A first-principle study on some quanternary Heusler alloys with 4d and 3d transition metal elements
本文研究了含4d和3d过渡金属元素的四元Heusler合金的磁性、电子结构和Slater-Pauling行为。对所有计算合金的少数自旋电子能带结构的能级进行了讨论。本文总结了21种四元Heusler合金。计算结果表明，ZrCoCrSi，ZrCoCrIn，ZrCoFeSi，ZrFeVAl，ZrFeVGa和NbFeCrAl等半金属材料具有较大的自旋翻转带隙.
2015-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Predictive model of surface adsorption in dissolution on transition metals and alloys
表面吸附，这往往是与表面溶解，通常是不可预测的合金，由于复杂的合金化和溶解的影响。在这里，我们介绍了电子梯度和表面网站的凝聚力特性来表征合金化和溶解的影响。这使我们能够建立一个预测模型，用于定量测定溶解中的吸附能，这适用于过渡金属，近表面合金，二元合金和高熵合金。此外，该模型揭示了一个协同机制之间的d-带的上边缘比，d-带的宽度和s-带的深度在确定合金化和溶解的吸附效果。我们的研究不仅为合金表面吸附提供了基本的机理见解，而且为先进合金催化剂的设计提供了长期寻求的工具。
2021-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarization and electronic properties of half-metallic Heusler alloys calculated from first-principles
半金属Heusler合金是未来磁电子应用中最有前途的材料之一。我们综述了这些化合物的电子性质的一些最新结果。这些半金属合金中的间隙的起源及其与磁性的联系已经很好地理解。改变晶格参数会使费米能级略有移动。自旋-轨道耦合在带隙内诱导态，但合金在费米能级保持非常高的自旋极化度。小程度的掺杂和无序以及具有低形成能的缺陷对带隙的性质几乎没有影响，而温度效应可以导致半金属性的快速损失。最后，我们讨论了两个特殊的问题，四元Heusler合金和半金属亚铁磁体的情况下。
2006-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Systematic development of polynomial machine learning potentials for metallic and alloy systems
从密度泛函理论（DFT）计算构建的大量数据集开发的机器学习潜力（MLP）对许多研究人员越来越有吸引力。本文提出了一种基于多项式的MLP框架，称为多项式MLP。许多元素和二元合金系统的准确和计算效率高的多项式MLP的系统开发和各种性能的预测能力也被证明。因此，许多多项式MLP在存储库网站中可用。该存储库将帮助许多科学家进行准确和有效的大规模原子模拟和晶体结构搜索。
2022-09-28 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Quasi-non-local gradient-level exchange-correlation approximation for metals and alloys
通过对过渡金属平衡体积的监测，研究了常用广义梯度近似计算交换关联能的灵活性。它表明，没有普遍的梯度水平近似产生一致的错误，所有金属存在。在单元优化的基础上，引入了准非局部梯度级逼近的概念。该计划的强度证明了几种过渡金属合金。
2012-07-25 cond-mat.mtrl-sci
From High-Entropy Alloys to Alloys with High Entropy: A New Paradigm in Materials Science and Engineering for Advancing Sustainable Metallurgy
本研究提出从高熵合金到高熵型合金的设计新范式，突破传统单一主金属设计思路，引入多元素无主成分理念，结合多组分废料利用与AI建模工具，推动可持续冶金发展。
2025-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Microstructure and elevated-temperature mechanical properties of refractory AlMo0.5NbTa0.5TiZr High Entropy Alloy fabricated by powder metallurgy
多主元合金系设计是近年来耐火材料领域研究的新方法。然而，大多数研究针对电弧熔炼过程中晶粒粗化的弱点和冷却过程中元素偏析的不均匀组织。本研究旨在利用粉末冶金技术设计并制备高熵合金。采用粉末冶金方法制备了一种成分接近AlMo 0.5NbTa 0.5TiZr的高熵耐热合金。该合金由两个体心立方（BCC）相组成。一个相是无序的体心立方相，富含Mo、Nb和Ta;另一个相是有序的体心立方相，富含Al和Zr。AlMo0.5NbTa0.5TiZr合金的密度为7.46g/cm ~ 3，显微硬度为678 HV。在298 K和1273 K下的压缩屈服强度分别为2466 MPa和964 MPa。概述了该合金的性能以及粉末冶金对合金组织和性能的有益影响。
2017-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic properties for the Ti2YZ (Y=Fe,Co,Ni,Z=Al,Ga,In) Hesuler alloys: A first-principles study
