On the Relationship and Distinction Between Atomic Density and Coordination Number in Describing Grain Boundaries
本文指出仅用配位数描述晶界会忽略原子间距非均匀性，提出原子密度场能同时捕捉键缺失与间距变化，并在BCC-Fe晶界中验证其可更全面地描述过剩自由体积、能量和熵，从而为晶界热力学与动力学提供更有效的介观桥梁。
2025-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Automated coordination corrected enthalpies with AFLOW-CCE
由于密度泛函理论对离子键材料的形成机理的预测不准确，因此离子键材料的计算设计对热力学建模提出了严峻的挑战。进步需要利用物理上有洞察力的纠正方法。最近引入的协调校正的地层倾角（CCE）方法提供具有接近室温热能的平均绝对误差的精确地层倾角，即，25meV/atom。根据阳离子-阴离子键的数量和阳离子的氧化态，CCE方案需要对系统进行自动分析以确定和应用校正。在这里，我们提出了AFLOW-CCE -我们的CCE到AFLOW框架计算材料设计的实施。它具有命令行工具，Web界面和Python环境。该工作流程包括结构分析，自动确定氧化数，并通过参数化振动对每个键的形成焓的贡献来考虑温度效应。
2021-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Bonding Hierarchy and Coordination Interaction Leading to High Thermoelectricity in Wide Bandgap TlAgI2
研究揭示宽禁带 Zintl 型 TlAgI2 凭借 Ag-I 反键态、键合层级与配位作用实现极低热导和 2.20 的高 ZT。
2024-09-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
4f and 5d levels of Ce3+ in D2 eightfold oxygen coordination
采用嵌入原子簇、基于波函数的从头算方法，研究了具有D2 8重晶位的Ce掺杂氧化物（如石榴石）中Ce 3+的第一配位壳层结构对Ce 3 + 4f和5d能级的影响. CeO 8立方体的唯一变形被发现移动最低的4f-5d过渡到红色是对称的Ce-O键压缩和四元对称键弯曲。这些结果进行了分析，在质心和配位场稳定能量差。还讨论了上5d能级和4f能级的分裂。
2012-03-24 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Pyridyl-functionalized tripod molecules on Au(111): Interplay between H-bonding and metal coordination
本研究结合低温STM与DFT，探究了T4PT在Au(111)表面的自组装及温度效应，揭示了氢键、金属配位等相互作用对结构的调控机制，并与T4PB进行了对比。
2024-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Probing defects and correlations in the hydrogen-bond network of ab initio water
水的氢键网络的特征在于相对于冰的理想四面体网络存在配位缺陷，其波动决定了液体的静态和时间依赖性。由于拓扑约束，这样的缺陷不是单独出现的，而是高度相关的，以过多的不同对出现。在这里，我们详细讨论了这种相关性的从头算水模型的情况下，并表明它们有有趣的相似之处，定期和有缺陷的水的固相。虽然缺陷相关性涉及偏离理想化的四面体，但它们仍然可以被视为保持高度方向性的较弱的氢键。我们还研究了如何的结构和人口的协调缺陷的影响近似原子间的潜力，发现在大多数情况下，的氢键网络的定性特征是非常强大的。
2016-02-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Dangling bonds in a-Si:H revisited: A combined Multifrequency EPR and DFT Study
用多频脉冲电子顺磁共振（EPR）谱研究了未掺杂氢化非晶硅（a-Si：H）中的顺磁配位缺陷。在高磁场下，谱分辨率的提高揭示了g张量的菱形分裂，其主值为：g_x=2.0079，g_y=2.0061和g_z=2.0034，并显示出明显的g应变，即，主要的价值是广泛分布的。此外，多频方法产生精确的^{29}Si超精细数据。密度泛函理论（DFT）对26个计算机生成的a-Si：H悬挂键模型的计算得到的g值接近实验数据，但偏离超精细相互作用值。我们发现，在a-Si：H的顺磁配位缺陷更离域比计算机生成的悬挂键缺陷，并讨论模型来解释这种差异。
2011-09-17 cond-mat.mtrl-sci
High-Pressure Refractive Indices of NaCl, KCl, CaO, SrO, and MgO Reveal the Dependence of Anion Polarizability on Coordination Number and Bond Length
GFZ Helmholtz Centre for Geosciences（GFZ 赫尔姆霍茨地学研究中心）；University of Potsdam（波茨坦大学）；Goethe-Universität Frankfurt（法兰克福歌德大学）
本研究通过高压折射率测量与DFT计算，揭示了NaCl、KCl、CaO、SrO和MgO中阴离子极化率对配位数和键长的依赖，确立了可分离预测因子，并发现O²⁻极化率可转移而Cl⁻不可转移。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Healing of a Topological Scar: Coordination Defects in a Honeycomb Lattice
