Negative Compressibility of Single Selenium Chain Confined in Zeolite Pore
研究了纳米通道内硒螺旋链的压致结构和电子跃迁。拉曼散射和光吸收实验表明，在高压下的带隙减少的有力证据。从头计算表明，在静水压力下，硒链应伸长和形态的变化导致声子软化和带隙变窄，这些签名在实验中观察到。我们的研究表明，在一维负压缩性。
2008-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase diagram for Coulomb-frustrated phase separation in systems with negative short-range compressibility
利用数值方法和渐近展开法，我们得到了具有负短程压缩性系统中库仑阻挫相分离的典型模型的相图。从均匀相到非均匀相的转变在各向同性三维系统中除了临界点之外一般是一阶的。接近临界点，预测的不均匀性形成BCC晶格随后过渡到三角形晶格的杆和层状结构。包含一个强的各向异性允许二阶和一阶过渡线加入一个三临界点。
2008-04-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.str-el
Mechanical Metamaterials with Negative Compressibility Transitions
当张紧时，普通材料沿着所施加的力的方向膨胀。在这里，我们探索网络概念，设计超材料表现出负压缩性过渡，在此期间，一种材料经历收缩时张紧（或膨胀时加压）。材料在施加张力的相同方向上的连续收缩，以及对该张力的响应，本质上是不稳定的。然而，我们所证明的概念上类似的效果可以通过使成分的（Meta）稳定平衡不稳定来实现。这些失稳引起应力诱导的固-固相变与扭曲的应力-应变关系的滞后曲线。负压缩性转变的应变驱动对应物是力放大现象，其中变形的增加引起响应力的不连续增加。我们建议，所提出的材料可能是有用的致动器，力放大器，微机械控制和保护装置的设计。
2012-07-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Spectroscopic evidence for negative electronic compressibility in a quasi-three-dimensional spin-orbit correlated metal
负压缩性是开放或非平衡系统的热力学不稳定性的标志。在由多个相互耦合的子系统组成的量子材料中，如果一个子系统的压缩性被其他子系统的正压缩性抵消，则该子系统的压缩性可以是负的。到目前为止，这种效应的表现形式仅限于低维稀电子系统。在这里，我们提出的证据，从角分辨光电子能谱（ARPES）的负电子压缩性（NEC）在准三维（3D）自旋轨道相关金属（Sr 1-xLax）3 Ir 2 O 7。电子填充的增加伴随着化学势的异常降低，如深价带的整体运动所示。这种异常，暗示NEC，被证明是主要由导带的能量降低，相关的带隙减少驱动。我们的发现指出了一个独特的途径，走向NEC的一个未知领域，具有独特的潜力，在低功率纳米电子和新型超材料的应用散装相关金属。
2015-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous Thermal Expansion, Negative Linear Compressibility and High-Pressure Phase Transition in ZnAu2(CN)4: Neutron Inelastic Scattering and Lattice Dynamics Studies
我们提出了温度依赖的非弹性中子散射测量，伴随着声子谱和弹性性质作为压力的函数的从头计算，以了解声子的非谐性，并研究负热膨胀和负线性压缩行为的ZnAu 2（CN）4的机制。根据涉及Zn（CN）4-Au-Zn（CN）4键的弯曲的特定非谐模式来确定该机制。高压相变在约2 GPa的也进行了研究，并发现有关软化的声子模式在L点的布里渊区边界和它的耦合与一个区中心声子和一个M点声子在环境压力相。虽然相变主要由L点软声子模式驱动，这通常导致具有2 × 2 × 2超晶胞的二级跃迁，但在本情况下，该结构接近导致弱一级跃迁的弹性不稳定性。
2017-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Large capacitance enhancement and negative compressibility of two-dimensional electronic systems at LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interfaces