采用全势能局域轨道最小基方法研究了Ti 2基全Heusler合金。结果表明，这些化合物表现出半金属行为，而与传统的全Heusler合金相比，全Heusler合金表现出Slater-Pauling行为，每晶胞的总自旋磁矩（Mt）符合Mt=Zt-18的规律。这些半金属合金中间隙的起源是很好理解的。结果表明，Ti 2基化合物的半金属性质对晶格畸变不敏感，在很宽的晶格参数范围内都可以得到完全的自旋极化。这有利于实际应用。
2011-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Tunable magnetization damping in transition metal ternary alloys
我们表明，坡莫合金，Ni 80 Fe 20（"Py“），磁化阻尼，可以充分提高，以减少后切换磁化旋进到一个可接受的水平，通过与过渡金属锇（Os）合金化。阻尼单调增加后，提高的Os-浓度在Py，至少高达9%的Os。其他的影响与Os合金化的抑制磁化和增强面内各向异性。在与本研究中包括的五种其他过渡金属（4d元素：Nb、Ru、Rh; 5d元素：Ta、Pt）合金化后，磁化阻尼也显著增加，但从未像与Os合金化那样强烈。
2004-08-27 cond-mat.mtrl-sci
The local magnetic moments and hyperfine magnetic fields in disordered metal-metalloid alloys
采用第一性原理全势线性缀加平面波（FP LAPW）方法计算了有序合金Fe_{15} Sn和Fe_{15} Si中的局域磁矩和超精细磁场（HFF）.与Fe-M（M=Si，Sn）无序合金在小类金属浓度下的实验结果进行了比较。研究了杂质周围晶格的弛豫及其对所考虑的量的影响。并对局部磁矩的形成机理进行了描述。证明了这些合金之间的主要区别与不同的晶格参数有关。讨论了HFF的三个贡献：芯和价电子极化对费米接触部分的贡献，以及轨道磁矩的贡献。
2000-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Fundamentals of half-metallic Full-Heusler alloys
金属间化合物Heusler合金由于其高的居里温度和与二元半导体的结构相似性而成为最有吸引力的半金属体系之一。在这篇综述中，我们提出了一个概述的半金属全Heusler合金，如Co $_2$ MnGe的基本电子和磁性。从头算结果表明，在这些化合物的电子和磁性是内在相关的少数自旋间隙的外观。晶胞中的总自旋磁矩$M_t$与价电子数$Z_t$成线性比例，使得全赫斯勒合金的$M_t=Z_t-24$为设计具有所需磁性的新半金属合金开辟了道路。此外，我们提出的Co $_2$ Cr（Mn）Al（Si）合金中的无序，这是容易破坏的块体化合物的完美的半金属性，从而降低器件的性能的分析结果。最后，我们讨论了由于Cr（Mn）反位的产生而导致的半金属亚铁磁性的出现以及Mn $_2$ VAl（Si）合金中Co掺杂导致的完全补偿半金属亚铁磁性。
2008-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of two structures for transition-metal-based half Heusler alloys exhibiting fully compensated half metallicity
我们寻找新的完全补偿的半金属，其中只有一个电子自旋通道是导电的，不存在净磁矩。我们专注于半Heusler合金，我们研究的物理后果不同的晶体结构中发现的文献中的这些化合物，XMnZ，与过渡金属元素，如铬，锰，铁的X和非金属元素，如P，锑和硅的Z。这些结构的不同之处在于全Heulser合金的L2 $_1$结构中空隙的位置。一个结构在（1/4，3/4，1/4）a处具有空隙，另一个结构在（0.0，0.0，1/2）a处具有空隙。预期第一结构在Mn和Z原子之间具有更大的d-p杂化。另一种在最近的相邻过渡金属元素之间表现出强的d-d杂化。五个XMnZ化合物被认为是与先前研究的CrMnSb在第二种结构，作为参考。除了CrMnSb之外，只有另一种合金MnMnSi在两种结构中显示出完全补偿的半金属性质。这两种合金都遵守半Hesuler合金的Slater-Pauling电子计数规则。根据CrMnSb和MnMnSi的原子性质讨论了这两种结构的差异。在过渡金属基半赫斯勒合金中寻找完全补偿的半金属时，我们建议使用计数规则作为指导。
2011-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic state and magnetic properties versus the lattice constant in Zr2RhZ (Z = Al, Ga, In) Heusler alloys
采用第一性原理计算方法对具有Hg 2CuTi型结构的Zr 2 RhZ（Z = Al，Ga，In）合金的半金属性质和磁性进行了系统研究。Zr_2 RhZ（Z = Al，Ga，In）合金在平衡晶格常数下为半金属亚铁磁体。Zr_2 Rh基合金的每晶胞总磁矩（Mt）和价态浓度（Zt）符合Slater Pauling规则Mt = Zt-18。详细讨论了不同晶格常数下的半金属性质和磁性。我们希望我们的研究结果可以触发Zr_2 RhZ（Z = Al，Ga，In）在未来自旋电子学领域的应用。
2015-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Machine learning assisted screening of metal binary alloys for anode materials
