Electronic structure and the glass transition in pnictide and chalcogenide semiconductor alloys. Part I: The formation of the $ppσ$-network
半导体玻璃表现出许多独特的光学和电子异常。我们已经提出了一个半现象学的方案（J. Chem. Phys. 132，044508（2010）），其中这些异常中的几个产生于深中间带隙电子态，所述深中间带隙电子态驻留在玻璃化转变以上的活化输运所固有的高应变区域上。在这里，我们演示了在分子水平上如何实现这种情况下，在一个重要的类半导体玻璃，即硫族元素和磷族元素的合金。玻璃本身和本征电子中间能隙态都是由于形成由$σ$键合的原子$p$ -轨道组成的网络而出现的，所述轨道仅弱杂化。尽管有大量的弱键，这些$ppσ$ -网络是稳定的竞争类型的键合，同时表现出高度的结构简并性。的稳定性合理化的帮助下，在此提出的结构模型，其中$ppσ$网络的高对称性结构的破坏和扭曲的版本。后一种结构表现出精确的八面体配位并且是完全共价键合的。本方法提供了一个微观路线，在玻璃半导体的电子和结构激发的完全一致的描述。
2010-10-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon coupling in ferromagnetic Fe-Co alloys from first principles
本文通过第一性原理计算揭示了 Fe-Co 合金中电子-声子耦合强度随成分呈自旋依赖变化并在 x=0.25 处最小，且能量转移系数与实验定性一致，说明成分可显著调控磁化动力学与输运性质。
2024-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Lattice Parameter of Magnetic Semiconductor Alloys
向III-V族半导体中添加过渡金属（TM）从根本上改变了它们的电子、磁性和结构特性。与传统的半导体合金相比，磁性半导体合金中的晶格参数，包括具有稀释浓度的磁性半导体合金（稀释磁性半导体- DMS），不能唯一地从组成确定。通过使用第一性原理计算，我们发现磁矩与阴离子-TM键长之间存在直接相关性。我们导出了一个简单的公式，它通过考虑组分和磁矩来确定特定磁性半导体的晶格参数。该公式对AlMnN、AlCrN、GaMnN、GaCrN、GaCrAs和GaMnAs合金的晶格参数行为进行了准确的预测。这种新的依赖关系可以解释一些迄今为止令人困惑的实验观察到的异常，以及，刺激其他类型的理论和实验研究。
2009-02-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Phonons in disordered alloys : a multiple scattering approach
本文讨论了无序引起的组态涨落对置换式无规二元合金中单粒子和双粒子声子格林函数的影响。系统的随机性将在增广空间定理中处理，该定理由我们中的一位提出[J. Phys. C：Solid State Phys. 6，L205（1973）]。这将与广义爱德华兹-兰格图表技术相结合，以数学表达式的形式提取各种有用的结果。本手稿的目的是详细描述散射图。这将形成我们在关于NiPd和NiPt合金的早期论文中使用的计算算法的基础[J. Phys.：康登斯Matter 18，4589-4608（2006）]。我们将显示所有可能的散射图的结构，直到第四阶，并随后说明如何获得戴森方程从一个重新求和的图解系列。我们还将研究无序散射如何影响与热响应相关的两粒子格林函数。我们将表明，无序散射重整化的声子传播以及热流。这些重整化热流将被证明与传播子的自能有关。我们还将研究另一类散射图，它们与自能无关，而与顶点修正有关。
2006-10-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
A critical discussion of calculated modulated structures, Fermi surface nesting and phonon softening in magnetic shape memory alloys Ni$_2$Mn(Ga, Ge, Al) and Co$_2$Mn(Ga, Ge)
用第第一性原理计算研究了Heusler合金Ni $_2$ Mn（Ga，Ge，Al）和Co $_2$ Mn（Ga，Ge）的电子结构、声子动力学、结构不稳定性和马氏体相变的性质.计算结果表明，除了费米面嵌套等电子特性外，光学声子和声学声子模的杂化对调制马氏体结构的稳定也是重要的。
2004-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Phonon transport in single-layer Mo1-xWxS2 alloy embedded with WS2 nanodomains
二维（2-D）过渡金属二硫属化合物（TMD）具有许多有趣的物理和化学性质，使其成为电子、光电和能源应用的理想材料。调节二维（2-D）材料的热导率可以扩展它们在许多这些领域中的适用性。在本文中，我们提出了一种策略，使用合金化和纳米畴抑制2-D材料的热导率。为了预测嵌入纳米畴的2-D合金的热导率，我们采用格林函数方法来评估由于合金化和纳米畴嵌入的声子散射强度。我们的第一性原理驱动的声子玻尔兹曼输运方程计算表明，单层二硫化钼的热导率可以降低到小于十分之一的本征热导率后，合金与W和引入纳米畴由于强散射的高和低频声子。并讨论了进一步降低导热系数的策略。
2016-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Effective Phonon Dispersion and Low field transport in AlxGa1-xN alloys using supercells: An ab-initio approach
本文利用超胞从头计算方法研究AlxGa1-xN随机合金的有效声子色散和低场输运，发现除合金散射外电子-声子散射在室温和高温下也起重要作用，为计算随机合金声子限制输运性质提供了新途径。
