Effect of stacking faults on the magnetocrystalline anisotropy of hcp Co: a first-principles study
利用完全相对论屏蔽的Korringa-Kohn-Rostoker方法研究了层错对六方密排钴磁性的影响。特别地，我们考虑了hcp钴中四种不同的堆垛层错--本征生长错、本征形变错、非本征错和类孪晶错--的形成能和对磁晶各向异性能（MAE）的影响。我们发现，内禀生长断层具有最低的形成能，在很好的协议与以前的第一性原理计算。除了内在的变形故障，它有一个积极的影响，MAE，我们发现，堆垛层错的存在下，一般减少了MAE的散装Co。最后，我们考虑了一对内在的生长故障，并发现它们对MAE的影响不是加性的，但协同。
2013-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Stacking-fault energies for Ag, Cu, and Ni from empirical tight-binding potentials
Ag、Cu和Ni的固有堆垛层错能和自由能是使用Cleri和Rosato的经验紧束缚势[Phys.Rev.B48，22（1993）]从分子动力学模拟中推导出来的。虽然结果显示与实验数据有很大的偏差，但元素之间的总体趋势仍然是正确的。这允许使用具有高和低堆垛层错能量的金属之间的定性比较的潜力。此外，堆垛层错对局部振动特性的故障附近的影响进行了检查。事实证明，堆垛层错具有最强的横向峰的中心模式的影响，其效果是本地化的缺陷周围的约8个单层的区域。
2002-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Opposing effects of stacking faults and antisite domain boundaries on the conduction band edge in kesterite quaternary semiconductors
我们研究了锡碲酸盐结构半导体Cu $_2$ ZnS $_4$（CZTS）和Cu $_2$ ZnSnSe $_4$（CZTSe）的稳定性和包括反位畴界和层错在内的扩展缺陷的电子结构。我们的混合密度泛函理论计算表明，在CZTS和CZTSe的堆垛层错诱导一个更高的导带边比体对应物，因此堆垛层错作为电子势垒。然而，随着导带边缘的能量降低，反位畴边界积累电子，具有相反的作用。建立了一个伊辛模型来解释堆垛层错的稳定性，表明在硒化物的情况下，最近邻相互作用更强。
2018-01-03 cond-mat.mtrl-sci
Temperature-dependent stability of polytypes and stacking faults in SiC: reconciling theory and experiments
由于理论和实验之间的差异，SiC多型体的相对稳定性随温度变化，大约三十年来一直被认为是一个悖论。基于包括范德华修正的从头计算，得到了与实验观测相一致的温度依赖的多型图。结果很容易解释的基础上的六角形的内聚能和熵的影响。层错的温度依赖性的稳定性进行了分析，发现与实验证据。我们的研究结果表明，在SiC晶体沉积过程中的较低温度是有利的，以减少无处不在的堆垛层错在SiC为基础的功率器件。
2019-03-05 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
New Insights on Stacking Fault Behavior in Twin Induced Plasticity from Meta-Atom Molecular Dynamics Simulations
在新材料中，由于组织有序的孪晶晶界比无序晶界更有利于提高材料的强度和塑性，因此促进形变孪晶对材料塑性的影响越来越受到人们的关注。孪晶变形通常涉及堆垛层错的动力学、堆垛层错与位错的相互作用以及位错-孪晶界的相互作用.虽然后者已被深入研究，堆垛层错的动力学知之甚少。本文通过亚原子分子动力学模拟，对孪晶诱导塑性中的层错行为提出了新的认识：层错相互作用主要是自发发生的位错反应，不同于文献中提出的机制;产生单个层错、孪晶部分位错和拖尾部分位错之间的竞争依赖于唯一的参数，即堆垛层错能，这又决定了形变孪晶行为。复杂的孪晶滑移和孪晶-位错相互作用表明了形变孪晶作为位错阻挡层和储存层的双重作用，可能有助于像Tickel钢这样的新材料的高强度和高塑性，其中形变孪晶主导的塑性占极好的强度-塑性组合。
2016-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Detection of stacking faults breaking the [110]/[1-10] symmetry in ferromagnetic semiconductors (Ga,Mn)As and (Ga,Mn)(As,P)
本文报道了（Ga，Mn）As和（Ga，Mn）（As，P）外延层的高分辨X射线衍射测量。我们观察到的结构各向异性的堆垛层错的形式存在于（1 - 11）和（11-1）面和（-1-11）和（1-11）面。层错不产生宏观应变。它们占外延层体积的0.01 - 0.1%。全势密度泛函计算证明了Mn_Ga杂质对层错的吸引作用。我们认为，沿堆垛层错面的共同[1-10]方向的Mn密度增加产生足够强的[1 - 10]/[1-10]对称性破缺机制，以解释这些铁磁半导体的面内单轴磁晶各向异性。
2010-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Nudged elastic band calculations of stacking and dislocation pathways in diamond
本文利用从头计算和NEB方法研究金刚石{111}面堆垛与位错的最小能量路径，发现glide-set能垒仅为传统路径的三分之一，揭示其可绕过高峰，为理解金刚石塑性提供新见解。
