A Multi-Scale Machine Learning Framework for Coupled Chemical, Spin, and Structural Disorder in Alloys
Northeastern University(东北大学)
研究提出多尺度机器学习框架,集成机器学习模型与统计采样方法,用于研究合金中化学、自旋和结构的耦合无序,以体心立方Fe-Co合金为例验证,预测相变和熔化温度与实验值吻合,确立其为研究多无序合金的可靠工具。
2026-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Chemo-Structural Disorder in the kagomé spin $S$ = 1/2 systems ZnCu$_3$(OH)$_6$Cl$_2$ and YCu$_3$(OH)$_{6}$Br$_{2}$[Br$_x$(OH)$_{1-x}$]
通过单晶衍射研究kagomé自旋1/2体系中Zn-Cu位点混合导致的化学-结构无序,发现特定组分下无序消失并出现由磁-声子耦合驱动的低温结构相变,物理性质与Cl同系物相似。
2024-11-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Third Harmonics and Defects in Modulated Phases of Structural Quantum Order-Disorder Systems
研究了在有序-无序型相变材料中产生随机场的缺陷对调制相位的影响。结果表明,在适当的条件下,这些缺陷可以抑制基态调制的三次谐波。
2019-05-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Structural disorder by octahedral tilting in inorganic halide perovskites: New insight with Bayesian optimization
结构无序在金属卤化物钙钛矿中是常见的,并且对于理解这些材料的功能性质是重要的。第一性原理方法可以解决原子尺度上的结构变化,但它们往往受到缺乏表征无序所需的结构采样方案的限制。在这项工作中,在基准无机卤化物钙钛矿CsPbI $_3^{}$和CsPbBr $_3^{}$的结构无序计算研究的三个八面体倾斜角。由此产生的能量和性能的变化所描述的三维势能面(PES)和属性景观,提供贝叶斯优化结构搜索方法与集成密度泛函理论(DFT)计算。在三维搜索中,PES与约200个DFT数据点的快速收敛证明了贝叶斯优化的主动学习和策略采样的能力。进一步的分析表明,无序度随着温度的升高而增加,并揭示了在有限温度下材料的带隙是无序结构的统计平均值。
2023-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Computer simulations of structural and hopping conduction properties of disordered solids
1.导言2.无定形碳结构的分子动力学模拟3.金刚石CVD中BEN阶段轰击过程的原子模拟4.非晶硅的生长5.无序有机固体中的一维跳跃
2002-01-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Structural disorder-driven topological phase transition in noncentrosymmetric BiTeI
我们研究了利用结构无序诱导固态系统中拓扑相的可能性。利用第一性原理计算,我们在平凡绝缘体BiTeI中引入结构无序,并观察到拓扑绝缘相的出现。通过改变键合环境,晶体场分裂得到增强,自旋轨道相互作用在体电子结构中产生带反转。对Wannier电荷中心和表面电子结构的分析揭示了具有Dirac表面态的强拓扑绝缘体。最后,我们提出了一个处方诱导晶体材料的无序拓扑状态。了解局部环境如何产生拓扑相是预测无序和无定形拓扑材料的关键步骤。
2020-10-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
The benefits of structural disorder in natural cellular solids
自然界中的结构性细胞材料,如木材、骨小梁、珊瑚和牙本质,将复杂的生物功能与结构作用结合在一起,如骨骼支撑和冲击保护1,2。它们具有从纳米到宏观尺度的复杂结构层次,能够优化强度和韧性(缺陷容限)。这些层次结构通常在孔的排列中表现出结构紊乱。然而,无序的程度,还没有被系统地量化之前,其作用的细胞生物材料的机械性能通常是未知的。在这里,我们应用Voronoi镶嵌来量化生物和工程细胞材料的2D横截面中的细胞尺寸变化,使用范围在0(高度无序)到1.0(规则六边形蜂窝)之间的无序参数(d)。我们证明,各种植物,真菌和动物的细胞材料显示出特征范围的障碍。使用3D打印的类似物和数值方法,我们通过实验证明了一系列伪有序(d=0.6至0.8),与相同密度的六边形蜂窝(d=1.0)相比,其断裂韧性(和等效强度)增加了> 30%。我们的研究结果表明,这一范围的混乱是类似的,在生物学的例子,这表明收敛进化中确定。这种最佳程度的结构紊乱限制了灾难性的失败,为生物体的生存提供了进化优势。分布式结构损伤将裂纹限制在最大阈值尺寸以下,并且还使得能够在创伤后进行组织修复机制。我们的工作表明,定制无序应被视为一种新的设计范式,数字制造,轻质建筑材料,以提高损伤容限。
2021-10-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Static disorder and structural correlations in the low temperature phase of lithium imide
基于从头计算分子动力学模拟,我们研究了Li2NH的低温晶体结构,尽管它作为储氢材料的巨大兴趣仍然是有争议的问题。动力学模拟揭示了一个精确的相关性,在分数占领的Li网站,导致平均原子位置与衍射数据非常一致,并解决了以前的建议不一致。
