Defects in quasicrystals, revisited I-flips, approximants, phason defects
最近在某些周期性复杂金属合金中发现的位错及其相子缺陷，为QC近似缺陷的研究提供了新的动力。在本文中，我们强调：1-近似物与QC的区别仅在于合适密度的“翻转”，在斐波那契近似物的情况下，每个单元格一个;这些翻转不是拓扑缺陷，2-翻转可以分裂成相反符号的两个“相位子”缺陷，因此近似物缺陷可以在第一步中作为父QC的缺陷来研究。在一个配套文件中，这种QC缺陷的分析扩展到位错，完善和不完善的位错之间的区别是强调。不完全位错就是上面提到的相子缺陷。
2013-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Whirling spin order in the quasicrystal approximant Au$_{72}$Al$_{14}$Tb$_{14}$
本文对二十面体自旋团簇的体心立方晶体Au $_{72}$ Al $_{14}$ Tb $_{14}$进行了中子粉末衍射实验。在转变温度$T_{\rm N} = 10.4$ K处证实了长程反铁磁有序。磁性结构由二十面体团簇上的非共面旋转自旋组成，以反铁性方式排列。一个简单的单轴各向异性的二十面体自旋团簇模型很好地解释了旋转自旋序和场内变磁跃迁，表明二十面体对称性是必不可少的。
2019-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Orientational interaction and ordering of Cd_4 tetrahedra in a quasicrystal approximant
我们模拟了准晶体相关结构CaCd $_6$，一个包含四面体的二十面体团簇在T<100 K进行取向有序的bcc堆积。我们使用一般的计划来评估一个有效的Hamltonian四面体间的取向，所有原子弛豫的基础上，无论是在离散的集群方向，或连续的旋转角度。在蒙特卡罗模拟中使用有效哈密顿量来找到作为压力的函数的（复杂的）基态有序模式。对热转变的初步研究发现（在部分压力范围内）在100 K以下发生两种不同的一级转变。
2012-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Critical behavior and magnetocaloric effect in Tsai-type 2/1 and 1/1 quasicrystal approximants
本研究成功合成两种具有铁磁长程有序的Tsai型五元1/1和2/1准晶近似晶体，通过标度原理与KF关系分析发现其临界行为类似平均场，并证实团簇内磁相互作用对临界行为和磁熵变具有显著作用。
2023-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structurally complex Frank-Kasper phases and quasicrystal approximants: electronic origin of stability
具有四面体堆积的金属晶体被称为Frank-Kasper相，其具有原子数从数百到数千的大晶胞。这些相的形成和稳定性的主要因素是原子尺寸比和每个原子的价电子数。在费米球-布里渊区相互作用模型中分析了电子能量贡献的重要性，其中包括Cu_4Cd_3、Mg_2Al_3和二十面体准晶近似物，这些准晶的原子数超过了1000个，而准晶的原子数为146 ~ 168个。我们的分析表明，为了使晶体能量最小化，费米球（FS）与与强衍射峰相关的布里渊区接触是很重要的：这些区要么内接FS，要么被FS包围，从而在边缘或顶点处产生接触。
2017-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic Simulation of frictional anisotropy on quasicrystal approximant surfaces
Park { \it等}已经报道了在十次对称的Al-Ni-Co准晶的两个折叠面上，在周期方向上的原子尺度摩擦比在准周期方向上的原子尺度摩擦大八倍。我们提出的分子动力学模拟的结果，旨在阐明背后的巨大的摩擦各向异性的机制。模拟裸原子力显微镜尖端上的几个模型基板，并在各种条件下未能再现实验结果。另一方面，包括实验钝化的尖端与链的十六烷硫醇，我们再现定性的实验各向异性摩擦，发现证据夹带的有机链在表面犁沟平行的周期性方向。
2016-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Universal whirling magnetic orders in non-Heisenberg Tsai-type quasicrystal approximants
Tokyo University of Science（东京科学大学）；Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials (IMRAM), Tohoku University（东北大学先进材料多学科研究所）；Institute for Materials Research, Tohoku University（东北大学物质材料研究所）；Organization for Advanced Studies, Tohoku University（东北大学高级研究组织）；FOREST, Japan Science and Technology Agency（日本科学技术厅森林计划）；Hokkaido University（北海道大学）；Nagoya University（名古屋大学）；Neutron Science and Technology Center, Comprehensive Research Organization for Science and Society (CROSS)（综合研究组织科学与社会中子科学与技术中心）；J-PARC Center, Japan Atomic Energy Agency（日本原子能机构J-PARC中心）；High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构）；Department of Materials Science and Technology, Tokyo University of Science（东京科学大学材料科学与工程系）