在氧化物界面处形成的新型电子系统包括具有广泛潜在应用的一类新材料。在LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面处形成高迁移率电子系统，并且引人注目地，既超导又显示滞后磁电阻的迹象。器件应用的一个重要步骤是建立通过门改变电子系统的电子电导率的能力。我们在导电界面上制作了金属顶栅，以改变界面处的电子密度。通过监测电容和电场穿透，我们能够调整载流子密度，并确定我们可以用小电压完全耗尽金属界面。此外，在低载流子密度下，电容显著增强超过结构的几何电容。在同一低密度区，金属界面屏蔽了外电场。我们把这些观测结果归因于电子系统在界面处的负可压缩性。以前在半导体二维电子系统中也观察到类似的现象。观察到的可压缩性的结果是一致的界面包含一个系统的移动电子在两个维度。
2010-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Understanding the onset of negative electronic compressibility in one- and two-band 2D electron gases: Application to LaAlO$_3$/SrTiO$_3$
研究了二维电子气中两个电子带对负电子压缩性的影响。我们使用一个简单的均匀模型与库仑相互作用和一阶多带耦合的临界载流子密度，其中压缩性变成负的有效质量和相对介电常数的作用进行检查。我们证明，人口的第二个频带，随着带间耦合的存在下，可以显着地改变交叉载流子密度。考虑到确定和确认多波段电子系统的困难，该模型提供了一种潜在的方法，用于识别多波段电子系统，使用精确的体电子特性测量。为了帮助说明这种方法，我们将我们的结果应用到观察到的NEC在2D电子气在界面的LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$（LAO/STO），并确定，对于已知的参数LAO/STO，该系统可能是一个实现的两个波段的2D电子气。此外，我们提供了一般限制带间耦合相对于电子带人口。
2021-03-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Negative and Zero Linear Compressibility in MCN (M = Ag, Au, Cu): A First-Principles Study
University of South Florida（南佛罗里达大学）；Washington State University（华盛顿州立大学）
基于第一性原理计算，研究MCN（M = Ag、Au、Cu）家族展现零线性压缩性或负线性压缩性的潜力，预测出新相，发现成员有极端弹性各向异性及独特响应机制，扩大了相关材料家族并深入探究微观起源。
2026-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Unusual Low-Energy Phonon Dynamics in the Negative Thermal Expansion Compound ZrW2O8
红外研究的声子谱的ZrW 2 O 8作为温度的函数，其中包括低能量（2-10毫电子伏）区域相关的负热膨胀的报告和讨论的背景下，比热和中子态密度的结果。在低能量和它们所观察到的温度依赖性的红外活性声子的流行是非常不寻常的，并指示异国情调的低能晶格动力学。本征矢量计算表明，在每个低频IR模式的librational和平移运动的混合。欠约束结构的作用，在建立这些模式的性质，以及红外光谱和大的负热膨胀在ZrW 2 O 8之间的关系进行了讨论。
2004-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Negative scattering asymmetry parameter for dipolar particles: Unusual reduction of the transport mean free path and radiation pressure
建立了平面波作用于磁介电小粒子的电磁偶极相互作用力与输运截面和散射不对称性参数g之间的关系。通过这种方式，我们预测负g，最大限度地减少运输平均自由程的散射平均自由程的稀释悬浮液的两个完美的反射球，以及那些满足所谓的Kerker条件，如高介电常数的值以下。
2012-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Ag...Ag dispersive interaction and exotic physical properties of Ag3Co(CN)6
