Computational Discovery of Metastable NaMnO$_2$ Polymorphs as High-Performance Cathodes with Ultralow Na$^+$ Migration Barriers
通过从头算进化算法发现两种亚稳态NaMnO$_2$多晶型物，其中Cmcm相具有创纪录的低Na$^+$迁移势垒（0.27–0.39 eV）和更高电压，有望成为高性能钠离子电池正极材料。
2025-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Experimental and theoretical study of stable and metastable phases in sputtered CuInS${_2}$
黄铜矿型Cu（In，Ga）S ${_2}$由于在叠层太阳能电池中的潜在应用，近年来引起了人们的新的兴趣。在这方面的贡献，一个相结合的理论和实验方法，适用于研究稳定和亚稳相形成的CuInS ${_2}$（CIS）薄膜。从头计算进行，以获得形成能，X射线衍射图，和拉曼光谱的CIS多型体和相关化合物。多个CIS结构与锌的钙钛矿和纤锌矿衍生的晶格被确定和它们的XRD/拉曼光谱图显示包含重叠的功能，这可能会导致错误识别。采用二元靶溅射和高温硫化两步法制备了富铜到贫铜的薄膜。发现当用这种方法生长材料时，形成几种CIS多晶型物。在贫铜材料中，首次在溅射薄膜中观察到纤锌矿CIS以及黄铜矿CIS和CuAu有序CIS。一旦纤锌矿CIS相形成，就难以转化成稳定的黄铜矿多晶型物。CuIn ${_5}$ S ${_8}$和NaInS ${_2}$与CIS多晶型物一起被发现容纳过量的In。有人认为，亚稳态的多晶型物稳定的前体的非化学计量，因此严格的组成控制是必需的。
2022-06-07 cond-mat.mtrl-sci
The role of disorder in the synthesis of metastable zinc zirconium nitrides
在材料科学中，通常认为由密度泛函理论预测的基态晶体结构是最容易合成的多晶型物。三元氮化物材料，具有许多可能的亚稳多晶型物，提供了丰富的材料空间来研究什么影响热力学稳定性和多晶型物的可合成性。例如，理论上预测ZnZrN 2在零开尔文下具有不寻常的层状“wurtsalt”基态晶体结构，具有引人注目的光电性质，但尚不清楚这种结构是否可以在实际合成条件下通过实验实现。在这里，我们使用组合溅射法合成了数百个ZnxZr 1-xNy薄膜样品，并发现亚稳态岩盐衍生或氮化硼衍生的结构，而不是预测的wurtsalt结构。使用统计多晶型取样器的方法，它表明，虽然岩盐是最不稳定的多晶型在零开尔文，它成为最稳定的多晶型在高有效温度下类似于那些使用这种溅射沉积方法，从而证实了实验结果。额外的计算表明，这种不稳定的wurtsalt多晶型物是由于构型熵和热效应，振动的贡献可以忽略不计。具体而言，岩盐和氮化硼衍生的结构成为最稳定的多晶型物中存在的障碍，因为更高的容忍度的阳离子交叉取代和非化学计量比wurtsalt结构。这种对无序耐受性在竞争多晶型物合成中的作用的理解可以使可合成的晶体结构及其可实现的材料性质的更准确的预测成为可能。
2022-03-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Pressure-stabilized dual-BCC polymorphism in a rhenium-based high-entropy alloy
University of Alabama at Birmingham（阿拉巴马大学伯明翰分校）
研究通过高压合成了一种稳定的双体心立方结构，揭示了压力在复杂合金中调控多形结构的有效性，为高熵合金的多形工程提供了新途径。
2026-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Ge$_{136}$ type-II clathrate as precursor for the synthesis of metastable germanium polymorphs: a computational study
本文用\textit{ab initio}小胞元方法研究了不同温度和压力下笼形II型结构Ge（CF 136）的压缩响应。在较低压力$p$ =2.5 GPa下，亚稳金属bct-5相与在较高压力下形成的$β$ -Sn Ge（tI 4）竞争。在降低温度时，从Ge $_{136}$获得的无定形中间体的存在更加明显，并且有助于形成更致密的结构图案，由此可以形成金属bct-5。其中，各向异性盒波动促进相形成。使用一组拓扑描述符，包括协调序列和环统计数据的metadaptics运行进行了深入分析。在结构景观的历史和无定形中间体的差异是至关重要的选择性形成特定的亚稳多晶型物，对把晶体结构的预测变成实际的材料。
2022-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.comp-ph
Ion exchange synthesizes layered polymorphs of MgZrN$_2$ and MgHfN$_2$, two metastable semiconductors
