Dynamic Simulation of Structural Phase Transitions in Magnetic Iron
磁性铁中bcc-fcc（$α$ - $γ$）和fcc-bcc（$γ$ - $δ$）相变的发生源于磁激发和晶格振动之间的相互作用。然而，这一事实从来没有被证明的直接动力学模拟，治疗非共线磁波动和动力学的原子，和他们的耦合在一个有限的温度。从一个大的从头计算模拟产生的数据集开始，我们推导出非共线的bcc和fcc铁描述在附近的近完美的晶格位置的波动的磁性多体势。然后，我们使用自旋晶格动力学模拟，以评估体心立方和面心立方相的自由能之间的差异，评估它们在一个统一的动态图片的相对稳定性。我们发现bcc和fcc自由能曲线之间的两个交叉点，对应于$α$ - $γ$ bcc-fcc和$γ$ - $δ$ fcc-bcc相变。在两个相变点之间的温度间隔上的最大fcc-bcc自由能差为2 meV，与其他实验和理论估计一致。
2017-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Continuous atomic displacements and lattice distortions during martensitic transformations in fcc-bcc-hcp systems
这项工作将我们以前关于fcc-bcc马氏体相变的工作推广到fcc-bcc-hcp系统中更大的相变族和fcc-fcc机械孪生。原子位移和晶格畸变的解析表达式是直接从取向关系计算的，无需任何自由参数的调整;唯一的假设是，原子是硬球，不能相互穿透。的习惯面预测上的简单的标准，他们是不旋转的失真，并将结果与文献中发表的实验观察。结果表明，shuffle是必需的变换意味着hcp相位，因为hcp原始布拉维晶格包含两个原子，而不是一个为fcc和bcc相位。一个简单的编码的晶格扭曲和洗牌允许属性群的结构，在fcc-hcp-bcc系统的转换。给出了中间态的解析表达式，可用于计算活化能。马氏体变形发生在一个步骤中，没有剪切，其住宿产生的取向梯度在母相中，独立于其滑移模式。可逆性的概念是详细的结晶学和形态学参数的基础上。将这种方法应用于扩散限制马氏体相变的可能性进行了讨论。
2015-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Advanced approach to the local structure reconstruction and theory validation on the example of the W L$_3$-edge extended X-ray absorption fine structure of tungsten
采用经典分子动力学（MD）和反向蒙特卡罗（RMC）方法，对体心立方钨在T = 300 K时的W L $_3$边扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）进行了原子模拟.基于MD模拟结果的MD-EXAFS方法使我们能够访问EXAFS中编码的结构信息，超出第一配位壳层，并验证两种相互作用势模型的准确性-嵌入原子模型势和第二近邻修正嵌入原子方法势。的RMC-EXAFS方法被用于更详细的EXAFS数据的分析，获得热无序效应。这两种方法的结果表明，体心立方钨中原子运动的相关性在8 Ω以上变得可以忽略不计。这一事实使我们能够使用EXAFS数据来确定不仅原子W-W对运动的均方相对位移，而且单个钨原子的均方位移，这通常只能从衍射数据中获得。
2018-02-26 cond-mat.mtrl-sci
The wave model of martensite growth for the FCC-BCC transformation of iron-based alloys
这本书是科学文献中的第一本专著，致力于铁基合金中的FCC-BCC转变，其中动力学方法用于解释马氏体生长阶段。冷却马氏体晶体的快速生长被认为是一个由准纵向晶格位移波（DW）控制的自组织过程。DW初始激励的状态是刚性的。DW具有来自超声波带的频率~ $10^{10} sec^{-1}$和提供变形水平~ $10^{-3}$的振幅。分析了非平衡d电子产生DW的必要条件。广泛的问题（从电子光谱的特性宏观形态指标），与铁基合金的FCC-BCC马氏体相变的物理解释，进行了讨论。在专着的结论中给出了对建立描述马氏体形核过程的物理模型具有根本意义的结果的简短回顾。结果表明，非均匀形核和波动长大过程与FCC-BCC马氏体相变有着遗传联系。最后一位作者的结果揭示了FCC-BCC马氏体相变的所有替代品的马氏体晶体形成的物理机制控制过程的特点的简短回顾给出了专着的结语。
2010-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Alkali-metal vibrations in bcc, fcc, hcp, and 9R structures: Implications for the energetics of Li and Na martensitic phases
本文提出一种专用于碱金属的嵌入原子方法模型，通过计算bcc与密堆积相振动自由能差异并结合Li和Na马氏体转变温度，提取零温度相能量差，并为K和Rb提供能量约束。
2024-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Topology of the Spin-polarized Charge Density in bcc and fcc Iron
我们研究了体心立方和面心立方铁中自旋极化电荷密度的拓扑结构。虽然总自旋密度被发现具有非磁性原型结构的拓扑结构，但在某些情况下，自旋极化密度的特征在于独特的拓扑结构;例如，体心立方和高自旋面心立方铁的自旋极化电荷密度是非典型的任何已知的非磁性材料。在这些情况下，两个自旋密度是相关的：自旋少数电子具有在少数密度中具有深最小值的定向键路径，而自旋多数电子填充这些空穴，降低键方向性。两种不同的自旋拓扑结构的存在表明，铁中一个众所周知的磁性相变可以根据这些拓扑结构的变化进行富有成效的重新研究。我们发现，在fcc铁（顺磁低自旋和低自旋高自旋）看到的两个相变是不同的。前者遵循朗道破缺范式，不进行拓扑变换，而后者也涉及拓扑灾难。