我们报道了一个密度泛函理论（DFT）研究的Ag 3Co（CN）6，一种材料指出，其巨大的积极和消极的热膨胀，其巨大的负线性压缩性。在这里，我们明确地包括色散相互作用的DFT计算，并发现它是必不可少的再现的基态，高压相，这种材料的声子;因此，必须了解这种材料的显着的物理性质。预测了新的奇异性质。这些包括负线性压缩性的热增强，压缩时热膨胀系数随压力下模式Grueneisen参数的符号变化而大幅度降低，以及加热时材料的大幅度软化。我们的研究结果表明，这些都与弱Ag…银分散的相互作用与一个有效的铰链机制的框架结构。
2014-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Description of lattice anharmonicity observed in ferroelectrics with unusual three-well local potential
对于Sn $_2$ P $_2$ S $_6$系列单轴铁电体，基于自发极化涨落的局域三阱势的非谐量子振子模型已被用于描述非谐性质，即热膨胀.计算得到的铁电相赝自旋涨落谱表明，在二阶相变附近，满足Curie-Weiss温度和压力依赖性的激发具有负的Grüneisen参数.利用赝自旋熵压依赖性计算了热膨胀系数。得到了Sn $_2$ P $_2$ S $_6$晶体铁电相中的负热膨胀，与实验结果相一致。
2018-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Unusual negative formation enthalpies and atomic ordering in isovalent alloys of transition metal dichalcogenide monolayers
常见的替代式等价半导体合金通常形成具有正的过量形成势（ΔH）的无序亚稳相。相反，过渡金属二硫属化物（TMDs）MX2（M = Mo，W; X = S，Se）的单层合金总是具有负ΔH，表明原子有序，然而，这尚未在实验中观察到。通过第一性原理计算，我们发现阳离子混合TMD合金的负ΔH是由弱Mo-X键向最近的强W-X键的电荷转移引起的，而阴离子混合TMD合金的负ΔH是由Se原子向最近的S原子的电荷转移引起的能量增益大于晶格失配引起的能量损失引起的.因此，阳离子混合和阴离子混合的合金应该积极地分别优选具有Mo-X-W和S-M-Se有序。然而，原子的顺序，只是局部有序，但无序的长期范围内，由于TMD单层的对称性，如所示的许多能量简并结构为给定的合金组合物。此外，局域有序和无序对宏观性质如带隙和光学损耗的影响可以忽略不计，使得局域有序TMD合金的实验观察具有挑战性。我们建议利用微观性质，如强烈依赖于本地原子配置的实验缺陷，以确定在TMD合金的无序和本地有序的优势。最后，通过混合阳离子和阴离子的四元TMD合金被研究为具有宽范围的光电应用的带隙。本文的工作对TMD合金的制备和应用具有一定的指导意义。
2017-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Negative electrocaloric effect in nonpolar phases of perovskite over wide range of temperature
该研究利用基于第一性原理的大规模Monte Carlo模拟，揭示钙钛矿非极性相中源于八面体倾斜熵变的广泛负电热效应，并在室温获得8.6 K的巨大温变。
2023-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Negative Poisson's Ratio in 1T-Type Crystalline Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides
具有负泊松比的材料，也称为拉胀材料，表现出不寻常的和违反直觉的机械行为-拉伸时横截面变得更胖。这种行为主要归因于一些特殊的重入或铰链几何结构，而与材料的化学组成和电子结构无关。在这里，使用第一性原理计算，我们报告了一类新的拉胀单层二维（2D）材料，即，第6-7族过渡金属二硫属化物MX $_2$（M = Mo，W，Tc，Re; X = S，Se，Te）的1 T型单层晶体。这些材料具有不同于所有其它已知拉胀材料的晶体结构。它们表现出内在的面内负泊松比，这是由电子效应占主导地位。我们将这种拉胀行为的发生归因于硫族元素p轨道和基本三棱锥结构单元内的金属间t $_{2g}$键合轨道之间的强耦合。不寻常的拉胀行为与单层2D材料的其他显着性能相结合，可能会导致新的多功能性。
2017-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Phonons and Anomalous Lattice Behaviour in KMnAg3(CN)6 and KNiAu3(CN)6: Inelastic Neutron Scattering and First-Principles Calculations