针对三元氮化物合成困难的问题，本研究以Li₂ZrN₂为前驱体，通过离子交换反应合成亚稳层状多晶型MgZrN₂和MgHfN₂，验证了Li-M-N相作为合成新三元氮化物前驱体的潜力。
2024-12-03 cond-mat.mtrl-sci
van der Waals forces stabilize low-energy polymorphism in B2O3: Implications for the crystallization anomaly
最近预测的，从来没有合成，B $_2$ O $_3$多晶型的结合能和结构特性进行了研究，从第一性原理使用密度泛函理论和高精度多体方法，即随机相近似和量子蒙特卡罗。我们表明，范德华力在使实验已知的多晶型物（B $_2$ O $_3$ -I）的能量最低，许多竞争亚稳结构只躺在几千卡/摩尔以上的关键作用。值得注意的是，所有亚稳晶体在能量和密度上都与玻璃相当，同时具有各向异性和机械柔软的结构。此外，根据我们的稳定性标准，最佳亚稳多晶型物具有在玻璃和最近合成的硼硫酸盐化合物中发现的结构基序。我们的发现为理解B $_2$ O $_3$的反常行为提供了新的视角，即它在玻璃态结构中的玻璃化倾向与已知晶体截然不同。
2019-06-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Polar and antipolar polymorphs of metastable perovskite BiFe0.5Sc0.5O3
在高压（6 GPa）和高温（1500 K）条件下合成的亚稳钙钛矿BiFe_（0.5）Sc_（0.5）O_3通过加热/冷却热循环下的不可逆行为以两种不同的多晶型（反极性Pnma和极性Ima_2）获得。Ima 2相代表了倾斜铁电结构的原始类型，其中Bi 3+阳离子分别沿着正交的[1 - 10]p和[1-10]p伪立方方向表现出极性和反极性位移，并且与关于极轴的反相八面体倾斜相结合。在TN ~ 220 K以下，Pnma和Ima 2结构变体均表现出长程反铁磁有序，并具有弱铁磁成分。基于一般唯象方法的偶极、磁和弹性序参量之间的耦合分析表明，两相的弱铁磁性主要是由反相八面体倾斜引起的，其轴向性质直接代表了Dzyaloshinskii矢量的相关部分.在极性Ima 2相允许的自发磁化的磁电贡献描述的第五度自由能不变，预计将是小的。
2014-03-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Sampling polymorphs of ionic solids using random superlattices
多晶型现象为发现新型功能材料提供了丰富且几乎未开发的空间。为了利用这种潜在的方法能够探索空间的多态性和评估其可实现性是必要的。一个这样的方法设计的部分离子固体。结构预测部分是通过对大量随机超晶格（RSLs）进行局部DFT弛豫来进行的，这些超晶格具有以有利于阳离子-阴离子配位的方式随机分布在不同平面上的原子。应用RSL采样MgO，ZnO和SnO 2表明，由此产生的概率发生给定的结构提供了一个衡量其实现充分解释实验观察到的，亚稳多晶型物在这三个系统。
2015-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Nucleation of a stable solid from melt in the presence of multiple metastable intermediate phases: Wetting, Ostwald step rule and vanishing polymorphs
在许多系统中，稳定固体的成核可以在其他（通常多于一个）亚稳相的存在下发生。这些可以是多晶型固体或甚至液相。在这种情况下，从熔体中的固相的成核可以通过亚稳相来促进，因为后者可以“润湿”母相和子相之间的界面，即使在母液和稳定固相的热力学性质中可能没有亚稳相存在的标志。经典成核理论（CNT）的直接应用在这里是有缺陷的，因为它高估了成核势垒，因为表面张力被高估（通过忽略中间级的亚稳相），而子相和母相之间的热力学自由能隙保持不变。在这项工作中，我们讨论了一个密度泛函理论（DFT）为基础的统计力学方法来探索和量化这种促进。我们构建了一个简单的序参量依赖的自由能表面，然后使用DFT计算（i）序参量分布，（ii）整体成核自由能垒和（iii）之间的表面张力的母液和亚稳固体，也母液和稳定的固相。该理论确实发现，在润湿的存在下，成核自由能垒可以显着降低。这种方法可以提供一个微观解释的奥斯特瓦尔德步骤规则和著名的现象“消失的多晶型”，取决于温度和其他热力学条件。理论揭示了相变动力学的不同场景，其中一些可以通过现代纳米合成方法进行探索。
2013-04-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Encoding innumerable charge density waves of FeGe into polymorphs of LiFe6Ge6
本研究基于DFT计算发现FeGe中因Ge1二聚化排列不同存在无限亚稳态CDW，通过填充Li原子可将其映射为稳定的LiFe6Ge6多晶型，建立了CDW与结构多晶型的新关联，为探索磁性笼目金属物理提供新途径。
