Kinetics of the Crystalline Nuclei Growth in Glassy Systems
在这项工作中，我们研究了玻璃体系中的晶核生长，主要集中在该过程的早期阶段，在该阶段，生长核的大小仍然与临界尺寸相当。基于两个结晶玻璃体系的分子动力学模拟结果，我们评估了在对应于深过冷温度下晶核的生长规律和生长动力学参数，在此，模拟结果的统计处理是在平均第一时间方法内完成的。研究发现，对于不同温度下的体系，重新标度到临界晶核等待时间上的晶体生长规律遵循统一的依赖关系，这可以大大简化晶核成核后生长的理论描述。评估的大小依赖的增长率的特征在于过渡到稳态的增长制度，这取决于温度和发生在玻璃体系中时，一个不断增长的核的大小变得两个-三倍大于临界尺寸。建议使用简化温标$\widetilde{T}$来考虑晶体生长速率特性的温度依赖性。因此，它是揭示的比例值的晶体生长速率特性（即，稳态生长速率和临界尺寸的核的附着率）的功能的降低温度$\widetilde{T}$玻璃系统遵循统一的幂律依赖关系。这一发现是支持可用的模拟结果，对应的玻璃体系中的晶体生长速率在玻璃化转变温度附近的实验数据进行了讨论。
2017-03-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Topological Description of the Solidification of Undercooled Fluids and the Temperature Dependence of the Thermal Conductivity of Crystalline and Glassy Solids Above Approximately 50 K
采用四元数取向序参量描述凝固过程，研究了晶态和非晶态固体热输运性质的拓扑起源。全局取向秩序，实现了自发对称性破缺，是防止在有限的温度下的系统，存在于有限的尺寸（Mermin-Wagner定理）。正如复杂的有序系统在二维和一维中存在于有限维中一样，由于序参量的维数，四元数有序系统在四维和三维中也存在于有限维中。就在熔化温度以下，自发产生的拓扑缺陷形式的取向偏差波动阻止了固态的发展。使用O（4）量子转子模型很好地描述了这样的凝固系统，并且预期缺陷驱动的Berezinskiii-Kosterlitz-无相变（BKT）转变将过冷流体与结晶固体状态分离。在受限的维度中，除了取向有序的基态之外，取向无序的基态可以通过调整相关O（n）量子转子模型哈密顿量中的非热参数来实现;因此，预期玻璃状固体状态作为O（4）量子转子模型的不同基态而存在。在这种凝固的拓扑框架内，有限的Kauzmann温度标志着晶体和玻璃态之间的一级转变，在属于O（4）量子转子模型的“自对偶临界点”。这种跃迁是属于O（2）约瑟夫森结阵列（JJAs）的量子相变的高维模拟。晶体和玻璃态固体的热输运性质，高于约50 K，被认为是沿着电传输性质的JJA跨超导体到超绝缘体的过渡。
2018-11-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Is Cement a Glassy Material?
水泥的粘结相硅酸钙-水玻璃（C-S-H）的性质仍然是一个有争议的问题。特别是，与以前的晶体模型相反，最近有人提出其纳米级结构实际上是无定形的。为了阐明这个问题，我们分析了一个现实的模拟C-S-H的结构，并比较后者的结晶雪硅钙石，天然类似水泥，和人工理想的玻璃。结果清楚地支持C-S-H是无定形的。然而，它的结构显示出中等程度的有序性，保留了晶体的一些特征，同时获得了整体的玻璃状无序。由于详细的量化的秩序和混乱，我们表明，它的非晶态主要来自其水合作用。
2015-06-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Mechanoluminescence in crystalline inorganic materials: local disorder and the elastic distortion hypothesis
Kyoto University（京都大学）；University of Rennes（雷恩大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）
本文通过弹性常数运动学分析，提出力致发光源于机械载荷下活性位点的动态畸变，并解释了静水压与剪切敏感性差异、卸载时发光峰等实验现象。
2026-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Origin of perpendicular magneto-crystalline anisotropy in L10-FeNi under tetragonal distortion
采用第一性原理密度泛函方法研究了L10有序FeNi合金中垂直磁晶各向异性的起源。我们发现，L10-FeNi的垂直MCA主要来自组成的Fe原子，这与最近的测量的Fe轨道磁矩的各向异性的L10-FeNi的X-射线磁性圆二色性是一致的。对自旋轨道相互作用的二阶微扰分析表明，占据的多数自旋带和未占据的少数自旋带之间的自旋翻转激发对垂直MCA有相当大的贡献，少数自旋带中的自旋守恒项也是如此.此外，MCA能量随着面内晶格参数减小（增加轴比c/a）而增加。MCA能量的增加可以归因于由于在压缩面内畸变下费米能级周围的Fe d（xy）和d（x2-y2）轨道分量的调制而导致的自旋翻转项的进一步增强。
