Structural Commonalities in Amorphous Elemental Materials
Instituto de Investigaciones en Materiales, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学材料研究所);Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学理学院)
研究非晶材料的结构趋势,揭示其共同点和差异,发现非晶半导体和金属在PDF上有相似和不同特征,引入PAD和重归一化方法分析局部几何。
2026-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Si-incorporated amorphous indium oxide thin-film transistors
非晶氧化物半导体,特别是氧化铟基(InOx)薄膜,已经成为具有易于使用的器件加工性的高迁移率的主要候选者。作为InOx半导体中的掺杂剂之一,我们提出了Si来设计薄膜晶体管(TFT)沟道。因为抑制InOx中不稳定的氧空位对于维持半导体行为至关重要,所以选择Si作为可合理地用于大生产的强氧粘合剂。在这篇综述中,我们专注于观察到的整体性能在Si掺入非晶InOx TFT的键离解能,吉布斯自由能,Si浓度依赖的TFT性能,载流子输运机制,和偏置应力不稳定性。在比较低和高掺杂浓度时,我们发现在InOx TFT中,在高Si浓度下激活能和态密度降低,这意味着陷阱密度降低。结果,可以实现在偏置应力下的稳定操作。此外,在高Si掺杂的InOx TFT中观察到逆Meyer-Neldel规则,表明合理的欧姆接触。基于我们对Si掺杂的InOx膜的基本知识,我们开发了具有均匀堆叠沟道的高迁移率双层TFT,其不同于具有蚀刻停止层结构的TFT。TFT显示出非常稳定的操作。利用基于InOx的简单元素组分,可以系统地讨论导电性质方面的空位工程。
2019-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Understanding, Quantifying, and Controlling the Molecular Ordering of Semi-conducting Polymers: From Novices to Experts and Amorphous to Perfect Crystals
半导体聚合物的分子堆积、结晶度和织构通常对性能至关重要。虽然存在量化排序的框架,但解释往往只是定性的,导致术语的不精确和自由使用。在这里,我们再次强调分子有序度的连续性,并主张使用一个更加细致入微和一致的术语来描述结晶度、半结晶度、次结晶度、微晶/聚集体和相关特性。我们的动机部分是由于我们自己对术语的不精确和不一致的使用,以及需要有一个入门或教程参考来教新的小组成员。我们表明,通过结合掠入射广角X射线散射和差示扫描量热法,可以实现更深入的理解。我们将广泛的代表性聚合物分为四个拟议的类别的基础上的定量分析的分子有序的次晶无序参数(g)。一个小的数据库,提出了超过10个代表性的共轭和绝缘聚合物,从无定形到半结晶。最后,我们概述了合理设计完美的聚合物晶体的挑战,并提出了一种新的分子设计方法,设想概念分子接枝,这是类似于应变和非应变异质外延在经典(化合物)半导体薄膜生长。
2020-05-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Disordered Hyperuniform Quasi-1D Materials
碳纳米管是准一维体系,具有优异的传输、机械、光学和化学性质。在这项工作中,我们推广的概念,无序超均匀性,最近发现的奇异状态的物质与隐藏的长程序,准一维材料。作为一个概念的证明,我们然后应用广义框架来量化的密度波动无定形碳纳米管含有随机分布的斯通-威尔士缺陷。我们证明了所有这些无定形纳米管都是超均匀的,即,无论纳米管的直径、轧制轴、轧制片的数量和缺陷分数如何,这些系统的无限波长密度波动都被完全抑制。我们发现,这些无定形纳米管是积极的比周期性分布的斯通-威尔士缺陷的纳米管更稳定。此外,某些无半导体缺陷的碳纳米管由于随机引入足够大量的缺陷而变成金属。无定形纳米管的结构研究加强了我们对这些系统的基本理解,并提出了可能的奇异物理性质,因为它们的无序超均匀性。我们的研究结果也揭示了降维对材料超均匀性的影响。
2022-08-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Can an amorphous crystallize into a high entropy alloy?