已知氰化物基骨架化合物显示出大的负热膨胀行为。本文报道了两种金属氰化物骨架化合物KMnAg_3（CN）_6和KNiAu_3（CN）_6的声子和反常晶格行为。我们研究了范德华色散和磁相互作用对这些化合物结构稳定性的作用。这些化合物在各向同性压缩下的行为表明存在负线性压缩性。用计算得到的声子谱和非弹性中子散射测量及弹性常数来研究B原子周围A-NC-B-CN-A键的低能声子模的负热膨胀行为。
2019-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Perpendicular in-plane negative magnetoresistance in ZrTe5
本文报道了在拓扑材料ZrTe5中观察到磁场平行和垂直于电流方向时的面内负磁阻，并提出考虑贝里曲率与轨道矩共同作用的理论模型定量解释了这一超越手性反常的量子输运现象。
2023-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Density Functional Studies Reveal Anomalous Lattice Behavior in Metal Cyanide, AgC8N5
采用从头算密度泛函理论研究了金属有机骨架化合物AgC 8 N5在压力和温度作用下的反常晶格行为。范德华色散相互作用被发现在该化合物的结构优化和稳定化中起着重要的作用。我们的从头计算显示负线性压缩性（NLC）沿c轴的晶胞。从头算晶格动力学以及分子动力学模拟显示沿c轴的大的负热膨胀（NTE）。沿结构c轴的NLC和NTE机制由Ag原子在a-b平面中的动力学控制。沿着c轴的NLC沿着该方向驱动NTE。
2018-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Interpenetrating Graphene Networks: Three-dimensional Node-line Semimetals with Massive Negative Linear Compressibilities
采用广义梯度近似下的密度泛函理论（DFT）研究了互穿石墨烯网络（IGN）家族中15种亚稳混合$sp^2$ - $sp^3$碳同素异形体的稳定性和力学、电子性质. IGN同素异形体在大的静水压力作用下，在其结构不可逆地转变为新的构型之前，表现出非单调的体积和线性压缩。最大体积压缩系数在结构之间变化很大，范围为3.6至306 TPa $^{-1}$。我们发现所有的IGN同素异形体都具有负的线性压缩系数，最大值在-0.74 ~-133 TPa $^{-1}$之间。Z33的最大负线性压缩系数（在3.4 GPa下为-133 TPa $^{-1}$）超过了先前报道的在高于1.0 GPa的压力下的值。IGN同素异形体可以分为扶手椅型或扶手椅型，这两种类型的IGN表现出不同的电子性质。锯齿型IGN是节点线半金属，而扶手椅型IGN是半导体或节点环或节点线半金属。这些IGN同素异形体的实验合成是可能实现的，因为它们相对于石墨的形成能级仅为0.1 - 0.5 eV/atom（C $_{60}$富勒烯的形成能级约为0.4 eV/atom），并且能量上可行的二元化合物途径是可能的。
2017-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Unusual Exchange Bias Associated with Phase Separation in Perovskite Cobaltites
我们报告的观察不寻常的交换偏置现象，在掺杂的钙钛矿钴酸盐La_{1-x} Sr_{x} CoO_{3}（x = 0.15，0.18，和0.30），其中一个自发的相分离成嵌入在一个非铁磁基质的铁磁簇发生。当La_{1-x} Sr_{x} CoO_{3}样品在静态磁场中冷却通过冻结温度时，磁化磁滞回线表现出交换偏置，即，环移动到负磁场并且磁化变得不对称。当测量磁场足够大时，交换偏置消失。这些结果表明，在自发相分离系统中的本征相不均匀性可能会导致场冷却后的界面交换各向异性。强磁场中交换偏置的减小归因于铁磁区随磁场增大而扩展。
2005-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unusual crystallization behavior close to the glass transition