2024-05-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The ground state and polymorphism of LiSc(BH4)4 finally understood by Density Functional Theory modelling
我们报道了一种新的亚稳γ多晶型的混合金属硼氢化物LiSc（BH 4）4。利用密度泛函理论计算和色散修正，我们证明了范德华H. H相互作用的正确理论描述的标题化合物。我们提出了有序的基态结构（α形式），并修改了最近报道的β相，现在将其描述为固溶体，LiSc（BH 4）4-xClx，x~0.7。LiSc（BH 4）4多晶型使用Zr（BH 4）4型结构合理化，其中Sc -> Zr和Li处于间隙面心位置。
2020-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Ion-Beam Modification of Metastable Gallium Oxide Polymorphs
具有α-Ga 2 O3结构的氧化镓由于其独特的性质（包括超过最稳定的β相（\b{eta} -Ga 2 O3）的宽带隙）而在电子和光子应用方面最近引起了极大的关注。然而，与\b{eta} -相相比，α-相在环境条件下的较低的热稳定性需要仔细研究其对其他外部影响如离子辐照、离子掺杂等的耐受性。研究了氢化物气相外延生长的多晶氧化镓层在Al ~+离子辐照作用下的结构变化。主要由α相和α（\k{appa}）相夹杂物组成。X射线衍射分析表明，辐照层中的α（\k{appa}）相夹杂物沿基体表面法线方向发生膨胀，而α相没有明显的变形。这说明不同的Ga 2 O3多晶型物具有不同的耐辐射性，特别是α相具有更高的耐辐射性。在开发有效掺杂策略方面，当利用离子注入来改变氧化镓特性时，应考虑到这一事实。
2021-02-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Metastable Monolayer Formation through a Connector Structure
研究提出一种利用热力学稳定的连接体结构，通过调节温度和压力从平衡态出发有意生长特定亚稳态表面结构的方法，并通过动力学Monte Carlo模拟验证了其有效性。
2025-03-10 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Three metallic BN polymorphs: 1D multi-threaded conduction in 3D network
本文通过第一性原理计算提出了三种新型金属sp2/sp3杂化氮化硼（BN）多晶型。其中之一，命名为tP-BN，是基于进化粒子群结构搜索预测。TP-BN由两个互锁的环构成，形成管状3D网络。稳定性和能带结构计算表明，tP-BN在零压下是亚稳的金属。态密度和电子轨道的计算证实了金属性来源于sp2杂化的B和N原子，并在三维网络中形成一维线性导电通道。根据原子结构与电子性质之间的关系，人工构建了另外两种亚稳金属sp2/sp3杂化BN结构。电子性质计算表明，这两种结构都具有沿不同轴向的一维导电沟道。在这项研究中预测的多晶型丰富的结构和BN化合物的导电机制提供了不同的图片。
2019-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Out-of-equilibrium Polymorph Selection in Nanoparticle Freezing
设计不平衡的合成过程的能力已经打开了创造具有显着物理化学性质的纳米材料的可能性，与扩展系统中的平衡过程相比，从更丰富的可能原子结构中进行选择。在这项工作中，我们采用原子模拟来演示如何控制多晶型选择通过冷却速率在纳米粒子冷冻的情况下，镍$_3$铝，一种材料，具有丰富的结构景观。最先进的自由能计算允许合理化复杂的成核过程，发现两个动力学途径之间的切换，产生在室温下的平衡结构和在较高温度下的替代亚稳结构。我们的发现解决了技术应用中纳米合金合成的关键挑战，即，通过设计迫使系统进入期望的亚稳态的处理历史，合理地利用动力学和热力学之间的竞争。
2020-09-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
A metastable amorphous intermediate is responsible for laser-induced nucleation of glycine
通过光钳作用的激光诱导晶体成核，特别是通过激光偏振的多晶型选择，有望对结晶进行前所未有的控制。然而，在附近的液-液临界点或溶解性间隙的情况下，所需的中尺度集群的起源仍然不清楚。最近的一些所谓的非经典成核的研究表明，存在大的无定形团簇。在这里，我们表明，过饱和的甘氨酸水溶液形成亚稳的中间颗粒，是关闭的直接路径晶体成核。激光诱导晶体成核仅在激光“激活”这些粒子之一时发生。原位低频拉曼光谱用于证明它们的无定形或部分有序的特性和各种晶体多晶型物的转化。在许多以前报道的激光诱导晶体成核实验中，溶液老化的要求强烈表明，无定形中间体的存在是一个普遍的要求。