在非晶-HEA复合材料可以表现出类似于相分离玻璃固溶体复合材料的高韧性和抗脆化性的前提下,我们开发了一种基于热力学的方法来识别能够进行非晶到HEA转变的化学成分。我们引入了两个新的参数:相选择值(PSV)和摩尔体积分散度参数。使用这种热力学方法提出了七个多组分组合物,并建立了识别此类组合物的一般准则。该方法还表明,BMG可能不适合进行无定形HEA转化。
2020-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Hexagonal $ABC$ as semiconducting ferroelectrics
我们使用第一性原理的合理设计方法,以确定一个以前未被识别的类铁电材料的$P63mc$ LiGaGe结构类型。我们计算结构参数,极化和铁电阱深度报告和迄今为止假设的代表这一类。我们的研究结果为实验实现和进一步研究适合实际应用的高性能材料提供了指导。
2012-06-20 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
Determination of the parameters of semiconducting CdF2:In with Schottky barriers from radio-frequency measurements
通过测量肖特基势垒样品在频率10 - 10^6 Hz范围内的射频响应,确定了掺In半导体CdF_2晶体的物理性质。通过对样品复阻抗的频率依赖性进行等效电路分析,得到了CdF_2的直流电导率、两性杂质的激活能和活性In离子的总浓度。动力学系数确定的深和浅的状态之间的In杂质和这些状态之间的势垒高度的热诱导的过渡从依赖于时间的射频响应后,照射的材料。对CdF_2:In的低频电导率的测量结果与亚毫米波(10^{11}-10 ^{12} Hz)测量结果和未掺杂CdF_2的室温红外测量结果进行了比较。具有肖特基势垒的半导体样品的低频阻抗测量被证明是研究半导体物理性质的一个很好的工具。
2001-10-25 cond-mat.mtrl-sci
High TC ferromagnetism in diluted magnetic semiconducting GaN:Mn films
采用分子束外延(MBE)技术在蓝宝石衬底上成功生长了纤锌矿GAN:Mn薄膜。薄膜的居里温度高达940 K,而Mn含量仅为3 ~ 5%。在平行于薄膜表面的磁场中进行磁化强度测量,最高可达7 T。在低温下,磁化过程表现为铁磁和顺磁贡献的共存,而在高温下,由于顺磁贡献的减少,主要观察到典型的铁磁磁化过程。所观察到的输运特性表明磁性和杂质导电之间的密切关系。Mn杂质带的双交换机制是GAN:Mn高Tc铁磁性的可能模型之一。
2002-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Size Effect on the Short Range Order in Amorphous Materials
从自然界中一些生物可以控制无定形矿物的短程有序性的灵感,我们成功地操纵了无定形氧化铝的表面和尺寸效应的短程有序性。利用原子层沉积(ALD)方法生长非晶纳米薄膜,结合最新的电子能量损失谱(EELS)和X射线光电子能谱学(XPS),我们在实验上表明,这种薄膜的短程有序性受到尺寸的强烈影响。这种现象相当于众所周知的尺寸效应对晶格参数和晶体材料中不同多晶型物的相对稳定性的影响。我们还表明,短程有序的变化,而仍然在非晶相,非晶到结晶的转变发生之前。
2014-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Growth and Characterization of Polycrystalline NbO2 Thin Films on Crystalline and Amorphous Substrates
NbO2是纳米忆阻器件的潜在材料,无论是在非晶和晶体形式。我们采用射频磁控溅射法从化学计量比靶制备了NbO2薄膜。无论溅射参数如何,所沉积的薄膜都是非晶的。沉积后的薄膜的真空退火是必要的,以实现结晶。通过优化退火时间和温度,获得了较高的结晶度。材料的电阻率随着其经历从非晶到结晶的结构转变而增加,其中结晶膜的电阻率高一个数量级。
2019-10-07 cond-mat.mtrl-sci
From Continuous to First-Order-Like: Amorphous-to-Amorphous Transition in Phase-Change Materials
本文在非晶相变材料中识别两种有序基元,发现压力诱导的非晶-非晶转变随温度从连续型交叉到类一级型,并通过双态模型与过冷水的第二临界点行为建立唯象类比,提出非晶固体中可能存在类临界点。
2025-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Polarization-dependent discharge in fibers of semiconducting ladder-type polymer