研究发现非海森堡型 Tsai 型准晶近似体中存在普遍的旋涡磁序，揭示了稳定非共面铁磁和反铁磁结构的机制。
2026-01-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
New group of stable icosahedral quasicrystals: structural properties and formation conditions
对Zn-Mg-Sc、Cu-Ga-Mg-Sc和Zn-Mg-Ti合金中的二十面体准晶及其相应的1/1立方近似体的结构研究表明，这些准晶属于一个新的类似于Cd基准晶的结构群。这个群的特征是一个不同于麦凯型和伯格曼型的三壳层二十面体簇。原子团簇的存在是从近似晶体Zn 17 Sc 3的结构模型中推导出来的，其中原子团簇嵌入在所谓的“胶原子”的周期性网络中。密度测量表明，存在至少2.7锌原子在第一壳层的集群在这个近似。这三种准晶中的取代关系表明了Hume-Rothery规则在这类准晶形成中的重要作用。本文还报道了Zn-Mg-Yb合金中P型二十面体准晶的出现。
2003-08-25 cond-mat.mtrl-sci
A unified projection formalism for the Al-Pd-Mn quasicrystal Xi-approximants and their metadislocations
准晶Al-Mn-Pd的近似物xi、xi'和xi'-n显示出最有趣的塑性性质，例如相子诱导的变形过程（Klein，H.，Audier，M.，Boudard，M.，de Boissieu，M.，贝拉哈湖和Duneau，M.，1996年菲尔Mag. A，73，309.）或变形位错（Klein，H.，Feuerbacher，M.，Schall，P.，和Urban，K.，1999年，物理学评论快报，82，3468.）。在这里，我们表明，相位和它们的变形或缺陷状态可以描述由一个简单的投影形式主义在三维空间中-而不是像往常一样在四到六个维度。用这种方法可以把电子显微镜观察到的显微组织解释为相界。此外，我们确定了最低能量的位错，并将它们与实验观察到的位错联系起来。由于在xi '相中移动的位错可以产生新的相子平面，我们提出了从xi'到xi '_n的位错诱导相变。本文提出的方法也可用于其它各种复杂金属合金的分析。
2007-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Dodecagonal bilayer graphene quasicrystal and its approximants
十二边形双层石墨烯准晶具有12重旋转有序度，但缺乏平移对称性，这阻碍了能带理论的应用。本文采用大规模的紧束缚计算方法，对石墨烯准晶的电子和光学性质进行了研究。我们提出了一系列的周期近似，精确地再现了有限晶胞内准晶的性质。利用最小近似原子数为2702的能带展开方法，导出了石墨烯准晶的有效能带结构。新的特征，如新的狄拉克点的出现（特别是镜像的），在M点的带隙和费米速度都与最近的实验。准晶态的性质在朗道能级谱和光激发中得到了确认。重要的是，我们的研究结果表明，晶格失配是决定分层近似的准确性的主导因素。所提出的近似式可直接用于蜂窝结构中的其它层状材料，其设计原理可应用于任何准周期无公度结构。
2019-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crystalline Electronic Field in Rare-Earth Based Quasicrystal and Approximant: Analysis of Quantum Critical Au-Al-Yb Quasicrystal and Approximant
在点电荷模型的基础上，利用算符等效方法，推导出稀土准晶和准晶近似晶体中配位离子处于赝5重组态时的晶体电场哈密顿量$H_{\rm CEF}$.通过设定总角动量$J=7/2$，考虑Al/Au混合位的影响，分析了量子临界QC Au $_{51}$ Al $_{34}$ Yb $_{15}$和1/1 AC Au $_{51}$ Al $_{35}$ Yb $_{14}$的CEF.我们发现配体离子$x=Z_{\rm Al}/Z_{\rm Au}$的价态比在表征CEF基态中起着重要的作用。当$x$从$x=3$减小时，具有位于镜像平面内的平坦形状的CEF基态的4f波函数在$x\approx 0.8$附近变形为垂直于$x=0$处的伪5重轴的平坦形状。由$J$建立的$H_{\rm CEF}$模型适用于稀土类质控品和活性炭的分析，对稀土类质控品的分析有一定的参考价值。
2022-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Layer-Dependent Topological Phase in a Two-Dimensional Quasicrystal and Approximant
材料的电子和拓扑性质是由晶体对称性和维度之间的相互作用而得。同时通过低维准周期有序引入“禁戒”对称性到物质系统中，有望出现新的物理现象。在这里，我们分离出一个二维的硫属化物准晶和近似，并研究相关的电子和拓扑性质。超薄的二维层的材料与组成接近Ta1.6Te，来自层状过渡金属dichalcogenide，分离与标准的剥离技术和研究与电子衍射和原子分辨率扫描透射电子显微镜。密度泛函理论计算和对称性分析的大的单位晶胞晶体近似的准晶Ta 21 Te 13揭示了对称性保护的节点交叉的准晶和近似相的存在是可调的层数。我们的研究为探索准晶低维材料的物理学以及电子系统中拓扑、维数和对称性的相互关联性质提供了一个平台。
2020-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic transport in AlMn(Si) and AlCuFe quasicrystals: Break-down of the semiclassical model