2017-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Effects of magnetic excitations and transitions on vacancy formation: cases of fcc Fe and Ni compared to bcc Fe
本研究通过DFT和蒙特卡洛模拟比较了fcc Ni与bcc和fcc Fe中磁性对空位形成的影响，发现磁转变效应在bcc Fe中更显著，并揭示了纵向自旋激发在fcc Fe和Ni中的独特作用。
2021-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties and structural phase transition in ultrathin fcc Fe (111) and bcc Fe (111) films: first-principles study
本研究通过基于全势局域轨道（FPLO）代码的密度泛函理论（DFT），探究了超薄fcc Fe(111)和bcc Fe(111)薄膜的结构与磁学特性，发现厚度超23原子单层时fcc向bcc相变，解释了实验现象并为衬底选择提供参考。
2023-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Study of size effects in the structural transformations in bcc Zr films
采用分子动力学方法，在嵌入原子模型下，采用原子间相互作用的多体势，研究了膜厚和温度对体心立方锆（001）晶向无限大薄膜结构相变的影响。结果表明，体心立方Zr薄膜的相变机制、相变顺序和最终结构与薄膜厚度密切相关。在（001）面厚度达6.1 nm的薄膜中，经历了一个由中间亚稳fcc相向bcc（110）相的取向转变，然后在冷却时观察到一个弥散的bcc（110）$\rightarrow$ hcp转变。在厚度为6.1至8.2nm的膜中，在冷却时由于剪切变形而形成孪晶fcc相，使得膜表面获得阶梯状起伏。随着bcc（001）薄膜厚度的进一步增加，发生马氏体相变，形成孪晶hcp结构，薄膜表面呈波浪状。计算了体心立方和面心立方晶格的体积模量和弹性模量。结果表明，对于面心立方相的晶格稳定性条件满足在体和薄膜系统。
2012-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Higher order magnetoelasticity energy corrections in bcc and fcc systems
IT4Innovations, VSB – Technical University of Ostrava（VSB-俄斯特拉发理工大学）；Charles University, Faculty of Mathematics and Physics（查理大学数学与物理学院）
本研究推导了bcc和fcc晶体结构中应变的高阶项，并表明对于立方系统，高阶应变项对磁致伸缩行为的影响可以忽略。
2026-01-10 cond-mat.mtrl-sci
A first-principles study of Zn induced liquid metal embrittlement at bcc and fcc grain boundaries
本文通过DFT计算研究锌在铁素体和奥氏体晶界的偏析与脆化行为，揭示弹性贡献是首要条件，磁无序提高晶界弱化临界浓度，并指出表面缺陷态能量快速降低是晶界弱化的驱动力。
2024-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Phase stability of ternary fcc and bcc Fe-Cr-Ni alloys
采用密度泛函理论（DFT）、集团展开（CE）和磁性集团展开（MCE）相结合的方法，研究了fcc和bcc磁性二元Fe-Cr、Fe-Ni、Cr-Ni合金和三元Fe-Cr-Ni合金的相稳定性。能量，磁矩，和超过500合金结构的体积使用DFT进行评估，最稳定的磁性配置与实验数据进行比较。观察到面心立方Fe-Cr-Ni合金偏离Vegard定律的现象，这种偏离与原子磁矩随合金成分的非线性变化有关。CE模型的准确性进行评估对DFT数据，其中对于三元合金的交叉验证误差小于12毫电子伏/原子。为每种合金定义了一组簇相互作用参数，用于预测新的有序合金结构。结果表明，Fe 2CrNi相为面心立方结构，具有类Cu 2NiZn结构，其整体基态最低化学有序温度为650 K。采用基于DFT的Monte Carlo（MC）模拟方法研究了Fe-Cr-Ni合金有限温度fcc-bcc相稳定性和有序-无序相变。在1600 K下由MC模拟计算的三元合金的生成焓结合MCE导出的磁校正与在1565 K下测量的实验值非常一致。化学顺序进行了分析，作为温度和成分的函数，在沃伦-考利短程有序（SRO）参数和有效的化学成对相互作用。
2015-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Development of interatomic potential appropriate for simulation of dislocation migration in fcc Fe
位错迁移的分子动力学（MD）模拟需要原子间相互作用的半经验势。虽然有许多可靠的半经验电位的bcc铁，可用的fcc的电位的数量是非常有限的。在本研究中，我们测试了fcc Fe（ABCH 97 [Phil. Mag. A，75，713-732（1997）]、BCT13 [MSMSE 21，085004（2013）]和ZFS 18 [J. Comp. Chem. 39，2420-2431（2018）]）。发现ABCH 97势并不提供fcc相在任何温度下都是最稳定的。另一方面，对于BCT 13，ZFS 18电位，fcc相总是比bcc相更稳定。在任何温度下，hcp相是BCT 13电位最稳定的相。为了解决这些问题，我们开发了两个新的EAM电位（MB 1和MB 2）。对于MB 1势，fcc相仍然比bcc相更稳定，但是MB 2势提供了从较高的fcc-bcc转变温度T_γ-δ到熔化温度Tm，bcc相是最稳定的相，并且fcc相是低于T_γ-δ的最稳定的相。这种潜力也导致一个很好的协议与fcc弹性常数和合理的层错能的实验数据，这使得它的最佳潜力的模拟中的位错迁移的fcc Fe之间的所有半经验的潜力，在本研究中考虑。分子动力学模拟表明，只有ZFS 18，MB 1和MB 2势实际上适合于模拟面心立方铁中的位错迁移。这两种位错运动速度具有相同的数量级，都表明刃型位错运动速度比螺型位错运动速度快。然而，位错速度…