2024-02-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Near-forward Raman scattering by bulk and surface phonon-polaritons in the model percolation-type ZnBeSe alloy
利用近前向喇曼散射研究了Zn_（0.67）Be_（0.33）Se合金的体声子和表面声子极化激元。在常规的背散射拉曼光谱中，（Be-Se）短键呈现明显的渗滤双峰，对应于Zn_（0.67）Be_（0.33）Se的三模行为[1（Zn-Se），2（Be-Se）]。这提供了一个机会，以实现一个完善的理解的声子极化激元模式的锌合金超出目前的双模近似，对应于[1（Zn-Se），1（Be-Se）]的描述在这种情况下。支持的讨论是由轮廓建模的线性介电响应的形式主义内的多模体和表面声子极化激元的拉曼信号。
2013-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced phonon-freezing in the ZnBeSe alloy: a study via the percolation mesoscope
我们利用锌合金的1-键-> 2-声子渗流双峰作为介观镜，对它们在压力下的声子行为进行了不寻常的观察。我们专注于（Zn，Be）Se和拉曼散射表明，原来的Be-Se双峰在环境压力下，拉伸-弯曲型，变成一个纯弯曲的单线态在高压ZnSe类岩盐相的方法，一个不自然的Be-Se键。的Be-Se拉伸模式的冻结范围内的渗流模型（介观尺度），从头计算的支持（微观尺度）进行了讨论。
2009-10-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
$Ab$ $intito$ study on some new spin-gapless semiconductors: The Zr-based quanternary Heusler alloys
采用$ab$ $intito$电子结构计算方法，研究了Zr基四元Heusler合金：ZrCoVIn，ZrFeVGe，ZrCoFeP，ZrCoCrBe和ZrFeCrZ（Z=In和Ga）的电子和磁性.我们的$ab$ $intito$计算结果表明，所有的合金都是（或几乎是）无自旋带隙半导体。所有的合金都具有较大的带隙，表明它们在室温下是稳定的。并对这些合金的Slater-Pauling行为进行了讨论。估算了所有合金的居里温度。计算结果表明，我们所计算的四元Heusler合金的居里温度均高于室温。
2015-01-20 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Structural and Electronic Properties of a Wide-gap Semiconductor Alloy: Zn_xMg_{1-x}S_ySe_{1-y}
$Zn_xMg_{1-xS_ySe_{1-y}}$固溶体的结构性质是由计算炼金术和集团扩张方法与蒙特卡罗模拟相结合。我们确定的合金的相图，并表明，均匀相的特点是大量的短程有序之间发生的第一近邻。电子结构计算表明，合金的能隙对这种短程有序相当敏感。
1997-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Tuning alloy disorder in diluted magnetic semiconductors in high fields to 89 T
当局部磁自旋在外加磁场中排列时，II-VI族稀磁半导体（DMS）中的合金无序通常会减少。然而，当前合金无序模型的一个重要且未经检验的预期是，许多DMS化合物中的合金波动在100特斯拉量级的非常大的磁场中应再次增加。本文采用一种新的磁体系统，利用低温光致发光线宽测量了Zn $_{.70}$ Cd $_{.22}$ Mn $_{.08}$ Se量子阱中的无序势。在70 T以上，观察到线宽再次增加，符合合金无序的简单模型。
2006-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Empirical tight-binding method for large-supercell simulations of disordered semiconductor alloys
本研究提出并验证了一种用于无序半导体合金大超胞模拟的经验紧束缚方案，在GaAsSb合金带隙计算上准确性优于现有方案，可提供更细致的无序效应物理见解。
2024-01-30 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Application of bond valence method in the non-isovalent semiconductor alloy (GaN)$_{1-x}$(ZnO)$_x$
本文研究了键价法（BVM）及其在非等价半导体合金（GAN）$_{\rm{1-x}}$（ZnO）$_{\rm{x}}$中的应用。特别注意的是短程有序（SRO）的作用。提出了一种基于原子轨道相互作用的物理解释，并通过密度泛函理论（DFT）计算进行了检验。结合BVM与蒙特卡罗模拟和基于DFT的团簇膨胀模型，键长分布和键角的变化进行了预测。还揭示了键价与键刚度之间的相关性。最后，将键价概念推广到原子势模型中。
2015-12-28 cond-mat.mtrl-sci
An elastic model for the In-In correlations in In(x)Ga(1-x)As semiconductor alloys
在Keating势下研究了In（x）Ga（1-x）As半导体合金中弹性效应引起的随机性偏离。我们的模型是基于蒙特卡罗模拟上的大型（4096个原子）的超晶胞，进行了两种类型的边界条件：完全周期性的边界条件表示的散装，而沿x和y方向的周期性边界条件和在z方向上的自由表面模拟外延生长环境。我们发现，在体中识别的In-In相关性往往会在外延生长的样品中增强。
2000-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Localization of electronic states in III-V semiconductor alloys: a comparative study