半经典的布洛赫-玻尔兹曼理论是我们理解固体传导的核心，从金属到半导体。因此，超出这一理论适用范围的物理系统具有根本的意义。看来在准晶和相关的复杂金属合金中，这一理论的一种新类型的崩溃正在起作用。这种现象与电子的特定传播有关。我们开发了一个量子传输理论，适用于正常的弹道定律，但也适用于这些特定的扩散定律。正如我们所展示的，基于这一理论的唯象模型正确地描述了准晶中的反常导电性。近似的从头计算也证实了这种反常的量子扩散方案的有效性。这为我们提供了一个从头算模型的运输近似，如α-AlMnSi和AlCuFe 1/1立方近似。
2008-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Self Assembly of Soft Matter Quasicrystals and Their Approximants
最近在软物质系统中令人惊讶地发现了准晶体及其近似物，这提出了一种有趣的可能性，即这些结构可以在广泛的纳米和微米尺度组装中实现。理论上，软物质准晶体和近似物在很大程度上是熵稳定的，但它们形成的热力学机制仍然难以捉摸。在这里，我们使用计算机模拟和自由能计算，以证明一个简单的设计启发式组装准晶体和近似的软物质系统。我们的研究建立在以前的模拟研究的自组装的十二方准晶和近似的最小系统的球形粒子与复杂的，高度特定的相互作用势。我们展示了另一种基于熵的方法，用于组装十二方准晶和近似物，仅基于粒子功能化和形状，从而在更容易实现的键合和排斥体积相互作用方面重塑基于相互作用势的组装策略。在这里，球形结构单元用可移动表面实体官能化，以促进形成具有低表面接触面积的结构，包括非紧密堆积和多四面体结构。结构单元还具有形状多分散性，其中结构单元的子集偏离理想的球形形状，阻碍了紧密堆积晶体的形成。我们表明，三种不同的模型系统，这两个功能-移动表面实体和形状多分散性-一致组装准晶体和/或近似。我们认为，这种设计策略可以被广泛利用，以组装准晶体和近似的纳米和微米尺度。此外，我们的结果进一步解释了实验中软物质准晶的形成。
2011-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
First-principles prediction of a decagonal quasicrystal containing boron
我们解释实验已知的B-Mg-Ru晶体作为准晶近似。这些近似的结构意味着一个确定性的装饰瓷砖的原子，可以延长准周期性。实验观察到的结构无序对应于相子（瓦片翻转）波动。第一性原理总能量计算表明，许多不同的平铺在低温下接近稳定。基于这些能量的转移矩阵计算表明，从低温下的结晶状态到以瓦片波动为特征的高温状态的相变。我们预测B $_{38}$ Mg $_{17}$ Ru $_{45}$形成十次准晶，在低温下是亚稳的，并且在高温下可能是化学稳定的。
2004-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of icosahedral quasicrystals and their cubic approximants in the Cd-Mg-RE (RE = Gd, Tb, Dy, Ho, Er, and Tm) systems
系统研究了稀土（RE）类型和局域原子组态对Cd-Mg-RE（RE = Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm）三元系二十面体准晶（iQC）及其立方近似体（2/1和1/1AC）磁性的影响。在低温下，对于RE = Gd、Tb、Dy和Ho，iQC和2/1 AC表现出类似自旋玻璃的冻结，而Er和Tm系统在低于基础温度~ 2 K时不显示冻结行为。的1/1 AC表现出自旋玻璃状冻结或反铁磁（AFM）的顺序取决于它们的成分Mg含量。Tf值显示从iQC至2/1和1/1 AC的增加趋势。相比之下，iQC的Weiss温度的绝对值大于2/1和1/1 AC中的Weiss温度的绝对值，表明相邻自旋之间的总AFM相互作用在非周期性系统中大于周期性系统。Cd-Mg-RE iQC和AC中的自旋玻璃状行为可能是由于长程Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida机制引起的自旋相互作用以及Cd/Mg离子的化学无序引起的。
2020-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Derivation of a non-stoichiometric 1/1 quasicrystal approximant from a stoichiometric 2/1 quasicrystal approximant and maximization of magnetocaloric effect
本文通过在Ga-Pt-Gd 2/1近似晶体中采用双异价元素替代降低e/a，衍生出宽成分稳定性的1/1近似晶体，将磁基态从旋量玻璃态转变为铁磁态，并显著增强磁热效应至-8.7 J/K mol-Gd。
2025-06-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Competition between spin-glass and antiferromagnetic states in Tsai-type 1/1 and 2/1 quasicrystal approximants
本文研究了Tsai型Ga-Pd-RE准晶近似相的磁性，发现多数样品呈自旋玻璃行为，部分呈反铁磁序，并揭示了2/1相比1/1相受挫更弱及其自旋动力学的频率依赖差异。
2023-05-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Crystallographic features of the approximant H (Mn$_7$Si$_2$V) phase in the Mn-Si-V alloy system
Mn-Si-V合金系中的金属间化合物H（Mn $_7$ Si $_2$ V）相可视为作为二维准晶之一的十二方准晶的近似相。为了了解近似H相的特征，本研究主要通过透射电子显微镜研究了Mn-Si-V合金样品中H相和（σ $\, \rightarrow$ H）反应的晶体学特征。有人发现，在H相，有特征性的结构紊乱相对于由19个十二角形原子柱组成的十二角形结构单元的阵列。具体地说，由两个十二边形结构单元组成的穿透结构单元被认为是这种疾病的典型特征。（σ $\, \rightarrow$ H）反应的一个有趣的特征是具有矩形排列的穿透结构单元（RAPU）的区域首先作为初始状态出现在σ $\,$基质中，然后H区域与RAPU区域接触成核。随后RAPU区域转化为H区域最终导致形成近似H态作为最终态。此外，原子的位置在H结构和十二方准晶进行了检查，使用一个简单的平面波模型与十二个平面波。