2020-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Mixed structural face-centered cubic and body-centered cubic orders in near stoichiometric Fe2MnGa alloys
研究了近化学计量比亚稳FexMnyGaz合金（46<x<52，17 <y25，26 <z<30）的磁性和输运性质，合金具有面心立方（FCC）、体心立方（BCC）和两相（FCC+BCC）结构.利用第一性原理计算，对具有L21、L12和四方畸变L21结构有序的化学计量比Fe2MnGa合金的实验结果进行了分析。结果表明，纯BCC和FCC相具有不同的磁性和输运性质。两相Fe2MnGa合金具有典型的BCC和FCC混合相的磁性和输运性质。在所研究的合金中，Fe46Mn24Ga30具有马氏体相变，伴随着其磁性和输运性质的显著变化。
2019-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Physical nature of fcc-bcc martensitic transformation in iron based alloys
总结了作者提出的揭示马氏体晶体形成物理机制特征的模型。冷却马氏体晶体的快速生长被认为是一个由准纵向晶格位移波（DW）控制的自组织过程。结果表明，在自发的fcc-bcc马氏体相变中，非均匀形核和波动生长过程具有遗传联系。应变马氏体形成的博览会被认为是在一个晶体模型的背景下。
2005-12-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Phase-field-crystal model for fcc ordering
我们发展并分析了一个描述面心立方有序化的双模相场晶体模型。该模型通过耦合对应于和倒易晶格矢量的两组不同的晶体密度波来制定<111><200>，所述两组不同的晶体密度波被选择以形成三元组，以便产生具有晶体和液相共存的简单自由能景观。通过多晶和（111）孪晶生长的数值算例证明了该方法的可行性。我们使用一个双模式的振幅扩展的特点分析的自由能景观的模型，确定参数范围，FCC是稳定的或亚稳定的BCC。此外，我们推导出面心立方和体心立方的弹性常数的解析表达式。这些表达式表明，[200]密度波的非零振幅对于获得具有非零四阶剪切模量（C11 - C12）/2的机械稳定的fcc晶体是必不可少的。我们通过按照为bcc [K.-]开发的方法拟合峰值液体结构因子性质和固体密度波振幅来确定特定材料的模型参数。A. Wu和A. Karma，Phys.Rev.B76，184107（2007）]。这个过程产生合理的预测的弹性常数bcc Fe和fcc Ni使用输入参数从分子动力学模拟。该模型的应用，二维正方形晶格也简要审查。
2010-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Role of vibrational entropy in the stabilization of the high-temperature phases of iron
研究了常压下纯铁（α-Fe，γ-Fe和δ-Fe）bcc和fcc相在各自相变温度附近的声子色散。在开放的bcc结构中，沿T1 [π π 0]和T1 [π π 2 π]的横声子具有特别低的能量。这些声子的本征矢量对应于向fcc γ相转变所需的位移。特别是这些声子，而且所有其他声子随着温度的升高而显著软化。比较fcc和两个bcc相的热力学性质，结果表明，高温bcc相主要是由振动熵稳定，而对于fcc相的稳定，电子熵提供了同等的贡献。
2014-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Scanning Tunneling Spectroscopy of Ni/W(110): bcc and fcc properties in the second atomic layer
镍岛在高温下生长在W（110）上。用扫描隧道显微镜研究了两层厚的岛。光谱测量表明，纳米大小的区域的岛屿表现出明显不同的表观高度和dI/dV光谱。自旋极化和顺磁能带结构计算表明，这些光谱特征分别是由于Ni膜的fcc（111）和bcc（110）取向所致。
2013-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular dynamics study of hcp/fcc nucleation and growth in bcc iron driven by uniaxial strain
采用分子动力学模拟研究了体心立方铁单晶在高应变率加载下的结构相变。我们研究了六方密堆积（hcp）和面心立方（fcc）相的形核和生长，以及它们的晶体取向依赖性。结果表明，相变压力对晶体取向的依赖性较小（沿[001]、[011]和[111]方向加载时，$\mathtt{\sim}$为14 GPa）。然而，[011]加载的混合相的压力间隔比沿其他方向加载的短得多。[001]方向加载时的温升幅度明显低于其它方向。用拓扑中程序分析方法研究了hcp/fcc形核过程。当沿[001]方向加载时，首先在（011）$_{\text{bcc}}$面内形成六角密排结构，并以少量面心立方原子为中间结构，逐渐长大为层状结构。当沿[011]和[111]方向加载时，观察到hcp和fcc结构沿$_{\text{bcc}}$ {110}面形核和生长，并对其形貌进行了讨论。
2009-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase stability, ordering tendencies, and magnetism in single-phase fcc Au-Fe nanoalloys