2025-02-05 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Linking electronic structure calculations to generalized stacking fault energies in multicomponent alloys
广义层错能是位错的中尺度模型的关键组成部分。在这里，我们开发了一种方法来量化多组分合金中的化学无序度的广义堆垛层错能的依赖。我们引入了“构型分辨平面故障”（CRPF）的能量的概念，并从合金理论扩展的集群扩展方法来表示作为故障周围的网站的化学占领变量的函数的CRPF。我们应用这种方法来探索二元Mo-Nb合金中不稳定层错能（USF）的成分和温度依赖性。第一性原理计算用于参数化形成能和CRPF团簇膨胀。蒙特卡罗模拟结果表明，化学成分和温度对超临界流体的能量分布有显著影响。形式主义可以适用于任何多组分合金，并将使高熵合金的变形机制的严格模型的发展。
2020-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Soft Modes at the Stacking Faults in SiC Crystals
我们使用基于密度泛函理论的第一性原理计算来确定和理解在SiC中观察到的层错膨胀的驱动力。我们验证的建议，根据最近的实验，故障和完美的结构之间的自由能差是负责这种膨胀，并表明其起源在于一个大的熵与软振动模式的故障SiC结构。这些软模涉及SiC在长长度尺度上的剪切，并且在相关的IV族半导体（例如Si、Ge和C）中不存在。
2007-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of stacking faults in hexagonal graphite
我们提出的自洽，全电位的电子结构计算的结果与堆垛层错的六方石墨板和板与一个位移的表面层。有两种类型的堆垛层错，它们在化学键图像上有质的不同。我们发现，这两种类型诱导局域化的界面带附近的对称线K-M的布里渊区和一个相关的峰值在局域态密度（LDOS）非常接近的费米能，这应该引起的界面带的主要贡献的局部导电性的堆垛层错。相比之下，干净的表面在π和σ带的能量范围内不存在任何表面带，并且表面附近的LDOS甚至被耗尽。另一方面，即使一个单一的表面层的位移诱导K-M附近的表面带。在一类堆垛层错附近，p_z键二聚体（方向垂直于层）起着特殊的作用。它们产生一对半满的界面态/界面共振。估算了两种层错的形成能和表面能。
2013-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen influence on generalized stacking fault of zirconium basal plane: a first-principles calculation study
采用<10-10><11-20>第一性原理计算方法，研究了氢对六方晶系Zr中沿和方向基面广义层错能的影响.研究了氢原子离滑移面的距离和滑移面中氢含量对GSF能的影响。计算结果表明，< 10-10 >当H原子位于滑移面附近时，沿滑移方向的GSF能量急剧降低。但对于滑移情况，H原子略微降低了GSF势垒<11-20>。同时，随着滑移面附近氢密度的增加，沿两个滑移方向的GSF能量进一步大大降低。基于Bader电荷法分析了Zr中氢原子的存在导致GSF能量降低的物理根源。这是由于电荷从Zr转移到H而引起的滑移面旁的Zr原子的库仑排斥。
2015-12-14 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Detecting Electronic States at Stacking Faults in Magnetic Thin Films by Tunneling Spectroscopy
在界面处具有堆垛层错的Cu（111）上生长的Co岛在空电子态中呈现比遵循Cu衬底的堆垛序列的Co岛更大的电导。电子可以更容易地注入到这些有故障的界面中，从而提供了一种增强未来自旋电子器件传输的方法。与堆垛层错相关的电子态通过隧道光谱可视化，其起源通过能带结构计算确定。
2000-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Elucidating the Role of Stacking Faults in TlGaSe$_{2}$ on its Thermoelectric Properties
本研究结合显微表征与第一性原理计算，揭示了TlGaSe$_{2}$中[001]方向层错能提升热电功率因子，是其优异热电性能的关键，且通过空穴掺杂至约10$^{19}$ cm$^{-3}$可进一步增强。
2024-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Finite Temperature Stacking Fault Stability in Random and Locally Ordered CoCrNi beyond the Harmonic Approximation
Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；University of Michigan（密歇根大学）
使用近量子精度的机器学习原子间势和全非谐投影平均力积分器，计算随机固溶体和局部有序CoCrNi的温度相关广义堆垛层错自由能，发现非谐效应导致随机固溶体层错能随温度降低且保持负值，而局部有序则维持正值，解释了实验观察。
2026-05-25 cond-mat.mtrl-sci
The Microscopic Structure of Stacking Faults in Sr$_2$NaNb$_5$O$_{15}$
University of Warwick（华威大学）；University of Leeds（利兹大学）；Bragg Centre for Materials Research, University of Leeds（利兹大学布拉格材料研究中心）；Durham University（杜伦大学）