我们报告的结果偏振相关的光致放电取向纤维和薄膜的梯形,电子传输聚合物聚(苯并咪唑苯并菲咯啉),BBL。在光纤中的光生载流子的产生效率,这是由放电率表示,被发现是明显较高的光偏振平行于纤维轴相比,径向垂直方向。对于取向膜,获得了类似的结果,其中光生载流子产生效率各向异性约为10。这些观察结果是不同的,从以前获得的结果对聚对苯亚乙烯(PPV)。与偏振相关的稳态光电导测量的结果进行了比较。我们解释这些结果的基础上的材料的分子和宏观特征。
2001-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Investigation on Anharmonicity, Vibrational Anisotropy and Thermal Expansion of an Amorphous Ni$_{46}$Ti$_{54}$ Alloy Produced by Mechanical Alloying using Extended X-ray Absorption Fine Structure
提出了一种利用基于累积膨胀的扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)分析得到的平行和垂直于原子间键的相关均方相对位移(MSRD)研究非谐性、振动各向异性和热膨胀的方法,并将其应用于机械合金化制备的非晶态Ni $_{46}$ Ti $_{54}$合金。通过在不同温度下对Ni和Ti K边的EXAFS测量,获得了$\text{MSRD}_\parallel$、$\text{MSRD}_\perp$和实分布函数$\varrho_{ij}(r,T)$的累积量$C_1^*$、$C_2^*$和$C_3^*$的热行为,以及与平行和垂直运动有关的爱因斯坦温度和频率,提供了关于原子间势的非谐性的信息。振动各向异性以及垂直运动对总无序和热膨胀的贡献。
2010-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Exciton diffusion in amorphous organic semiconductors: reducing simulation overheads with machine learning
本文提出一种快速训练的机器学习架构以预测分子间激子耦合参数,并在非晶并五苯中实现接近密度泛函理论精度的激子扩散模拟。
2023-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Large-area, low-voltage, anti-ambipolar heterojunctions from solution-processed semiconductors
具有惰性或悬挂无键表面的半导体材料的出现为形成范德华异质结构创造了机会,而没有传统外延生长的限制。例如,分层的二维(2D)半导体已经被结合到具有栅极可调电子和光学功能的异质结构器件中。然而,2D材料提出了处理挑战,这些挑战已经阻止了这些异质结构以足够的可扩展性和/或均匀性来生产,以使其能够并入大面积集成电路中。在这里,我们扩展了范德华异质结的概念,半导体p型单壁碳纳米管(s-SWCNT)和n型非晶铟镓锌氧化物(a-IGZO)薄膜,可以在晶圆级的高空间均匀性的溶液处理或溅射。所得到的大面积、低电压p-n异质结表现出具有高开/关比的反双极转移特性,非常适合于电子、光电和电信技术。
2014-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Amorphous High Density Plutonium
Washington University(华盛顿大学);Carnegie-Mellon University(卡内基梅隆大学);University of Illinois(伊利诺伊大学)
研究发现,在4K时,合金δ-钚迅速收缩,而纯α-钚迅速膨胀;室温下,合金δ-钚膨胀速率与4K收缩速率相近,但密度变化较X射线衍射测定的晶格参数增加更慢。可能由无定形相的生长解释,该相密度介于α和δ之间,能快速退火至原相。
2026-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Semimetallic and semiconducting graphene-hBN multilayers with parallel or reverse stacking
该研究理论分析交替石墨烯-hBN三维层状晶体,揭示层间跃迁参数可导致半金属、有带隙或Weyl半金属相,证明二维材料堆叠能产生不同于组分的涌现特性。
2023-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
What Determines the Yield Stress in Amorphous Solids?