大块Au-Fe合金分为Au基fcc相和Fe基bcc相，但在单相Au-Fe纳米颗粒中报道了L1 $_0$和L1 $_2$有序。出于这些观察，我们研究了这种合金的结构和有序能相结合的密度泛函理论（DFT）计算与有效的哈密顿技术：一个集群扩展与结构过滤器，和配置相关的晶格变形模型。即使fcc-bcc分解被抑制，Au-Fe中的相分离趋势仍然存在。在纳米颗粒中观察到的无序bcc和fcc相的相对稳定性被再现，但是完全有序的L1 $_0$ AuFe、L1 $_2$ Au $_3$ Fe和L1 $_2$ AuFe $_3$结构在DFT中是不稳定的。然而，在一定的浓度范围内，揭示了在相应的[001]有序矢量的浓度波的倾向，在近随机合金。这种初期的有序化需要相对于等原子组成的Fe富集，这可能发生在纳米颗粒的核心中，由于Au向表面的偏析。讨论了磁性对化学有序性的影响。
2017-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Calculations of the Krypton Phase Diagram and Novel Plasticity
The University of Edinburgh（爱丁堡大学）
该研究采用多种方法构建氪的相图，发现其体心立方相含高迁移率的“贪心蛇”缺陷，重新解读了熔体曲线异常，还对比了两体势与MACE模型的适用性。
2026-08-07 cond-mat.mtrl-sci
One-step theory of fcc-bcc martensitic transformation
钢中的马氏体相变是它们非常高的强度的原因，因此自Martens的第一部作品以来，已经研究了一个多世纪。然而，还没有简单的物理理论。一个严格的分类的晶体subgroupoid（包）的KS变种和KS，NW和Pitsch变种之间的连续性被引入到代表与马氏体相变的晶体错综复杂。从这个分析，提出了一个新的简单的理论的基础上Pitsch失真。扭曲尊重铁原子的硬球包装，并意味着存在一个中性线沿紧密包装的方向。其主应变为0、-5.8和+15.5%，远低于贝恩畸变的+12、+12和-20%值。马氏体变体通过相变连续变形的奥氏体基体中的Pitsch畸变形核。马氏体变体通过相同的Pitsch畸变生长;它们局部处于Pitsch取向，因此在奥氏体的变形场内逐渐取向，导致包括KS和NW的连续取向。现在可以重新解释文献中报道的许多观察结果。
2012-11-02 cond-mat.mtrl-sci
A simple descriptor for energetics at fcc-bcc metal interfaces
我们已经开发了一种新的和用户友好的界面能量计算方法，避免了从散装和平板计算之间的数值差异，如沿垂直于界面的方向的k点的数量派生的问题。我们已经将其应用于36 bcc-fcc金属界面（100）取向，并发现一个明确的界面能依赖于两种金属的功函数之间的差异，一方面，和d电子的总数。在面心立方晶体中观察到比体心立方晶体更大的机械变形。对于每个体心立方金属，界面能被发现遵循其d带的位置，而同样的是没有观察到面心立方。
2018-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Evaluation of microstructure and mechanical property variations in AlxCoCrFeNi high entropy alloys produced by a high-throughput laser deposition method
21个不同的AlxCoCrFeNi合金快速制备激光合金化等原子CoCrFeNi基板Al粉末，以创建一个合金库，范围为x=0.15-1.32。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、扫描透射电子显微镜和纳米压痕技术研究了晶体结构、微观结构和力学性能的变化。随着Al含量的增加，晶体结构从无序的FCC转变为无序的BCC和有序的B2结构的混合物。虽然BCC/B2形成的开始与先前报道的铸造合金一致，但在激光处理的材料中在较大的Al含量下观察到FCC结构，从而导致更宽的两相区。在这些高Al含量下，FCC相主要局限于BCC/B2晶界。FCC相的纳米压痕模量和硬度随着Al含量的增加而增加，而BCC/B2结构的性能对组成不敏感。激光处理的合金的结构和机械性能与铸造合金的报告结果惊人地一致，证明了将这种高通量方法应用于多组分合金设计的可行性。
2017-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Bain distortion of noble metal thin films that exhibit fcc, bct, and reoriented fcc structures
针对弯曲 Ag 纳米线中 bcc 相仅见于表面附近的问题，本文通过 Cu、Ag、Au 第一性原理计算表明表面压缩更倾向稳定 bct 结构，且固定 bct-fcc 边界是关键。
2024-02-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lattice Instabilities Along the Transformation from Hexagonal to Cuboidal Structures in Hard- and Soft-Sphere Models
本文详细分析了Lennard-Jones固体中hcp到立方晶格的Burgers-Bain相变，通过Bessel函数展开高效计算内聚能，发现扩展参数空间会引发对称性破缺和路径分叉，并揭示了软势下bcc相的局部稳定性及菱方畸变。
2025-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Enabling microstructural changes of FCC/BCC alloys in 2D dislocation dynamics
降维过程是根据不同条件（如辐射、高温或压力）引发的缺陷几何性质的变化来表示二维位错动力学中的缺陷的配方。在本研究中，这一过程被扩展到包括进一步的功能，特别关注面心立方/体心立方合金用于不同的工程目的的缺陷的存在。为了在二维位错动力学计算单元上反映合金的微观组织状态，对每种缺陷采用相应的强度和线间距，实现了多类型缺陷在滑移线上的分布。此外，设置简单的递归增量关系来计算沉淀物上的循环累积。在滑移线上刃位错运动受到连续阻力的情况下，引入了摩擦力的表达式，考察了摩擦力对屈服强度的贡献。通过使用关于平面应变变形条件下的缺陷性质和晶粒尺寸的实验信息，将每个新性质独立地应用于不同的材料：对于预时效和热处理的铜-铬-锆中的沉淀物粗化，钽-2.5钨中的内摩擦，和混合硬化，由于存在的沉淀物和棱柱形环在辐照氧化物弥散强化EUROFER与0.3%氧化钇。