2010-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Structural Properties and Relative Stability of (Meta)Stable Ordered, Partially-ordered and Disordered Al-Li Alloy Phases
我们解决了困扰可靠预测的相对相稳定性的固溶体和化合物的问题。由于其商业上重要的相图,我们展示了铝锂系统,因为历史上的密度泛函理论(DFT)的结果显示出较大的分散性和有限的成功预测相对于有序化合物的固溶体的结构性质和稳定性。使用最近的进展,在一个最佳的基组表示的拓扑结构的电子电荷密度(因此,原子大小),我们提出的DFT结果,同意合理以及与所有已知的实验数据的有序,非化学计量的部分有序和无序合金的结构特性和形成能,开辟了可靠的研究复杂合金的方式。
2012-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Cation-size mismatch as a predictive descriptor for structural distortion, configurational disorder, and valence-band splitting in II-IV-N$_2$ semiconductors
II-IV-N $_2$类杂价三元氮化物作为用于电子和光电应用的III-氮化物的替代物已经获得了显著的兴趣。在这项研究中,我们应用基于密度泛函理论的第一性原理计算,系统地研究了由于阳离子尺寸失配而导致的结构畸变对这类材料中阳离子亚晶格和价带结构的构型无序的影响。我们发现,较大的尺寸之间的不匹配的第II组和第IV组阳离子的结果在较强的晶格畸变从理想的六角比,这反过来又抑制了这些材料的倾向对八隅规则违反阳离子无序。我们还证明了一个单一的阳离子反位对,这是快速和简单的计算,形成能量是一个强有力的指标,材料的倾向于无序。此外,面内对称性的破坏导致在$Γ$处的顶部三个价带的分裂,这也与结构畸变的大小直接相关。我们的工作表明,II-IV-N $_2$材料的结构和功能特性可以通过可控的结构扭曲,从阳离子的选择干微调。
2021-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Relating Chromophoric and Structural Disorder in Conjugated Polymers
无定形共轭聚合物的光电性质对构象紊乱敏感,并且光谱学提供了用于与光“发色团”相互作用的链的片段的结构表征的手段。然而,光谱构象签名的忠实解释提出了一个关键的挑战。采用量子经典原子模拟方法研究了单分子聚3-己基噻吩(P3 HT)的基态光隙、激发态性质和发色团结构特征之间的关系.我们的研究结果表明,发色无序反映了激发态脱局域化和电子-空穴极化之间的相互作用,并控制扭转无序,这是特别与侧链的存在。在这个概念框架内,我们预测和解释了一个反直观的光谱特征P3 HT:红移吸收,尽管缩短的发色团,随着温度的升高。
2017-01-30 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Structural and chemical disorder in Ni$_2$MnGa Heusler alloy investigated by nuclear magnetic resonance
Charles University, Faculty of Mathematics and Physics(查理大学数学物理学院);Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences(捷克科学院物理研究所)
通过NMR和DFT研究Ni$_2$MnGa Heusler合金中Mn原子的局部环境及结构无序特性。
2026-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Radiation induced electronic trap states and local structural disorder in van~der~Waals bonded semiconductor crystals
在受控的X射线辐照实验中,在原型范德华键合半导体Rubrene中形成陷阱态的定量研究剂量高达82 Gy(Gy = J/kg)。约100个电子陷阱态,位于价带上方约0.3 eV处,由每个吸收的8 keV光子产生,这比1 MeV质子产生的多2-3个数量级。热退火显示,以减少这些陷阱。局域结构无序,这也被诱导的其他手段在不同的研究中,因此被确定为一个共同的起源的陷阱态的范德华键合分子有机半导体。
2016-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-structural correlations in a systematically disordered B2 lattice
某些B2有序合金如Fe $_{60}$ Al $_{40}$中的铁磁性可以通过原子排列的反位无序来开启和调节。无序伴随着晶格参数的$\sim$ 1%增加。本文对B2 Fe $_{60}$ Al $_{40}$薄膜进行了系统的无序化研究,得到了序参量($S$)、晶格参数($a_0$)和感应饱和磁化强度($M_{s}$)之间的相关关系。随着晶格逐渐无序化,在1- $S$ =0.6和$a_0$ =291 μ m处出现临界点,其中观察到$M_{s}$的急剧增加。DFT计算表明,在临界点以下,系统的磁性行为仍然是完全有序的,而在临界点以上,主要是无序状态下$a_0$的增加决定了$M_{s}$。在这里获得的见解可以是有用的合金通过无序实现定制的磁性能。
2019-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Raman and photoluminescence spectroscopic studies on structural disorder in oxygen deficient Gd2Ti2O7-d single crystals