对于所有非晶态固体,一个至关重要的材料参数是屈服应力,它是当材料在零温度下准静态应变时材料屈服于塑性流动的应力值。在实验室中很难确定颗粒间势的哪些参数影响屈服应力的值。在这里,我们使用的多功能性的数值模拟研究的屈服应力的粒子间的潜力的参数的依赖性。我们发现一个非常简单的依赖于基本尺度的特点排斥和吸引力的部分的潜力分别,并提供了一个缩放理论,崩溃的数据为广泛不同的潜力和在不同的空间维度。
2010-11-14 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Analysis of some solid amorphous inorganic structures and the boson peak phenomenon with a computational random graph approach
Derzhavin Tambov State University(杰尔扎宾坦波夫国立大学)
本文提出了一种计算随机图方法,用于分析固态非晶无机结构并解释玻色峰现象,通过统一低温玻色范式与高温晶体模型,实现了多相非晶系统的统计原子分布分析。
2026-01-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Optical Absorption and Electron Paramagnetic Resonance of the E'-alpha Center in Amorphous Silicon Dioxide
本文报道了用光学吸收谱(OA)和电子顺磁共振谱(EPR)联合研究非晶二氧化硅(a-SiO_2)中的E '-α点缺陷。这种缺陷已在β射线照射和热处理的缺氧a-SiO2材料中进行了研究。我们的结果指出,E '-α中心是负责OA高斯带峰值为5.8 eV,并具有0.6 eV的半高宽(FWHM)。相关电子跃迁的振子强度估计为0.14。此外,我们已经发现,这OA带是非常相似的E '-γ中心在相同的材料中诱导,这表明相关的电子跃迁涉及高度本地化的结构上共同的两个缺陷的状态。
2008-05-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Studies on Neon irradiated amorphous carbon using X-ray Diffraction technique
用快重离子(145 MeV)(Ne ~(6+))辐照两组不同路线制备的非晶碳材料。利用X射线衍射技术估算了未辐照和辐照样品的结构参数,如c轴和a轴上的有序晶粒尺寸(Lc和La)、(002)晶面的平均间距(d 002)以及非晶相的比例。的分数的非晶相通常被发现增加与两组样品的照射剂量。的估计和值被认为是几乎不受照射。随着辐照剂量的增加,两组样品的无序度都增加。关键词:X射线衍射,非晶碳,辐照
2005-08-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric properties of semiconducting materials with parabolic and pudding-mold band structures
我们从理论上研究了半导体(间隙)材料的热电性能,通过改变多项式的能量色散关系,其中无论是价或传导能量色散取决于波矢量的幂的2,4,和6的程度。热电输运系数,如塞贝克系数,电导率和热导率内的线性玻尔兹曼输运理论结合弛豫时间近似计算。我们考虑各种影响,如带隙,维数,和色散功率,以了解的条件,可以得到最佳的热电效率或品质因数($ZT$)。计算结果表明,所谓的布丁模能带结构比抛物线能带结构产生更大的电导率和热导率,但两者的Seebeck系数没有显著差异。此外,我们发现,高的$ZT$可以通过调整材料的带隙到一个最佳值,同时打破带对称性。最大的$ZT$被发现在一个组合的两个对比的多项式权力的色散关系的价带和导带。这种能带不对称性也使电荷中性远离未掺杂能级,并允许最佳的$ZT$位于较小的化学势。在适当的导热系数参数下,块体体系的最大$ZT$可以大于1,而一维体系的最大$ZT$甚至可以达到4。我们希望这项工作能够引发高通量计算,用于筛选结合半导体能量色散关系中各种多项式幂的潜在热电材料。
2022-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Yield conditions for deformation of amorphous polymer glasses
玻璃态聚合物的剪切屈服通常用压力相关的Tresca或von Mises屈服准则来描述。我们测试这些标准对分子动力学模拟的变形在无定形聚合物玻璃在三轴加载条件下,很难实现在实验中。本文介绍了将屈服点的几种标准定义推广到三轴载荷时的困难和含糊之处。两个定义,最大和偏移八面体应力,然后用于评估屈服应力的模型参数范围很广。在所有情况下,剪切的开始与压力修正的von Mises准则一致,并且压力系数几乎与许多参数无关。在三轴拉伸载荷下,破坏模式转变为空蚀。
2001-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Comparative modeling studies of TSDC: investigation of Alpha-relaxation in Amorphous polymers
本文提出了一个利用偶极-偶极相互作用概念研究热激去极化电流(TSDC)峰值参数的模型。该模型成功地描述了(TSDC)峰,因为它除了偶极-偶极相互作用强度参数(di)外,还给出了一个重要的峰参数(即激活能(E)和每指数因子(τ_0))。应用该模型测定了聚氯乙烯(PVC)聚合物的峰参数。结果表明,该模型如何拟合实验热采样数据。最后,将结果与众所周知的技术进行了比较;除了Cowell和Woods分析外,还将初始上升法(IR)、半宽法(HW)进行了比较。