本文通过透射电子显微镜、对称模式分析和机器学习力场计算研究Sr₂NaNb₅O₁₅中的规则堆垛层错，揭示其湮灭机制、位置特征及对极性模式的影响，为理解材料铁电性能提供依据。
2025-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Cathodoluminescence of stacking fault bound excitons for local probing of the exciton diffusion length in single GaN nanowires
我们进行相关的研究，个别GAN纳米线的扫描电子显微镜结合低温阴极发光，microphotoluminescence，和扫描透射电子显微镜。我们发现，一些纳米线表现出良好的本地化区域的堆垛层错束缚激子（3.42 eV）的能量发射光，并能够观察到在这些区域中存在一个单一的堆垛层错。在堆垛层错附近的阴极射线发光信号的精确测量给出了接近这个位置的激子扩散长度。
2014-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetism of two-dimensional defects in Pd: stacking faults, twin boundaries and surfaces
仔细的第一性原理密度泛函计算揭示的重要性，六方与立方堆积的封闭包装平面的Pd至于当地的磁性关注。我们发现，相反，稳定的面心立方相，这是顺磁性，六方密堆积相的Pd是铁磁性的磁矩为0.35 $μ_{B}$ /原子。我们的研究结果表明，二维缺陷与局部hcp堆叠，如孪晶界和堆垛层错，否则fcc Pd结构，增加磁化率。（111）面也增加了磁化率，并与靠近它的单个堆垛层错或孪晶界结合而成为铁磁性。相反，我们发现（100）面降低了铁磁性的倾向。结果与最近在小Pd纳米颗粒中观察到的磁矩一致，具有大的表面积和高浓度的二维堆叠缺陷。
2006-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Luminescence associated with stacking faults in GaN
基面层错是纤锌矿半导体中一类重要的光学活性结构缺陷。纤锌矿基体的2 H堆积向3C锌-尖晶石堆积的局部偏离在基质晶体的间隙中诱导束缚态，导致激子的局域化。由于这些平面缺陷的二维性质，堆垛层错充当量子阱，引起具有特征能量的激子的辐射跃迁。因此，发光光谱法能够检测到，即使是一个单一的堆垛层错，否则完美的纤锌矿晶体。本文综述了GAN中与层错相关的发光特性。与不同类型的堆垛层错的发射能量以及可以转移这些能量的因素进行了讨论。在这种情况下，量子限制的斯塔克效应在这些锌-铌酸盐/纤锌矿异质结，这是从纤锌矿GAN的自发极化的结果，强调的重要性。本文的讨论扩展到纤锌矿基体中的锌-锰链段。此外，其他因素影响的发射能量和线宽的堆垛层错相关的峰，以及在室温下获得的结果进行了解决。本文中提出的考虑也可以转移到其他纤锌矿半导体。
2014-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Local Concentration-based Descriptor Predicting the Stacking Fault Energy of Refractory High Entropy Alloys
层错能是表征材料力学性能的重要参数。然而，在高熵合金（HEAs）中，局部化学环境在不同的堆垛层错平面上变化显着，导致SFE值的大幅波动，而不是唯一的值，这禁止了局部SFE的预测。在此，我们提出了一个有效的描述符的基础上的局部浓度比附近的堆垛层错定量预测的局部超临界流体的难治性HEAs。我们发现，一个给定的元素在确定超临界流体的作用强烈依赖于它的价电子数相对于其他组件和它的s-和d-电子的贡献，其凝聚力的性质，这可以理解的紧束缚模型的框架。值得注意的是，该描述符不仅统一了从简单合金到HEA的SFE的局部性质，而且还有助于快速设计HEA，因为所涉及的参数很容易获得。
2023-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Stacking-Fault Energy and Anti-Invar Effect in FeMn Alloys
基于最新的密度泛函理论方法，我们计算了顺磁随机Fe-22.5at.% Mn合金在300-800 K之间。我们估计磁热激发考虑纵向自旋涨落。我们的研究结果表明，磁激发和热晶格膨胀之间的相互作用是决定反因瓦效应，hcp-fcc转变温度，和层错能，这是在很好的协议与测量的主要因素。
2012-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mobility Enhancement by Sb-mediated Minimisation of Stacking Fault Density in InAs Nanowires Grown on Silicon
报道了用无催化剂分子束外延法在硅（111）衬底上生长InAs $_{1-x}$ Sb $_{x}$纳米线（$0\leq x \leq 0.15$）。我们观察到随着锑含量的增加，InAs $_{1-x}$ Sb $_{x}$纳米线晶体结构中的堆垛层错密度急剧下降。这种减少导致场效应迁移率的显着增加，这是在室温下的InAs $_{0.85}$ Sb $_{0.15}$纳米线比InAs纳米线大三倍以上。
2014-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Effect of interstitial-driven lattice expansion on the stacking fault energy in austenitic steels