2022-03-22 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Predicting kinetics of polymorphic transformations from structure mapping and coordination analysis
为了将合理的材料设计和发现扩展到亚稳态多晶型物的空间，对其寿命进行快速可靠的评估至关重要。受Buerger（1951）早期工作的启发，我们在此研究仅使用晶体学参数预测多晶型转变动力学的途径。作为这项研究的一部分，我们开发了一个通用的算法来映射晶体结构到彼此之间，并构建它们之间的转换途径。所开发的算法可靠地再现已知的转化途径，并揭示了关键的作用，沿着该途径的化学键的解离在选择最佳（低能量障碍）映射。通过利用我们的结构映射算法，我们能够定量地证明直观的期望，即沿着路径的化学键的最小解离，或者在离子系统中，沿着路径的原子的配位条件不降低到低于最终化合物中的配位，代表了快速转化动力学的要求。我们还证明了结构映射算法的有效性，结合协调分析，在研究一个详细的原子级图片是目前难以捉摸的多晶型之间的转换。
2017-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Time-Temperature-Transformation (TTT) Diagrams to rationalize the nucleation and quenchability of metastable $α$-Li$_3$PS$_4$
Faculty of Engineering, Hokkaido University（北海道大学工学部）；Department of Materials Science and Engineering, University of Michigan（密歇根大学材料科学与工程系）；Department of Physics, Tokyo Metropolitan University（东京都立大学物理学系）；Graduate School of Advanced Science and Engineering, Hiroshima University（广岛大学先进理工学研究科）；Japan Synchrotron Radiation Research Institute（日本同步辐射研究所）；Department of Materials Science, Graduate School of Engineering, Osaka Metropolitan University（大阪公立大学工学研究科材料科学系）；Department of Applied Chemistry, Graduate School of Engineering, Osaka Metropolitan University（大阪公立大学工学研究科应用化学系）；Institute for Materials Research, Tohoku University（东北大学物质研究所）
本文通过构建TTT图揭示α-Li₃PS₄亚稳态形成机制，结合理论计算与实验观测，阐明纳米尺度下低表面能稳定α相并降低核化能垒的原理。
2026-01-04 cond-mat.mtrl-sci
All "roads" lead to rocksalt structure
通过第一性原理随机结构采样和转化动力学建模研究MgO、TaC和PbTe，揭示了岩盐结构因局部极小值最大且其他结构迅速转化为岩盐而主导二元化合物，解释了多晶型缺失及岩盐在高熵陶瓷等材料中的普遍性。
2024-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Selective Random Structure Search (SRSS): Unbiased Exploration of Polymorphs in Crystals
Suzhou Laboratory（苏州实验室）；Zhejiang Ocean University（浙江海洋大学）；Northwestern Polytechnical University（西北工业大学）
SRSS通过结合对称约束随机生成与特征多样性选择，高效探索晶体材料的构型空间，发现多种新多形体，无需GPU加速即可实现无偏搜索。
2026-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Direct determination of the zero-field splitting for Fe$^{3+}$ ion in a synthetic polymorph of the oxalate mineral stepanovite NaMgFe(C$_2$O$_4$)$_3\cdot$9H$_2$O: a natural MOF
