimagnetic TbFeCo Films with Exchange Coupled Nanophases
磁滞回线测量发现非晶铁磁TbFeCo薄膜在补偿温度附近表现出交换偏置效应。所观察到的交换各向异性被认为是源于分布在薄膜内的两个纳米级非晶相之间的交换相互作用。在这里，我们提出了一个计算模型的相分离TbFeCo使用微磁模拟。两种类型的细胞具有不同的Tb浓度分布在模拟空间内，以获得由两个纳米级非晶相组成的异质结构。每个单元包含分离的Tb和FeCo组分，形成两个反铁磁耦合的子晶格。利用该模型，我们能够证明交换偏置效应的存在，并且磁滞回线的移动与实验相一致。本文中开发的微磁性模型的异质磁性材料也可以解释一些最近的测量在晶体薄膜中的交换偏置效应。
2016-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-Energy and Excitonic Effects in the Electronic and Optical Properties of TiO2 Crystalline Phases
本文采用密度泛函理论和多体微扰理论相结合的方法，对TiO 2金红石相和金红石相的电子和光学性质进行了统一的从头算研究。交换相关的一致处理，包括许多机构的一个粒子和两个粒子的影响，在自能和电子-空穴相互作用，产生了高质量的电子和光学性质的描述，给出了一些数量，第一个可用的估计这种化合物。特别是，我们给出了一个定量的，直接的电子和直接的光学间隙的评价，澄清他们的作用相对于以前的各种实验技术获得的值。我们得到一个描述的电子间隙和光谱，是与实验相一致的，分析不同的贡献的实验光学间隙的作用，并将它们与我们的计算中使用的理论水平。我们还展示了激子在两个晶相中的空间性质，突出了不同光学跃迁的局域化特征。本文的目的是了解和牢固地建立电光体属性，到目前为止尚未澄清，这种材料的基本和技术利益的绿色能源应用。
2010-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Diffusion behavior of Li ions in crystalline and amorphous Li-Zr-O and Li-Nb-O phases
本文通过经典分子动力学模拟研究了Li$_2$ZrO$_3$和LiNbO$_3$晶态与非晶态相中Li离子的扩散行为，发现不同温度下存在空位介导与位置交换两种迁移机制，且非晶态中因Li离子平衡间距减小导致活化能大幅降低。
2025-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Optical spectra and exchange-correlation effects in molecular crystals
采用第一性原理GW-Bethe Salpeter方程和量子Monte Carlo方法计算了红荧烯（C $_{42}$ H $_{28}$）分子和晶体的光学和电子性质.多体效应控制着分子晶体的光谱和准粒子带隙。我们解释所观察到的红荧烯微晶的黄绿色光致发光的结果形成的分子间，电荷转移自旋单重态激子。相反，自旋三重态激子是局域的，并且在光谱的红端具有预测的磷光。我们发现，交换能在提高分子内自旋单重态激子的能量高于分子间激子的能量中起着重要的作用。预测激子结合能为约0.5 eV（自旋单线态）至1 eV（自旋三线态）。计算的电子能隙为2.8 eV。理论吸收光谱与最近的椭偏测量数据吻合得很好。
2008-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Effect of exchange-correlation spin-torque on spin dynamics
最近提出的交换关联泛函（Dewhurst et al. 10.1021/acs.jctc.7b01049）与密度泛函理论，它确保交换关联磁场是无源的，给出了非零的内部自旋力矩。这个自旋力矩对于所有常规的局部和半局部泛函都是零。将该无源泛函推广到时域，研究了内自旋力矩对Co、Ni以及它们与Pt的界面的激光诱导自旋动力学的影响.结果表明，只有当磁晶各向异性能很小时，内部自旋扭矩贡献显着自旋动力学，在立方块体材料的情况下。对于各向异性能较大的表面或界面，这些力矩太小，不会在早期（$<$ 100 fs）引起任何显著的自旋进动。此外，它表明，自旋动力学的内部自旋力矩所造成的是缓慢的相比，网站间的自旋转移和自旋轨道介导的自旋翻转。
2018-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Phase separation and self-assembly in vitrimers: hierarchical morphology of molten and semi-crystalline polyethylene/dioxaborolane maleimide systems