2010-04-08 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Relations between the Material Mechanical Parameters and the Inter-particle Potential in Amorphous Solids
非晶态固体的剪切模量和屈服应力是重要的材料参数,前者决定了在外部应变下应力增加的速率,后者是材料以塑性方式流动时的应力值。因此,重要的是要了解这些参数如何与粒子间的潜力。在这里,提出了一个标度理论,使得给定的颗粒间的潜力,固体的密度的屈服应力和剪切模量的依赖性,可以预测在无热极限。它解释了当这种预测是可能的,在所有的密度,当它只适用于高密度。这些结果为设计具有理想机械性能的新材料提供了令人兴奋的可能性。
2009-02-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Beating the amorphous limit in thermal conductivity by superlattices design
在具有相同化学成分的无定形结构中测得的值通常被认为是任何材料热导率的下限:热载体因无序而强烈散射,其寿命达到热振动的最小时间尺度。然而,在纳米尺度上的适当设计可以允许甚至在非晶极限以下降低热导率。本文利用分子动力学模拟和Green-Kubo公式,通过调节表征层状声子材料(超晶格)的不同参数,系统地研究了这种结构的热导率。我们发现,达到低于非晶热导率的关键是几乎完全阻止热载流子,超晶格声子的传播。我们证明,在两个插入层中的大的质量差,或层之间的界面上的相互作用减弱,导致材料具有非常低的热导率,低于相应的无定形对应物的值。
2015-03-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Anelasticity to plasticity transition in a model two-dimensional amorphous solid
本研究探讨了二维模型玻璃中非弹性到塑性的转变,通过有限尺寸效应分析揭示了非弹性作为弹性和塑性间桥梁的本质,并发现非弹性事件局域化而塑性事件亚广延。
2023-09-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Plasticity-Induced Anisotropy in Amorphous Solids: the Bauschinger Effect
非晶态固体在一个方向上经受应变,使得它们以塑性方式响应,当松弛回到具有零平均应力的状态时,它们也“记住”该方向。我们解决的问题是什么序参量,负责这个记忆?因此是材料对不同方向的应变的不同后续响应的原因。我们确定这样一个序参量,这是很容易测量的,我们讨论了它的轨迹沿应力-应变曲线,并提出,它和它的概率分布函数必须形成一个必要的组成部分的弹塑性理论。
2010-04-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The viscoelastic and anelastic responses of amorphous polymers in the vicinity of the glass transition temperature
本文研究了聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯在玻璃化转变点附近的小应变和各种温度下的等温长期剪切蠕变试验中的时间依赖性响应。一个微观力学模型推导出描述实验结果。本构方程的假设下,开发的无定形聚合物的行为是由两个微观机制:重排的协同松弛区域(CRR)反映了粘弹性响应,而位移的CRR相对于彼此是负责的滞弹性响应。结果表明,在略高于玻璃化转变温度的温度范围内,存在一个临界温度,在此温度范围内,可调参数对温度的依赖性发生了显著变化。临界温度与无定形聚合物中从动态不均匀性到静态不均匀性的转变有关。
2001-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Microstructures Diagram Of Magnetron Sputtered Aln Deposits : Amorphous And Nanostructured Films
为了获得均匀的纳米氮化铝薄膜,采用射频磁控反应溅射法在[001] Si衬底上制备了氮化铝薄膜。通过透射电子显微镜、能量色散X射线光谱和俄歇电子能谱对沉积物进行分析。研究了等离子体工作气压和射频功率对薄膜微观结构和化学成分的影响。系统分析的薄膜的横截面视图,使作者能够绘制微观结构/工艺参数图。根据沉积速率的降低,可将沉积层的显微组织分为四种类型。一种是众所周知的柱状微观结构。第二种是由间断的柱状物或纤维状颗粒组成。第三种是由纳米尺寸的颗粒(颗粒的尺寸范围从1.7到8 nm)制成。第四个也是最后一个微结构是无定形的。对“沉积形态-工艺参数”关系进行了评述。
2019-09-04 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Emergent superconductivity in van der Waals Kagome material Pd3P2S8 under high pressure