2015-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Bulk Aluminum at High Pressure: A First-Principles Study
金属在高压下的行为对冲击物理、电子物理、天体物理和核材料等领域都具有重要意义。为了进一步了解金属在高压下的性质，我们使用第一性原理技术研究了铝的状态方程，压力高达2500 GPa，在计划的L.L.N.L.范围内。国家点火设施。我们的模拟使用密度泛函理论和密度泛函微扰理论在0 K的广义梯度近似。我们发现核心重叠成为相关的压力超过1200 GPa。计算了三相（fcc、bcc和hcp）的状态方程，预测了fcc-hcp、fcc-bcc和hcp-bcc转变分别发生在215 GPa、307 GPa和435 GPa。从声子色散在增加的压力，我们预测软化的最低横向声学振动模式沿[110]方向，这对应于在725 GPa的面心立方相的玻恩不稳定性。
2008-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Strengthening and interface-mediated plastic co-deformation in an ultrafine Cr-Ni eutectic: A nanomechanical investigation
University of Michigan – Ann Arbor（密歇根大学安娜堡分校）；University of Nebraska – Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校）
通过电子束粉末床熔融制备Cr-Ni共晶合金，结合原位力学测试与原子尺度表征，揭示了纳米层间距、台阶状半共格界面及Ni偏析协同促进硬相位错滑移，实现高流变应力下的塑性协同变形。
2026-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Fabrication and Characterization of Fe100-xNix Nanoparticles in the Invar Region
本工作采用化学共沉淀法制备了不胀钢区域（x = 29，32和37）的Fe 100-xNix纳米颗粒体系。X射线衍射（XRD）图案证实了对于x = 29和32，bcc和fcc相共存。然而，对于x = 37，仅观察到fcc相。扫描电子显微镜（SEM）图像表明，颗粒尺寸为~ 120-500 nm，并且几乎与x无关。穆斯堡尔谱（MS）对制备的纳米粒子表明的顺磁相的低自旋（antitaenite）fcc相的特性的发展，除了bcc相和高自旋fcc相的磁性成分的特性。由于在XRD图中不可能分辨低自旋fcc相和高自旋fcc相，因此MS被证明是用于研究所制备的纳米颗粒系统的有效工具。
2017-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals density-functional theory study for bulk solids with BCC, FCC, and diamond structures
本文通过计算BCC、FCC和金刚石结构块体固体的晶格常数、体弹性模量和内聚能，系统评估多种vdW泛函的可靠性，为vdW方法发展和材料设计提供依据。
2015-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Influence of spin fluctuations on structural phase transitions of iron
用紧束缚（TB）模型研究了自旋涨落对铁中$α$（bcc）-$γ$（fcc）- $δ$（bcc）结构相变的影响.采用正交$d$价TB模型，结合热力学积分、自旋空间平均和Hamiltonian Monte Carlo方法，计算了体心立方铁和面心立方铁的自由能差随温度的变化.我们表明，TB模型捕获实验观察到的体心立方铁在高温下的声子谱。我们的计算表明，自旋涨落对$α$ - $γ$和$γ$ - $δ$相变都是至关重要的，但它们是通过不同的机制进入的。自旋涨落主要通过bcc和fcc铁之间的磁/电子自由能差影响$α$ - $γ$相变。相比之下，$γ$ - $δ$相变仅通过自旋-晶格耦合间接受到自旋波动的影响。结合这两种机制，我们用TB模型得到了$α$和$γ$相变.计算的相变温度与实验值非常吻合。
2021-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Constraints on the phase diagram of molybdenum from first-principles free-energy calculations
我们使用第一性原理技术重新检查的建议，在高P实验中看到的过渡钼是固体-固体的转变，从bcc结构的fcc或hcp结构。我们证实了最近报道的在简谐近似下，当P > 325 GPa和T低于熔化曲线时，fcc和hcp结构的自由能低于bcc结构的自由能。然而，我们表明，如果非谐效应完全包括这不再是真的。我们计算完全非谐自由能的高T晶相的热平均应力相对于应变的结构变形到彼此的集成，也从谐波参考系的完全非谐系统的热力学积分。我们的发现，面心立方结构的稳定性低于体心立方结构的相关高P/高T区域的支持，通过比较使用第一性原理参考共存技术计算的两种结构的熔化曲线。我们目前的第一性原理模拟的基础上，最近提出的Z方法，也支持的稳定性bcc面心立方。
2011-05-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
From Phase Prediction to Phase Design: A ReAct Agent Framework for High-Entropy Alloy Discovery
Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST)（卢森堡科学与技术研究院）；Department of Physics and Materials Science, University of Luxembourg（卢森堡大学物理与材料科学系）
本文提出ReAct代理框架，通过推理与行动实现高熵合金设计，显著提升相发现效率与准确性。
2026-03-10 cond-mat.mtrl-sci cs.AI
Nature of Cr Segregation in FCC to BCC quenched Fe-12Cr Alloy, with Post-Quenching Heat Treatment: A Positron Annihilation Study
UGC-DAE CSR（UGC-DAE 综合科学研究学院）；University Campus, Khandwa Road, Indore-452017, India（印度印多尔坎德瓦路大学校区）；Materials Science Group, Indira Gandhi Center for Atomic Research（印度拉·甘地原子研究中心材料科学组）；Department of Physics, Vishnu Women’s Univeristy（维什努女子大学物理系）
研究利用多种光谱和显微镜方法，探究 Fe-12Cr 合金中 Cr 析出本质，与 Fe-9Cr 合金对比，发现 Cr 析出动力学、尺寸及密度差异，还首次报道了 Fe-(9, 12)Cr 合金无缺陷晶格的正电子寿命。
2026-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Nanolamellar Hybrid High-Entropy Alloys with Superior Micromechanical Properties
WPI, International Institute for Carbon-Neutral Energy Research (WPI-I2CNER), Kyushu University（九州大学 碳中性能源研究国际研究所）；Department of Automotive Science, Graduate School of Integrated Frontier Sciences, Kyushu University（九州大学 前沿融合科学研究生院 汽车科学系）；Department of Materials Science and Engineering, Kumamoto University（熊本大学 材料科学与工程系）；Department of Mechanical Engineering, Kyushu University（九州大学 机械工程系）；Univ Rouen Normandie, INSA Rouen Normandie, CNRS, Groupe de Physique des Matériaux, UMR6634（鲁昂诺曼底大学 鲁昂诺曼底国立应用科学学院 法国国家科学研究中心 材料物理小组）；Interdisciplinary Research Center, Liaoning Academy of Materials（辽宁材料研究院 交叉研究中心）
本研究结合两种高熵合金，通过高压扭转制备出层厚约61 nm的BCC/FCC纳米层状混合结构，其强度、硬度优异且保留一定延展性，源于晶界强化、缺陷及相界强化的协同作用。
2026-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Quantum-Accurate Spectral Neighbor Analysis Potential Models for Ni-Mo Binary Alloys and FCC Metals
近年来，已经开发了接近密度泛函理论（DFT）计算精度的有效原子间势，其使用满足严格不变性的严格原子描述符，例如，对于同质原子的平移、旋转、排列等。本文将光谱近邻分析势（SNAP）模型推广到bcc-fcc二元合金体系。我们证明，机器学习的SNAP模型可以产生显着的改善，甚至超过完善的，高性能的嵌入原子方法（EAM）和改进的EAM（MEAM）的fcc铜和镍的潜力。我们还报告了一个SNAP模型的fcc Ni-bcc Mo二元系统的机器学习精心构造的元素和金属间化合物的大型计算数据集的发展。我们证明了该二元Ni-Mo SNAP模型在预测Ni-Mo相图时可以达到与实验非常好的一致性，并且在预测许多关键性质如弹性常数、形成能、熔点等时可以达到接近DFT的精度，在整个二进制组成范围内。相比之下，现有的Ni-Mo EAM在相图的预测中具有显著的误差，并且在二元化合物中完全失败。这项工作为多组分合金系统提供了一个系统的模型开发过程，包括一个有效的程序来优化模型拟合中的超参数，并为此类系统的长时间，大规模模拟铺平了道路。
2018-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Critical parameters for the disorder-induced metal-insulator transition in FCC and BCC lattices
我们用转移矩阵方法研究了无序诱导的金属-绝缘体相变。我们采用各向同性的最近邻跳跃和均匀分布的无序势.在简单立方晶格的基础上，我们对自然界中常见的体心立方和面心立方晶格进行了数值计算。我们得到的本地化长度从计算的李雅普诺夫指数为不同的系统尺寸。使用有限尺寸标度分析该数据以找到关键参数。我们创建了一个能量无序的两种晶格类型的相图，注意到它是对称的带中心的体心立方晶格，但不为面心立方晶格。我们发现一个临界指数约为1.5-1.6的两种晶格类型的过渡发生在固定的能量或固定的无序，同意先前获得的结果属于相同的正交普适性类的其他系统。我们注意到临界无序度随着最近邻的数量而增加，这与直觉一致。
2008-01-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamics for isochorically heated metals: A model study
电子激发引起的金属键强度变化已经从密度泛函理论计算和实验中得到了预测和观察，但其微观机制还有待阐明。在这里，我们提出了一个极小模型，再现的fcc和bcc结构的金属作为电子热激发的结果的声子硬化和软化。我们解释了为什么声子模式软化的BCC结构的金属在N点。
