The AlCrTiV high entropy alloy undergoes an order-disorder transition from body centered cubic (Strukturbericht A2) at high temperatures to the CsCl structure (B2) at intermediate temperatures. We model this transition using first principles Monte Carlo/molecular dynamics simulations. Simulation results yield the temperature-dependent energy, entropy, heat capacity, occupancy fluctuations, and diffraction patterns. The contribution of chemical disorder to the entropy is calculated on the basis of point and pair cluster frequencies. The simulated structures exhibit compensated ferrimagnetism, and the Fermi level lies in a pseudogap. Sensitivity of structure and magnetism to the exchange-correlation functional is discussed, and neutron diffraction experiments are proposed to help resolve the true chemical order.
Robustness against Disorder of Relativistic Spectral Properties in Chalcogenide Alloys
为了仔细解决替代无序和自旋轨道耦合之间的相互作用,在IV-VI合金,我们提出了一种新的理论方法,集成的可靠性,平面波为基础的密度泛函理论超出局域密度近似与相干势近似。通过将所提出的方法应用于三元硫属合金,我们预测接近费米能的光谱特征对替代无序的实质性鲁棒性。补充我们的第一性原理计算与分析的$k \cdot p$模型的岩盐硫族化物,我们表明,无序自能是消失的小接近带隙,从而允许体拉什巴样自旋分裂观察铁电合金,如PbS $_x$ Te $_{1-x}$,以及保护与最近发现的拓扑晶体绝缘体Pb $_{1-x}$ Sn $_x$ Te中的拓扑转变相关的带特性反转。
Effect of site occupancy disorder on Martensitic properties of Mn$_{2}$NiIn type alloys: x-ray absorption fine structure study
为了了解Mn $_{2}$ Ni $_{1+x}$ In $_{1-x}$和Ni $_2$ Mn $_{1+x}$ In $_{1-x}$合金在马氏体和磁性方面的相似性,我们对Mn $_{2}$ Ni $_{1.5}$ In $_{0.5}$合金中Mn和Ni的局域结构进行了\textit{ab-initio}计算。结果表明,在Mn $_{2}$ Ni $_{1+x}$ In $_{1-x}$合金中,Mn原子很可能占据X $_2$ YZ Heusler结构的X、Y和Z三个晶位,而Ni原子优先占据X晶位。Mn原子的这种占位无序是除了由于Mn和In原子之间的尺寸差异而导致的局部结构无序之外的,该局部结构无序也存在于Ni $_2$ Mn $_{1+x}$ In $_{1-x}$合金中。此外,在Mn $_{2-y}$ Ni $_{1.6+y}$在$_{0.4}$($-0.08 \le y \le 0.08$)的Mn和Ni K边缘的计算与实验XAFS的比较表明马氏体相变和Mn原子占据Z位点之间有很强的联系。
Information Entropy Based Crystal Structure Prediction of Chemically Disordered Alloys via Graph Convolutional Neural Networks
Indian Institute of Engineering Science and Technology, Shibpur(印度工程科学与技术学院,希布尔);Indian Institute of Technology (BHU), Varanasi(印度理工学院(贝拿勒斯印度教大学),瓦拉纳西)
First-principles study of disordered half-Heusler alloys \textit{X}Fe$_{0.5}$Ni$_{0.5}$Sn (\textit{X} = Nb, Ta) as thermoelectric prospects
半Heusler合金的高晶格热导率一直是热电应用的主要瓶颈。无序的半赫斯勒合金可能是解决这一困境的一个合理选择。在本文中,利用第一性原理模拟,我们已经证明了低晶格热导率在两个这样的阶段,NbFe $_{0.5}$ Ni $_{0.5}$ Sn和TaFe $_{0.5}$ Ni $_{0.5}$ Sn相比,众所周知的半赫斯勒合金TiCoSb。我们跟踪低热导率的短声子寿命,起源于声学和低位光学声子之间的相互作用。我们建议纳米结构作为进一步降低晶格热导率的有效途径。我们进一步预测这些合金可以在400-600~K的温度范围内和载流子浓度小于10 $^{21}$载流子cm $^{-3}$的情况下得到最佳的应用。与TiCoSb相比,我们发现NbFe $_{0.5}$ Ni $_{0.5}$ Sn和TaFe $_{0.5}$ Ni $_{0.5}$ Sn的$ZT$中$\sim$分别增强35%和17%。我们对这些发现持乐观态度,并相信这些材料将吸引实验研究。
Effect of chemical disorder on the electronic stopping of solid solution alloys