Zhejiang University（浙江大学）
针对传统合金负极材料筛选效率低的问题，本研究利用CGCNN基于MP、AFLOW数据集预测负极性能，筛选出约120种适用于多体系电池的优质负极，加速了电池材料研发。
2024-09-15 cond-mat.mtrl-sci cs.LG
Stability of Fe-based alloys with structure type C6Cr23
大块金属玻璃是液态金属合金凝固而不结晶形成的。在金属-准金属型（Fe-B-基和Fe-C-基）的铁基大块玻璃形成合金的研究中，基于结构原型C6 Cr23的晶体通常优先于非晶相。破坏这种竞争晶体结构的稳定性可以提高玻璃的成形性。我们进行第一性原理总能量计算的生成焓，以确定第三个元素，可以有效地破坏C6 Cr23。在过渡金属中，钇似乎是最佳的，稀土也是合适的。原子大小是主要因素。
2004-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of ultra-thin 3d transition-metal binary alloys I: spin and orbital moments, anisotropy, and confirmation of Slater-Pauling behavior
薄膜3d过渡金属合金的结构和静态磁性能-饱和磁化强度，垂直各向异性，光谱g因子和轨道磁化强度-通过X射线衍射，磁力测定和铁磁共振测量在整个范围内的合金成分确定。我们确定的界面垂直磁各向异性通过使用不同厚度的特定合金浓度的样品集。结果与先前发表的数据和理论预测一致。它们提供了薄膜Ni-Co、Ni-Fe和Co-Fe合金的磁性能的全面汇编，远远超出了经常引用的磁矩对合金浓度的Slater-Pauling依赖性。
2017-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Surface Induced Order in Liquid Metals and Binary Alloys
本文综述了几种纯液态金属（Hg、Ga和In）和三种在体相中具有不同杂原子化学相互作用的合金（Ga-Bi、Bi-In和K-Na）的表面X射线散射测量结果。表面诱导分层被发现为每个元素的液体金属。K-Na合金的表面结构类似于元素液态金属的表面结构。Bi-In在表面显示成对形成。发现Ga-Bi的表面偏析和润湿膜。
2004-12-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A Transferable Machine-learning Scheme from Pure Metals to Alloys in Predicting Adsorption Energies
合金由于其组成、结构和元素分布的可调性，在催化领域具有巨大的应用潜力，但同时也限制了潜在合金催化剂的快速筛选。机器学习方法能够解决多变量问题，但由于缺乏通用描述符，仍然无法从纯金属的性质预测复杂合金催化剂。在此，我们提出了一个可转移的机器学习模型的基础上的基板和吸附物的固有属性，它可以预测单原子合金（SAA），AB金属间化合物（ABs）和高熵合金（HEAs）的吸附能，简单地通过训练过渡金属（TM）的属性。此外，该模型还从机器学习的角度建立了合金表面吸附能的构效关系，揭示了表面原子的价态、电负性和配位性以及吸附物的价态对吸附能的影响。这种可转移的方案促进了对合金吸附机理的理解和合金催化剂的快速设计。
2021-07-06 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Atomic Origins of Friction Reduction in Metal Alloys
我们提出了大规模分子动力学模拟的结果，旨在了解纯金属中高摩擦系数的起源，以及它们在合金和复合材料中的伴随减少。我们利用一系列有针对性的模拟，以证明不同的滑动机制是活跃的两个系统，导致不同的摩擦行为。具体来说，我们表明，在纯金属中，滑动发生沿晶体滑移面，而在合金剪切容纳晶界。在纯金属中，存在由所施加的剪切应力引起的显著的晶粒生长，并且滑移面是具有高摩擦的相称接触。然而，合金中不同原子的存在抑制晶粒生长并稳定晶界，从而通过晶界滑动产生低摩擦。
2021-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio core-level shifts in metallic alloys
用约束密度泛函总能量计算方法研究了合金形成过程中的芯能级位移和芯-孔屏蔽效应。对于我们的案例研究，有序的金属间化合物合金MgAu，最终状态的影响是必不可少的占实验Mg 1 s的位移，而它们是可以忽略的Au 4f。我们解释的差异，通过分析计算的电荷密度响应的核心孔扰动的筛选。
1996-10-16 cond-mat.mtrl-sci
The glass-forming ability of model metal-metalloid alloys
块体金属玻璃（BMG）是一种具有理想机械性能和加工能力的金属玻璃。到目前为止，新的BMG的设计主要采用经验规则和试错实验方法。目前，从头计算方法在寻找大块玻璃形成体的可能原子组合的广阔空间中的实际使用速度非常慢。在这里，我们进行分子动力学模拟的粗晶粒，各向异性的潜力，它模仿原子间的共价键，测量金属-类金属合金的临界冷却速率作为一个函数的原子尺寸比$σ_S/σ_L$和数分数$x_S$的类金属物种。我们表明，在空间中的$σ_S/σ_L$和$x_S$的制度，其中混合良好，最佳的玻璃形成者发生斑片状和LJ颗粒混合物与实验观察到的金属-非金属玻璃形成者相一致。我们简单的计算模型提供了进行组合搜索，以确定新的玻璃形成合金的能力。