2012-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Ultra-low glassy thermal conductivity and controllable, promising thermoelectric properties in crystalline o-CsCu5S3
本研究结合第一性原理自洽声子计算与线性化维格纳输运方程，揭示晶态o-CsCu₅S₃超低玻璃态热导率的粒子-波动双重声子机制，并通过调控载流子浓度实现800K下18.4%的高热电转换效率，为铜基硫族热电材料设计提供新思路。
2024-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Hidden polymorphs drive the vitrification in B2O3
了解有利于液体结晶或玻璃化的条件一直是一个长期存在的科学问题。另一个相关的，但还没有很好地理解的问题是玻璃态和各种可能的结晶形式之间的关系，一个系统可能采取。在这种情况下，B2 O3是一个令人困惑的研究案例，因为i）它是最好的玻璃形成系统之一，尽管明显缺乏低压多晶型; ii）它在环境压力下以与唯一已知的结晶相异常不同的玻璃态形式玻璃化; iii）除非施加压力，否则它从不从熔体中结晶，这是一种称为结晶异常的有趣行为。在这里，通过从头计算，我们发现存在新的B2 O3晶体多晶型物的结构性质类似的玻璃和形成能量可比的已知的环境晶体。由此产生的构型简并性驱动系统在环境压力下玻璃化。简并度在压力下被提升，揭示了结晶异常的起源。这项工作调和的行为B2 O3与其他玻璃系统，并重申了系统的能力，玻璃化的多态性所发挥的作用。一些预测的晶体是完全由三重环组成的笼状材料，为硼基纳米多孔材料的合成开辟了新的前景。
2012-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Solidification fronts in supercooled liquids: how rapid fronts can lead to disordered glassy solids
我们确定的速度结晶（或更一般地说，固化）前，因为它前进到均匀的液相后，系统已淬火到结晶区的相图。我们通过假设系统的动力学密度泛函理论模型和应用边际稳定性准则来计算波前速度。我们的研究结果也适用于相场晶体（PFC）凝固模型。随着凝固前沿进入不稳定液相，前沿后面的密度分布产生密度调制，并且这些调制的波长是动态选择的量。对于浅猝灭，所选择的波长恰好是晶相的波长，因此形成了良好有序的晶态。然而，当系统被深度淬火时，我们发现这个波长可以与晶体的波长有很大的不同，这样凝固前沿自然会在系统中产生无序。随后必须发生显着的重排和老化的系统，以形成规则的有序晶体，对应于自由能最小值。每当一个锋从随机的初始条件发展起来时，就会引入额外的无序。我们说明这些发现与PFC获得的结果。
2012-09-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Self-assembled Frameworks Solid with Turbostratic Stacked Crystalline Layers -- A Frustrated 3D Crystal Lattice
针对晶体材料中可控引入特定无序的难题，本研究基于弱化层间作用的策略，在含Cu节点的B-C-TA二维骨架自组装材料中实现了约为石墨1/60的弱层间作用，为构建兼具有序与无序的材料提供了新途径。
2023-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Absence of higher than 6-fold coordination in glassy $GeO_{2}$ up to 158 GPa revealed by X-ray absorption spectroscopy
本文利用高压X射线吸收谱研究玻璃态GeO2在158 GPa下的局域结构，发现其始终以共边八面体为主要结构基元，不存在高于6配位的结构，并揭示了不同压力阶段压实机制由八面体畸变和键长缩短共同主导。
2025-07-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Glassy Li Metal Anode for High-Performance Rechargeable Li Batteries
从分子、晶格到电极水平控制纳米结构仍然是实践中的技术，其中晶体的成核和生长仍然需要更基本的理解和精确的控制来塑造金属沉积物的微观结构及其性质。这对于实现具有高电化学可逆性的无枝晶Li金属阳极用于实际高能可再充电Li电池是至关重要的。在这里，低温透射电子显微镜被用来捕获的动态生长和原子结构的锂金属沉积物在早期的成核阶段，其中的相变从非晶态，无序状态到结晶，有序的一个被揭示为电流密度和沉积时间的函数。反应分子动力学模拟描述了宽时空尺度上原子间的实时相互作用。结果表明，伴随着非晶-晶相变的冷凝过程需要足够的（火用）、迁移率和时间来进行，这与经典成核理论的预测相反。这些可变性引起不同的动力学途径和时间演化，导致在纳米尺寸域中的有序和无序纳米结构的不同程度，这些纳米结构在Li金属电极的形态演化和可逆性中占主导地位。与结晶Li相比，无定形/玻璃态Li在高能可再充电电池中的循环寿命方面表现优异，并且是实现长循环寿命的高动力学稳定性的期望结构。