III-V族半导体合金的电子性质研究使用第一性原理，重点是电子态的空间局域化。我们比较本地化的能带边缘，由于在主机GaAs中的各种等价杂质，包括其对光致发光线宽和载流子迁移率的影响。在能带边缘的本地化的极端与个别元素的能力，以改变带隙和相对带对齐。此外，替代性缺陷的形成能的计算和链接到与合金的生长和成形性相关的挑战。光谱分辨的逆参与比被用来映射本地化的前瞻性GaAs基材料合金的B，N，In，Sb和Bi的1.55 $μ$ m波长的电信激光器。这种分析是补充的电子结构和讨论的影响本地化的光学增益和俄歇损耗的带展开。光致发光谱的展宽和载流子迁移率的实验数据的一致性表明，局域化特性可以作为半导体合金工程的指导方针。
2017-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Non-linear alloying and strain effects on trivial-topological and semimetal-semiconductor transitions in Bi$_{1-x}$Sb$_x$
采用近似的DFT-1/2准粒子方案、能带结构展开和广义准化学近似描述化学和结构无序，从第一性原理出发研究了Bi $_{1-x}$ Sb $_x$合金的电子结构.我们计算了费米能级附近的重要能级与Sb浓度$x$的关系，其中平凡拓扑（TT）和半金属半导体（SMSC）的转变发生。我们证明了相关状态的能量变化偏离线性行为显着，并且bowings是重要的，正确地描述临界成分。简要讨论了应变对能级的影响。它的结论是施加在锑原子上的应变的类型或符号在合金的生长过程中应在很大程度上取决于它的组成。
2017-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Near-forward Raman study of a phonon-polariton reinforcement regime in the Zn(Se,S) alloy
我们通过近前向拉曼散射研究了A1-xBxC锌合金在布里渊区中心Γ附近进入其纵向光学（LO-）区域时（A-C，B-C）混合声子极化激元的假定增强，正如线性介电响应的形式主义所预测的那样。解决这种问题的选择系统是ZnSe0.68S0.32，这是由于其折射率在可见光范围内的适度色散，这是使声子极化激元洞察力接近Γ的必要条件。实际上通过使用633.0 nm激光激发来访问LO-制度，通过在最终小散射角处的（Zn-Se，Zn-S）混合声子极化激元的强烈出现来证明。
2014-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Evidence of localization effect on photoelectron transport induced by alloy disorder in nitride semiconductor compounds
在p-GaN和p-InGaN/GAN光电阴极上进行了近带隙光电发射光谱实验。当温度降低时，InGaN样品的光发射量子产率下降超过一个数量级，而GAN样品上的温度保持恒定。这表明在p-InGaN中的光电子输运的冻结，我们归因于合金无序引起的波动电位中的电子局部化。这种解释证实了在低温下的光电子谱中的峰值，对应于在InGaN导带的底部放松的光电子的贡献消失。
2022-01-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Growth and Properties of Quaternary Alloy Magnetic Semiconductor (InGaMn)As
研究了用低温分子束外延（LT-MBE）技术在GaAs衬底和InP衬底上生长的四元合金磁性半导体（InGaMn）As的生长和性能。（InGaMn）As薄膜在30 K以下具有铁磁性，表现出较强的磁光效应。Mn浓度x低于4%的[（InyGa 1-y）1-xMnx]As的晶格常数比具有相同In/Ga含量比的InyGa 1-yAs的晶格常数稍小。在InP衬底上生长的（InGaMn）As薄膜具有非常光滑的表面形貌，这对应用于III-V族光电子集成的薄膜型磁光器件具有重要意义。
2001-11-09 cond-mat.mtrl-sci
First-principles quantitative prediction of the lattice thermal conductivity in random semiconductor alloys: the role of force-constant disorder
对半导体合金的晶格热导率$κ_{\ell}$的标准理论理解假定质量无序是声子散射的最重要来源。与此相反，我们表明，迄今为止被忽视的贡献的力常数（IFC）的障碍是必不可少的准确预测的$κ_{\ell}$的极性化合物，其特征在于一个复杂的原子尺度结构。我们发展了一种基于特殊的准随机结构和格林函数的\emph{ab initio}方法，并包括IFC无序的作用，并应用它来计算$\mathrm{In_{1-x}Ga_xAs}$和$\mathrm{Si_{1-x}Ge_x}$合金的$κ_{\ell}$。我们发现，虽然对于$\mathrm{Si_{1-x}Ge_x}$，声子合金散射主要由质量无序，对于$\mathrm{In_{1-x}Ga_xAs}$，IFC无序的列入是基本的，以准确地再现实验观察到的$κ_{\ell}$。由于大多数III-V族和II-VI族随机半导体合金都存在复杂的原子尺度结构，因此我们希望我们的方法适用于广泛的材料。
2017-12-07 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Theory of Competing Order Types, Phase Separation, and Phonon Scattering in Thermoelectric Pb-Sb-Ag-Te Alloys
使用第一性原理集团展开，我们揭示了最近发现的高性能热电材料，Pb-Ag-Sb-Te合金的固态相图和结构。所观察到的纳米级的不均匀性被证明是有序的（Ag）m（Sb）n（Te）m+n相，如AgSbTe 2，所有与岩盐PbTe不混溶的相干沉淀。PbTe在AgSbTe 2中的溶解度高，而（Ag，Sb）Te在PbTe中的溶解度低（850 K时8%对0.6%）。PbTe和AgSbTe 2声子谱的差异证实了非均匀性增强了热电性能。