玻璃聚合物-一类共价交联且不溶的聚合物网络，如热固性材料，但在加热时流动，如热塑性塑料-含有动态连接和/或交联，其经历缔合交换反应。这些动态交联使得玻璃体聚合物具有有趣的机械/流变行为、自修复、粘合和形状记忆特性。我们表明，玻璃体可以自组装成复杂的介观和纳米结构时，交联和骨干单体强烈相互作用。以聚乙烯（PE）为骨架，二氧硼杂环戊烷马来酰亚胺为交联部分的玻璃聚合物在熔融和半结晶状态下进行了研究。我们观察到，PE vitromers宏观相分离成二氧硼杂环戊烷马来酰亚胺丰富和贫穷的地区，并通过光学透射测量表征相分离的程度。这种相分离可以解释PE玻璃化聚合物的相对低的不溶性部分和总体堆积。使用同步辐射源小角X射线散射（SAXS），我们发现PE玻璃化物和它们的线性前体微相分离成分级纳米结构。拟合的SAXS图案的散射模型强烈表明，纳米结构-坚持在熔融和无定形部分的半结晶状态-可以被描述为二氧杂硼杂环戊烷马来酰亚胺丰富的聚集体包装在质量分形排列。分级介观和纳米结构的这些发现指出，网络组件和所产生的自组装之间的不相容性的影响，必须考虑理解的行为和合理设计的vitrimer材料。
2018-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Disorder as a route to topological spin textures in amorphous magnets
Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）
本文通过第一性原理计算构建非晶FeGe的自旋哈密顿量，蒙特卡洛模拟发现阻挫交换驱动的斯格明子，并揭示局部结构多样性导致远超晶体的交换作用及大规模涌现结构，为超越晶体极限的关联相提供新途径。
2026-10-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
A many-body perturbation theory approach to energy band alignment at the crystalline tetracene-silicon interface
本文采用非自洽GW近似的多体微扰理论、轨道弛豫校正与线势方法，准确计算晶体并四苯-硅界面的能带对齐，发现其由动态介电屏蔽与界面偶极子层共同决定，并强调了交换关联效应的关键作用。
2022-06-10 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
General expression for the energy and the equation of state for polycrystalline solids
Frantsevich Institute for Problems of Materials Science（弗兰采维奇材料科学问题研究所）；National Academy of Science of Ukraine（乌克兰国家科学院）
本文基于扩展经典弹性理论，提出多晶固体能量和状态方程的半经验解析表达式，并通过第一性原理密度泛函理论模拟验证其准确性。
2026-01-18 cond-mat.mtrl-sci
The effect of structural and magnetic disorder on the 3$d$-5$d$ exchange interactions of La$_{2-x}$Ca$_{x}$CoIrO$_{6}$
在铱基氧化物中观察到的自旋轨道耦合、库仑排斥和晶体电场相互作用之间的微妙平衡通常表现为奇异的磁性行为。在这里，我们调查的演变的交换耦合的Co和Ir的La $_{2}$ CoIrO $_6$的部分La取代Ca。使用Ca $^{2+}$代替La $^{3+}$的一个很大优点是其离子半径相似。因此，观察到的磁变化可以更容易地与电子变化相关联。利用同步辐射X射线粉末衍射、μ子自旋旋转和弛豫（$μ$ SR）、交流和直流磁化强度、XAS、XMCD、Raman光谱、电阻率和介电常数等手段，对La $_{2-x}$ Ca $_{x}$ CoIrO $_6$系统的结构、电子和磁性进行了全面的研究.我们的XAS结果表明，高达25%的Ca取代在La位的结果出现的Co $^{3+}$，可能在高自旋状态，而引入更大量的Ca导致的Ir价的增加。由于混合价态的相互竞争，导致掺杂样品的磁有序和新兴的自旋玻璃（SG）状态共存。我们的$μ$ SR结果表明，La $_{2}$ CoIrO $_6$的顺磁（PM）相的一个几乎恒定的分数持续到低温，可能与存在少量的Ir $^{3+}$和反位无序在Co/Ir网站。对于掺杂的化合物的PM相冻结低于30 K，但仍然有一些动力学与SG。的母体化合物和一个具有25%的钙掺杂的介电数据表明可能的磁介电效应，这是讨论的TM离子之间的电子跳跃，反位无序和扭曲的晶体结构。
2020-07-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Accurate Machine Learning Predictions of Coercivity in High-Performance Permanent Magnets
针对永磁体矫顽力难以精确预测的问题，该研究结合实验数据、DFT计算与微磁学建模，利用机器学习方法实现了对Ce掺杂Nd2Fe14B等材料矫顽力的快速准确预测，并揭示了单轴磁晶各向异性的关键作用。
2024-07-25 cond-mat.mtrl-sci physics.data-an