2017-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Interpretation of some Yb-based valence-fluctuating crystals as approximants to a dodecagonal quasicrystal
六方ZrNiAl型（空间群：P-62 m）和四方Mo 2FeB 2型（空间群：P4/mbm）结构在相同的Yb基合金中经常形成，并且表现出与价态涨落相关的物理性质，它们可以被视为假想的十二方准晶的近似物。本文以Pd-Sn-Yb系统为例，建立了一个准晶结构模型，其中五维晶体（空间群：P12/mmm，aDD=5.66 nm，c=3.72 nm）由四种类型的接受区组成，分别位于下列晶体学位置：Yb [00000]、Pd[1/3 0 1/3 0 1/2]、Pd[1/3 1/3 1/3 0]和Sn[1/2 00 1/2 1/2]。在三维空间中，准晶由三种类型的柱组成，其中c投影对应于正方形、等边三角形和三重六边形。它们是两种已知晶体的碎片，六方结构的α-YbPdSn和四方结构的Yb_2Pd_2Sn。该模型可以作为统一处理这两类Yb基晶体中重费米子性质的平台。
2018-04-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Predicted versatile topological nodal magnons in Tb-based icosahedral quasicrystal 1/1 approximants
基于磁晶对称性分析，在Tb基二十面体准晶1/1近似相中发现两类拓扑 nodal 磁振子，源于复合能带表示，为拓扑磁振子材料提供新见解。
2025-08-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic ground state of a prototype quasicrystal approximant: a candidate for octahedral spin ice physics
ISIS Facility, Rutherford Appleton Laboratory（拉瑟福德·阿普尔顿实验室 ISIS 设施）；Clarendon Laboratory, University of Oxford（牛津大学克拉伦登实验室）；Research Institute for Science and Technology, Tokyo University of Science（东京理科大学理工学研究院）；Laboratory for Muon-Spin Spectroscopy, Paul Scherrer Institut（保罗谢勒研究所μ自旋谱学实验室）；Department of Materials Science and Technology, Tokyo University of Science（东京理科大学材料科学与技术系）
通过中子衍射和μ子自旋旋转测量，发现Tsai型准晶近似相Cd6Tb具有非共面多k磁基态，由Ising-like Tb矩排列在共角八面体网络上，其中仅三分之一Tb矩形成长程磁序，其余表现出静态序减弱和持续自旋动力学，实现了准晶相关材料中的磁碎片化。
2026-05-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of Quantum Criticality in Yb-Al-Au Approximant Crystal and Quasicrystal
为了深入了解准晶体Yb $_{15}$ Al $_{34}$ Au $_{51}$中出现非常规量子临界的机制，对准晶体Yb $_{14}$ Al $_{35}$ Au $_{51}$进行了理论分析.通过建立近似晶体的极小模型，发现由于Yb原子上4f电子的强关联，在费米能级附近出现了重准粒子带.我们发现，在蔡型团簇中，第三壳层Yb的4f电子和第四壳层Al的3 p电子之间的电荷转移模式得到了显著的增强，并且动量依赖性几乎是平坦的。模式耦合理论表明，磁化率和价磁化率在零场极限下表现出$χ\sim T^{-0.5}$，并且即使在近似晶体中，当通过改变参数来满足某些条件时，也可以表示为四十年内温度与磁场之比$T/B$的单一标度函数，例如，通过施加压力。的关键起源是澄清是由于强的局域性的临界Yb-价涨落和小布里渊区反映大的单位电池，从而引起的极小的特征能量尺度。这也给出了一个自然的解释量子临界在准晶对应的无限的单位晶胞尺寸的限制。
2016-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Direct observation of heterogeneous valence state in Yb-based quasicrystalline approximants
本文用光电子能谱方法研究了Tai型团簇准晶近似体Au $_{64}$ Ge $_{22}$ Yb $_{14}$（AGY-Ⅰ）、Au $_{63.5}$ Ge $_{20.5}$ Yb $_{16}$（AGY-Ⅱ）和Zn $_{85.4}$ Yb $_{14.6}$（Zn-Yb）的电子结构。在AGY-Ⅱ和Zn-Yb的价带硬X射线光电子能谱中，我们分别观察到一个完全占据的Yb 4 $f$态和一个由价态涨落引起的Kondo共振峰，分别反映了两个不等价的Yb位，一个位于团簇中心的Yb原子和一个位于团簇中心的Yb原子周围的Yb二十面体.完全占据的4 $f$信号在簇中心不含Yb原子的AGY-1中不存在。结果为AGY-II和Zn-Yb的异质价态提供了直接证据。
2017-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of magnetic field on whirling-anti-whirling order in icosahedral-quasicrystal approximant
Department of Basic Sciences, Kyushu Institute of Technology（九州工业大学基础科学系）