2008-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Special Quasi-ordered Structures: role of short-range order in the semiconductor alloy (GaN)$_{1-x}$(ZnO)$_x$
本文研究了半导体合金（GAN）$_{1-x}$（ZnO）$_x$中的短程有序（SRO）。基于密度泛函理论（DFT）的团簇膨胀模型的蒙特卡罗模拟结果表明，异质合金具有较强的自组织振荡，这是由于异质合金对最近邻Ga-N和Zn-O对的能量偏好.为了表示SRO相关的结构相关性，我们引入了特殊准有序结构（SQoS）的概念。随后的DFT计算揭示了SRO对（GAN）$_{1-x}$（ZnO）$_x$合金的原子、电子和振动性质的显著影响。由于Zn 3 $d$ -N2 $p$的强排斥作用，无序合金中的Zn-N键在统计上的存在增强，使得无序合金的晶格弯曲和带隙减小比短程有序合金大得多。晶格振动的包含物使无序合金稳定。
2015-12-09 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Optical phonons of SnSe(1-x)Sx layered semiconductor alloys
通过使用偏振拉曼光谱与六个不同的激发波长（784.8，632.8，532，514.5，488，和441.6 nm）的光学声子在层状半导体合金SnSe 1-xSx的演变研究作为一个功能的组合物。的声子模式的偏振依赖性进行了比较与透射电子衍射测量，以确定样品的晶体取向。一些拉曼模式显示出显着的变化，其偏振行为取决于激发波长。确定了SnSe_（1-x）S_x（0<=x<=1）的Ag_2模的最大强度方向不依赖于激发波长，而对应于扶手椅方向。另外还发现，合金中Ag 1，Ag 2和B3 g 1的低频拉曼模式表现出典型的光学声子单模行为，而B3 g 2，Ag 3和Ag 4的高频拉曼模式表现出双模行为。
2020-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and the glass transition in pnictide and chalcogenide semiconductor alloys. Part II: The intrinsic electronic midgap states
我们提出了一个结构模型，在一个统一的方式对待淬火熔体中的磷族元素化物和硫族元素化物半导体的原子运动和电子激发。在第一部分（提交给J. Chem. Phys.）中，我们认为这些淬灭的熔体代表了高度稳定的非周期性$ppσ$ -网络，同时，结构退化。这些网络的特点是协调范围不断扩大。在这里，我们提出了一个系统的方法来分类这些类型的协调在一个简单的立方晶格上定义的父结构中的离散的协调缺陷。我们确定了最低能量的配位缺陷与半导体玻璃中的本征中间带隙电子态，这是以前认为在这些材料中造成许多独特的光电异常。此外，这些配位缺陷是移动的，并对应于过渡态配置在玻璃化转变以上的活化运输。配位缺陷的存在可以解释硫族化合物中动力学和热力学脆性之间令人困惑的差异。最后，所提出的模型恢复作为限制性的情况下，几种流行的类型的键合模式提出了较早的，包括：价交替对，超价配置，并在异极化合物的同极键。
2010-10-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Vibrational properties of phonons in random binary alloys: An augmented space recursive technique in the k-representation
本文提出了一种在k-表象中包含对角、非对角和环境无序的增广空间递归方法：一种分析的、非线性不变的、随机二元合金中声子的多重散射理论，提出了一种计算速度快、精度高的增广空间递归方法（ASR），它将包含大的局域环境中的组态涨落。我们应用的形式主义，以$Ni_{55}Pd_{45}$，$Ni_{88}Cr_12}$和$Ni_{50}Pt_{50}$合金，这不是一个随机的选择。给出了谱函数、相干结构因子、色散曲线和无序诱导半高宽的数值计算结果。最后将计算结果与最近的巡游相干势近似（ICPA）和实验结果进行了比较。
2003-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamics and phonon softening in Ni-Mn-Al Heusler alloys
用非弹性和弹性中子散射方法研究了Ni $_{54}$ Mn $_{23}$ Al $_{23}$ Heusler合金单晶在宽温度范围内的行为。本文报道了该合金系统的低位置声子色散曲线的首次实验测定。我们发现TA $_2$模的频率相对较低。该分支在波数$ξ_{0} ={1/3}\approx 0.33$处表现出异常（下降），其随着温度的降低而软化。与此相关的异常倾角在$ξ_{0}$，弹性中心峰值散射也存在。我们也观察到了由于磁有序的卫星。
2006-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous phonon behavior in the high temperature shape memory alloy: TiPd:Cr
Ti 50 Pd 50-xCrx是一种高温记忆合金，其马氏体相变温度强烈依赖于Cr成分。在相变之前，预马氏体相存在与波矢为q 0 =（0.22，0.22，0）的无公度调制立方晶格。在立方相的漫散射的温度依赖性测量作为一个函数的温度为x=6.5，8.5，和10在。%.研究了晶格动力学，揭示了[110]-TA 2横声子支的反常温度和q依赖性。声子线宽是广泛的整个布里渊区，并随着温度的降低而增加，与预期的非谐性的行为。在q 0时未观察到异常。计算结果与声子结构的第一性原理计算进行了比较。
2007-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Impact of Scattering on Phonon Behavior of Alloys