利用分子模拟，我们揭示了金属合金中晶体成核的机制，并揭示了晶体成核和玻璃化转变之间的相互作用，因为结晶的条件接近这种转变。虽然降低结晶温度通常会导致较低的自由能垒，我们发现一个意想不到的逆转行为的玻璃形成合金的结晶温度接近玻璃化转变。为此，我们模拟结晶过程中的两个玻璃形成铜合金，$Ag_6Cu_4$，它具有积极的混合热，并在$CuZr$，其特征在于由一个大的负混合热。我们的研究结果使我们能够确定，这种不寻常的行为是直接相关的非单调的温度依赖性的形成能量的连接二十面体结构，这是不相容的结晶顺序，并阻碍发展的晶核，导致一个意想不到的更大的自由能垒在低温下。这反过来又促进了一个主要是紧密堆积的临界核的形成，具有更少的缺陷，从而提出了一种控制晶核结构的新方法，这在催化中至关重要。
2021-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Negative thermal expansion near two structural quantum phase transitions
最近的实验工作已经揭示了立方钙钛矿离子绝缘体ScF 3中异常强的各向同性结构负热膨胀发生在非常接近结构量子相变的基态之上的激发态中，提出了一个基本感兴趣的问题，即这种特殊情况是否与异常行为有关。为了验证这一假设，我们报告的弹性和非弹性X射线散射研究的第二个系统Hg2I2也调整附近的结构量子相变，同时保持化学计量组成和高结晶度。我们发现类似的行为和显着的负热膨胀低于100 K的尺寸沿体心四轴，支持负热膨胀和零温度结构转变之间的连接。我们确定了这些系统之间的共同特点，并提出了一套材料的设计原则，可以指导发现新材料表现出负热膨胀。
2017-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Elastic Metamaterials and Dynamic Homogenization: A Review
本文综述了近年来声学/弹性超材料在理解和应用方面的进展。超材料是人工合成的复合材料，具有自然界中没有的不寻常特性。首先，我们提出的参数从离散系统支持的情况下，存在不寻常的材料特性，如张量和/或负密度。然后，通过连贯的平均原则的参数扩展到弹性连续。由此产生的耦合和非局部均匀化的关系，称为威利斯关系，作为非均匀弹性动力学的自然描述。他们是专门的布洛赫波传播的周期性复合材料，我们表明，威利斯属性显示的不寻常的行为，这是经常需要在超材料的应用，如Veselago透镜。最后，我们提出了最近的进展，在该地区的变换弹性动力学，绘制其灵感来自变换光学，澄清其特殊的挑战，并确定其连接的威利斯和Cosserat类型的本构关系。
2015-02-11 cond-mat.mtrl-sci
Negative magnetoresistance due to conductivity fluctuations in films of the topological semimetal Cd3As2
最近发现的Dirac和Weyl半金属显示不寻常的磁阻现象，包括一个大的，非饱和的，线性的横向磁阻和负的纵向磁阻。后者通常被认为是费米子具有确定手征性的证据。然而，由于无序或不均匀的电流注入，经典机制也可以产生负纵向磁阻。在这里，我们报告上进行的磁输运测量外延薄膜的Cd 3As 2，三维狄拉克半金属。观察到准线性正横向磁电阻和负纵向磁电阻。通过评估不同厚度的薄膜，并通过相关的温度依赖性的载流子密度和迁移率与磁阻特性，我们表明，这两个准线性的正和负的磁阻是由电导率波动。手性异常不需要解释所观察到的特征。
2017-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Empty perovskites as Coulomb floppy networks: entropic elasticity and negative thermal expansion
软网络（FN）提供了宝贵的洞察力的起源异常的机械和热性能的软物质系统，从聚合物，橡胶和生物分子的玻璃和颗粒材料。在这里，我们使用非常相同的FN概念来构建空钙钛矿的定量微观理论，这是一个具有ReO $_3$结构的晶体家族，具有许多不寻常的特性。一个显著的例子是ScF $_3$，其显示出接近零温度的结构不稳定性和大的负热膨胀（NTE）。我们跟踪这些影响到FN样的晶体结构形成的强最近邻键，这是稳定的净静电斥力，起着类似的作用，在聚合物凝胶中的渗透压。这些结晶固体中的NTE，我们将其概念化为库仑软盘网络，来自库仑排斥与FN的熵弹性相结合的张力效应，并且具有与凝胶和橡胶相同的物理起源。我们的理论提供了一个精确的，定量的描述声子，热膨胀，压缩性，和结构相图，所有在极好的协议与实验。临界软模的熵稳定性，这只发挥次要作用，在NTE，解释了观察到的相图。显着的熵弹性解决了一个显着的难题，$\approx$ 50\%的实验观察到的体积模量和从头计算之间的差异。库仑FN方法可能适用于具有显著共价键的其他重要材料，从钙钛矿氧化物到铁硫族化物，其异常振动和结构特性仍然知之甚少。
2021-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