2019-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Absence of Metastable States in Strained Monatomic Cubic Crystals
具有fcc（bcc）基态的金属的四重（Bain路径）畸变最初将导致能量增加，但是在沿着Bain路径的某个点处，能量将再次减小，直到达到局部最小值。结合参数化紧束缚和第一性原理LAPW计算，我们发现这种局部极小值对于弹性形变是不稳定的，除了在Bain路径上bcc（fcc）点处的极小值，这表明在外延生长薄膜中发现的这些材料的体心四方相，必须通过基底稳定，并且不能是独立的膜。
2004-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Phonon-phonon interactions in transition metals
本文用二阶多体微扰理论计算了体心立方、面心立方和六方晶系过渡金属的非简谐声子自能。声子相互作用的对称性被用来获得一个表达式的自能量作为一个不可约的三重态的总和，非常类似于整合的不可约部分的布里渊区的一个粒子的属性。过渡金属的结果表明，寿命约为10^10 s。此外，Peierls近似的虚部的自能被证明是合理的bcc和fcc金属。对于六方晶系金属，我们表明，拉曼激活模式衰减成一对声学声子，其波矢位于守恒定律定义的表面上。
2011-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced shift in the elastically soft direction of epitaxially grown fcc metals
外延应变能的理论扩展超出谐波近似占大的薄膜/衬底晶格失配。我们发现，对于面心立方贵金属（i）方向<001>和<111>软化拉伸双轴应变（不像锌半导体），而（ii）<110>和<201>软化压缩双轴应变。因此，（iii）在充分压缩时<201>成为最软的方向（最低弹性能量），但（iv）<110>是大拉伸应变的最硬方向。(v)面<001>心立方结构的贵金属在双轴拉伸应变时的急剧软化是由这些材料的小面心立方/体心立方能量差引起的。这些结果可用于选择有效的纯元素和A/sub p/B/sub q/超晶格外延生长的衬底取向，以及解释相分离合金中共格沉淀物的形状。
1997-10-21 cond-mat.mtrl-sci
A novel Monte Carlo model and simulations of magnetic alloys for nuclear applications
我们开发了二元bcc和fcc Fe-Cr合金以及fcc Fe-Ni合金的磁团簇膨胀（MCE）模型，并将其应用于研究这些合金在宽浓度范围内和宽浓度范围内的磁性。温度范围远超过1000 K。我们展示了如何基于MCE的Monte Carlo研究描述这些合金的磁性能，例如居里温度的组成和微观结构的依赖性，在体心立方Fe-Cr合金中发现的磁结构的非共线性，在Fe-Cr中的体心立方和面心立方之间的相变，以及Fe-Ni合金的混合焓。模拟结果与实验结果吻合良好。
2013-09-27 cond-mat.mtrl-sci nucl-th
Insights into hydrogen-induced vacancy stability and creep in chemically complex alloys
Ames National Laboratory, US Department of Energy, Iowa State University（艾姆斯国家实验室，美国能源部，爱荷华州立大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Department of Materials Science & Engineering, Iowa State University（爱荷华州立大学材料科学与工程系）
研究揭示氢对Fe基合金中空位稳定性及蠕变行为的电子结构控制机制，通过第一性原理计算和簇动力学分析，阐明了氢含量对不同合金体系蠕变响应的影响差异。
2026-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Calculated phonon spectra of paramagnetic iron at the alpha-gamma phase transition
利用冻结声子方法实现的动力学平均场论，计算了铁在bcc-fcc相变时的晶格动力学性质。电子相关性被发现有很强的顺磁性铁在体心立方相的晶格稳定性的影响。我们对铁的结构相稳定性和晶格动力学性质的研究结果与实验符合得很好。
2011-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Exact lattice summations for Lennard-Jones potentials coupled to a three-body Axilrod-Teller-Muto term applied to cuboidal phase transitions
本文通过精确计算Lennard-Jones两体势与Axilrod-Teller-Muto三体势的晶格和，研究Bain型立方相变，发现强排斥性三体相互作用可使fcc失稳并使bcc在软LJ势下能量有利，但bcc仍易受进一步立方畸变影响。
2025-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Exploring the mechanism of phase transitions between the hexagonal close-packed and the cuboidal structures
本研究通过引入双晶格参数绘制Burgers-Bain型相变最小能量路径，证明三种模型中hcp到fcc为直接相变路径、fcc到bcc为单独路径，解决了fcc是否为马氏体型相变中间相的长期争议。
2025-02-13 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Decoding lithium's subtle phase stability with a machine learning force field