2020-04-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Thermoelectric response from grain boundaries and lattice distortions in crystalline gold devices
导体中的电子塞贝克响应涉及载流子的能量依赖平均自由程，并且受到晶体结构、来自边界和缺陷的散射以及应变的影响。以前的光电（PTE）的研究表明，多晶金属纳米线的热电性能与晶粒结构有关，虽然直接的证据连接晶体微观结构的PTE响应是很难阐明。在这里，我们表明，室温扫描的PTE测量是敏感的探针，可以检测到微妙的变化，在当地的塞贝克系数的金与底层的缺陷和应变，介导晶体变形。这种连接是通过结合扫描PTE和电子显微镜测量的单晶和双晶金微尺度设备。出乎意料的是，光电压图强烈相关的逐渐变化的晶体学的电子背散射衍射检测到的取向差。单个晶界和不同的晶粒取向对PTE信号的影响是最小的。这种扫描PTE技术显示出识别纳米材料和器件中微小结构扭曲的希望。
2021-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomistic simulations of the crystalline-to-amorphous transformation of gamma-Al2O3 nanoparticles: delicate interplay between lattice distortions, stresses, and space charges
采用大规模分子动力学模拟研究了γ-Al 2 O3在300 ~ 900 K温度范围内的相稳定性随尺寸的变化。对于γ-Al_2 O_3晶体，O亚晶格的FCC-HCP转变为α-Al_2 O_3的体相转变在900 K时仍然受到动力学阻碍。然而，通过形成准八面体Al局部配位球的FCC O-亚晶格的局部扭曲变得热激活，如由Al-O键的部分共价性驱动的。相反，球形γ-Al 2 O3纳米颗粒（尺寸为6和10 nm）在900 K下经历晶体到非晶的转变，其从重构表面开始并通过阴离子和阳离子的集体位移传播到核心，导致形成Al的7倍和8倍局部配位球。重建的富Al表面通过扩散的贫Al过渡区与化学计量的芯分离。这种成分的不均匀性造成了NP内部电荷的不平衡，这引起了一个净库仑吸引力，该吸引力足够强，可以将NP核中的初始应力状态从压缩扭转为拉伸。这些发现揭示了氧化物纳米系统中晶格畸变、应力和空间电荷区域之间的微妙相互作用。提供了对所报道的金属氧化物纳米颗粒随着尺寸减小而膨胀的基本解释，这对例如非均相催化、纳米颗粒烧结和纳米颗粒增强金属基复合材料的增材制造具有重要意义。
2023-02-17 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Orthogonal lattice distortions inside crystalline Si upon sub-threshold femtosecond laser-induced excitation
本文提出基于超快X射线动力学衍射的深度分辨探测技术，观测到亚熔化阈值飞秒激光激发Si单晶时产生的纵向与横向晶格畸变，并发现横向应变传播慢于纵向声速。
2025-09-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Designing rare-earth free permanent magnets in Heusler alloys via interstitial doping
基于高通量密度泛函理论计算，研究了轻间隙原子H、B、C和N对立方Heusler合金磁性能的影响，旨在设计新型无稀土永磁体.据观察，间隙原子诱导显着的四重畸变，导致32个候选人与大（$>$ 0.4 MJ/m $^3$）单轴磁晶各向异性能（MAEs）和10例大面内MAEs。根据微扰理论和化学键的详细分析表明，强的MAE来源于晶体的局部畸变，从而改变了晶体周围的化学键。这提供了一种有价值的方法来定制MAE以获得有竞争力的永磁体，填补了高性能Sm-Co/Nd-Fe-B和广泛使用的铁氧体/AlNiCo材料之间的空白。
2019-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Imaging extended single crystal lattice distortion fields with multi-peak Bragg ptychography
本文提出一种多峰布拉格叠层衍射成像方法，通过耦合独立数据集和梯度优化，直接解析扩展单晶的矢量晶格畸变，并有效去除重建伪影。
2023-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Origin of Glass-like Thermal Conductivity in Crystalline TlAgTe
本研究通过第一性原理计算结合非谐晶格动力学统一框架，揭示了晶体TlAgTe类玻璃低热导率源于Tl局域振动增强四声子散射抑制类粒子热输运，且强非谐性引发高频声子类波隧穿贡献相干热输运，为可调热导率材料设计提供依据。