2014-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ab initio theory of galvanomagnetic phenomena in ferromagnetic metals and disordered alloys
本文采用完全相对论紧束缚线性Muffin-tin轨道方法，发展了金属铁磁体输运量的从头算理论。该方法是基于Kubo-Streda公式的电导率张量，对无规合金的相干势近似，和原子间电子输运的概念。开发的形式主义适用于纯3d过渡金属（Fe，Co，Ni）和随机镍基铁磁合金（Ni-Fe，Ni-Co，Ni-Mn）。高值的各向异性磁电阻（AMR），发现富镍合金，被解释为一个可以忽略不计的障碍，而在大多数自旋通道的异常霍尔效应（AHE）的符号的变化被解释为一个带填充效应没有直接关系的高AMR。研究了无序度对高浓合金中AHE的影响。
2012-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Simple metal and binary alloy phases based on the hcp structure: electronic origin of distortions and superlattices
基于密排六方结构的简单金属和二元合金相的晶体结构在费米球-布里渊区相互作用的模型内进行分析，以理解扭曲和超晶格。对几个代表性相的布里渊-琼斯配置与近自由电子费米球的关系的检查揭示了电子能量对相稳定性的贡献的重要性。这种方法可能是有用的理解最近发现的压缩简单的碱金属和碱土金属的高压结构。
2014-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Nanowires and Suspended Atom Chains from Metal alloys
我们提出了一个研究的延伸和断裂的金银合金纳米线。演化的原子细节来自时间分辨的原子分辨率透射电子显微镜和分子动力学模拟。结果表明，在纳米结区域发生金富集，导致即使对于具有少量金含量的合金也具有类似金的结构行为。我们的观察还揭示了混合（Au和Ag）线性原子链的形成。
2006-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Charge Distributions in Metallic Alloys: a Charge Excess Functional theory approach
本文从变分原理导出了金属合金中局域电荷过剩（DLC）的分布。一个现象学的电荷过剩功能（CEF）理论，这是由三个浓度依赖性，材料的具体，参数，可以从{ \it从头计算}计算。该理论需要适度的计算工作，并再现具有良好的精度的DLC和静电能量的有序，取代无序或隔离金属合金，因此，可以被认为是一种有效的方法替代传统的电子结构计算。计算时间的大幅减少为理解金属系统及其力学性能开辟了新的视角。
2003-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Towards quantitative inference of nanoscale defects in irradiated metals and alloys
量化暴露于极端辐射环境中的金属和合金中形成的纳米级缺陷的数量仍然是材料科学中的一个紧迫挑战。这些缺陷从根本上改变了材料特性，并导致长期性能退化，这通常会限制工程系统的寿命。与陶瓷和半导体材料不同，金属和合金中的这些缺陷在光谱上不活跃，迫使表征依赖于间接测量，从中可以推断出纳米级缺陷的分布。在这个小型的审查，不同的实验方法，已被用于缺陷推理突出捕捉当前的最先进的。在这一领域的未来发展方向提出了，其中，通过结合数据流从多个和互补的表征方法与多尺度建模和模拟，将使最终目标的量化辐照金属和合金的缺陷的全谱。
2022-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Reactivity of transition-metal alloys to oxygen and sulphur
氧化和失泽是环境条件下金属腐蚀过程中最常见的两个初始步骤。这些反应总是由O和S结合到金属表面引发，因此可以使用结合能作为金属反应性的粗略代表。考虑到这一点，我们提出了一个系统的研究O和S的结合能在整个过渡金属的组成空间，即我们探索的结合能{ \bf 88}相变金属和{ \bf 646}过渡金属二元合金。通过定义结合能的合适描述符来执行分析。这是通过拟合几个方案，根据原来的Newns-Anderson模型，对4 $d$过渡金属系列的密度泛函理论数据。这样的描述符，然后应用到一个庞大的数据库的过渡金属合金的电子结构，我们能够预测的范围内的结合能跨越组成和结构空间。最后，我们将我们的分析扩展到三元过渡金属合金，并确定最有弹性的化合物O和S结合。
2021-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Carbon release by selective alloying of transition metal carbides
我们已经进行了第一性原理密度泛函理论计算的TiC合金的Ti亚晶格与三维过渡金属范围从Sc到Zn。该理论是伴随着实验研究，无论是关于材料的合成以及表征。我们的研究结果表明，通过溶解形成碳化物能力弱的金属，合金的稳定性降低，并产生从碳化物中释放碳的驱动力。在金属碳化物的薄膜生长过程中，这种效应将有利于在碳基体中形成具有碳化物晶粒的纳米复合材料。合金元素的选择以及它们的浓度将影响碳化物和碳基质中碳的相对量。这可用于设计纳米复合材料的结构及其物理和化学性能。应用的一个例子是作为低摩擦涂层。在所研究的材料中，我们建议后期3D过渡金属作为这种现象的最有前途的元素，至少在与TiC合金化时。