间隙原子（碳和氮）是优化孪晶诱导塑性（TSTK）钢在堆垛层错能（SFE）方面的机械性能的关键合金元素。利用第一性原理计算研究了超导诱导晶格膨胀对超临界流体的影响。将预测值与含C和N合金的SFE测量值进行比较，我们的结果表明，这些间隙原子对SFE的主导影响是由于晶格膨胀效应。
2015-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Stacking faults and the γ-surface on {1-101} pyramidal planes in α-titanium
用第一性原理方法计算了α钛中一级锥面的整个γ面。这些平面上的滑移涉及c + a位错，这是α-钛多晶体可以补充具有a型Burgers矢量的棱柱平面上的滑移以保持延展性的一种方式。我们发现两个稳定的内在堆垛层错的能量相对较小。结果表明，在α-钛中，c + a位错不可能分解成Burgers矢量为（c + a）/2的两个位错，因为在（c + a）/2处不存在稳定的层错。相反，我们提出了一个可能的解离的c + a位错成三个部分位错分开的两个内在的故障，我们已经确定。
2016-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Accelerating the prediction of stacking fault energy by combining ab initio calculations and machine learning
研究结合ab initio计算与基于Friedel模型的机器学习算法，将广义层错能预测速度提升约80倍，预测结果与实验数据一致，为基于层错能的快速材料筛选与合金设计提供了高效方法。
2024-05-08 cond-mat.mtrl-sci
DFT modelling of stacking faults in hexagonal and cubic GaN
University College London（伦敦大学学院）；London Centre for Nanotechnology, University College London（伦敦大学学院纳米技术伦敦中心）；Research Centre for Materials Nanoarchitectonics (WPI-MANA), National Institute for Materials Science (NIMS)（国立材料研究所（NIMS）材料纳米结构研究中心（WPI-MANA)）
采用密度泛函理论计算了六方和立方GaN中堆垛层错的能量、原子和电子结构，发现I1型层错在六方相中最稳定，立方相中本征层错占主导，并揭示了层错附近的电荷再分布导致II型能带偏移。
2026-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Microscopic model of stacking-fault potential and exciton wave function in GaAs
嵌入体晶体中的二维堆垛层错缺陷可以为载流子和激子提供均匀的捕获电势。在这里，我们利用国家的最先进的结构成像加上密度泛函和有效质量理论，建立一个微观模型的层错激子。计算了不同磁场下GaAs中单个层错束缚激子的抗磁位移和激子偶极矩，并与实验结果进行了比较。该模型是用来进一步提供洞察到由堆垛层错对形成的双阱势绑定的激子的属性。这个微观激子模型可以被用作模型的输入，其中包括激子-激子相互作用，以确定在这个系统中可访问的激子相。
2019-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Improved Tight Binding Parametrization for the Simulation of Stacking Faults in Aluminium
我们将Mehl \emph{et al} [Phys.Rev.B，61，4894（2000）]对铝的NRL紧束缚参数化重新拟合到通过全势线性增广平面波（LAPW）密度泛函理论（DFT）计算产生的数据库。这是使用一个全局优化算法，特别注意复制的紧结合面心立方和体心立方能带结构的角对称性的正确顺序。由此产生的参数化被发现，以更好地预测六方晶系相位和稳定和不稳定的平面堆垛层错缺陷的能量。
2003-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Comment on ``Local dimer-adatom stacking fault structures from 3x3 to 13x13 along Si(111)-7x7 domain boundaries''
Zhao等人[Phys.Rev.B 58，13824（1998）]描述了Si（111）表面上畴界的几种原子结构，并批评了本文作者及其同事的文章。指出他们的批评是不正确的，他们的结构模型没有一致性。
2000-04-22 cond-mat.mtrl-sci
On the temperature and chemical dependency of prismatic stacking faults in C14 Laves phases
非基面滑移的激活对提高六方晶体的变形能力至关重要。然而，非基底滑移的机制在很大程度上仍然未知，特别是对于复杂的金属间化合物，如Laves相。在这项工作中，棱镜滑移系统的C14 Laves晶体和可能的亚稳态沿滑移路径进行评估，使用原子模拟。在不同的原子间层位、温度和化学组成下，发现了具有相同晶格模式但不同占位和化学分布的多个棱柱形层错态。能量有利的棱柱形堆垛层错的形成涉及短程扩散，这意味着棱柱形滑移的热激活性质。这项工作的结果推进了对Laves相的温度和化学依赖的非基底滑移的理解，并可以扩展到其他拓扑紧密堆积相。
2023-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Friedel oscillations responsible for stacking fault of adatoms: The case of Mg(0001) and Be(0001)