采用密度泛函理论（DFT）研究了Cu_3Au、Ni_（70）Pt_（30）、Pd_（90）Fe_（10）和Pd_（96）Fe_（04）金属间化合物的晶格动力学。利用加权动力学矩阵（WDM）方法计算了布里渊区两条高对称路径上的声子色散和声子态密度。我们还比较了超原胞方法和非弹性中子散射的结果。此外，我们计算了质量和力常数波动对Cu3Au的影响，并与WDM和超原胞方法的结果进行了比较。从WDM方法获得的平均第一近邻（1NN）力常数在这些金属间化合物结构中的各种对原子之间。
2020-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Influence of mass contrast in alloy phonon scattering
研究了质量对比度对质量替代Lennard-Jones晶体中合金声子散射的影响。通过使用基于分子动力学的模态分析方法计算质量差声子散射率，我们从质量差的大小和符号方面确定了广泛使用的质量差微扰模型的适用性和局限性。声子模式相关分析的结果表明，临界声子频率，质量差微扰理论失败以上，与其符号无关的质量差的大小而减小。这就产生了一个临界质量的对比，在此之上的质量差微扰模型明显低估了晶格的热导率。
2015-06-08 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Virtual crystal description of III-V semiconductor alloys in the tight binding approach
提出了一种简单有效的方法来构造三元合金在虚晶近似下的经验紧束缚参数。这结合了一个新的，紧凑的制定的应变参数和线性插值应变合金平衡晶格参数的二元材料的哈密顿。我们表明，它是可能的，以获得一个完美的描述的带隙弓的InGaAsSb材料的三元合金家庭。此外，这种方法是在一个很好的协议与超胞计算使用相同的参数集。该方案为基于合金的光电器件的原子建模开辟了一条道路，而无需大量的超原胞计算。
2016-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic, magnetic and galvanomagnetic properties of Co-based Heusler alloys: possible states of a half-metallic ferromagnet and spin gapless semiconductor
不同X $_2$ YZ Heusler合金的能隙参数以及相应的电子、磁性和电磁性质可能会有很大差异。特别是具有几乎100%自旋极化的载流子的半金属铁磁体（HMF）和自旋无隙半导体（SGS）是自旋电子学的有前途的材料。跟踪Co $_2$ YSi（Y = Ti、V、Cr、Mn、Fe）和Co $_2$ MnZ Heusler合金（Z = Al、Si、Ga、Ge）在可能的HMF和/或SGS状态下的电、磁和电流磁性质的变化，并建立它们的互连。发现磁化强度和剩余电阻率的值发生了显著变化，同时观察到这些电子和磁性特征的变化与价电子数和自旋极化之间的相关性。
2021-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Phonons in random alloys: the itinerant coherent-potential approximation
我们提出了巡回相干势近似（ICPA），一个分析的，不变性和易于处理的形式的增广空间为基础的，多散射理论在一个单一的网站近似的谐波声子在现实的随机二元合金的质量和力常数的混乱。我们提供的表达式与实验结构因素，如部分和平均光谱函数进行比较所需的数量，并推导出与之相关的总和规则。数值结果为Ni_{55} Pd_{45}和Ni_{50} Pt_{50}合金作为测试用例，前者为弱力常数无序和后者为强。我们目前的色散曲线和无序引起的宽度的结果。直接比较与单点相干势近似（CPA）和实验提供洞察力常数的变化在随机合金的物理。CPA很好地解释了弱力常数无序的情况，但在ICPA成功的情况下，却不能解释强力常数无序。
2002-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Bandgaps and band bowing in semiconductor alloys
本文用一种快速、实用的方法计算了半导体合金的带隙和能带弯曲参数。该方法是一个介电缩放近似的基础上，一个近似。它增加了一个能移的带隙所提供的局域密度近似（LDA）的密度泛函理论（DFT）。能量位移由高频介电常数的倒数加权的材料无关常数组成。该方法的显著特点是通过紧束缚线性松饼-锡轨道（TB-LMTO）的格林函数（GF）在原子球近似（ASA）下快速计算合金的介电常数。当将其应用于高度失配的半导体合金（HMA）（如Zn Te $_x$ Se $_{1-x}$）时，该方法提供了与用LDA计算的带弯曲参数不同的带弯曲参数，这是由于高频介电常数也表现出弯曲。
2010-02-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Towards a first principles description of phonons in Ni$_{50}$Pt$_{50}$ disordered alloys: the role of relaxation
采用密度泛函微扰理论和巡游相干势近似，研究了原子弛豫对无序Ni $_{50}$ Pt $_{50}$合金非弹性非相干中子散射截面的影响.我们建立在以前的工作，经验力常数调整{ \it特设}，以符合实验。首先放松所有的结构参数内的局域密度近似有序的NiPt化合物，密度泛函微扰理论，然后用于计算声子谱，态密度，和力常数。所得的最近邻力常数的第一个比较，其他有序结构的不同化学计量，然后用于生成的非弹性散射截面内巡回相干势近似。我们发现，结构弛豫大大影响计算的力常数和产生的非弹性截面，并且该效果是更明显的随机合金比在有序合金。
2004-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Shining light on short-range atomic ordering in semiconductors alloys