本研究开发基于图神经网络的机器学习力场，结合自洽声子计算解析锂的多晶型相稳定性，揭示非谐效应的关键作用，为锂的大规模原子模拟提供有效计算方法。
2025-02-21 cond-mat.mtrl-sci
A magnetic tight-binding model: surface properties of transition metals and cobalt nanoparticles
本研究提出纳入库仑关联的磁性紧束缚模型，通过限定d带的电荷中性规则计算过渡金属表面性质，无需总能量即可描述局域磁性等，研究了多种过渡金属表面及钴纳米颗粒。
2025-08-02 cond-mat.mtrl-sci
From Entropy to Compression: Competing Thermodynamic Drivers of Structural Transitions in Transition Metals
University of Manchester（曼彻斯特大学）；University of Oxford（牛津大学）；Center for Advanced Systems Understanding（高级系统理解中心）；Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）；TU Dresden（德累斯顿工业大学）
研究揭示电子激发下金属结构转变由电子效应与压缩共同驱动，通过有限温度密度泛函理论构建相图，发现结构多样性随电子温度升高而减少，fcc结构主导，hcp为次要相，bcc稳定性逐渐被抑制。
2026-04-24 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Exploration of Spinodal Decomposition in Multi-Principal Element Alloys (MPEAs) using CALPHAD Modeling
本文提出基于自由能Hessian矩阵的CALPHAD框架，结合高维Gibbs单纯形几何分析多主元合金中调幅分解的浓度调制，并应用于多种多相MPEAs，揭示其仅对特定浓度调制不稳定，为微观结构工程合金设计提供依据。
2021-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning phase-stability and short-range order through Al-doping in (CoCrFeMn)100-xAlx high entropy alloys
对于（CoCrFeMn）$_{100-x}$ Al $_{x}$高熵合金，我们研究了随着Al含量的增加（0 $\le$ x $\le$ 20 at.%）的相演变。根据第一性原理理论，Al掺杂使合金的结构从FCC转变为BCC，并被一个狭窄的两相区（FCC+BCC）隔开，这一点得到了我们实验的很好支持。重点研究了Al掺杂对（CoCrFeMn）$_{100-x}$ Al $_{x}$合金的形成焓和电子结构的影响。由于多元合金中的化学短程有序（SRO）表明了初生的局部有序（和熵变），以及预期的低温有序行为，我们使用密度泛函理论中的热力学线性响应来预测（CoCrFeMn）$_{100-x}$ Al $_{x}$中的SRO和有序转变以及固有温度。这些预测与我们目前的实验结果和其他报道的结果一致。
2019-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Electronic correlations in Fe at Earth's inner core conditions: effect of doping with Ni
研究了25 at. Fe合金化后的体心立方（bcc）、面心立方（fcc）和密排六方（hcp）相。%的镍在地球的核心条件下使用从头局部密度近似+动力学平均场论（LDA+DMFT）的方法。该合金已被建模的有序晶体结构的基础上的bcc，fcc和hcp晶胞与最小可能的细胞大小允许适当的组成。我们的计算表明，电子关联的Fe 3d壳层的强度是非常敏感的相位和本地环境。在bcc相中，Fe位上的3d电子与Fe只有最近邻，即使在极端的压力-温度条件下也保持相当强的相关性，局部和均匀的磁化率表现出类似Curie-Weiss的温度演化，准粒子寿命Γ具有非费米液体温度依赖性。与此相反，对于相应的Fe位在hcp相，我们预测一个弱关联的费米液体状态与温度无关的本地磁化率和二次温度依赖性的Γ。局部环境中含镍原子的铁位表现出介于这两种极端情况之间的行为，其相关性强度沿hcp-fcc-bcc序列逐渐增加。此外，在bcc和hcp相的位置间的磁相互作用也强烈影响的Ni最近的邻居的存在。对局部环境的敏感性与由于与Ni 3d态混合而引起的Fe部分态密度的修改有关。
2014-10-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
From pseudomorphic to orthomorphic growth of Fe films on Cu3Au(001)
一些理论模型预测铁显示铁磁和反铁磁相，这取决于单位细胞的体积。适当选择衬底可以生长出与体心立方结构不同的薄铁覆盖层。Cu 3Au（001）衬底是用于测试这些磁性的合适候选物，因为它具有比铁磁bcc相（4.07埃）更接近铁磁fcc Fe相（3.66埃）的晶格参数（3.75埃）。我们用掠入射X射线衍射（GIXRD）和光/俄歇电子衍射（ED）研究了厚度达40埃的Fe膜。GIXRD和ED的组合允许人们从前一种技术获得关于面内间距“a”的定量信息，以及从后一种技术获得关于垂直间距“c”和“a”之间的比率的定量信息。在低覆盖率下，薄膜假晶生长到fcc衬底上，达到8埃的极限厚度。在此极限以上，膜的特征在于假晶相与另一个四方应变相共存。后者相示出落在四方扭曲的fcc Fe相的外延曲线上。最后，在17埃以上，体心相位“α”的发展，其单位单元旋转45度。相对于衬底1，已经清楚地观察到。对于高于25埃的膜厚度，“α”是主要相，并且其晶格常数朝向正形相演变，与对于四方扭曲bcc铁相计算的外延曲线严格定量一致。
2002-05-02 cond-mat.mtrl-sci