2025-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Ab Initio Calculation of the Lattice Distortions induced by Substitutional Ag- and Cu- Impurities in Alkali Halide Crystals
本文用从头算方法研究了ns 2阴离子（Ag-和Cu-）对碱金属卤化物晶体（AX：A = Li，Na，K，Rb; X = F，Cl，Br，I）的掺杂。嵌入在周围的晶格中的179个离子的大活性团簇被认为是为了正确地描述引入替代杂质引起的晶格弛豫。在所有考虑的情况下，晶格畸变意味着几个壳的邻居的协调运动。正如预期的那样，对于较小的阴离子Cu-，壳位移较小。对岩盐碱金属卤化物（CsF除外）家族的研究使我们能够提取在其他杂质系统的研究中可能在预测水平上有用的趋势。这些趋势以简单的几何论证的形式呈现和讨论。
2000-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Dirac mass generation from crystal symmetry breaking on the surfaces of topological crystalline insulators
拓扑表面态（SS）的可调谐性和狄拉克能隙的可控打开是拓扑材料领域的重要研究内容。在拓扑晶体绝缘体（TCI）中，最近观察到自发产生的狄拉克能隙，这归因于立方晶体对称性破缺。然而，这种结构畸变迄今尚未被直接观察到，并且通过晶体对称性破缺打开狄拉克能隙的微观机制仍然难以捉摸。在这项工作中，我们提出了扫描隧道显微镜（STM）测量的TCI铅$_{1-x}$锡$_x$硒为广泛的合金组合物跨越拓扑和非拓扑制度。STM形貌直接揭示了表面上的破坏性扭曲，它将质量赋予了原本没有质量的狄拉克电子--这一机制类似于粒子物理学中长期以来备受追捧的希格斯机制。值得注意的是，我们的测量结果表明，狄拉克间隙尺度与合金成分，而失真的大小几乎保持不变。基于理论计算，我们发现狄拉克质量是由成分相关的SS渗透深度，这决定了重量的SS在扭曲的区域，被限制在表面控制。最后，我们发现在非拓扑区域中存在SS，它具有带隙的双支狄拉克费米子的特征。
2014-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Higher-order topology in honeycomb lattice with Y-Kekulé distortions
本文研究具有Y型Kekulé畸变的蜂窝晶格中的高阶拓扑态，发现扩张畸变下体系具有以$\mathbb{Z}_6$不变量表征的非平凡高阶拓扑，并在角部存在拓扑角态，表明该体系是研究高阶拓扑态的理想平台。
2024-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultralow thermal conductivity from transverse acoustic phonon suppression in distorted crystalline α-MgAgSb
低热导率有利于保持热电材料两端之间的温度梯度，以确保连续的电子电流产生。在高性能热电材料中，存在两种主要的低热导率机制：PbTe和SnSe中的声子非谐性和AgCrSe 2和CuCrSe 2中的动力学无序导致的声子散射，这已被非弹性中子散射成功地揭示。利用中子散射和从头计算方法，本文报道了α-MgAgSb中声子非谐诱导的超低晶格热导率与静态局域结构畸变的结合机制。由于横向声学声子几乎完全被化合物的内在扭曲岩盐亚晶格散射，热主要由纵向声学声子传输。α-MgAgSb超低的热导率是由于其结构畸变改变了原子动力学，这为提高类似热电材料的性能提供了一种可能的微观途径。
2020-01-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effect of suppression of local distortion on magnetic, electrical and thermal transport properties of Cr substituted bi-layer manganite LaSr$_{2}$Mn$_{2}$O$_{7}$
本文研究了LaSr $_{2}$ Mn $_{2-y}$ Cr $_{y}$ O $_{7}$多晶样品（$y$ =0.1，0.2，0.4和0.6）的磁、电和热输运性质（塞贝克效应和热导率）。$^{3+}$取代$^{3+}$位导致$e_g$ -电子的$d_{x^2-y^2}$轨道的移动，导致晶格体积收缩。磁性测量揭示了Cr掺杂样品的玻璃态行为的外观，伴随着A型反铁磁结构的崩溃和铁磁团簇的生长。Cr掺杂对电输运的影响在很宽的温度范围内强烈地增强了绝缘行为，而在较低的温度下，它抑制了局部最小的热电功率。声子热导率随着Cr含量的增加而逐渐升高，这与典型的杂质对热导率的影响相矛盾。我们将此归因于通过引入Cr $^{3+}$的Jahn-Teller非活性离子来抑制局部晶格畸变。
2005-09-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multi-Phase Equilibrium of Crystalline Solids