采用非弹性中子散射（INS）、比热和磁化强度分析方法研究了准二维天然金属有机骨架材料--透辉石NaMgFe（C $_2$ O $_4$）$_3\cdot$ 9 H $_2$ O的磁性。在0.5K以下，没有观测到长程磁序。INS谱在基温下能量转移为0.028（1）和0.050（1）meV处出现了两个无色散激发，它们是由Fe $^{3+}$离子的PDMATHBMP = 5/2基态多重态的零场分裂之间的磁跃迁产生的。对INS结果的进一步分析表明，Fe离子$^{3+}$具有易轴各向异性，轴向各向异性参数$D$ = $-$ = 0.0128（5）meV，菱形参数$E$ = 0.0014（5）meV。低温磁比热在零场下的向上行为和磁场下的类肖特基峰进一步支持了INS的结果。我们的研究结果清楚地揭示了磁地面和激发态的这种stepanovite多晶型。
2021-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic Structure and Core Spectroscopy of Scandium Fluoride Polymorphs
氟化钪的结构，能量和电子性质的微观知识仍然是不完整的，尽管这种材料作为制造铝钪合金的中间体。在工作的基础上的第一性原理计算和X-射线光谱，我们评估的稳定性和电子结构的计算预测的六个ScF $_3$多晶型，其中两个对应于实验解决的单晶相。在基于密度泛函理论（DFT）的理论分析中，我们根据它们的形成能、电荷密度分布和电子性质（带隙和态密度）确定多晶型物之间的相似性。我们发现材料的低温相和高温相的结果之间存在惊人的相似性，间接证实了它们之间发生的转变主要由晶格的刚性旋转组成。有了这些知识，我们研究的X射线吸收光谱从Sc和F K-边缘对比的第一原理的结果，从解决方案的Bethe-Salpeter方程顶部的全电子DFT与高能量分辨率的荧光检测测量。计算结果的分析揭示了电子起源的吸收最大值，并提供了信息的突出的激子效应，表征所有光谱。与测量结果的比较证实，样品主要由高温和低温多晶型的ScF $_3$。然而，实验结果中的一些细节表明，探测的粉末样品可能含有缺陷和/或残留的亚稳多晶型物的痕迹。
2023-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Physics-guided descriptors for prediction of structural polymorphs
我们开发了一种结合机器学习（ML）和密度泛函理论（DFT）的方法，通过引入基于结构畸变模式的物理指导描述符来预测低能多晶型物。我们系统地产生晶体结构，利用畸变模式和计算它们的能量与单点DFT计算。然后，我们训练ML模型来识别材料的高维势能面上的低能配置。在这里，我们使用BiFeO3作为一个案例研究，并探讨其相空间通过调整一组有限的不同失真模式的线性组合的振幅。我们的程序是通过重新发现几个已知的亚稳相的BiFeO3与复杂的晶体结构进行验证，并证明其效率通过识别21个新的低能量多晶型。这种方法提出了一种新的途径，加速预测固态材料中的低能多晶型物。
2022-06-08 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Complex low energy tetrahedral polymorphs of group IV elements from first-principles
碳的能量景观非常复杂，拥有各种重要的亚稳相，包括金刚石，富勒烯，纳米管和石墨烯。在这种景观中寻找结构，特别是那些具有大晶胞的结构是具有挑战性的。在这里，我们使用一个组合的随机搜索策略，采用两种算法（AIRSS和RG 2），适用于连接约束的单位细胞包含多达100个碳原子。我们发现了三个低能碳多晶型物（Pbam-32，P6/mmm和I-43 d）与新的拓扑结构，包含32，36和94个原子在其原始细胞，分别。它们相对于金刚石的能量分别为96 meV/atom，131 meV/atom和112 meV/atom，这表明潜在的亚稳态。这三种碳同素异形体是机械和动态稳定的，绝缘的碳晶体具有超硬机械性能。I43 d结构具有7.25 eV的直接带隙，这是碳同素异形体家族中最宽的带隙。Pbam-32、P6/mmm和I-43 d的硅、锗和锡版本也显示出能量、动力学和机械稳定性。计算的电子性质表明，它们是潜在的半导体和光伏应用材料。
2018-10-11 cond-mat.mtrl-sci
New polymorph γ-CuWO4 inspired by γ-CuMoO4: experimental identification and theoretical verification
该研究通过两种非平衡技术制备三元 CuWO4，结合实验表征与从头算计算发现并验证了类似 γ-CuMoO4 的亚稳新相 γ-CuWO4。
2025-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Stability and elasticity of metastable solid solutions and superlattices in the MoN-TaN system: a first-principles study
本研究通过第一性原理计算，系统分析了MoN-TaN体系固溶体与超晶格的多维度稳定性及弹性特性，揭示了无序结构、超晶格架构的能量优势与新相形成机制，明确了不同结构的硬度与延展性变化规律。