研究磁场均对二十面体准晶近似体中涡旋-反涡旋序的影响，揭示磁相变与拓扑相变的关联，并预测拓扑霍尔效应在电导率中的表现。
2026-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Non-Collinear and Non-Coplanar Magnetic Orders in 1/1 Periodic Approximant to the Icosahedral Quasicrystal
Department of Basic Sciences, Kyushu Institute of Technology（九州工业大学基础科学学院）
研究通过有效模型揭示了稀土基1/1周期近似体中非共线非共面磁序的稳定化机制及其磁拓扑性质。
2026-03-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ground-State Phase Diagram of the Effective Model with Antiferromagnetic Nearest-Neighbor and Ferromagnetic Next-Nearest-Neighbor Interactions in 1/1 Periodic Approximants to Icosahedral Quasicrystals
Kyushu Institute of Technology（九州工业大学）
本研究通过枚举磁矩构型，确定二十面体准晶1/1周期近似上含J₁、J₂的有效模型的基态相图，明确了稳定的磁序类型及对应磁空间群，揭示基态性质以解释相关实验观测。
2026-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Icosahedral quasicrystals in Zn-T-Sc (T=Mn, Fe, Co, Ni) alloys
从Zn 17 Sc 3立方近似体出发，通过用过渡元素、T.当T=Mn，Fe，Co，Ni时，合金成分为Zn_（75）T_（10）Sc_（15）的铸态合金中形成了新的二十面体准晶作为主相。所有这些准晶都属于原始类型，具有6维晶格参数α 6D，范围为7.044 ~ 7.107。它们的价电子浓度e/a在2.01 ~ 2.14之间，彭罗斯瓦边长aR与平均原子直径d的比值几乎相同：aR/d~1.75。此外，包括相同类型的原子团簇（Tai型团簇）的其它Zn基和Cd基准晶也具有相同的e/a~2.1和aR/d~1.75的值。e/a的相等表明Hume-Rothery机制在这些准晶的形成中起着重要作用。
2003-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Noncoplanar ferrimagnetism and local crystalline-electric-field anisotropy in the quasicrystal approximant Au$_{70}$Si$_{17}$Tb$_{13}$
用中子散射实验研究了准晶体Au $_{70}$ Si $_{17}$ Tb $_{13}$的磁性。对单晶样品进行的体磁测量明确地证实了在$T_{\rm C} = 11.6 \pm 1$ K下的长程有序。在体测量中的简单的铁磁响应相比，单晶中子衍射证实了有趣的非共线和非共面磁秩序的形成。磁矩方向被发现是近切向的二十面体集团表面的局部镜面，这是非常相似的，最近发现的反铁磁准晶体近似Au $_{72}$ Al $_{14}$ Tb $_{14}$。粉末样品上的非弹性中子散射表现出以$\hbar ω\simeq 4$ meV为中心的非常宽的峰。所观察到的非弹性光谱解释的晶体电场模型考虑到在分数Au/Si网站的化学无序。晶体电场基态的平均各向异性轴与磁结构分析中确定的有序矩方向一致，证实了非共面磁序由局部单轴各向异性稳定。
2019-12-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dilute Paramagnetism and Non-Trivial Topology in Quasicrystal Approximant Fe$_4$Al$_{13}$
本研究生长准晶近似相Fe$_4$Al$_{13}$晶体，发现其稀磁响应异常且缺乏居里-外斯行为，电子结构计算揭示非平凡拓扑，挑战弱相互作用系统磁响应的基本假设。
2025-05-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
On the Robustness of Machine Learning Models in Predicting Thermodynamic Properties: a Case of Searching for New Quasicrystal Approximants
AIRI；National University of Science and Technology MISIS（国立科技大学 MISIS）
本研究针对机器学习预测热力学性质的鲁棒性不足问题，通过构建嵌套准晶近似相数据集并训练多种模型，揭示训练样本变化导致预测结果差异，并提出预训练与顺序训练技巧以提升稳定性。
2024-11-07 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.comp-ph
Planar defect in approximant: the case of Cu-Al-Sc alloy
本文用电子显微镜和六维分析方法研究了Cu-Al-Sc1/1近似合金中的{110}面缺陷。提出了1/2 <τ，1/τ，0>作为面缺陷的位移矢量。这里τ表示黄金比例。这个向量对应于[111000]型的6维平移，也对应于蔡型簇的c-连接。参照正1/1近似的结构性质，即截顶三十面体骨架和嵌入团簇，建立了平面缺陷的原子结构模型。该结构模型通过观测和模拟HAADF-STEM图像之间的一致性进行了验证。提出了两个平面缺陷相交模型和三个平面缺陷相交处的三相点模型。在这些缺陷处形成的所有局部结构通过所谓的典型单元平铺的概念来理解。
2021-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamically Stable One-Component Quasicrystals: A Density-Functional Survey of Relative Stabilities