本文提出了一个晶体固体平衡的连续介质模型，其中明确地考虑了周期性晶格结构。该模型还允许点和线缺陷在大部分的晶格和接口，和运动学的这种缺陷进行了一些详细的讨论。阿吉布斯变分的论点是用来推导出必要的多相平衡（晶体晶体和晶体熔体），其中所允许的晶格变化涉及在散装和相界面处的缺陷的创建和运输的体积和界面条件。的界面能，假设取决于界面位错密度和取向的界面相对于两个阶段的晶格，也包括在分析中。以前的非线性弹性模型的基础上的非相干和相干接口的平衡结果恢复的特殊情况下，当晶格畸变被约束，以符合宏观变形梯度，从而排除体位错。该公式是纯粹的空间，不需要求助于一个固定的参考配置或应变的弹塑性分解。然而，这种分解可以通过叠加到已经错位的状态上的增量弹性形变来引入，但是导致额外的平衡条件。该演示强调了{配置力}的作用，因为它们提供了一个自然的框架，描述和解释的奇异性和相变。
1999-07-21 cond-mat.mtrl-sci
A phase transition driven by subtle distortion without broken symmetry on spin, charge and lattice in Layered LnCu4-δP2(Ln=Eu, Sr)
在凝聚态物理的朗道相变理论中，任何热动力学相变都必须服从某种对称性破缺，这些对称性是相对于它的自旋、电荷、轨道和晶格的。本文报道了层状材料LnCu_（4-δ）P_2（Ln=Eu，Sr）在T_p ~120 K或140 K附近的一个罕见的相变，该相变是由电荷、自旋和晶格对称性没有破缺的结构畸变驱动的.通过热膨胀验证，晶格参数的变化（ΔLc/Lc）~ 0.013%或0.062%，远小于典型晶体相变的变化（~0.5-1%），但热容的显着异常为其热力学转变的内在本质提供了明确的证据。
2022-07-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Low temperature mixed spin state of Co3+ in LaCoO3 evidenced from Jahn-Teller lattice distortions
利用拉曼光谱研究了LaCoO 3单晶在5 K - 300 K温度范围内的单声子和多声子激发。一阶拉曼光谱显示了更大的数量的声子模式比允许的菱面体结构。额外的声子模式解释激活模式由于晶格畸变，所产生的Jahn-Teller（JT）活动的中间自旋（IS）状态的Co 3+离子。特别是，608-cm-1拉伸型模式的峰值能量和散射强度作为温度的函数显示出异常行为。二阶声子激发谱的反常温度依赖性符合具有JT轨道级特征的Franck-Condon机制。
2006-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Real space imaging of metastable Bragg glass states in a weakly pinned Type II superconductor
无序背景下晶体有序的破坏与凝聚态物理中一些最具挑战性的问题有关。对于超导涡旋晶格，在杂质的存在下的平衡态被预测为“布拉格玻璃”（BG），在那里的本地晶体秩序是保持无处不在，但全球的位置顺序代数衰减。在这里，使用扫描隧道光谱（STS），我们在弱钉扎NbSe 2单晶的涡旋晶格图像。我们提出的直接证据表明，有序状态的VL是BG，由大量的简并亚稳态，这是一个标志的玻璃态。这些结果是一个重要的一步，了解淬火随机无序的影响下的晶格无序与直接影响的各种领域，包括电荷密度波，胶体晶体和自组织周期性结构的基板上。
2015-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Charge Transport in Thin-Film Transistors Based on Liquid-Crystalline Phthalocyanines
Universidade Federal de Santa Catarina（圣卡塔琳娜联邦大学）；Institut national de la recherche scientifique, Centre Énergie Matériaux Télécommunications（国家科学研究研究所，能源材料电信中心）；Centre de Recherche Paul Pascal, Université de Bordeaux & CNRS（保罗·帕斯卡研究中心，波尔多大学与法国国家科学研究中心）
研究液晶酞菁（无金属及Cu、Zn、Ni、Co配合物）的振动特征与有机薄膜晶体管电性能的关联，揭示金属配位、介晶有序和环境条件对电荷传输的协同影响。
2026-06-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Correlating synthesis, structure and thermal stability of CuBi nanowires for spintronic applications by electron microscopy and in situ scattering methods
本研究合成了不同Bi含量和晶畴尺寸的Cu1-xBix纳米线，利用电子显微镜和X射线散射技术揭示了合成条件对Bi局域化及晶格畸变的影响，并探明了其热稳定性，为优化自旋电子器件的自旋霍尔效应性能奠定了基础。
2025-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