本文提出蜂窝晶格生长边缘的二配位原子缺陷会引发五边形向错，其拓扑与化学特性的不匹配导致高斯曲率“振铃”效应，产生广阔愈合区域并可能催生半无限晶界。
2025-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Evaluation of Reverse Monte Carlo Models based on Molecular Dynamics Simulations: A Case Study of Ion Conducting Network Glasses
我们调查质量的结构模型所产生的反向蒙特卡罗（RMC）方法在一个典型的应用程序，非晶系统。为此，我们计算替代衍射数据从Li 2 O-SiO2分子动力学（MD）模拟和使用的总散射函数，除了最小的对距离和硅（氧）氧（硅）离子的配位数，作为输入的RMC建模。然后，我们比较部分径向分布函数，配位数，键角，和环的大小预测的RMC模型与MD系统。研究发现，RMC模型很好地再现了小长度尺度上的部分分布函数和性质，如配位数和键角的分布。然而，在中程秩序制度的属性，并没有很好地捕捉，通过比较环的大小分布所证明的。因此，当从RMC模型中提取结构特征时，必须谨慎行事。特别是，我们表明，这些功能的发生可以仅仅是一个后果所选择的起始配置。
2009-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Local coordination, structural softening, and polarization-switching energetics in Sc-alloyed GaN
Linköping University（林雪平大学）
本研究结合多种实验与理论方法，明确了ScₓGa₁₋ₓN的局域配位、结构演化与性能关联，发现钪合金化可降低极化切换势垒、提升压电性能且保留长程纤锌矿结构。
2026-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Absence of higher than 6-fold coordination in glassy $GeO_{2}$ up to 158 GPa revealed by X-ray absorption spectroscopy
本文利用高压X射线吸收谱研究玻璃态GeO2在158 GPa下的局域结构，发现其始终以共边八面体为主要结构基元，不存在高于6配位的结构，并揭示了不同压力阶段压实机制由八面体畸变和键长缩短共同主导。
2025-07-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Importance of tetrahedral coordination for high-valent transition metal oxides: YCrO$_4$ as a model system
在Zaanen-Sawatzky-Allen相图的框架内，研究了高氧化态材料YCrO $_4$的电子结构.虽然基于Cr $^{4+}$的化合物，如SrCrO $_3$ /CaCrO $_3$和CrO $_2$可以被归类为小间隙或金属负电荷转移系统，但我们发现使用光电子能谱学，YCrO $_4$是一种稳健的绝缘体，尽管其Cr离子具有更高的5+形式价态。我们揭示了使用能带结构计算的四面体配位的Cr $^{5+}$离子在YCrO $_4$起着决定性的作用，即减少键合的Cr $3d$状态与O $2p$价带的顶部。这一发现不仅解释了为什么电荷转移能保持有效的正性和材料稳定性，而且还开辟了一条新的途径来创建具有不同于其他过渡金属离子对称性的掺杂载流子。
2014-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Inverse Design of Ultralow Lattice Thermal Conductivity Materials Via Lone Pair Cation Coordination Environment
孤对（LP）电子的存在与晶格热传输的中断密切相关，这是实现有效热电能量转换的策略的关键组成部分。通过利用晶格热导率$κ_L$和磷族元素LP阳离子配位环境键角之间的经验关系，我们开发了一种基于材料数据库筛选的逆向设计策略，以识别具有超低$κ_L$的硫族化合物热电材料。筛选$\sim$ 635，000真实的和假设的无机晶体的开放量子材料数据库的基础上的组成元素，标称电子计数，LP阳离子配位环境，和合成，我们确定了189化合物预计表现出超低$κ_L$。作为验证，我们明确计算的晶格动力学性质的两个化合物（铜$_2$ AgBiPbS $_4$和MnTl $_2$作为$_2$ S $_5$）使用第一性原理计算，并成功地发现都实现超低$κ_L$值在室温下的$\sim$ 0.3--0.4 W/（m $\cdot$ K）对应的非晶极限。我们的数据驱动方法为热电材料提供了有前途的候选材料，并为材料的声子性质的设计开辟了新的途径。
2020-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Spatial distribution of atoms in gas-covered Pd-X nanoparticles (X= Ag, Cu, Ni, Pt)
已经开发了一个Monte-Carlo（MC）模拟程序，其中允许考虑到表面原子的各种配位数和吸附物的存在下的对键能。对键能由原子的部分键能计算，而原子的部分键能又由修正的紧束缚模型在二阶矩近似下计算。该模型已被应用于研究吸附的氢，氧，一氧化碳和一氧化氮的作用上的表面组成和表面键的几何形状的Pd-X（X = Ag，Cu，Ni，Pt）纳米粒子具有fcc立方八面体几何结构与201，586，1289和2406个原子。并与已知的实验结果进行了比较。强调了这些结果在研究负载型催化剂上反应中的重要性。
1999-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Effective potentials for 6-coordinated Boron: structural geometry approach