本文报道了在氩气氛下用光学浮区法生长的Gd_2Ti_2O_(7-d)单晶中氧空位引起的结构无序的拉曼光谱和光致发光光谱研究。Gd 2 Ti 2 O 7-d晶片中的氧空位随着在空气气氛中的热退火而减少。生长后热退火的X射线衍射摇摆曲线的半高宽从245降低到157角秒,光学透射率从23%增加到87%(在1000 nm处)。拉曼光谱研究表明,随着热退火,O-Gd-O(Eg)和Ti-O(A1 g)伸缩模的强度单调增加。由于这些模式是与调制的氧x参数,这是敏感的Ti-O八面体畸变,拉曼强度的增加表明在Gd 2 Ti 2 O 7-d的氧亚晶格的结构有序性的改善。此外,光致发光的研究也证实了拉曼分析方面的减少与氧空位作为一个功能的热退火的结构缺陷。这项研究表明,使用拉曼光谱探测Gd 2 Ti 2 O 7-d晶体中的结构无序的有效性。
2022-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Local structural disorder in crystalline materials
该研究梳理了软质非简谐晶体材料中局域结构无序的研究进展,介绍了多晶型与非简谐建模方法,阐明了无序对声子、电声及热输运的影响,提出结合第一性原理与机器学习推进能源材料预测建模。
2025-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Hidden structural order controls Li-ion transport in cation-disordered oxides for rechargeable lithium batteries
晶体结构在决定材料性能方面起着至关重要的作用。在锂离子阴极中,晶体结构定义间隙位点的维度和连接性,从而确定锂离子扩散动力学。虽然一个完美的晶体具有无限的结构相干性,但最近发现的一类高容量阴极,锂过量阳离子无序岩盐,落在光谱的另一端:它们的阳离子亚晶格被假设为随机填充锂和过渡金属离子,基于传统的X射线衍射具有零构型相干性,因此锂的输运纯粹由统计效应决定。与这种流行的观点相反,我们揭示了阳离子短程有序,隐藏在衍射,是无处不在的,在这些长程无序材料和控制的本地和宏观环境的锂离子运输。我们的工作不仅发现了一个以前被忽视的关键性质,而且为设计和工程无序岩盐阴极材料提供了新的指导方针。
2018-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Structural disorder versus chiral magnetism in Cr$_{1/3}$NbS$_2$
利用同步辐射的衍射和非弹性散射对无序形式的Cr $_{1/3}$ NbS $_2$的晶体结构进行了表征。与先前报道的对称性(P6 $_3$ 22)相反,该晶体可以通过具有三个Cr离子无序位置的平均P6 $_3$结构的规则孪生来描述。职业性疾病的短程相关性导致相当强烈和结构化的漫散射;非弹性X射线散射明确地归因于疾病的静态性质。漫散射已被建模使用反向蒙特卡罗算法假设的Cr子晶格的无序。观察到的Cr子晶格的相关无序将磁有序温度从130 K降低到88 K,并极大地改变了磁化强度的场依赖性,正如SQUID磁力计所证明的那样。我们的结论是,在相反的螺旋自旋结构假设为P6 $_3$ 22形式,所研究的化合物是铁磁有序的具有明显的面内各向异性。
2015-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Structural and electronic properties of the spin-filter material CrVTiAl with disorder
从实验和理论上研究了化学无序对自旋过滤材料CrVTiAl输运性质的影响。同步辐射X射线衍射实验和Rietveld分析表明,CrVTiAl合金的晶体结构主要由部分有序的B2相、完全无序的A2相和少量有序的L2 \textsubscript{1}或Y相组成。高温电阻率测量证实了带隙的存在。第一性原理,全电子,自洽电子结构计算表明,化学无序的A2和B2相是金属的,而理想的Y型相的自旋过滤器的性质在L2 \textsubscript{1}无序的存在下被保留。霍尔系数被发现随温度的升高而降低,类似于测量的电导率的增加,表明存在热激活的类磁阻载体。
2019-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Effective Refractive-Index Approximation: A Link between Structural and Optical Disorder of Planar Resonant Optical Structures
本研究提出DBR结构无序的定量定义与有效折射率近似方法,揭示结构无序对光学特性的影响等价于折射率比降低,推导解析公式并验证,还将其应用于微腔建立结构无序与Q因子劣化的关联。
2024-01-31 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Emergence of ferromagnetic state due to structural disorder in pseudo-binary Ce(Fe0.9Co0.1)2 compound
Institute of Molecular Physics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院分子物理研究所)
研究探讨了Ce(Fe0.9Co0.1)2化合物中结构无序对磁性性质的影响,发现低温下出现铁磁态并导致一级相变恶化,通过电子计算表明结构畸变导致稳定的反铁磁序。
2026-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Importance of Thermal Disorder on the Properties of Alloys: Origin of Paramagnetism and Structural Anomalies in Iron-Aluminum