2017-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Metastable rocksalt ZnO is $p$-type dopable
尽管几十年的努力，实现$p$型导电性的宽带隙ZnO在其基态纤锌矿结构仍然是一个挑战。在这里，我们详细介绍了如何$p$型氧化锌可以实现在亚稳态，高压岩盐相（也宽隙）与锂作为外部掺杂剂。利用现代第一性原理缺陷理论，我们预测锂掺杂岩盐相$p$型优先取代锌，并引入浅受主能级。补偿施主如间隙Li和/或氢（普遍存在于纤锌矿相中）的形成受到岩盐结构的紧密堆积性质的抑制，岩盐结构还表现出促进低空穴有效质量和空穴离域的相对高的绝对价带边缘。在富O合成条件下，预测所得的自由空穴浓度超过$\sim10^{19}$ cm $^{-3}$，而在贫O条件下，系统保持$n$型可掺杂。除了揭示令人信服的机会，在实现长期寻求的$p$型ZnO的亚稳态岩盐结构，我们的研究结果提出了多态性作为一个有前途的路线，克服强掺杂不对称的宽带隙氧化物。
2018-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure study of TiO2 polymorphs, evaluation of formic acid adsorption on dry (001) and (100) TiO2(B) facets by DFT calculations
采用密度泛函理论计算方法，比较了金红石型、单斜型和金红石型TiO 2（B）的体相结构和电子性质.包括TiO 2（B）是由于实验结果，其中它在通过水热合成获得的低含量层状钛酸钠纳米结构的热退火期间作为亚稳相出现。带隙和表面能进行了讨论，面对平面波（PW）和局域基组方法（LCNAO）得到的结果，观察两种方法之间的良好协议时，考虑浮动基础使用LCAO计算表面能。如Vittadini A.例如，J. Phys. Chem. C 2009，113（44），18973-18977中所述的方法的顺序与对代表最稳定的TiO 2表面之一的anatasa（101）计算的顺序相同。研究了甲酸在（001）和（100）-不太稳定的-TiO 2（B）干晶面上的吸附，作为进一步评估TiO 2（B）纳米结构用于染料敏化太阳能电池（DSSC）应用的第一步。结果表明，双齿解离构型在两个表面上都是最稳定的，计算得到的（001）和（100）的吸附能分别为0.76 eV和1.35 eV。这些结果不同于以前发现的干anatasa（101），其中单齿配位占主导地位。评估的TiO 2（B）板的反应性与TiO 2（B）板相当，并且表明其可以是用于染料敏化太阳能电池目的的常见染料的良好吸附剂。
2011-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Structure determination of a brownmillerite Ca2Co2O5 thin film by Precession Electron Diffraction
采用脉冲激光沉积技术在（101）-NdGaO 3衬底上生长了Ca/Co=1的钴酸钙薄膜。沉积的亚稳相的结构使用从横截面样品记录的旋进电子衍射3D数据集来解决。结果表明，在衬底诱导应变作用下，钙钛矿型钙钛矿结构的Ca_2Co_2 O_5 +d（SG：Ibm_2）得到了稳定化，其晶格参数为a= 0.546nm，b=1.488nm，c=0.546nm。通过透射电子显微镜的研究，进一步讨论了这种亚稳钴酸盐的结构和显微结构，并与相关的块体材料进行了比较
2009-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Topological Graph-based Analysis of Solid-State Ion Migration
为了加速新型离子导电材料的发展，我们提出了一个通用的图论分析框架，在任何晶体结构中的离子迁移。图的节点表示迁移离子的亚稳位点，边缘表示相邻位点之间的离散迁移事件。从一组可能的亚稳态迁移位点开始，该框架通过计算这些位点之间的个体迁移能垒来为边缘分配权重。通过在周期性迁移图中搜索最低成本循环来识别对应于宏观离子迁移的周期性模拟单元中的连接路径。为了验证该框架的实用性，我们提出了不同多晶型VO（PO4）中Li迁移的自动分析，从而识别出两种不同的晶体结构，具有简单的迁移途径，表明总体< 300 meV的迁移势垒。
2022-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Low-energy tetrahedral polymorphs of carbon, silicon, and germanium
用密度泛函理论和从头算随机结构搜索（AIRSS）方法对低能四面体多晶型碳和硅进行了计算。在我们的搜索中获得的几个假设相具有比第14族元素的其他多晶型物更低或相当的结晶度，这些多晶型物已经被实验合成或最近被提出作为实验中获得的未知相的结构，因此应该被认为是特别有趣的候选者。在晶胞中具有24个原子的P-bam对称结构被发现是碳、硅和锗中的低能量、低密度亚稳多晶型物。在硅中，发现Pbam在区域中心具有直接带隙，估计值为1.4 eV，这表明其作为光伏材料的应用。我们还发现了一个低能手性骨架结构的P41 21 2对称性与20个原子，每个细胞含有五重螺旋原子，其投影拓扑结构是所谓的开罗型二维五边形平铺。我们认为，P41 21 2是一个可能的候选人的未知相硅XIII的结构。我们详细讨论了Pbam和P41 21 2，将它们的能量和结构与其他14族元素的能量和结构进行了对比，特别是最近提出的P42 /ncm结构，我们还提供了一个详细的解释，作为一个倾斜的类金刚石四面体网络。