我们已经建立了一个数据库的从头算总能量元素硼在60多个假设的晶体结构的不同的协调$Z$，使每个原子是等效的。拟合到每个子集与一个特定的$Z$，我们提取一个经典的有效的潜力，作为一个总和写在协调壳和占主导地位的三原子（键角依赖）条款。在Z = 6的情况下（能量最低且最相关），经典势具有0.1 eV/原子的典型误差，并且有利于在真实硼中看到的“倒晶格”环境。
2000-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Relation between the strength and dimensionality of defect-free carbon crystals
在从头计算的基础上，得到了一维、二维和三维碳晶体中原子间键的强度。结果表明，随着晶体维数的降低，原子键强度几乎呈线性增加。确定了晶体强度随维数减小而增大的原因是原子配位数减少和原子键方向夹角增大。根据这些数据，证实了一维晶体具有最大强度，碳炔的强度是材料强度的绝对上限
2015-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Statistical Topology of Bond Networks with Applications to Silica
虽然晶体材料的晶胞知识是理解材料性质和行为的基础，但尽管经常存在相当大的中程有序，但无序材料的晶胞并没有明显的类似物。本文将材料的结构视为局部原子环境的集合，这些原子环境是从这些环境的一些潜在概率分布中采样的，其优点是提供了有序和无序材料的统一描述。晶体材料可以被视为特殊情况，其中潜在的概率分布高度集中在传统的晶胞周围。提出了四种适用于无序键网络的局域原子环境描述符，并应用于石英玻璃的分子动力学模拟。每一种都能可靠地区分在不同冷却速率下生产的玻璃的结构，其中$H_1$条形码和配位曲线提供了最佳分离。
2019-10-28 cond-mat.mtrl-sci cs.CG
Revealing low-energy surfaces of multinary compounds by controlling surface coordination environments
National University of Singapore（新加坡国立大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）；University of Houston（休斯顿大学）；Texas Center for Superconductivity（德克萨斯超导中心）；University College London（伦敦大学学院）
研究针对多元化合物表面建模的非物理表面能问题，开发SALAMI软件包生成低能slab模型，通过调控配位环境优化Li₃PS₄和ZnSb₂O₆的表面能，缩小Wulff形状体积约20%，明确了精准控制配位环境的必要性。
2026-09-01 cond-mat.mtrl-sci
The thermo-mechanical behavior of low-dimensional materials
低维系统包括单原子链、空心管、表面皮、纳米腔、纳米线和纳米颗粒，对这些有趣行为背后的机制的一致性原子理解长期以来一直是一个很大的挑战。本文报道了这方面的最新进展。一项调查，然后是分析方法，从键合能的角度来看，其功能依赖于外部刺激的协调环境和温度变化的本地键平均（LBA）。它示出的可测量的量的一个标本可以功能相关的代表性债券的身份和他们对外界刺激的反应。应当理解，欠配位原子之间的缩短和加强的键以及相关的局部应变和能量捕获本质上决定了具有大部分欠配位原子的系统的机械行为。物质的热软化是由热致键膨胀和晶格振动引起的，晶格振动通过内能增加来削弱键。松弛表面皮中的能量密度增益与剩余原子内聚能之间的竞争决定了介观试样的力学性能，而原子位错的激活与抑制之间的竞争则决定了试样在塑性形变中的屈服强度。
2008-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Effects of Ligand Substituents on the Character of Zn-Coordination in Zeolitic Imidazolate Frameworks
本研究通过密度泛函理论和X射线吸收光谱，探究了配体取代基对ZIFs中Zn配位特性及电子结构的影响，发现卤素端基可显著减小带隙，为定制ZIFs提供了理论依据。
2023-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Conversion between metavalent and covalent bond in metastable superlattices composed of 2D and 3D sublayers
间价键和共价键之间的键型可逆转换超过数百万次，成为通用存储器最有前途的基础之一。由于空位的再分布是晶体结构从稳定态到亚稳态亚稳态的扩展，因此空位的动力学行为的研究具有重要意义。然而，由于实验分析的困难，它们仍然缺乏。在此，通过结合电荷密度分布、电导率和晶体结构的分析，对空位的化学状态的演变的直接观察澄清了该行为。由于独特的激活码，空位的位置转换随着发散的能垒逐渐发生-空位的积累触发沿着原子平面的自发滑动以减轻静电排斥。该行为的研究可以进一步应用于由Sb 2 Te 3（2D）和GeTe（3D）子层组成的多相超晶格，它们代表了优异的存储性能，但由于其复杂性，其操作机制仍存在争议。当Te-Te键形成为Sb_2Te_3（2D）和GeTe（3D）子层之间的界面上的物理吸附（化学吸附）时，由构型熵增益（静电熵损失）驱动的位置切换是有利的（抑制的）。根据亚层之间的界面类型，超晶格的相被分为亚稳态和稳态，其中转换只能在亚稳态中实现。通过空位的动力学行为和亚稳性对空位工程的作用机制有了全面的认识，对空位工程在多功能材料中的进一步研究有着重要的意义。
2022-09-28 cond-mat.mtrl-sci