的BCC-基Fe_{1-x} Al_{x}表现出有趣的磁性和异常的结构特性作为一个功能的组合物和样品的处理条件所产生的热或非化学计量的化学无序,而且,虽然很好地研究,这些属性是不理解的。在化学计量比B2 FeAl中,包括部分长程序的影响(即,热反位),我们发现了观察到的顺磁响应(具有非零的局部矩),与过去的研究相反,过去的研究基于局域密度近似(LDA)到密度泛函理论发现铁磁性,或者从LDA+U发现非磁性状态,这两者都与实验不一致。此外,从这种磁-化学耦合,我们能够确定在Fe_{1-x} Al_{x}中发现的晶格常数异常的起源,x=25-50,如从各种处理条件观察到的。
2004-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Role of microstructure and structural disorder on tribological properties of polycrystalline diamond films
采用热灯丝化学气相沉积法在硅衬底上制备了具有从微晶到纳米晶结构的系统性变化的多晶金刚石薄膜。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)和拉曼光谱仪(Raman)对金刚石薄膜的形貌和结构进行了分析。金刚石薄膜的平均粗糙度和晶粒尺寸随甲烷与氢气的比例从0.5%增加到3%而减小。此外,在这些金刚石薄膜中的结构无序增加,从拉曼光谱证明晶粒尺寸的减小。摩擦系数(CoF)被发现是非常低的所有的电影。然而,发现平均CoF随着晶粒尺寸从约1微米减小到约20 nm而从0.011 +/-0.005增加到0.03 +/-0.015。通过FESEM、AFM纳米级摩擦和Raman光谱对磨损痕迹进行分析后发现,微晶金刚石发生了剪切诱导非晶化,磨损率可以忽略不计,而纳米金刚石薄膜发生了剪切诱导塑性形变,没有发生非晶化。一个全面的机制,观察到的CoF的微观结构,结构紊乱和剪切引起的摩擦化学反应在滑动界面的框架进行了讨论。
2019-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Atomic dynamics and local structural disorder during ultrafast melting of polycrystalline Pd
该研究利用分子动力学模拟揭示多晶钯超快熔化中RMSD原子动力学与中心对称性偏离所表征的局域无序之间的差异机制。
2025-03-17 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Structural transformations driven by local disorder at interfaces
本文通过元动力学模拟结合机器学习路径集体变量,揭示钨中A15-体心立方相变界面处局部无序区域是驱动原子重排和结构转变的关键机制,并解释了不同取向关系下界面迁移率差异及界面台阶的形成。
2023-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Influence of structural disorder on low-temperature behavior of penetration depth in electron-doped high-T_C thin films
为了探讨结构无序对电子掺杂高T_C超导体磁穿透深度低温行为的影响,对高质量的Pr_{1.85} Ce_{0.15} CuO_4(PCCO)和Sm_{1.85} Ce_{0.15} CuO_4(SCCO)薄膜进行了比较研究。所获得的结果证实了d-波配对机制,在这两个样品中,在最低温度下的杂质散射(这是更明显的不均匀SCCO膜),大大修改。提取的杂质散射率的值与我们的样品的质量有关,并且发现在具有较低T_C的不均匀膜中要高得多。
2007-01-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spectroscopic Signatures of Structural Disorder and Electron-Phonon Interactions in Trigonal Selenium Thin Films for Solar Energy Harvesting
Swiss Federal Laboratories for Material Science and Technology (EMPA)(瑞士联邦材料科技研究院);Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)(加泰罗尼亚理工大学)
研究通过光谱分析揭示硒薄膜中结构无序和电子-声子相互作用的影响,发现其受制备工艺微小变化影响显著,从而优化硒基薄膜技术。
2025-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Long-range magnetic ordering and structural phase transition in disordered high-entropy spinel chromites
Thapar Institute of Engineering and Technology(塔帕尔工程技术学院);UGC-DAE Consortium for Scientific Research(UGC-DAE科学研究联盟);Bhabha Atomic Research Centre(巴哈原子研究中心)
研究了Cr基高熵-spinel的温度演变,发现其在室温下以立方结构结晶,并在Néel温度以下发生反铁磁序,同时在约55K和85K时发生结构相变,高熵促进全局结构稳定,保留原始-spinel系统的长程序和对称性破缺转变。
2026-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Effect of pore-size disorder on the electronic properties of semiconducting graphene nanomeshes