2015-08-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Raman Investigation of the Ice Ic - Ice Ih Transformation
在许多冰的多晶型物中，在环境压力下存在于自然界中的冰I具有两种不同的结构，即稳定的六方（Ih）或亚稳的立方（Ic）结构。立方冰Ic的精确分析一直缺失，直到最近发现了一种简单的方法来获得结构纯的形式。在这里，我们报告了拉曼光谱研究的转变亚稳态冰Ic到稳定的形式Ih，通过应用一个非常缓慢的温度斜坡冰Ic样品最初在150 K。的热行为的光谱特征源自晶格和OH-伸缩振动模式进行了仔细测量，确定的热力学条件的Ic-Ih过渡和动力学的两种结构具有显着的准确性。此外，两次转化动力学测定的比较还可以提供该转化过程活化能的估计。
2020-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Atomic motion in solids with dimpled potentials
本文提出动态多晶型固体模型，以NiTi合金等为例，预测冷却时发生对称性破缺一级相变，并讨论非简谐势中声子计算的三种方法。
2018-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.app-ph
Magnetic versus nonmagnetic polymorphs of RuBr$_3$ under pressure
本研究利用高压X射线衍射等技术揭示了$α$-RuBr$_3$在压力下的结构与磁性演化，发现静水压缩引发磁性崩溃并使其偏离Kitaev极限，同时稳定了共线zigzag态。
2024-06-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Synthesis of a mixed-valent tin nitride and considerations of its possible crystal structures
理论结构预测方法和高通量计算技术的最新进展正在革命性地发现化学稳定的无机材料。亚稳材料代表了一个新的前沿研究，因为即使是简单的二元非基态化合物的共同元素可能等待发现。然而，存在与非平衡薄膜合成和晶体结构预测相关的重大研究挑战，例如实验样品中的小应变晶体和基于能量最小化的理论算法。在这里，我们报告的实验合成和表征，以及理论第一性原理计算的先前未报道的混合价二元锡氮化物。薄膜实验表明，这种新型材料是N-缺乏SnN与锡在混合的II/IV价态和一个小的低对称性的单位电池。理论计算表明，最有可能的晶体结构具有与扭曲的铜铁矿（SG 166），这是近0.1 eV/原子以上的基态SnN多晶型物的空间群2（SG 2）。这种观察是合理的SnN扭曲的铜铁矿的化学相关的Sn 3 N4尖晶石化合物，这提供了一个新的科学洞察的原因，生长的亚稳材料的多晶型物的结构相似性。除了报告简单的二元SnN化合物的发现，本文还说明了一种可能的方法，将各种先进的表征技术与第一原理性质计算方法相结合，以阐明以前未报道的亚稳材料的最可能的晶体结构。
2016-01-18 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Deciphering borophene growth pathways with data-driven simulations
Université Lyon 1（里昂第一大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；LMI, UMR 5615（LMI，UMR 5615）；Université de Poitiers（普瓦捷大学）；ISAE-ENSMA（高等航空航天与汽车工程师学院）；PPRIME（PPRIME研究所）；Université Lille（里尔大学）；INRA（法国国家农业食品与环境研究院）；ENSCL（里尔化学高等学院）；UMET, UMR 8207（UMET，UMR 8207）
通过结合机器学习势、巨正则蒙特卡洛模拟和数据驱动结构分类，构建了Ag(111)和Ag(100)上硼烯生长的温度-压力图，揭示了空位基序、相混合和种子结构如何控制多晶型选择，并确定了抑制竞争相、促进目标相的条件。
2026-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polymorph Selection in Charged Colloids in the Second Nucleation Step
Gulliver UMR CNRS 7083, ESPCI Paris, Universit\' e PSL, 75005 Paris, France.