Kagome晶格系统被提出来承载丰富的物理,它提供了一个很好的平台来探索不寻常的量子态。在这里,我们报告的发现超导范德瓦尔斯材料Pd 3 P2 S8在压力下。在Pd 3 P2 S8中,在电阻率对温度的依赖性从类似半导体的行为变化到正常金属的行为的压力下观察到了超导电性。超导转变温度Tc随压力的增加而增加,在79.5GPa时达到~ 6.83K。结合高压XRD、Raman光谱和理论计算,我们的研究结果表明,Pd_3P_2S_8在高压下的超导电性与非晶相的形成密切相关,而非晶相的形成是由于层间Pd和S原子之间的耦合增强而导致的结构不稳定性。
2022-04-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergence of magnetism in bulk amorphous palladium
钯的磁性一直是许多研究和推测的主题。块状结晶钯是顺磁性的,具有高磁化率。压力下的钯和钯纳米团簇引起了人们对仔细研究其磁性的兴趣。在这里,我们报告的另一种可能性:钯可能成为一个巡回铁磁体在非晶体相在大气压下。原子钯是d $^{10}$元素,而块状晶体Pd是d $^{10-x}$(sp)$^{x}$材料;这与非晶材料中可能存在的“不饱和键”一起,可以解释本文报道的剩余磁性。本文介绍并讨论了块状非晶钯的磁效应。
2019-07-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure of rare-earth mononitrides: quasiatomic excitations and semiconducting bands
稀土单氮化物LnN(其中Ln=稀土)是未来自旋电子学应用的有前途的材料,其电子结构由于缺陷对其输运和光学性质的强烈影响而难以通过实验解决。与此同时,LnN对理论来说是具有挑战性的,因为宽的半导体/半金属2 p和5d带需要与强关联的4f态同时描述。本文采用密度泛函+动力学平均场论(DFT+DMFT)方法,在准原子Hubbard-I近似下,计算了一系列Ln N(Ln= Pr,Nd,Sm,Gd,Tb,Dy,Ho,Er)的多体光谱函数和光学带隙.用约束DFT+Hubbard-I方法计算了4f壳层中的在位库仑相互作用。此外,为了改进DFT+DMFT中半导体带的处理,我们采用了改进的Becke-Johnson半局域交换势。专注于顺磁高温相,我们发现,所有调查的LnN是PD半导体的间隙值范围从1.02至2.14 eV沿系列。对于Ln= La…Sm,对重稀土元素为间接作用。尽管一个显着的演变的Ln 4f状态沿系列,空4f状态总是发现以上的底部的5d导带。计算的光谱与X射线光电子能谱、X射线发射谱和X射线吸收谱的测量结果吻合得很好。
2021-12-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bipolar Magnetic Semiconducting Behavior in VNbRuAl: A New Spintronic Material for Spin Filters
我们报道了一类新的自旋电子材料,即双极磁性半导体(BMS)的理论预测,这也支持我们的实验数据。BMS获得了独特的能带结构,其具有用于自旋上和自旋下通道的不相等的带隙,并且因此可用于基于可调谐自旋输运的应用,例如自旋滤波器。BMS中的价带(VB)和导带(CB)通过相反的自旋通道接近费米能级,因此有助于实现可通过施加的栅极电压控制的可逆自旋极化。我们报道了四元Heusler合金VNbRuAl完全具有BMS的能带结构。结果表明,该合金具有LiMgPdSn原型结构(空间群$F\bar{4}3m$),B $2$无序,晶格常数为6.15 μ m。电阻率和霍尔测量结果表明,两个通道的半导体行为和准线性依赖的负磁阻(MR)表示可能的半导体性质。有趣的是,VNbRuAl还显示出完全补偿的亚铁磁(FCF)行为,具有消失的净磁化(m $_s$ $\sim$ $10^{-3}$ $μ_B/f.u.$)和显著高的有序温度($> 900$ K)。与传统的FCF不同,在这种情况下,消失矩似乎是长程反铁磁(AFM)有序和晶体固有的B2无序相结合的结果。这项研究为寻找一类AFM自旋电子学材料提供了可能性,具有重要的基础和应用意义。
2020-11-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Quantifying the Features of an Amorphous Solid's Local Yield Surface
Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);Sorbonne Université, CNRS, Physico-chimie des Électrolytes et Nanosystèmes Interfaciaux, PHENIX(索邦大学,法国国家科学研究中心,电解质和界面纳米系统物理化学,PHENIX);PMMH, CNRS, ESPCI Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université Paris Cité(PMMA,法国国家科学研究中心,巴黎高等物理化工学院,巴黎文理研究大学,索邦大学,巴黎西岱大学)
研究非晶固体局部屈服面特征,通过机械探测发现其主要由加载角方向的屈服应力二阶导数正区域主导,采用Schmid-Mohr-Coulomb准则参数化描述屈服特征,揭示非晶结构中离散屈服特征对塑性流动起始的影响机制。
2026-03-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Carrier hopping in disordered semiconducting polymers: How accurate is the Miller-Abrahams model?
根据体系的原子结构、相应的电子态以及它们与所有声子模的耦合,我们对强无序共轭聚合物中的载流子跳跃率进行了直接计算。我们发现,跳频速率对距离的依赖性和迁移率对温度的依赖性显着不同于简单的Miller-Abrahams模型,无论模型中的参数的选择。提出并验证了一个新的模型,该模型能较好地描述系统中的跳跃率,避免了电子-声子耦合常数的显式计算。我们的研究结果表明,除了电子态密度,声子态密度和波函数的空间重叠是必要的量,以正确地描述无序共轭聚合物中的载流子跳跃。
2010-07-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Locality and Non-locality in Elasto-plastic Responses of Amorphous Solids
目前许多关于非晶态固体塑性的理论都假定塑性形变是空间局部化的。本文提出了一系列数值试验来检验塑性形变的局部化程度。这些实验增加了对所观察到的弹塑性形变的弹性贡献的去除的严格性。它的结论是,对于我们所有的模拟协议的塑性形变不本地化,和他们的缩放是次广泛的。我们提供了一些措施的大小的塑性形变,所有这些显示子广泛的缩放特征的非平凡指数。我们提供了一些证据表明,次广泛的标度律的标度指数是非普遍的,这取决于无序的程度和系统的参数。然而,了解是什么决定了这些指数,应该对非晶态固体的物理学有相当大的启发。
2009-02-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Plastic ridge formation in a compressed thin amorphous film
我们表明,在压缩薄膜的表面形态可能会导致空间相关的塑性活动。一个柔软的玻璃状膜强烈粘附到一个光滑和刚性的基板,并进行单轴压缩,事实上,不经历任何全球性的弹性图案形成的不稳定性,但响应塑性通过本地化的突发事件,自组织,导致出现一系列平行的脊横向压缩轴。这种现象已被完全忽略,但结果从玻璃的塑性响应的共同特征,因此应该是高度通用的压缩玻璃状薄膜。
2022-09-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Unified theory of vibrational spectra in amorphous materials
通过可测量的振动态密度(VDOS)描述的固体的声子谱提供了关于潜在的原子结构和成键的丰富信息,并且它们确定了基本的宏观性质,例如比热、热导率和超导性。在非晶态固体中,结构无序产生许多晶体中不存在的知之甚少的现象。从一个有效场论的描述,占无序的动量扩散,我们提供了一个统一的理论描述的非晶材料的VDOS。该理论提供了一个很好的描述的模拟/实验VDOS的两种完全不同的材料(石英玻璃和非晶Si),非常少的非平凡的拟合参数。特别是,从拟合得到的声子速度和扩散线宽是完全一致的表中的值从实验。这种半解析的方法解决了长期存在的问题,描述和解释的VDOS和拉曼光谱的非晶态固体与基本的声学色散关系和声衰减的功能。此外,它可以用来在一个反向工程的方式来估计声子色散关系,声衰减和动态结构因子从一个简单的拟合的VDOS与所提出的模型。
2019-11-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft