CaSnF$_6$ 中相变、无谐性与热传导的耦合

理解结构相变与热传导之间的耦合对于设计可调节性功能材料至关重要。本文通过结合第一性原理计算和机器学习演化势能，实现了跨宽温度范围的大规模分子动力学模拟，以探讨 CaSnF$_6$ 中的这一相互作用。模拟准确捕捉了第一阶结构相变及其相关晶格动力学。我们表明，负热膨胀源于由交叉共享的 [CaF$_6$]$^{4-}$ 八面体共作旋转引起的低能级刚性单元模式，导致键角弯曲和体积收缩。与此同时，强无谐性以四声子散射为主，在抑制晶格热导率 ($\kappa_L$) 中发挥核心作用。关键的是，非平衡模拟揭示了 $\kappa_L$ 在相变附近呈现显著的非单调异常，偏离传统 $\sim 1/T^{\alpha}$ 行为，为晶格重构提供了直接的传输证据。这些结果建立了将晶格几何、无谐振动动力学与热传导联系起来的统一机制，突显了机器学习势能在桥接原子尺度相变与宏观传输性质方面的潜力。