2011-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Introduction to half-metallic Heusler alloys: Electronic Structure and Magnetic Properties
金属间化合物Heusler合金由于其高的居里温度和与二元半导体的结构相似性而成为最有吸引力的半金属体系之一。在这篇综述中，我们提出了一个概述的基本电子和磁性的两个赫斯勒家族：所谓的半赫斯勒合金，如NiMnSb和全赫斯勒合金，如Co $_2$ MnGe。\textit{Ab-initio}的结果表明，在这些化合物中的电子和磁性本质上与少数自旋间隙的外观。总自旋磁矩$M_t$与价电子$Z_t$的数量成线性比例，使得全赫斯勒合金为$M_t=Z_t-24$，半赫斯勒合金为$M_t=Z_t-18$，从而为设计具有所需磁性的新型半金属合金开辟了道路。
2005-10-11 cond-mat.mtrl-sci
An Environment-dependent Semi-Empirical Tight Binding Model Suitable for Electron Transport in Bulk Metals, Metal Alloys, Metallic Interfaces and Metallic Nanostructures I - Model and Validation
半经验紧束缚（Semi-Empirical Tight Binding，TB）是一种可扩展的精确的原子表示，用于可能包含数百万个原子的实际扩展的纳米尺度半导体器件的电子输运。在本文中，环境感知和可转移TB模型适用于电子结构和输运模拟技术相关的金属，金属合金，金属纳米结构和金属界面系统的描述。本文的第一部分描述了新的TB模型的开发和验证。新模型采用了原子内对角和非对角元素，以实现隐含的自一致性和更大的跨键合环境的可转移性。应变的现场能量的依赖性已通过呼吁矩定理，连接系统中的封闭电子路径的角动量分解的局部态密度从头计算获得的能量矩。该模型与具有应变和不具有应变的体FCC金属、金属合金、金属界面和金属纳米结构的自洽DFT电子结构结果具有高精度，并且可以用于预测金属系统中实际扩展长度尺度的电子结构和输运问题
2013-11-24 cond-mat.mtrl-sci
A survey of energies from pure metals to multi-principal element alloys
该综述受Frans Spaepen博士工作启发，分析了不同晶体结构纯金属及与等原子比二元、三元、多主元合金的能量，编制能量表揭示结构和合金化对能量的影响，强调组成元素作用及机械能差异并探讨相关意义。
2024-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Atomic and mesoscopic structure of Dy-based surface alloys on noble metals
表面合金是一类高度可调的低维材料，具有在纳米尺度上调节和控制自旋和载流子功能的机会。在这里，我们专注于原子和介观结构的细节三个独特的二元稀土贵金属（RE/NM）表面合金采用扫描隧道显微镜（STM）和低能电子衍射（LEED）。以镝为客体元素，在面心立方（111）的贵金属衬底上，我们发现了非公度合金超结构的形成，其中DyCu_2/Cu（111）和DyAu_2/Au（111）的超结构表现出均匀的莫尔条纹，而DyAg_2/Ag（111）的超结构表现出不均匀的莫尔条纹。局部结构的变化进行了分析，所有三个表面合金和观察到的差异进行了讨论，在光的晶格失配的合金层相对于底层基板。对于特别有趣的情况下，Dy-Ag表面合金，表面合金层不显示出均匀的长程周期性结构，但由局部六边形瓷砖分开的扩展域壁。这些畴壁的存在是为了减轻DyAg 2表面合金层内的面内应变。我们的研究结果清楚地表明，表面合金化是一种有趣的工具，既可以调整局部原子，也可以调整金属异质结构的介观莫尔结构。
2022-03-03 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
First-principles thermodynamics of transition metals and alloys: W, NiAl, PdTi
我们应用赝势密度泛函微扰理论方法和准谐波近似计算了钨和两种重要金属合金NiAl和PdTi的热膨胀。我们推导了各向异性晶体结构的理论，并测试了热膨胀的各向异性效应相当于负压的近似-这大大简化了复杂结构的计算。在整个过程中，我们发现与实验结果非常一致。
2003-07-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Depth concentrations of deuterium ions implanted into some pure metals and alloys
纯金属（Cu、Ti、Zr、V、Pd）和稀释的Pd合金（Pd-Ag、Pd-Pt、Pd-Ru、Pd-Rh）被25 keV氘离子以范围为（1.2 - 2.3）× 1022 D+/m2的注量注入。分别在植入后10天和3个月用弹性反冲检测分析（ERDA）和卢瑟福背散射（RBS）测量氘离子的深度分布。所获得的结果的比较允许作出结论的氘和氢气在纯金属和稀释的Pd合金的相对稳定性。观察到注入的氘离子从V和Pd纯金属和Pd合金中的非常高的扩散速率。小角X-射线散射显示，在植入钛和钛纳米级缺陷的形成。
2011-02-04 cond-mat.mtrl-sci nucl-ex
Accelerating Process Development for 3D Printing of New Metal Alloys