采用实时含时密度泛函理论,在较宽的速度范围内,详细研究了镍基等原子固溶体合金NiCr,NiFe和NiCo对质子和α射弹的电子阻止本领.最近开发的数值电子结构方法被用来探测电子-离子耦合的基本方面的非微扰,并在一个完全原子的上下文中,捕捉原子尺度的无序的效果。特殊的电子能带结构和态密度的影响反映在低速极限行为中。我们比较我们的合金与纯镍靶的结果,以了解合金化如何影响电子停止。我们发现,NiCo和NiFe有类似的停止行为,镍,而镍铬有一个渐进的停止能力,这是一个多的因素,两个大于其同行的速度低于0.1 a. u。我们表明,低速极限的电子阻止本领可以通过控制加宽的d-带通过化学无序来操纵。在这种情况下,布拉格的添加剂规则停止的复合材料也失败的镍铬。
Mechanism of charge transfer and electrostatic field fluctuations in complex metallic alloys
Florida State University(佛罗里达州立大学);Middle Tennessee State University(中田纳西州立大学);Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);Louisiana State University(路易斯安那州立大学)
Electronic structure and magnetism in disordered bcc Fe alloys
本文采用增强空间递归方法结合紧束缚线性松饼锡轨道(TB-LMTO)方法研究了bcc结构Co $_{x}$ Fe $_{1-x}$,Cr $_{x}$ Fe $_{1-x}$和Mn $_{x}$ Fe $_{1-x}$的电子结构和磁性.本文系统地研究了磁矩和居里温度等磁性,并从电荷转移、交换分裂和杂化等效应出发,对3-{ \it d}过渡金属系列的磁矩和居里温度的变化规律进行了讨论。
Room temperature intrinsic anomalous Hall effect in disordered half-metallic ferromagnetic quaternary Heusler alloy CoRuFeSi
National Institute of Technology Andhra Pradesh(安得拉邦国立技术学院);Indian Institute of Technology Hyderabad(海德拉巴印度理工学院);Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences(波兰科学院低温结构研究所);Indian Institute of Technology Kanpur(坎普尔印度理工学院);UGC-DAE Consortium for Scientific Research, Kolkata Centre(UGC-DAE科学研究中心加尔各答中心)
Disproportionate influence of site disorder on the evolution of magnetic phases in anti-Heusler alloy Al$_2$MnFe
Saha Institute of Nuclear Physics(萨哈核物理研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所);Maulana Azad National Institute of Technology(莫拉纳·阿扎德国立理工学院);Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Pune(印度科学教育研究学院(普纳));UGC-DAE Consortium for Scientific Research(UGC-DAE科学研究联盟)
Ultra-wide-band-gap group-III nitrides are of interest for applications in deep-ultraviolet optoelectronics and power electronics. Such devices must be able to efficiently dissipate heat generated from their operation, making the thermal conductivity of the constituent materials an important parameter for high-power applications. We have investigated the phonon-limited thermal conductivity of AlN, GaN, and Al$_x$Ga$_{1-x}$N using first-principles calculations, with a focus on the effects of compositional and isotopic disorder. Our Boltzmann-transport-equation calculations show that the maximum…
Modeling magnetic evolution and exchange hardening in disordered magnets: The example of Mn$_{1-x}$Fe$_x$Ru$_2$Sn Heusler alloys
我们演示了如何交换硬化可以出现在化学无序的固溶体从第一性原理统计力学的方法。一个通用的混合基化学和磁性集团展开已被开发,并应用到Mn $_{1-x}$ Fe $_x$ Ru $_2$ Sn Heusler合金系统;单相固溶体之间的反铁磁性\ch{MnRu2Sn}和铁磁性\ch{FeRu2Sn}与无序的Mn/Fe亚晶格,表现出意想不到的交换硬化。蒙特卡罗模拟适用于集群膨胀能够再现实验测得的磁转变温度和体磁化作为组合物的函数。一个网站周围的磁排序被证明是依赖于不仅散装组合物,但也对该网站的身份和该网站周围的本地组合物。模拟预测,本地反铁磁有序内形成一个散装铁磁区域在中间组成,驱动交换硬化。此外,反铁磁区域在比铁磁区域更低的温度下无序,为实验观察到的交换硬化随温度升高而降低提供了原子论解释。这些影响发生在太小的长度尺度上,无法用以前使用的表征技术来解决。