结合经典的密度泛函理论和热力学微扰理论，研究了通过赝势理论导出的有效金属对势相互作用的单组分晶体和准晶的相对稳定性在有限温度下的变化趋势.比较自由能的几个周期性的晶体和合理的近似模型的准晶在一个范围内的赝势参数，稳定的准晶的参数接近的晶体结构的机械稳定性的极限进行预测。准晶稳定性归因于振动刚度和能量有利的中程和长程相互作用。这些结果支持并推广了以往基态格和研究的结论。
1997-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Soft and hard x-ray orbital-resolved photoemission study of a strongly correlated Cd-Ce quasicrystal approximant
Julius-Maximilians-Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；The University of Osaka（大阪大学）；RIKEN SPring-8 Center（理化学研究所SPring-8中心）；Institute for Open and Transdisciplinary Research Initiatives, The University of Osaka（大阪大学开放与跨学科研究倡议研究院）
通过软硬X射线光电子能谱研究Cd6Ce的轨道分辨电子态，发现4f轨道主要与远离费米能级的价带电子杂化，而非与费米能级处的传导电子杂化，为理解其未解磁基态提供新视角。
2026-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tiling models for metadislocations in AlPdMn approximants
AlPdMn准晶1.6nm十边形相的近似体xi，xi '，xi'_n和1.2nm十边形相的近似体R，T，T_n可以看作二维点阵上的簇柱排列。我们用彭罗斯菱形代替瓦片，并表明，替代瓦片可以通过一个简单的切割和投影形式主义在三维超空间中构造。由此可见，在近似有一个相位自由度，其激励的结果在重组的集群。我们将镶嵌模型应用于变位错，这是部分位错的特殊结构。
2007-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Unveiling exotic magnetic phase diagram of a non-Heisenberg quasicrystal approximant
通过磁化与中子衍射测量确立了非海森堡Tsai型1/1 Au-Ga-Tb近似晶的磁相图，发现源自局域自旋二十面体的非共面旋涡铁磁与反铁磁序，并通过数值计算揭示了基于最近邻与次近邻相互作用的相选择规则。
2023-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fermi surfaces and anomalous transport in quasicrystals
费米面的几个准晶近似计算的从头算方法，使直接与dHvA实验比较。提出了金属反常输运的判据，并通过对Kubo公式的标度分析，推导出电导率与温度的幂律关系。
1998-07-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Indirect Mn-Mn pair interaction induces pseudogap in density of states of Al(Si)-Mn approximants
间接Mn-Mn相互作用介导的价态和sp-d杂化的电子结构上的效果。在与准晶（Al 12 Mn、o-Al 6 Mn、α-Al 9 Mn 2 Si）相关的Al（富）-Mn相中，这种间接相互作用在态密度中产生了休谟-罗瑟里赝能隙，并且使能带能量最小化。结果表明，Mn-Mn相互作用的距离约为1.0-2.0 nm起着至关重要的作用，在稳定相关的准晶结构。
2002-09-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Crystalline Electronic Field and Magnetic Anisotropy in Dy-based Icosahedral Quasicrystal and Approximant
该研究将基于点电荷模型的晶场理论公式应用于镝基金硅锗铝镓准晶及近似相，分析价态比对晶场基态易磁化轴取向的影响，为理解相关体系电子态提供理论支撑。
2023-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological magnetic textures and long-range orders in Tb-based quasicrystal and approximant
准晶具有独特的晶格结构，其旋转对称性是周期晶体所不允许的。人们对它的电学性质还远未完全了解。磁长程序是否能在QC中实现一直是个悬而未决的问题。在这里，我们报告我们的理论发现的铁磁长程序在Tb基QC。晶体电场在稀土体系中起着至关重要的作用，而晶体电场的微观理论是过去理论研究的难点。通过分析Tb基QC中的CEF，我们阐明了磁各向异性在Tb基QC和近似晶体（AC）中实现独特的磁织构中起着关键作用。通过构造极小模型，我们发现Tb原子所处的二十面体上存在各种磁性织构。我们发现刺猬态的拓扑荷为1，旋转矩态的拓扑荷为3。刺猬和旋转力矩的状态被证明是实现作为反铁磁订单转录为紧急的？我们发现这些态在外加磁场下表现出拓扑霍尔效应，并伴随着拓扑和变磁跃迁。我们的模型和确定的相图预计将是相关的广泛的稀土基QCs和AC具有强磁各向异性，这不仅是有用的理解磁性，但也探索新的拓扑性质。
2022-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous magnetic response in the Au-Al-Gd 1/1 quasicrystal approximant
该研究定量研究了Tsai型1/1 Au-Al-Gd近似相晶体的磁熵变，发现铁磁/反铁磁相边界附近出现异常高的磁熵变（7.2 J/K mol-Gd），偏离平均场理论，表明跨相边界调控磁基态可有效增强磁热效应。