我们进行了第一性原理研究的Mg吸附原子和adislands的Mg（0001）表面上，和Be吸附原子的Be（0001），以获得进一步的见解到以前报道的能量偏好的fcc错误堆叠的Mg单体Mg（0001）。我们首先提供了一个观点如何弗里德尔振荡影响离子弛豫这些表面上。我们的三维电荷密度分析表明，弗里德尔振荡的最大值是空间本地化比什么一维平均密度或二维截面图可能告知：众所周知的电荷密度增强周围的最高表面层的Mg（0001）是强烈本地化在其fcc空心网站。在这个网站上的电荷积累解释了积极优选的堆垛层错的镁单体，二聚体和三聚体。然而，较大的岛屿更喜欢正常的hcp堆叠。令人惊讶的是，fcc位点在能量上变得更有利的机制不是增强表面-吸附原子键，而是表面原子之间的键。为了证实我们的结论，我们分析了Be（0001）表面上的Be吸附原子的堆叠也很大程度上受Friedel振荡的影响。我们发现，事实上，一个更强的效果：在fcc网站的电荷增强甚至更大，因此，有利于fcc网站的堆垛层错能是相当大的，44毫电子伏。
2014-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Electron backscattering from stacking faults in SiC by means of \textit{ab initio} quantum transport calculations
我们利用密度泛函理论量子输运计算方法研究了3C-和4 H-SiC中单个和多个层错的相干背散射现象。我们发现，SF引起的价带和导带内的高色散带，可以区分为他们的增强的状态密度在特定的波数子空间。随之而来的局部扰动电位显着散射传播的电子波，并强烈增加$n$掺杂系统的电阻。我们认为，从SF的共振散射应该是在碳化硅器件操作的主要退化机制之一。
2012-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial defect properties of high-entropy carbides: Stacking faults, Shockley partial dislocations, and a new Evans-Polanyi-Semenov relation
基于第一性原理计算，研究高熵过渡金属碳化物{111}堆垛层错能的可预测性，发现ISF能与USF能存在成分无关的线性关系，提出Evans-Polanyi-Semenov原理的新应用，并预测Shockley不全位错在价电子浓度约9.6以下保持束缚。
2024-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Structural features, stacking faults, and grain boundaries in MgB2 superconducting materials
MgB 2超导体的结构特性已经通过会聚束电子衍射，高分辨率透射电子显微镜和理论模拟进行了分析。MgB 2晶体具有六方晶系结构，空间群为P6/mmm。MgB 6材料的显微结构特征明显依赖于合成压力。对临界电流密度大于105 A/cm ~ 2的样品中的层错和晶界进行了广泛的研究。
2001-04-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Energetics, electronic structure and electric polarization of basal stacking faults in wurtzite GaN and ZnO
本文利用 DFT 结合修正 Becke-Johnson 泛函研究纤锌矿 GaN 和 ZnO 中基面堆垛层错的能量、电子结构与极化性质，揭示其带隙降低及极化参数变化趋势。
2023-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Elimination of basal-plane stacking faults in semipolar/nonpolar GaN and light emitting diodes heteroepitaxially grown on sapphire substrates
高质量的半极性和非极性GAN在实现高性能GaN基光电子器件中是至关重要的，然而，实现无基底平面堆垛层错（BSF）的大面积晶片一直是非常具有挑战性的。在这项工作中，我们报告了一种方法来制备大面积，无堆叠故障（SF-自由）半极性GAN（4英寸）蓝宝石衬底。BSF形成的根本原因是在半极性和非极性异质外延期间出现N极性（000-1）面。利用动力学Wulff图的概念，我们成功地抑制了GAN（000-1）面的出现，从而消除了（000-1）基面上产生的层错。通过透射电子显微镜、阴极发光和低温光致发光表征证实了这一结果。此外，具有良好特性的InGaN发光二极管已经在蓝宝石衬底上的无SF半极性（20-21）GAN上制备。我们的工作开辟了一个新的见解异质外延生长的非极性/半极性GAN，并提供了一种方法，生产无SF-free的非极性/半极性GAN材料在大面积的晶圆，这将创造新的机会，在GAN光电和微电子研究。
2018-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Analysis of strain and stacking faults in single nanowires using Bragg coherent diffraction imaging
布拉格反射的相干衍射成像（CDI）是一种很有前途的研究纳米结构中三维（3D）成分和应变场的技术，它可以直接从单个物体上记录的相干衍射数据中恢复。在这篇文章中，我们报告的结果为单一的均匀和异质纳米线的直径小于100 nm，我们使用CDI检索这些线中存在的变形和故障的信息。文章还讨论了堆垛层错的影响，这可能会在纳米线形状和变形的重建过程中产生伪影。