研究揭示了带电胶体在第二成核阶段中，多形选择受高阶结构影响，通过分子动力学模拟发现前驱态的六方有序结构，并在不同相互作用范围内稳定多形的形成机制。
2026-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Normal Mode Determination of Perovskite Crystal Structures with Octahedral Rotations: Theory and Applications
核位分析方法用于计算具有八面体旋转的$ABX_{3}$钙钛矿多晶型物的简正模。我们提供的模式的14个小组的立方亚里斯多德描述格雷泽八面体倾斜模式，这是从旋转的$BX_{6}$八面体具有不同的意义和幅度的高对称轴。我们列出了每个倾斜系统的所有简正模，并指定了每个原子种类对模位移模式的贡献，阐明了对称性唯一模的物理意义。我们已经系统地产生了705个示意性原子位移模式的所有15个（14个旋转+1个未旋转）格雷泽倾斜系统的正常模式。我们展示了通过一些说明性的例子，如何使用这些表来识别的八面体旋转，对称呼吸，和一阶Jahn-Teller反对称呼吸扭曲的$BX_{6}$八面体，和相关的拉曼选择规则。我们预期这些表格和示意图将有助于理解块状钙钛矿的晶格动力学，并将作为阐明合成钙钛矿薄膜和超晶格中广泛物理性质的原子起源的参考点。
2013-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Predicting phase behavior of grain boundaries with evolutionary search and machine learning
晶界相变的研究是一个新兴的领域，直到最近才被实验所主导。探索这种现象的原子模型的主要瓶颈一直是缺乏一个强大的计算工具，可以预测接口结构。在这里，我们开发了一种新的计算工具，基于进化算法，进行高效的大正则晶界结构搜索，我们设计了一个聚类分析，自动识别不同的晶界相。它的应用程序的对称倾斜边界在铜的模型系统揭示了一个意想不到的丰富的多态性的晶界结构。我们发现新的基态和亚稳态通过探索不同的原子密度的结构。我们的研究结果表明，在整个取向差范围内的晶界有多个阶段，并表现出结构转变，这表明界面的相行为可能是一个普遍的现象。
2017-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Extended study of crystal structures, optical properties and vibrational spectra of polar 2-aminopyrimidinium hydrogen phosphite and bis(2-aminopyrimidinium) sulfate monohydrate and two 2-aminopyrimidinium hydrogen sulfate polymorphs
本研究扩展表征了极性2-氨基嘧啶鎓亚磷酸氢盐的晶体、光谱及光学性质，测定其低温结构与光学抗性，还研究了三种相关硫酸盐的晶体学与振动光谱，优化了固态DFT计算方法。
2025-04-09 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Phase-selective growth of $κ$- vs $β$-Ga$_2$O$_3$ and (In$_x$Ga$_{1-x}$)$_2$O$_3$ by In-mediated metal exchange catalysis in plasma-assisted molecular beam epitaxy
本研究利用MEXCAT-MBE技术实现了单相$κ$-与$β$-Ga$_2$O$_3$及其In合金的相选择性生长，揭示了多形体转变机制，并证明催化生长能显著提升异质外延温度与晶体质量。
2023-11-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Determination of the high-pressure crystal structure of BaWO4 and PbWO4
我们报告的结果角色散X射线衍射和X射线吸收近边结构的研究BaWO 4和PbWO 4在压力高达56 GPa和24 GPa，分别。BaWO 4在7.1 GPa压力下发生了由四斜晶系白钨矿结构（在正常条件下是稳定的）到单斜晶系富锌锰矿结构的压力驱动相变，而PbWO 4在9 GPa压力下发生了相同的相变。我们观察到的第二个过渡到另一个单斜结构，我们确定为同构相BaWO 4-II和PbWO 4-III（空间群P21/n）。我们还进行了从头算总能量计算，这支持在高压下在这两种化合物的稳定性。理论计算进一步发现，随着压力的增加，白钨矿相变得局部不稳定，并位移地转化为辉砷铅矿结构。然而，该fergusonite结构是亚稳态的，并且只有当向P21/n相的转变被动力学抑制时才能发生。我们在BaWO 4中的实验表明，超过47 GPa，它变成非晶态。
2006-06-02 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