石墨烯纳米网(GNM)是最近引起人们极大兴趣的新型材料。它们通过在石墨烯中形成孔的晶格来制造。根据孔径和孔晶格常数,GNM可以是半金属或半导体的,具有足够大的间隙(0.5 eV)以考虑用于晶体管应用。由于孔径的变化,制造过程必然会产生一些结构紊乱。GNM器件中的最新电子输运测量(ACS Appl.Mater. Interfaces 10,10362,2018)在具有孔径无序的器件中显示出它们的带隙的退化。因此,重要的是要了解这种可变性对半导体GNM的电子性质的影响。在这项工作中,我们使用基于密度泛函的紧束缚形式主义计算GNM结构的电子性质与不同的孔径,孔密度,并与氢和氧孔边缘钝化。我们发现结构无序降低了电子能隙和载流子群速度,这可能解释最近在GNM器件中的输运测量。此外,带隙的趋势与结构无序的孔边缘钝化的变化没有显着的影响。我们的研究结果表明,即使结构紊乱,GNMs仍然是有吸引力的晶体管器件的角度来看。
2020-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Unveiling Structural Disorders in Honeycomb Layered Oxide: $\rm Na_2Ni_2TeO_6$
蜂窝状层状氧化物在许多学科中引起了巨大的研究兴趣,这不仅是因为它们表现出无数的物理化学性质,而且还因为它们丰富的晶体结构多功能性。在此,一个全面的晶体学研究的钠基$\rm Na_2Ni_2TeO_6$蜂窝层状氧化物已进行使用原子分辨率透射电子显微镜,阐明了过多的原子排列(堆叠)在原始材料的障碍。在蜂窝状金属板层的排列中的堆垛层错(堆垛层错)主要发生在垂直于具有长程相干长度的板的方向上,并且在某些域中存在边缘位错。此外,碱金属原子分布的周期性排列被堆垛层错的发生所改变。$\rm Na_2Ni_2TeO_6$中固有的多种疾病设想了相关蜂窝状层状氧化物材料的功能的广泛影响,并有望支持对其材料科学的新兴趣。
2021-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
The influence of structural disorder on magnetic domain formation in perpendicular anisotropy thin films
采用共振软X射线散射、磁测量、X射线反射率和显微镜技术相结合的方法,研究了一系列垂直各向异性Co/Pt多层膜的磁性能和微结构,并通过改变溅射沉积压力来调节其结构无序性。所观察到的磁畴尺寸、形状和相关长度的磁性变化源于样品中的结构和化学变化,例如化学偏析和晶粒形成以及表面和界面处的粗糙度,这些都受到沉积压力的影响。对于低压力的样品,我们发现一个随机的“类气体”分布的磁畴的证据,而在较高的压力样品的域结构只表现出短距离的“类液体”的位置有序。由较高的沉积压力引起的结构和化学无序首先导致限制自由畴壁传播的磁点缺陷的数量增加。然后,随着溅射压力进一步增加,由于形成具有减小的磁矩的局部区域,磁畴壁能量密度降低,并且最终出现限制磁畴和磁簇的磁空隙区域,类似于分离的粒状磁纪录介质。
2013-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Structural Disorder and Properties of the Stuffed Pyrochlore Ho2TiO5
我们报告了“填充自旋冰”材料Ho 2 TiO 5(即,Ho 2(Ti1.33Ho0.67)O6.67),比较了两种不同合成路线的样品。中子粉末衍射和电子衍射表明,先前报道的缺陷萤石相具有短程烧绿石有序,在该结构域中Ho和Ho/Ti亚晶格是不同的。相比之下,通过浮区法制备的样品具有这些亚晶格的长程有序。尽管在晶体结构上的差异,两个版本的Ho 2 TiO 5显示类似的磁性。场依赖的磁化强度和测量恢复熵,然而,显示两种形式之间的差异,这表明填充的pyrophilares的磁特性取决于当地的结构。
2007-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Structural and magnetic properties of S = 3/2 chemically disordered perovskite Sr2TiMnO6
采用固相反应法成功地合成了钙钛矿结构的Sr 2 TiMnO 6(STMO)单相多晶样品。其详细的结构和物理性能进行了研究,使用X射线衍射,透射电子显微镜,磁化强度,比热,和介电测量。粉末XRD数据的Rietveld分析和透射电子显微镜研究证实STMO不是具有Fm-3 m空间群的双钙钛矿结构。但它是一种无序的钙钛矿结构,空间群为Pm-3 m,其中Ti 4+和Mn 4+离子随机分布在1b位。在2- 300 K温度范围内的直流磁化强度(\c{hi} dc-vs-T)测量揭示了在~ 13 K处的单一反常,并具有主要的长程斜反铁磁(AFM)有序。交流磁化率(\c{hi} ac-vs-T)在13 K处的频率不变极大值抛弃了STMO中的自旋玻璃行为。尽管M-T数据中存在尖锐的特征,但比热数据(Cp-vs-T)仅显示出13 K左右的宽峰,这归因于磁结构有序性导致化学无序STMO中倾斜的AFM状态。与磁异常和比热异常相匹配,介电常数在14 K附近也出现了宽范围的异常,表明STMO中可能存在磁-介电耦合。
2016-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Influence of structural disorder on magnetic properties and electronic structure of YCo$_2$
该研究通过快速淬火和高压扭转引入结构无序,结合实验与从头算计算,揭示了结构无序对YCo$_2$磁性及电子结构的影响机制,实验与计算结果定性吻合。
2025-03-20 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Thermoelectric imaging of structural disorder in epitaxial graphene
热是一种常见的能量形式,从物体的热侧传递到冷侧,但不是与电子特性的微观测量相关的概念。材料内的温度差导致载流子、电子或空穴沿着温度梯度扩散,从而引起热电电压。在这里,我们表明,局部热电测量可以产生原子和纳米尺度上的结构无序的高灵敏度成像。热电测量的作用是放大费米能级上局部态密度的变化,从而在热电信号中产生高的微分对比度。使用这种成像技术,我们发现了外延石墨烯的第一层中的点缺陷,其产生孤立子状畴壁线图案,该图案将第二石墨烯层的不同层间堆叠的区域分开。