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
本文提出利用视频视觉变换器和高速成像捕捉熔融金属时序特征，在商用3D打印设备上实现新合金原位工艺映射，以高效量化缺陷与变异性，并通过跨数据集实验验证泛化性。
2023-12-29 cond-mat.mtrl-sci cs.CV cs.LG
First-principles calculation of electronic density of states and Seebeck coefficient in transition-metal-doped Si-Ge alloys
纳米结构的Fe掺杂Si-Ge合金具有高的$ZT$值和大的Seebeck系数。在这项工作中，在Fe掺杂的Si-Ge系统中的大塞贝克系数定性地再现从计算的电子态密度，其中的混合泛函，HSE 06，用于交换相关功能，以及一个特殊的准随机结构（SQS）的无序原子配置。此外，通过用其他过渡金属（例如Mn、Co、Ni、Cu、Zn和Au）替代Fe，探索了在Si-Ge合金系统中产生更大的塞贝克系数的更好的掺杂剂。
2020-01-28 cond-mat.mtrl-sci
An Atom-Pair Bond Theory for the Alloying of Metals
本文在Pauling提出的共价键的基础上，提出了一种原子对键（APB）理论。推导出一个表达式，它准确地预测了二元合金的形成热的迹象。它还解释了Rajasekharan-Girgis线的特征及其准确预测相图中相伴和互斥结构类型的能力。提供的证据表明，电荷转移的原子对键，这是本理论的核心决定实验观察到的合金化的体积变化。
2009-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Constructing material network representations for intelligent amorphous alloys design
Songshan Lake Materials Laboratory, Dongguan, China（松山湖材料实验室，东莞，中国）；Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley CA 94720, USA（劳伦斯伯克利国家实验室，伯克利 CA 94720，美国）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China（物理研究所，中国科学院，北京，中国）
本文提出材料网络表示方法，通过构建动态网络追踪合金发现历史，揭示传统表格数据掩盖的潜在材料，加速二元和三元非晶合金的智能设计。
2025-07-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cs.CC
High-throughput characterization of transition metal dichalcogenide alloys: Thermodynamic stability and electronic band alignment
本文基于第一性原理与合金团簇展开计算72种TMD单层合金相图，揭示室温下有序相普遍缺失但存在稳定Janus相，并量化能带边缘弯曲，证明混合合金能带边缘位置可在边界相范围内连续调控。
2022-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of doping on SGS and weak half-metallic properties of inverse Heusler Alloys
已发现具有Mn和Co的Heusler合金表现出有趣的电子和磁性。Mn $_2$ CoAl是众所周知的SGS化合物，而Mn $_2$ CoGa具有弱的半金属特性。利用平面波赝势方法研究了Fe和Cr掺杂对化合物半金属性和磁性的影响。掺杂破坏了Mn $_2$ CoAl的SGS性质，而小规模掺杂增强了Mn $_2$ CoGa的半金属性，使其成为完美的半金属。在Mn $_2$ CoAl的情况下，掺杂降低了带隙，而对于Mn $_2$ CoGa注意到带宽增加。当掺杂量超过一定程度时，半金属性在两种情况下都被破坏。此外，我们还计算了Mn $_2$ CoZ合金的磁行为，发现掺杂样品的总磁矩比未掺杂样品的总磁矩高。
2020-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Theory for the electromigration wind force in dilute alloys
提出了稀合金中原子电迁移风力的多重散射公式。该理论通过空位机制描述电迁移。该方法用于计算具有密排晶格结构的各种主体金属（即铝、贵金属铜、银和金以及$4d$过渡金属）中的电迁移的风价。铝和贵金属的自电迁移结果与实验数据进行了比较。对于$4d$金属小风价被发现，这使得这些金属有吸引力的候选人的直接价的实验研究。
1997-10-08 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Calculation of Elastic Moduli of Early-Late Transition Metal Alloys
出于对高强度非晶态金属弹性性能的兴趣，我们研究了选择的结晶相的弹性性能。使用第一性原理方法，我们计算弹性模量在各种化学体系中含有过渡金属，特别是早期（Ta，W）和晚期（Co，Ni）。理论预测的合金弹性性能进行验证，镍钽与实验测量，使用共振超声光谱比较。我们计算的弹性模量与有效介质理论的比较表明，合金化导致相对于纯元素的平均值的体积模量的增强，以及预测和计算的剪切模量的相当大的偏差。具体而言，我们发现相对于有效介质理论的体积模量的增强，并提出了一个候选系统的高强度，韧性金属玻璃。利用力常数、电子态密度和晶体重叠哈密顿布居分析了化学体系弹性性质的变化趋势。我们解释我们的研究结果的合金的电子结构。