Stanford University（斯坦福大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）；George Washington University（乔治华盛顿大学）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Max Planck Institute for Sustainable Materials（马克斯·普朗克可持续材料研究所）
研究通过机器学习方法分析EXAFS数据，揭示GeSn合金中短程原子有序性对带隙的影响，并展示通过退火调控短程有序性以优化半导体性能。
2026-04-07 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Electron-Phonon Scattering governs both Ultrafast and Precessional Magnetization Dynamics in Co-Fe Alloys
最近的研究已经推进了铁磁金属合金的结构-性质关系如何影响纳秒时间尺度上的磁化动力学的理解。对毫微微至微微秒时间尺度上的磁化动力学的类似理解尚不存在。为了解决这个问题，我们进行时间分辨磁光克尔效应（TRMOKE）测量的磁化动力学在钴铁合金的飞秒到纳秒制度。我们表明，钴铁组合物，表现出低吉尔伯特阻尼参数也具有延长超快退磁光激发后。我们分析了我们的实验TR-MOKE数据与三温度模型（3 TM）和Landau-Lifshitz-Gilbert方程。这些分析揭示了一个强大的成分依赖的动力学在所有的时间尺度上的电子-声子相互作用的强度。我们的发现对自旋电子学和磁振子学社区是有益的，并将有助于寻求节能磁存储应用。
2021-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Features of the Electronic and Magnetic Properties of Heusler Alloys in the States of a Half-Metallic Ferromagnet and a Spin-Gapless Semiconductor
M.N. Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院乌拉尔分校 M.N. 米凯耶夫金属物理研究所）
本文研究了Heusler合金在半金属铁磁体和自旋无隙半导体状态下的电子与磁性性质特征，探讨了其在自旋电子学中的应用潜力。
2025-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quaternary MgSiN_2-GaN alloy semiconductors for deep UV applications
超宽带隙半导体在深紫外光电子领域有着广阔的应用前景。在这里，我们评估的潜力MgSiN $_2$ -GAN合金用于此目的。虽然MgSiN $_2$本身具有比其直接带隙$\sim$ 6.5 eV低0.4 eV的间接带隙$\sim$，但是其在两个不同基面方向上与GAN的不同符号晶格失配可以避免拉伸应变，对于高$x$，拉伸应变限制GAN上的Al $_x$ Ga $_{1-x}$ N。研究了MgSiN $_2$和GAN的50%合金的两种八位定则保持结构（空间群为$Pmn2_1$和$P1n1$），采用准粒子自洽（QS）$GW$计算发现它们都具有大于4.75 eV的带隙.两者都是几乎直接的间隙，在这个意义上，间接间隙小于0.1 eV低于直接间隙。它们的混合能是正的，但很小，对于$Pmn2_1$（$P1n1$），其值为8（31）meV/atom，表明只有很小的相分离驱动力。
2022-12-26 cond-mat.mtrl-sci
Optical phonon modes assisted thermal conductivity in p-type ZrIrSb Half-Heusler alloy: A combined experimental and computational study
具有18价电子数的半赫斯勒（HH）合金在与热电相关的研究领域引起了极大的兴趣。了解这些具有半导体基态的系统所表现出的新颖的输运性质是该领域的一个重要焦点。大多数HH合金显示的大热导率在改善品质因数（ZT）方面具有主要障碍。此外，了解重组分HH合金的热传导机制是一个有趣的方面。本文通过实验研究、声子色散和电子能带结构计算，研究了ZrIrSb的高温热电性能。发现ZrIrSb在室温附近表现出明显较低的电阻率和Seebeck系数，这是由于Ir/Sb和空位之间存在反位无序。有趣的是，在ZrIrSb中，晶格热导率由声学和低频光学声子模式之间的耦合决定，该耦合源于较重的Ir/Sb原子。由于带边界附近的光学声子激发，这种耦合导致Umklapp过程的增强，导致\k{appa} L的较低幅度。我们的研究指出，在一个简单的单胞内同时存在两个重质量元素可以大大降低晶格自由度。
2021-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Phonon dynamics of Zn(Mg,Cd)O alloy nanostructures and their phase segregation
在本文中，我们报告的声子动力学在化学合成的Zn 1- xMgxO（0 \leqx \leq 0.07）和Zn 1-yCdyO（0 \leqy \leq 0.03）合金纳米结构的尺寸约10 nm的非共振拉曼光谱和傅立叶变换红外光谱（FTIR）。Mg的取代使晶胞致密，而Cd的取代导致晶胞膨胀。在合金化过程中，由于杂质原子引起的质量缺陷和体积变化，纤锌矿结构ZnO的A1（LO）和E1（LO）模在Zn 1-xMgxO和Zn 1-yCdyO合金纳米结构中分别发生了蓝移和红移。在Zn 1-xMgxO（x = 0.07时为73 cm-1）和Zn 1-yCdyO（y = 0.03时为17 cm-1）纳米结构中观察到了E1（LO）模的显著位移。Zn（Mg，Cd）-O键长的变化与Mg（Cd）合金化的IR谱带的蓝（红）移是一致的，与它们各自的离子尺寸和结构的变化预测的X-射线衍射研究。然而，在渐进合金化中，可以检测到相分离（由于存在间隙Mg和Cd离子）在合金纳米结构中相对较高的Mg和Cd浓度。这是证实了纤锌矿ZnO的特征红外和拉曼光谱带附近400-600 cm-1以及通过X射线和TEM研究逐渐缺乏。