2010-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Sn on generalized stacking fault energy surfaces in zirconium and its hydrides
锆合金燃料包壳的氢脆是水基核反应堆的主要安全问题。在这里，我们研究了稳定的平面缺陷内形成的锡，主要合金元素的锆-4中使用的包层。为了解释在我们的实验中观察到的晶体缺陷和平面缺陷的形成，我们进行了原子尺度的从头计算，重点是在hcp $α$ -Zr和fcc锆晶体中与广义堆垛层错的溶质相互作用。我们的计算表明，Sn浓度的增加导致$α$ -Zr和氢化物相中的堆垛层错的稳定化。然而，Sn在$α$ -Zr中的溶解焓比其它氢化物相低，这表明在Zr氢化物/基体界面处存在两个Sn贫化/富集的竞争过程。实验结果证实了这一点，其中Sn被排斥的氢化物和大多数被发现被困在界面和平面缺陷内的氢化物相堆垛层错的指示。我们的系统研究使我们能够了解氢化物相中溶质的存在和分布，从而更深入地了解这种合金在其使用寿命期间的性能的微观结构演变。
2022-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous temperature dependence of optical and acoustic phonons in Bi$_2$Se$_3$ arising from stacking faults
这类层状三维拓扑绝缘体的热膨胀系数具有异常的温度依赖性。提出层错是引起反常热膨胀的原因。在这里，使用飞秒泵浦-探测差分反射率测量，我们探测的载体和相干产生的全对称A1 G1光学声子Bi 2Se 3。瞬态信号也显示出低频（~GHz）振荡，由于相干纵向声学声子。我们提取的光学常数的温度依赖性，声速和杨氏模量的Bi 2 Se 3使用应变脉冲传播模型。在~180 K附近观察到光学声子和声学声子以及光学常数随温度变化的显著反常行为。第一性原理密度泛函理论（DFT）表明，热激活的堆垛层错的形成是负责观察到的异常在Bi 2 Se 3，类似的情况下Sb 2 Te 3。我们还表明，包括自旋轨道耦合起着重要的作用，在减少之间的原始和故障结构的总能量差。
2019-12-08 cond-mat.mtrl-sci
The influence of alloying on the stacking fault energy of gold from density functional theory calculations
用密度泛函理论计算了纯金及其过渡金属二元合金的广义层错能曲线。合金元素Ag、Al、Cu、Ni、Ti、Zr、Zn、In、Ga、Sn、Mn、Cd、Sn、Ta和Cr以高达4%的浓度被置换到Au中。各种建议的方法来计算SFE的比较。所有合金元素的固有SFE从其纯Au的值降低，但SFE能量（稳定和不稳定）强烈变化的合金元素从堆垛层错区域的距离，并与合金浓度。确定了与合金元素相关的体积变化的SFE的组成依赖性。这项工作表明，SFE的强烈影响所造成的合金元素的失配应变。此外，计算出的广义SFE曲线为了解金和金合金的变形行为提供了有价值的信息。
2020-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Effect of stacking fault energy on nucleation limited plasticity in Cu-Al alloys
采用分子动力学（MD）模拟方法研究了层错能（SFE）对铜及铜铝合金变形行为的影响。我们发现，无论是屈服应力和屈服时的应力降的大小随Al含量的增加而降低。这种“反常”的软化行为的基础上解释的成核控制屈服行为。此外，在应力降的减少是合理的屈服时可用的储能方面-我们表明，这随着铝的增加而减少。因此，最大位错密度被发现随着铝含量的增加而减少。最后，我们表明，屈服应力计算使用连续模型的均匀成核的部分回路同意与模拟中看到的屈服应力。
2017-08-04 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic-Level Analysis of Nanoindentation-Induced Plasticity in Arc--Melted NiFeCrCo Alloys: The role of stacking faults
本研究针对浓固溶体合金工业应用的制备瓶颈，以电弧熔炼NiFeCrCo合金为对象，从原子尺度探究纳米压痕下的塑性变形机制，结合层错四面体等分析揭示结构与力学行为的关联，为合金应用提供理论支撑。
2024-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Finite temperature molecular dynamics study of unstable stacking fault free energies in silicon
我们计算的自由能不稳定的堆垛层错（USF）配置上的滑移和洗牌滑移面在硅作为温度的函数，使用最近开发的环境相关的原子间相互作用势（EDIP）。我们采用分子动力学（MD）绝热切换方法与适当的周期性边界条件和限制，以保证稳定性的原子运动，包括体积松弛的USF配置垂直于滑移面。我们的MD结果使用EDIP模型同意相当不错，与早期的第一性原理估计的过渡从洗牌到滑翔机占主导地位的温度的函数。我们使用这些结果，使接触脆韧性转变模型。
1998-08-19 cond-mat.mtrl-sci
$α$-Al$_2$O$_3$ sapphire and rubies deformed by dual basal slip at intermediate temperatures (900C-1300$^\circ$C) -- II. dissociation and stacking faults
本研究通过TEM观察蓝宝石和红宝石在中温压缩变形后的位错结构，揭示了层错偶极子的滑移形成机制，并解释了30° Peierls谷取向，发现铬对层错能影响较小。