2014-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic compositional ranges for selected Heusler alloys
本研究通过自旋密度泛函理论预测掺杂Heusler合金的费米能位移，确定了半金属性的成分范围，为多组分半金属的带隙工程和自旋电子应用提供了设计方法。
2020-04-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.app-ph
Machine learning-based prediction of elastic properties of amorphous metal alloys
本研究基于大量非晶态金属合金数据，通过机器学习分析杨氏模量的相关特征，发现合金摩尔质量与组元数对弹性无显著影响，构建了关联杨氏模量与玻璃化转变温度、屈服应力的非线性回归模型，推广了已有经验公式。
2023-06-14 cond-mat.mtrl-sci
First principles second harmonic generation of transition metal dichalcogenides and boron nitride alloys: from monolayers and nanotubes to Haeckelites and Schwarzites
为了揭示新的二维系统的二次谐波产生（SHG），利用第一性原理方法计算了不同类型的层状合金的二阶极化率χ（2），这些层状合金包括过渡金属二硫属化物（TMD）合金的单层、TMD Haeckelite合金、TMD合金的纳米管、包括BxNyCz合金的六方氮化硼（h-BN）系统、BN和BNC 2纳米管，BxNxCy黑克石和BN黑碳石（多孔BN）。结果表明，在高光子能量下，钨基合金的χ（2）值高于钼基合金，而在低光子能量下，一种MoSSe占主导地位。在所有计算结构中，假设的TMD海克尔体NbSSe和Nb 0.5Ta 0.5S2显示出最高的χ（2）。锯齿形TMD合金纳米管的χ（2）值随直径的减小而增大，当直径较大时，χ（2）值接近单层纳米管。BNC合金表现出比h-BN单层更高的χ（2），并且与TMD合金相当，除了一种情况使其强度加倍之外。BN管显示随着直径减小，χ（2）增加，类似于TMD纳米管。BxNxCy海克石具有非常高的χ（2），并且可能揭示扩展缺陷在非线性光学性质中的作用。BN Schwarzite之一表现出比已知的3-D材料更高的χ（2）。
2017-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-electric and thermo-magneto-electric effects in ferromagnetic transition-metal alloys from first-principles
基于Kubo线性响应理论，研究了典型铁磁过渡金属合金fcc-Co $_x$ Pd $_{1-x}$的电输运和热磁电输运.全电导张量的结果允许讨论自旋-轨道诱导的各向异性磁电阻（AMR）和反常霍尔效应（AHE）。这些是补充相应的热磁电输运性质的Seebeck效应（ASE）和反常能斯特效应（ANE）的各向异性的结果。相应的响应系数之间的关系进行了讨论与基础的电子结构计算内的Korringa-Kohn-Rostoker相干势近似（KKR-CPA）的能带结构方法无序合金的相对论。
2013-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Metal-insulator transition in amorphous alloys
我们专注于在半导体和金属之间形成的非晶合金中区分金属和绝缘行为的中心问题。为此，近年来已经证明电导率的对数温度导数w = d ln sigma / d ln T在确定金属-绝缘体转变（MIT）的金属含量x的临界值x_c方面非常有帮助。我们指出，对于各种非晶合金，最近的实验结果与通常的假设在T = 0时MIT连续性和σ（T，x_c）与T的幂成正比定性地不一致。这些结果表明，当T -> 0时，w（T，x_c）趋于0，在这种情况下，MIT在T = 0处（但仅在那里）应该是不连续的，这与Mott的有限最小金属电导率假设是一致的。
2001-11-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Microstructural evolution of a low-alloy steel / nickel superalloy dissimilar metal weld during post-weld heat treatment
研究了窄间隙钨极电弧焊（NG-GTAW）异种金属焊缝（DMW）焊后热处理（PWHT）后的组织演变。本文所研究的是一种低合金钢管与不锈钢蒸汽发生器之间的接头，该接头采用镍基合金作为填充材料。本工作的重点是低合金钢（2.25Cr-1 Mo）和镍合金（合金82）之间的熔合边界。两种合金之间的基体相和化学组成的差异导致碳的化学势的大差异，碳在PWHT温度下是可移动的。许多先进的表征技术被用来评估成分的梯度，硬度和微观结构的熔合线，焊接和PWHT后。这种完整的分析允许突出和理解的主要微观结构的变化发生在PWHT。
2019-11-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Prediction of a Heusler alloy with switchable metal-to-half-metal behavior