2025-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Atomic structure of the unique antiferromagnetic 2/1 quasicrystal approximant
通过单晶X射线衍射解析了反铁磁Ga50Pd35.5Tb14.5 2/1准晶近似相的原子结构，发现低化学混合位点及中心取向有序三角锥单元，可能促进反铁磁有序。
2023-05-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
i-R-Cd (R = Gd - Tm, Y): A new family of binary magnetic icosahedral quasicrystals
“寻找就能找到，不寻找的就不会被发现。“这句格言，归因于阿里斯托芬'可以被认为是新材料研究的定义咒语之一;如果你不看，你肯定不会发现。作为我们最近发现的二元准晶相i-Sc 12 Zn 88的结果，我们提出，很可能有其他二元准晶相潜伏在已知的晶体近似物附近，可能作为具有非常有限的液相线表面的包埋形成化合物，提供了大大减少的成分/温度范围的初级凝固。在这里，我们报告说，正如谚语所说，我们已经发现。事实上，邻近RCd 6，立方近似结构，我们已经发现了长期追求的磁性准晶模型系统：一个新的家庭，至少有七个稀土二十面体准晶：i-R-Cd R = Gd-Tm，Y，其中六个现在形成已知的一套力矩轴承，二元准晶。
2013-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Order-disorder transition in the Cd-Ca cubic approximant
最近的实验发现，在低温下，在稳定的Cd基二元合金准晶的大单元1/1胞立方近似体中发生了有序-无序转变。这种转变与取向自由度之间的相关性有关，其分离度约为12 μ m。我们用{ \em ab-initio}计算方法分析了Cd-Ca合金自由度之间的相互作用，并导出了一个等效的反铁磁伊辛模型，该模型显示了类似的相变.然而，计算的转变温度比实验观察到的要高，这表明实际结构及其有序-无序转变比最初提出的要复杂。我们的研究的一个副作用是发现了镉钙二十面体相的典型细胞装饰模型。
2004-02-13 cond-mat.mtrl-sci
First-principles evidence for conventional superconductivity in a quasicrystal approximant
Graz University of Technology（格拉茨工业大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Harvard University（哈佛大学）；Intellectual Ventures（智力风险公司）；University of California Davis（加州大学戴维斯分校）；University of Cambridge（剑桥大学）；Tohoku University（东北大学）
研究通过从头计算方法验证了准晶体近似体中电子-声子耦合超导性，并首次确定了近似体的临界温度，展示了该框架的预测能力。
2026-04-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Structural-transition-driven antiferromagnetic to spin-glass transition in Cd-Mg-Tb 1/1 approximants
本文详细研究了Cd_（85-x）Mg_xTb_（15）（x = 5，10，15，20）系列合金中二十面体准晶的1/1近似磁化率。随着Mg含量的增加，出现了反铁磁到自旋玻璃的转变。透射电子显微镜分析表明，在T> 100 K时，磁性转变与单斜超晶格有序化相对于Cd 4四面体取向的抑制之间存在关联。详细讨论了这一现象的可能起源。反铁磁的自旋玻璃样的磁性转变的发生是与化学无序的组合，由于一个随机取代的Cd与Mg和取向无序的Cd 4四面体。
2020-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Identification of Two Distinct Antiferromagnetic Phases in the Au-Al-Gd Quasicrystal Approximant
Tokyo University of Science（东京科学大学）；Osaka University（大阪大学）；Japan Atomic Energy Agency（日本原子力机构）；Riken Center for Computational Science (R-CCS)（理化学研究所计算科学中心）；Hokkaido University（北海道大学）
本研究通过实验与变分计算，在两种同构Au-Al-Gd 1/1准晶近似晶体中识别出cuboc相和团簇奈尔相两种不同反铁磁相，建立了海森堡型1/1近似晶体的磁相图，为理解复杂体系磁相变提供了新依据。
2025-03-15 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Classical and Quantum Magnetic Ground States on an Icosahedral Cluster
最近在蔡型准晶近似物中发现了多种磁性，其中位于二十面体顶点的稀土离子通过Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida相互作用相互耦合，为发现起源于二十面体对称性的新磁性开辟了一条途径。在这里，我们调查的经典和量子磁状态的二十面体集团内的海森堡相互作用的所有债券。采用模拟退火和数值对角化方法得到了经典和量子基态。我们得到了经典和量子相图的定性对应。我们的研究提供了一个很好的起点，以了解各种磁性不仅在准晶近似，但也准晶。
2020-11-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Magnetic properties of the Ag-In-rare-earth 1/1 approximants