2013-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Structural Disorder and Elementary Magnetic Properties of Triangular Lattice ErMgGaO4 Single Crystals
报道了ErMgGaO_4单晶的生长、结构和基本磁性。该结构由随机占据的非磁性(Ga,Mg)O 5双锥体的双层分离的磁性ErO 6八面体的三角层。Er原子的位置是无序的。平行和垂直于单晶c轴的磁性测量显示主要是反铁磁相互作用,具有较小程度的磁各向异性。方向数据的加权平均值表明反铁磁居里外斯温度约为-30 K。低于10 K的温度依赖性的逆磁化率在平面内和平行的平面方向是平行的,在低温下的各向同性磁矩的指示。在1.8 K以上没有观察到磁有序的迹象,这表明ErMgGaO 4是一个几何阻挫磁体。
2018-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Structural disorder, magnetism, and electrical and thermoelectric properties of pyrochlore Nd2Ru2O7
多晶Nd 2 Ru 2 O 7样品已制备和检查使用的结构,磁性,电和热输运研究的组合。同步辐射X射线和中子衍射图的分析表明,在烧绿石亚晶格中的A位上存在一些无序:Ru在Nd位上的取代度高达7.0(3)%,而与所探索的不同制备条件无关。本征磁和电输运性质已被测量。Ru 4d自旋顺序反铁磁在143 K的磁化率和比热,并有相应的电阻率行为的变化。第二个反铁磁有序转变低于10 K是由于订购的Nd 4f自旋。Nd_2Ru_2O_7是一种电绝缘体,这种行为被认为是独立的钌反位无序的Nd网站。Nd 2 Ru 2 O 7的电性能的光发表的数据上所有A2 Ru 2 O 7 pyrotecres,我们强调的特殊结构的作用,Bi 3+离子的A-网站上发挥在驾驶金属行为。还测量了高温热电性能。当在具有有用的品质因数的已知热电材料的背景下考虑时,很明显,Nd 2 Ru 2 O 7具有过高的电阻率,这阻止其成为有效的热电材料。提出了一种筛选候选热电器件的方法。
2013-01-28 cond-mat.mtrl-sci
First Principle Study of Magnetism and Magneto-structural Coupling in Gallium Ferrite
采用密度泛函理论的局域自旋密度近似(LSDA+U)方法,对多铁性镓铁氧体(GFO)的磁性、位序无序和磁结构耦合进行了第一性原理研究.基态A型反铁磁结构的计算结果与实验符合较好,磁矩的计算结果与实验符合较好,考虑自旋-轨道耦合后的净轨道磁矩为~ 0.025 Bohr磁子/Fe位。我们发现,虽然在基态的位置无序不是自发的,Fe 2和Ga 2之间的交换是最有利的无序状态。结果表明,GFO中的亚铁磁性是由于Ga-Fe位无序化,使得Ga 1和Ga 2位的Fe自旋反铁磁排列,同时保持Ga 1和Fe 1位的Fe自旋之间以及Ga 2和Fe 2位的Fe自旋之间的铁磁耦合.自旋组态对结构畸变的影响清楚地表明GFO中存在磁结构耦合。
2011-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Local Structure of the Superconductor K0.8Fe1.6+xSe2: Evidence of Large Structural Disorder
本文用X射线吸收谱研究了Tc = 32.6K的K0.8Fe_(1.6)+xSe_2超导单晶的局域结构。近边光谱表明Fe的平均价态为2+。通过铁、硒和钾的K边测量研究了铁、钾和硒位的室温结构。在最近邻的Fe-Se键中,Se和Fe位的结构表现出高度的有序性。另一方面,结合Se和K的局部结构测量揭示了K层中非常高水平的结构无序。在Fe位点的温度依赖性测量表明,Fe-Se原子相关性遵循超导体LaFeAsO0.89F0.11中的Fe-As相关性-具有相同的有效爱因斯坦温度(刚度)。在K0.8Fe1.6+ xSe 2中,最近邻Fe-Fe键具有比LaFeAsO0.89F0.11更低的爱因斯坦温度和更高的结构无序。中等Fe位和高K位结构无序与在这类材料中看到的高正常状态电阻率一致。对于更高的壳层,第二近邻铁-铁相互作用的增强被发现低于Tc,并表明Fe磁性离子对之间的相关性超出了第一邻居是重要的,在这些材料中的磁序和超导性的模型。
2011-11-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Effect of grain boundary character on segregation-induced structural transitions
以Cu-Zr合金为模型,采用原子Monte Carlo/分子动力学模拟方法研究了金属晶界偏析诱导的结构转变,重点研究了晶界特征对晶界结构的影响。随着全球组成的增加,本研究选择的六种晶界类型首先形成有序的肤色,与局部偏析模式取决于晶界核心结构,然后转变为无序肤色时,晶界组成达到一个临界值,这是温度依赖性。这种过渡到无序界面结构的趋势始终取决于相对溶质过量,而不是晶界能或取向差角。高相对溶质过剩的晶界经历逐渐无序过渡,而那些低相对溶质过剩保持有序,直到高全球Zr浓度,但突然转变成厚无序膜。这里提出的结果提供了一个清晰的画面上的掺杂剂偏析模式和无序的晶间膜形成的界面字符的效果,显示所有的晶界是不平等的,当讨论肤色过渡。
2016-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Structural disorder and antiferromagnetism in LaNi1-xPtxO3
我们报告的B-位取代的Pt在系统LaNi 1-xPtxO 3。该体系只能在x <= 0.50时合成,以LaNiO 3(x = 0.00)和化学计量的双钙钛矿La 2NiPtO 6(x = 0.50)作为末端成员。较高的Pt含量(x > 0.50)是无法实现的,这是由于Pt在八面体配位中优选处于氧化态+IV。在LaNiO_3中引入Pt后,在0.075 ≤ x ≤ 0.125范围内观察到从菱面体(R-3c)对称性到单斜(P_(21/n))对称性的相变,其中所有单斜样品都是B位有序的,并且Pt表现出强烈的Pt位偏好。粉末X射线衍射分析揭示了在具有非等摩尔Ni/Pt比(0.20 <= x <= 0.40)的几个样品中Pt分布的无序性,其指向在每个样品内具有高和低Pt含量的域的团簇形成。La 2NiPtO 6进一步显示出反铁磁转变约。四万对于所有单斜样品(x >= 0.20)观察到类似的转变,然而,随着x的降低,转变变得较弱。这是解释光的结构紊乱,即由反铁磁畴与长程序和顺磁畴为主的短程反铁磁相互作用的共存。