我们提出了一种铁磁Heusler合金，可以在金属和半金属之间切换。这种效应可以提供可调谐的自旋电子学特性。利用密度泛函理论（DFT）计算了Mn_2Sc_Si的电子关联效应，得到了Mn_2Sc_Si的总能量曲线，该曲线由不同的分支组成，能量差很小。低晶格晶体积相为低磁半金属态，而高晶格晶体积相为高磁金属态。我们认为半金属态和金属态之间的转变可以由晶格的三轴收缩/膨胀或由外部磁场触发，如果我们假设晶格是立方的，并且在膨胀/收缩下保持立方。然而，由于Mn原子上存在Jahn-Teller活性3d电子，高体积的相也可以发生马氏体-马氏体相变。
2021-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Rapid Production of Accurate Embedded-Atom Method Potentials for Metal Alloys
经典分子动力学用于合金设计的大规模应用的一个关键限制是合适的原子间势的有限可用性。在这里，我们介绍了快速合金方法产生准确的一般经验电位或RAMPAGE，一个计算经济的程序，从已经存在的单元素电位，可以进一步组合成多组分合金电位生成二元嵌入原子模型电位。我们提出的质量RAMPAGE校准Finnis-Sinclair型EAM电位使用二元Ag-Al和三元Ag-Au-Cu作为案例研究。我们表明，RAMPAGE电位可以再现体性能和部队更大的准确性比其他合金电位。在一些模拟中，观察到优化的交叉相互作用的质量可以超过原始现成的元素势输入的质量。
2022-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Peculiarities of electronic transport and magnetic state in half-metallic ferromagnetic and spin gapless semiconducting Heusler alloys
本文简要介绍了半金属铁磁体和自旋无带隙半导体的实验和理论研究，可能的候选者是X $_2$ YZ（X = Mn，Fe，Co; Y = Ti，V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni; Z = Al，Si，Ga，Ge，In，Sn，Sb）Heusler合金。电阻率，正常和异常霍尔效应，和磁性能的数据。结果表明，Co $_2$ FeZ合金表现出常规铁磁体的性质，HMF性质也表现在Z分量的变化。Fe $_2$ YAl和Mn $_2$ YAl合金在Y分量变化时，表现出金属和半导体电子特性，磁性从铁磁态转变为补偿亚铁磁态。HMF和自旋无隙半导体态被认为存在于这些Heusler合金系统中。
2019-12-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetostructural martensitic transformations with large volume changes and magneto-strains in all-d-metal Heusler alloys
实现了Mn 2基Heusler铁磁记忆合金Mn 50 Ni 40-xCoxTi 10（x = 8和9.5）的全d金属化。通过比较d族金属Ti和主族元素在降低相变温度方面的作用，进一步引入Co产生局部铁磁Mn-Co-Mn组态，建立了磁结构马氏体相变。通过XRD和HRTEM分析确定了马氏体的5倍调制和[00 10]的（3，-2）堆垛。基于该转变，在多晶样品中观察到6900 ppm的大的磁应变和-2.54%的大的体积变化，这使得全d-金属磁性马氏体合金对于磁/压力多场驱动应用是令人感兴趣的。
2016-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Two-Dimensional Group-III Metal Alloys
化学稳定的量子限制二维金属是下一代纳米量子器件的研究热点。这种金属的自下而上的设计和合成可以使得能够创建具有定制的、按需的电子和光学性质的材料，用于利用可调谐等离子体耦合、光学非线性、ε近零行为或波长特定的光捕获的应用。在这项工作中，我们证明了空气稳定的二维金属的电子，超导和光学性质可以通过合金的形成来可控地调谐。采用限制异质外延（CHet）技术制备了环境友好的大面积二维InxGa 1-x合金。实现了几乎完全的固溶度，没有相分离的证据，并且通过改变前体的相对元素组成，组合物在x的整个范围内是可调的。光学和电子性质与合金组成直接相关，其中介电函数、能带结构、超导性和从金属到石墨烯的电荷转移都由2D金属层中的铟/镓比控制。
2021-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Multifunctional Heusler alloy: experimental evidences of enhanced magnetocaloric properties at room temperature and half-metallicity
Heusler合金由于其有趣的结构和磁性而被广泛研究，如磁记忆形状能力，耦合磁结构相变和半金属性;在许多情况下，由价电子数（$N_v$）决定。本工作主要研究半金属的磁热势，探讨$N_v$对磁熵变的影响，保持半金属性。试验台是半金属系列Fe $_2$ MnSi $_{1-x}$ Ga $_x$的富硅侧。从所获得的实验结果可以获得$|ΔS|_{max}=ΔH^{0.8}(α+βN_v)$，即，最大磁熵变以线性方式依赖于$N_v$，由磁场变化$ΔH$的幂律加权（$α$和$β$是实验确定的常数）。此外，还可以预测一种新的多功能Heusler合金，具有增强的磁热效应，居里温度接近300 K和半金属性。
2015-08-07 cond-mat.mtrl-sci