2011-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and exchange constants in magnetic semiconductors digital alloys: chemical and band-gap effects
第一性原理模拟已经进行了[001]有序Mn/Ge和Mn/GaAs“数字合金”，重点是i）更大的带隙和ii）不同的半导体主体对磁性半导体的电子结构的影响。Mn/Ge中的交换常数的计算结果表明，即使对于较长范围的耦合常数，较大的带隙也会产生较强的最近邻铁磁耦合和整体增强的面内铁磁耦合。至于交换常数的化学效应，我们发现，Mn/GaAs显示出较小的最近邻铁磁耦合比Mn/Ge，但交换常数较高的Mn-Mn距离显示出整体增加的Mn/GaAs的铁磁行为。因此，从磁耦合的角度来看，这两个系统的平均行为相当相似。
2006-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Phonon Dispersion Calculation for Binary Alloys Using WDM Approach
采用密度泛函理论（DFT）计算研究了AgPd、Ni55Pd45、Ni95Pt05和Cu0.715Pd0.285金属间化合物的晶格动力学。利用加权动力学矩阵（WDM）计算了两个对称方向上的声子色散和声子态密度，并与虚晶近似（VCA）、超原胞方法和中子非弹性散射实验结果进行了比较。讨论了质量、力常数涨落和Ag浓度对AgPd晶格动力学的影响，并将WDM方法与超原胞方法进行了比较。通过WDM方法得到了金属间化合物中不同原子对之间的平均第一近邻（1NN）力常数。基于我们的结果，WDM方法与超原胞方法和中子散射实验数据吻合得很好。VCA在某些情况下高估，在其他情况下低估，第一原理频率。
2020-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Lattice stability of ordered Au-Cu alloys in the warm dense matter regime
在电子温度增加到与费米温度相同数量级的暖密区中，元素金属的动力学稳定性取决于其电子能带结构以及其晶体结构。已经知道，声子硬化是由于电子激发引起的内部压力增强而发生的，如在紧密堆积的简单金属中，而声子软化发生在布里渊区中的特定点处，如在体心立方金属中。在这里，我们研究了二元有序合金（Au和Cu）在L1 $_0$和L1 $_2$结构中的动力学稳定性。通过对声子色散的第一性原理计算，我们证明了在L1 $_0$结构中，除了AuCu在R点处的最低频率声子模外，热密Au-Cu系统都表现出声子硬化行为.我们表明，当声子模式是稳定的长程原子间相互作用在环境条件下，这样的声子将不稳定的短程性质的温暖的致密物质。
2021-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Superdiffusive heat conduction in semiconductor alloys -- II. Truncated Lévy formalism for experimental analysis
几乎所有的准弹道热流的实验观测解释与修改的导热系数傅立叶理论。然而，详细的玻尔兹曼输运方程（BTE）分析表明，半导体合金中热能的准弹道运动不再是布朗运动，而是表现出具有分形维数$α< 2$的Lévy动力学。在这里，我们提出了一个框架，使完整的3D实验分析保留所有基本物理的准弹道BTE动力学现象。一个只有两个拟合参数的随机过程描述了从长度和时间尺度都很短的纯Lévy超扩散到规则傅立叶扩散的过渡。该模型提供了准确的适合在整个调制频率范围内的时域热反射原始实验数据，而不需要任何“有效”的热参数，没有任何先验知识的微观声子散射机制。InGaAs和SiGe的识别$α$值在百分之几内匹配从头计算BTE预测。我们的结果提供了实验证据的分形Lévy热传导在半导体合金。该形式主义还表明，材料内部的瞬态温度与傅立叶理论显著不同，可以改善纳米级器件和材料界面的热特性。
2014-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Superdiffusive heat conduction in semiconductor alloys -- I. Theoretical foundations
半导体合金的有效热导率对测量频率有很强的依赖性。到目前为止，这种准弹道行为只被解释为现象学，提供有限的洞察到底层的热输运动力学。在这里，我们表明，半导体合金中的准弹道热传导是由Lévy超扩散。通过求解具有从头算声子色散和散射率的玻尔兹曼输运方程，揭示了具有分形空间维数$1 < α< 2$和均方能量位移超线性时间演化$σ^2(t) \sim t^β (1 < β< 2)$的输运机制.的特征指数直接互连的顺序$n$的主要声子散射机制$τ\sim ω^{-n} (n>3)$和累积电导率谱$κ_Σ(τ;Λ)\sim (τ;Λ)^γ$解决松弛时间或平均自由程通过简单的关系$α= 3-β= 1 + 3/n = 2 - γ$。合金内部的准弹道输运不再受布朗运动控制，而是受Lévy动力学控制。这对用改进的傅里叶理论解释热反射（TR）测量具有重要意义。InGaAs和SiGe的实验$α$值，确定通过TR分析与一种新的Lévy热形式主义，符合从头算BTE预测的百分之几。我们的研究结果导致更深入，更准确的定量理解的物理纳米热流实验。
2014-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Bandgap widening and behavior of Raman-active phonon modes of cubic single-crystalline (In,Ga)$_2$O$_3$ alloy films
本文研究分子束外延生长的立方(In,Ga)$_2$O$_3$合金薄膜，发现Ga掺入导致带隙蓝移，并利用拉曼声子模式频率作为测定Ga含量的灵敏指标。
2021-08-20 cond-mat.mtrl-sci