我们对Ag-In-RE（RE：稀土）1/1多晶近似体进行了磁化率和中子散射测量。在磁化率测量中，对于大多数RE元素，逆磁化率在宽的温度范围内显示出线性行为，确认RE $^{3+}$离子的局部各向同性矩。例外的轻稀土元素，如Ce和Pr，观察到非线性行为，可能是由于显着的晶场分裂或价态波动。对于RE = Tb，磁化率测量清楚地显示出在$T_{\rm f} = 3.7$ ~K处场冷和零场冷磁化率的分叉，表明自旋玻璃状冻结。另一方面，中子散射测量发现在弹性通道中短程反铁磁自旋关联的显著发展，在非弹性散射谱中伴随着$\hbarω= 4$ ~meV处的宽峰。这些特征与Zn-Mg-Tb准晶中的特征具有惊人的相似性，这表明短程自旋冻结行为是由于两个系统中常见的局部高对称性团簇。
2011-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Quantum transport in quasicrystals and complex metallic alloys
半经典的布洛赫-玻尔兹曼理论是我们理解固体传导的核心，从金属到半导体。因此，超出这一理论适用范围的物理系统具有根本的意义。这是无序系统的情况，其在扩散区域中呈现量子干涉，即安德森局域化效应。看来，在准晶和相关的复杂金属合金中，半经典布洛赫-玻尔兹曼理论的另一种类型的崩溃起作用。这种类型的量子输运与电子在这些系统中的特定传播模式有关。我们开发了一个量子传输理论，适用于正常的弹道定律，但也适用于这些特定的扩散定律。正如我们所展示的，基于这一理论的唯象模型正确地描述了实验输运性质。近似的从头计算也证实了这种反常的量子扩散方案的有效性。虽然本章的重点是准晶和复杂金属合金中的电子，但这里提出的概念对这些系统中的声子也很有用。这里描述的量子输运类型与其他系统的传导性质之间也有很深的相似之处，在其他系统中，载流子也是慢的，例如某些重费米子或极化子系统。
2007-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Point contact tunnelling spectroscopy of the density of states in Tb-Mg-Zn quasicrystals
根据理论预测，准晶的电子态密度（DOS）必须具有丰富而精细的尖峰结构，而这一结构实际上是难以捉摸的。缺少该峰的问题可能与所研究样本的不良结构特征和/或不存在该峰特征有关。最近的计算表明，精细结构确实存在，但仅限于二维近似相。本研究的目的是显示我们最近的实验研究与点接触隧道结光谱进行样品的质量非常高。研究在二十面体QC合金中进行，其组成为Tb $_9$ Mg $_{35}$ Zn $_{56}$。我们发现在费米能级的pseudogap功能的存在下，小的pseudogap相比，其他二十面体材料。在QC上的不同点进行的这项研究显示出完全不同的光谱特征，其中观察到的DOS是一个精细的非尖峰结构，与理论预测不同。在样品的某些区域，由于Tb磁性原子作为杂质，光谱特征可能与近藤特性有关。另外，我们观察到在磁场作用下光谱特征消失。
2016-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Phase Diagram of Hard Tetrahedra
多面纳米粒子和胶体合成的进展激发了人们对多面体形状相行为的兴趣。正四面体吸引了特别的注意，因为它们更喜欢与周期性不相容的局部对称性。最近报道了正四面体的两个致密相。在三角双锥（二聚体）晶体中实现了密度已知的四面体堆积，堆积密度为4000/4671= 85.63%。在模拟中观察到了一个十二方准晶，它的近似体，具有周期性的平铺结构（3.4.3^2.4），可以被压缩到85.03%的填充率。在这里，我们表明，准晶近似是更稳定的比二聚体晶体的堆积密度低于84%，使用Monte Carlo计算机模拟和自由能计算。为了进行自由能的计算，我们使用的各向异性形状和热力学积分的弗伦克尔-拉德方法的变化。近似的增强的稳定性可以归因于网络子结构，其最大化颗粒可用的自由体积（以及因此的“摆动空间”），并促进颗粒的相关运动，这进一步有助于熵并导致填充密度低于65%的扩散。结构上不同的相位之间的固体-固体过渡的存在不相关的对称性破缺-近似和二聚体晶体-是不寻常的硬粒子系统。
2011-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Cluster packing geometry for Al-based F-type icosahedral alloys
本文提出了一种新的高稳定的F型二十面体准晶的周期近似物i-Al-Pd-TM（TM=过渡金属）。该金属间化合物的结构用单晶X射线衍射从头计算确定，其中空间群被确定为Pa-3，晶格常数为40.5埃。该结构被很好地描述为两种类型的簇的密集堆积，这在文献中被称为伪麦凯型簇和伯格曼型簇。聚类集中在一个典型的单元格平铺的顶点，其中每个顶点的奇偶性决定了相关联的聚类的种类。相邻的簇可以明显地相互渗透，而该结构不需要胶原子来填充簇之间的间隙。结果表明，该晶体可被指定为普通立方3/2有理逼近的2x2 x2超结构。超晶格有序被证明是一种不同的类型从P型超晶格有序先前报道的i-Al-Pd-Mn。本文的结果将大大提高对F型二十面体准晶及其近似物的原子结构的认识。
2013-01-29 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Magnetism and topology in Tb-based icosahedral quasicrystal
准晶具有独特的晶格结构，具有常规晶体所不具备的旋转对称性。对磁性材料的电学性质还没有完全了解，能否实现磁性材料的长程序是一个长期存在的问题。主要困难是缺乏微观理论来分析晶体电场（CEF）对QCs中稀土原子的作用。在这里，我们展示了Tb基QC中CEF的完整显微镜分析。我们发现，磁各向异性所产生的CEF起着关键作用，在实现独特的磁性织构的二十面体的顶点Tb原子位于。我们的分析表明，长程序的刺猬的拓扑电荷的特点是稳定的Tb基QC。我们还发现旋转矩态具有异常大的拓扑荷3。通过控制三元化合物中非稀土元素的组成，可以改变磁性织构和拓扑状态。我们的模型对于理解稀土类准晶体和近似晶体的磁性和拓扑性质是有用的。
2022-09-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