2021-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced coherence and decoupled surface states in topological insulators through structural disorder
为了利用拓扑绝缘体作为量子材料用于信息处理的真正潜力,必须最大化拓扑表面态传导,同时同时提高它们的量子相干性。然而,这些目标是相互矛盾的。拓扑绝缘体中的表面主导输运主要是通过补偿掺杂引入巨大的电子无序并急剧恶化电子相干性的体载流子来实现的。在这项工作中,我们使用结构无序代替电子无序来操纵拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$薄膜的电学性质。我们实现了解耦的表面态传输在我们的样品中,并观察到显着抑制的耦合表面态制度的载流子退相速率。随着薄膜厚度的减小,失相速率从线性温度依赖性演变为超线性温度依赖性。虽然前者与奈奎斯特电子-电子相互作用一致,但后者导致在低温下显著增强的相干性,并且指示由于两个表面状态之间的摩擦阻力而导致的能量交换。我们的工作开辟了利用拓扑表面状态的方式,而不会受到补偿掺杂的有害影响。
2018-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamic Fingerprint of Controlled Structural Disorder in Artificial Spin Lattices
本文构建可调 Ni81Fe19 人工自旋晶格,通过位置与旋转无序调控,将静态无序的信息论度量与 GHz 自旋波频谱复杂性定量关联,揭示无序态的动态指纹及热激发下更丰富的微态多样性。
2025-06-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bond-Network Entropy Governs Heat Transport in Coordination-Disordered Solids
该研究提出键网络熵这一原子结构描述符,可预测网络固体中由无序引起的数量级热导率变化,并揭示了其与振动态密度平滑度及宏观热导率的物理关系,合理解释了多种无序碳多晶型物的热导率变化。
2025-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Superconducting and structural properties of Nb/PdNi/Nb trilayers
用微波测量(1-20 GHz)和X射线吸收精细结构谱(XAFS)研究了S/F/S(超导体/铁磁体/超导体)异质结构的超导和结构性质。研究了Nb/PdNi/Nb三层膜随F层厚度的变化。相对于纯Nb,XAFS分析表明,异质结构在S层中表现出更大的结构无序。微波测量表明,随着F厚度的增加,涡旋钉扎逐渐减弱。然而,没有明确的相关性被发现与Nb的局部无序:最弱的钉扎是不是在最无序的三层。因此,超导材料中的结构无序本身不能解释涡旋钉扎的变化。我们认为F层作用于超导态本身。我们提出了可能的解释所观察到的行为。
2012-11-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Edge states protected by chiral symmetry in disordered photonic graphene
我们实验研究了非关联复合和结构无序对光子石墨烯的影响。我们发现,在结构无序的情况下,不仅保持了手征对称性,而且零能态密度消失。这与复合无序相反,复合无序中的手征对称性以及态密度的消失被破坏。我们的观察结果通过在无序光子石墨烯中的胡须边缘激发边缘态得到了实验证明。
2013-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Disordered crystals reveal soft quasilocalized glassy excitations
已知通过使熔体淬火形成的结构玻璃具有低能量准定域(非声子)激发的群体,其频率$ω$遵循作为$ω\!\to\!0$的通用$\sim\!ω^4$分布,与玻璃形成历史、粒子间相互作用势或空间维度无关。在这里,我们表明,非声子激发的普遍四次定律也持有无序晶体具有有限的长程序,这是缺乏在他们的玻璃同行。因此,我们确定,四次定律的普遍性程度超出了从熔体淬火的结构玻璃。我们进一步发现,无序晶体,其无序程度可以连续控制,主机更多的准局域化激发比预期的基础上,其程度的机械无序-量化的剪切模量的相对波动-相比,具有类似程度的机械无序的结构玻璃。最后,我们表明,非线性准定域激发的稳定性约束-以前建立在结构玻璃-也持有无序晶体。我们的研究结果与无序晶体中实验观察到的玻璃状异常有关。更广泛地说,他们构成了一个重要的一步,追查必要的基本成分的出现,普遍的非声子激发在无序固体。
2022-03-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Long-range Ni/Mn structural order in epitaxial double perovskite La2NiMnO6 thin films
我们报告和比较的结构,磁性和光学性能的有序La 2NiMnO 6薄膜和无序LaNi0.5Mn0.5O3对应。X-射线衍射研究表明,B-网站Ni/Mn订购诱导额外的XRD反射的晶体对称性从一个伪立方钙钛矿晶胞的无序相的单斜晶的形式与较大的晶格参数的有序相。偏振拉曼光谱研究表明,有序样品的特征在于额外的声子激发,是不存在的无序相。这些额外的声子激发的外观被解释为最清晰的签名的布里渊区折叠作为结果的长程Ni/Mn订购La 2NiMnO 6。有序和无序的材料都显示出单一的铁磁到顺磁的转变。有序膜还显示接近4.8mB/f. u的饱和磁化强度。转变温度(FM-TC)约为270 K,而无序的只有3.7 mB/f.饱和磁化强度和FM-TC约为138 K。它们的磁性行为的差异被理解的基础上不同的本地电子配置的Ni/Mn阳离子。