2024-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Molecular-dynamics simulations of stacking-fault-induced dislocation annihilation in pre-strained ultrathin single-crystalline copper films
我们报告的大规模分子动力学（MD）模拟的结果，在双轴拉伸应变下的预应变单晶纳米尺度厚的面心立方（fcc）铜薄膜的动态变形。我们的研究结果表明，堆垛层错，这是大量存在于面心立方金属，可能会发挥重要的作用，在小体积结构的面心立方金属位错的解离，交叉滑移，并最终湮灭。潜在的机制是通过扩展位错内部和之间的相互作用介导的，这些相互作用导致肖克莱部分位错的湮灭或完全位错的形成。我们的研究结果表明，在小体积结构与超薄膜几何形状，由一个机制以外的位错逃逸到自由表面的位错饥饿，并强调几何形状在确定金属小体积结构的机械响应的重要作用。
2009-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Stacking fault energy prediction for austenitic steels: thermodynamic modeling vs. machine learning
层错能（SFE）是控制奥氏体钢变形机制和优化力学性能的最关键的微观组织属性，但目前还没有精确直观的计算工具对其进行建模，本文采用热力学建模和机器学习相结合的方法对300多种奥氏体钢的层错能（SFE）进行了预测。结果表明，为提高热力学模型的可靠性，需要改进低温相图计算（CALPHAD）数据库和界面能预测。与热力学和经验模型相比，集成的机器学习算法提供了更可靠的预测。对实验结果的统计分析表明，只有Ni和Fe对超临界流体萃取有中等程度的单调影响，而其他元素对超临界流体萃取的影响则表现出复杂的效应，其影响程度随合金成分的不同而变化。
2020-09-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A Surface Stacking Fault Energy Approach to Predicting Defect Nucleation in Surface-Dominated Nanostructures
我们提出了一个表面堆垛层错（SSF）能量的方法来预测缺陷成核从表面占主导地位的纳米结构，如FCC金属纳米线的表面。该方法导致一个标准，预测初始屈服机制，通过滑移或孪晶取决于是否不稳定的孪晶能量或不稳定的滑移能量是从所得SSF能量曲线确定的较小。该方法通过SSF能量计算和低温经典分子动力学模拟之间的比较与不同的轴向和横向表面取向，和横截面的几何形状的铜纳米线进行验证。我们专注于几何截面的影响，通过研究从滑移到孪晶的过渡先前预测的移动从正方形到矩形截面的$\ <100\ > /\{100\}$纳米线，也为移动从菱形到截断菱形截面几何形状的$\ <110\ >$纳米线。\hsp{We also provide the important demonstration that the criteria is able to predict the correct deformation mechanism when full dislocation slip is considered concurrently with partial dislocation slip and twinning. This is done in the context of rhombic aluminum nanowires which do not show a tensile reorientati…
2013-03-22 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Anisotropy of Earth's D" layer and stacking faults in the MgSiO3 post-perovskite phase
后钙钛矿相（Mg，Fe）SiO 3被认为是地球最低地幔（D”层）的主要矿物相。它的特性解释了与该层相关的许多地球物理观测结果-例如，D“不连续性，其地形和层内的地震各向异性。在这里，我们使用一种新的模拟技术，第一性原理metadaptics，以确定一个家庭的低能量多型堆垛层错结构之间的钙钛矿和后钙钛矿相。变质轨迹确定平面滑动涉及堆垛层错的形成为相变的最有利的途径，并作为钙钛矿和postperceptane的塑性形变的可能机制。特别地，预测的滑移面是钙钛矿的（010）（与实验一致）和后钙钛矿的（110）（与先前预期的（010）滑移面相反）。主导滑移面定义了织构的晶格择优取向和弹性各向异性。后钙钛矿中的（110）滑移面需要小得多的晶格择优取向程度来解释D”层中剪切波各向异性的地球物理观测。
2009-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Understanding creep of a single-crystalline Co-Al-W-Ta superalloy by studying the deformation mechanism, segregation tendency and stacking fault energy
系统研究了Co-9Al-7.5W-2 Ta单晶高温合金在950 °C、975 °C和1000 °C下的压缩蠕变性能，揭示了温度和Al、W和Ta等溶质扩散速度对变形机制的影响。在所有温度下观察到两个蠕变速率极小值，表明导致这些极小值的变形机制是非常相似的。原子探针断层扫描分析揭示了元素偏析堆垛层错，这已经形成在$γ\prime$阶段在蠕变。密度泛函理论计算表明隔离的W和Ta的堆垛层错和相关的堆垛层错能量的相当大的减少。由于溶质在较高的温度下扩散得更快，因此可以更快地发生分离。这导致合金明显更快的软化，因为在蠕变的早期阶段已经通过偏析促进了部分位错对$γ\prime$沉淀相的切割。这通过透射电子显微镜分析证实。因此，不仅在较高温度下较小的析出物分数是导致蠕变性能较差的原因，而且还导致部分位错导致$γ\prime$相的更快的扩散辅助剪切。这些机制的理解将有助于在未来的合金开发提供新的设计标准。
2021-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Generalized stacking fault energy surfaces and dislocation properties of aluminum
本文采用半离散变分广义Peierls-Nabarro模型研究了铝的位错核性质。采用第一性原理密度泛函理论赝势方法和嵌入原子方法计算了进入模型的广义层错能面。研究了不同位错的芯部性质，包括芯部宽度、劈裂行为、能量学和Peierls应力。探讨了位错特征与原子核能量的关系。我们的结果揭示了Peierls应力与芯宽和原子间距之间的比率之间的简单关系。核心属性的两种方法计算的总能量（DFT与EAM）的依赖性进行了检查。EAM可以给出各种位错性质的总体趋势，但无法预测更精细的核心结构，这反过来又会显著影响Peierls应力（约一个数量级）。
1999-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Pinning Dislocations in Colloidal Crystals with Active Particles that Seek Stacking Faults
有越来越多的兴趣，功能，自适应装置建立从胶体亚单位微米大小或更小。具有动态机械性能的胶体材料可以促进这种微型机器人。在这里，我们通过计算机模拟研究如何使用少量活性间隙粒子来改变胶体晶体的整体机械性能。已知惰性间隙粒子钉扎金属中的位错，从而增加对塑性形变的抵抗力。我们通过采用各向异性的活动材料来扩展这种策略，这些材料具有超扩散性，并与部分位错相关的堆垛层错强烈结合。我们发现：1）在降低塑性方面有效的材料在与堆垛层错的强结合和晶体本体中的高迁移率之间折衷。2)晶体中活性物质的重新取向依赖于高对称性晶体方向之间的旋转跃迁。3)以低至每百万个主体颗粒的$60$（$0.006\%$）的浓度添加某些活性间隙形状可以产生位错迁移的剪切阈值。
2019-12-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Stability and electronic properties of planar defects in quaternary I2-II-IV-VI4 semiconductors
扩展的缺陷，如堆垛层错和反位畴边界可以扰乱Cu $_2$ ZnS $_4$和Cu $_2$ ZnSnSe $_4$中的能带边缘，分别充当弱电子势垒或电子捕获源。为了找到抑制平面缺陷形成的方法，我们研究了化学取代对本征层错和亚稳多型稳定性的影响，并分析了它们的电学性质。Ag取代Cu使堆垛层错不太稳定，而其他取代（Cd和Ge）促进它们的形成。Ge掺杂对本征层错电子势垒没有影响，Cd掺杂降低了势垒能，Ag掺杂使层错电子俘获。虽然镉取代稳定的亚锡结构，化学取代使连续混合的CuAu（PMCA）结构不太稳定的基态锌黄锡矿结构。
2018-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Defect stability in phase-field crystal models: Stacking faults and partial dislocations
控制缺陷的稳定性相场晶体（PFC）模型的主要因素进行检查，与说明性的例子涉及几个现有的模型的变化。指导方针是建立模型与稳定的缺陷结构，保持高的数值效率。一般框架结合了长程弹性场和原子级核心结构的基本特征，在扩散时间尺度上具有可操作的缺陷动力学。所产生的缺陷物理学的基本要素的特点为面心立方晶体的情况下。堆垛层错和分裂肖克莱部分位错稳定的PFC形式主义内的第一次，和相关的缺陷结构的各种性能的特点。这些包括完全刃位错和螺位错的解离宽度，外加应力对解离的影响，滑动的Peierls应变，以及滑动对的动力学收缩。我们的研究结果在一般情况下，比较有利的连续弹性理论和实验结果。
2012-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Generalized Stacking Fault Energy Surfaces and Dislocation Properties of Silicon: A First-Principles Theoretical Study
广义堆垛层错（GSF）能面由于与固体力学性质密切相关而受到广泛关注。本文在密度泛函理论的框架下对硅的GSF能面进行了详细的研究。我们计算了硅（111）面和（100）面的滑移集和滑移集的GSF能面，特别注意原子坐标弛豫的影响。基于计算的GSF能面和Peierls-Nabarro模型，我们获得了各种平面位错的位错轮廓，核心能量，Peierls能量和相应的应力的估计。
1996-04-26 cond-mat.mtrl-sci mtrl-th
A stacking-fault based microscopic model for platelets in diamond
我们提出了一个新的微观模型的$\{001\}$平面缺陷的金刚石通常称为血小板。该模型是基于亚稳态堆垛层错的形成，这可能是因为碳在不同的键合构型中稳定的能力而发生的。在我们的模型中，平面缺陷的核心基本上是嵌入在普通$sp^3$金刚石结构中的三重配位$sp^2$碳原子的双层。使用{ \it ab initio}总能量计算确定模型的性质。所有重要的实验签名归因于血小板，即，沿$[001]$方向的晶格位移，$[110]$和$[1\bar{1}0]$方向之间的不对称性，红外吸收峰$B^\prime$，和广泛的发光线，表明在带隙中的水平的引入，自然占在我们的模型。从动力学的角度来看，该模型也是非常有吸引力的，因为自然发生的剪切过程将导致亚稳断层的形成。
2004-09-20 cond-mat.mtrl-sci