An augmented space approach to the study of phonons in disordered alloys : comparison between the itinerant coherent-potential approximation and the augmented space recursion
基于第一性原理的密度泛函线性响应理论（即所谓的密度泛函微扰理论\cite{dfpt}）分别与最近发展的两种形式相结合，系统地研究了无序二元合金的晶格动力学。这两种形式是增广空间递归（ASR）和巡回相干势近似（ICPA）。这两种不同的理论（DFPT-ASR和DFPT-ICPA）系统地提供了对早期基于单站点的理论（如CPA等）的改进的层次结构。并且包括无序配置中的非局部相关性。形式主义明确考虑到波动的质量，力常数和散射长度。DFPT与这些公式的结合有助于理解合金中力常数的实际相互作用。我们通过应用于fcc Fe $_{50}$ Pd $_{50}$合金来说明该方法。
2006-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic Ferromagnets, Spin Gapless Semiconductors, and Topological Semimetals Based on Heusler Alloys
综述了Heusler合金在半金属铁磁体、自旋无隙半导体和拓扑半金属状态下的电子结构、电子和磁性的理论和实验研究。这些物质具有不寻常的、对外界影响高度敏感的磁性和电子特性，这与它们中存在的能隙和外来激发有关。在这些状态中的每一个，以及在它们之间的过渡的电子结构和性质的行为和演变的功能，被认为是。有目的地控制这些材料的性能的可能性对于它们的实际应用是有前景的。
2021-11-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The substitutional atomic distance model for predicting lattice thermal conductivity in alloys
School of Energy and Power Engineering, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学能源与动力工程学院）；College of Science, National University of Defense Technology（国防科技大学理学院）
提出替代原子距离模型，通过SiGe和InGaAs合金验证，准确预测热导率，揭示合金散射主导热导降低机制。
2026-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Temperature and composition dependence of the band gaps of Ga$_{1-x}$In$_x$N alloy: a first-principles study based on the virtual crystal approximation
本文采用第一性原理的虚晶近似（VCA）方法研究了Ga $_{1-x}$ In $_x$ N合金的结构、电子和振动性质。用TB 09泛函获得了3.85 eV的带隙弯曲参数。声子态密度随着In含量的增加向低频移动。然而，VCA忽略了无序效应，因此无法描述合金化后声子谱的展宽。本文还研究了GAN、InN及其合金Ga $_{1-x}$ In $_x$ N的电子-声子相互作用对带隙温度依赖性的影响。计算的零点运动重整化和拟合的Varshni参数在整个组成范围内进行了讨论。
2015-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous vibrational effects in non-magnetic and magnetic Heusler alloys
利用第一性原理计算研究了非磁性和磁性Heusler合金中的声子反常。在[110]方向上得到了几个立方L2 $\mathrm{_1}$结构体系的声子色散。我们考虑的化合物表现出声子不稳定性，并将它们与稳定的对应物进行比较。电子结构的分析使我们能够识别导致结构不稳定性的特征。不稳定化合物的声子色散表明，虽然声学模式趋于软化，但光学模式以与稳定结构显著不同的方式分散。出现在异常低的频率下分散的光学模式是拉曼活性的，这被认为是不稳定系统的较强极化性的指示。我们表明，声子不稳定性的TA $_{2}$模式的Heusler合金是由相互作用（排斥）与低能量的光学振动。光学模式显示出其不寻常的行为，由于共价相互作用，这是额外的键合功能与占主导地位的金属在Heusler化合物不相称。
2005-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Electron-Phonon Interaction in Embedded Semiconductor Nanostructures
研究了在连续介质弹性理论中，半导体纳米结构中声学声子的变化，包括应变引起的修正。采用{ \em ab initio}密度泛函理论计算有效弹性常数。计算了埋在GaAs势垒材料中的球形InAs量子点的电子-声子耦合。它的强度被证明是抑制相比，散装声子的假设。
2006-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Control of Spin in La(Mn,Zn)AsO Alloy by Carrier Doping
无磁场条件下自旋的控制是自旋电子学器件发展的挑战之一。为了解决这一问题，我们从实验合成的两种稀土元素过渡金属砷化物氧化物LaMnAsO和LaZnAsO出发，提出了一种新的LaMn0.5Zn0.5AsO合金。通过强关联修正的第一性原理计算，我们发现LaMn_（0.5）Zn_（0.5）AsO合金在基态是反铁磁半导体，而在铁磁态是双极磁性半导体.电子和空穴掺杂的LaMn_（0.5）Zn_（0.5）AsO合金中的反铁磁和铁磁转变，以及半导体和半金属的转变。特别地，自旋极化方向可根据掺杂载流子的类型进行切换。LaMn_（0.5）Zn_（0.5）AsO合金在实验中可以通过施加栅压实现载流子掺杂，是一种很有前途的自旋电子材料，可以利用电场产生和控制自旋极化载流子。
2013-08-02 cond-mat.mtrl-sci