2009-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and structural properties of Co$_2$MnSi based Heusler compound
利用实验技术和第一性原理计算研究了反位无序占据对半金属Co $_2$ MnSi化合物磁性的影响。中子衍射研究表明,Mn和Co的无序度几乎相同,分别为6.5%和7.6%,这与用密度泛函理论(DFT)计算的稳定Co $_2$ MnSi体系的相应无序度符合得很好.密度泛函理论研究表明,Mn无序引入的反铁磁相互作用导致了净磁矩的减小.结合中子衍射和磁化测量的结果进行了讨论。在高达9特斯拉的磁场下的输运性质测量显示,体Co $_2$ MnSi的正磁阻持续到室温。通过高温电阻率和电阻率测量确定化合物的居里温度为$\sim$ 1014 K。
2018-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Structural and dynamic disorder, not ionic trapping, controls charge transport in highly doped conducting polymers
掺杂有机半导体对于新兴器件应用至关重要,包括热电器件、生物电子器件和神经形态计算器件。通常认为,这些材料中的低电导率主要是由掺杂剂反离子的库仑电势引起的电荷捕获造成的。在这里,我们提出了一个相结合的实验和理论研究反驳这一信念。使用一种新开发的掺杂技术,我们发现几类高迁移率共轭聚合物的导电性与次晶无序密切相关,但与离子大小相关性很差,这表明库仑陷阱不限制运输。提出了一种在高掺杂聚合物中相互作用的电子的一般模型,并对原子计算进行了仔细的参数化,使瞬态局域化理论框架内的电导率计算成为可能。理论计算与实验数据非常吻合,提供了对电荷传输的无序限制性质的见解,并提出了进一步提高电导率的新策略。
2021-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Hexagonal polymorphism induced structural disorder and dielectric anomalies of Ca/Mn modified BaTiO3
本研究通过EXAFS和TEM分析Ca/Mn改性BaTiO3的结构变化,发现六方多形性导致带隙降低及介电异常,揭示了缺陷对相变行为的影响。
2025-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Structural origins of the boson peak in metals: From high-entropy alloys to metallic glasses
玻色子峰出现在所有非晶态固体中,并且与相应晶体的声子谱相比,在低频处是过量的振动态。直到最近,人们的共识是,它起源于玻璃中的“缺陷”。这些缺陷的性质仍在讨论中,但局部干扰短程有序和/或弹性常数降低的区域的图片已经获得了一些牵引力。最近,一种不同的理论被提出:玻色子峰被归因于晶格的第一个范霍夫奇点,它只被无序所模糊。这个新的观点假设范霍夫奇点只是简单地移动的密度降低的非晶态,因此不是一个玻璃特有的异常。为了解决这个问题,我们使用四组分合金的计算机模型,交替使用化学无序(高熵合金),结构无序和约化密度。与相同组成的参考玻璃的比较表明,玻色子峰由可以仅由结构无序引起的额外的振动模式组成。虽然化学无序引入的弹性常数的波动,我们发现,这些不会导致足够的局部软化,以诱导这些模式。对于本金属系统,可以排除由于密度降低而导致的玻色子峰。
2016-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Structural characteristics of positionally-disordered lattices: relation to the first sharp diffraction peak in glasses
将位置无序引入到某些晶格的原子结构中,研究了这些无序晶格的取向平均结构因子S(k)和对关联函数g(r)。通过精确的数值模拟,确定了二维和三维高斯位置无序的S(k)和g(r)的解析表达式。这些解析结果也与数学中尚未解决的高斯圆问题有关。随着位置无序的增加,S(k)中的高k峰首先被破坏,最终留下一个具有最低k值的单峰。具有如此高水平的位置无序的晶格的对关联函数表现出阻尼振荡,其周期等于最远分离(最低k)晶格平面之间的分离。例如,对于硅和二氧化硅,S(k)中的最后一个残存峰在与那些材料的非晶相中实验观察到的第一尖锐衍射峰(FSDP)的波矢量几乎相同的波矢量处。因此,至少对于这些非晶材料,FSDP可以被认为是由与具有最远间隔的位置无序局部布拉格平面的单个家族等效的原子配置的散射引起的。
2004-08-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Instability of Amorphous Oxide Semiconductors via Carrier-Mediated Structural Transition between Disorder and Peroxide State
在非晶氧化物半导体中,占据价带尾态的受激空穴诱导形成亚稳态O $_2^{2-}$过氧化物缺陷。价带尾态至少部分由O-O ppσ* 分子轨道表征,局域空穴介导的晶格不稳定性导致过氧化物缺陷的形成。随着O-O键的形成,ppσ* 态被提升到导带,两个电子相应地被掺杂到电子基态。从O $_2^{2-}$过氧化态到正常无序态的能垒在混合密度泛函理论中被发现是0.97 eV。空穴介导的形成的亚稳定的过氧化物缺陷和它们的亚稳定性被认为是在非晶氧化物半导体中的负偏压和/或光照应力不稳定性的起源。
2011-12-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci