具有选择性无序-声子耦合的类晶体非周期固体的设计
材料科学
2016-02-16 v1
摘要
功能材料设计通常聚焦于结构有序系统，因为无序被认为对许多重要物理性质是有害的。在此，我们通过展示特定类型的强关联无序可以产生有序态无法获得的有用特性，从而挑战这一范式。低对称性构建单元与高对称性拓扑模板的巧妙组合，导致了蕴含此类拓扑无序的非周期“准晶态”固体。我们识别了准晶态的关键类别及其特征衍射行为，并建立了与已知及目标材料的多种映射。至关重要的是，我们所考虑的强关联无序与分布在整个布里渊区内的特定调制周期性集合相关。晶格动力学计算揭示了选择性无序-声子耦合到具有这些相同周期性的晶格振动。对声子谱的主要影响是引起能量色散而非波矢色散，正如在弛豫铁电体中观察到的知之甚少的“瀑布”效应。准晶态固体的这一特性提出了一种机制，通过该机制，强关联拓扑无序可能允许新的有用功能，包括高性能热电器件所需的独立优化的热传输和电子传输行为。
引用
@article{arxiv.1508.05909,
title = {Design of crystal-like aperiodic solids with selective disorder--phonon coupling},
author = {Alistair R. Overy and Andrew B. Cairns and Matthew J. Cliffe and Matthew G. Tucker and Andrew L. Goodwin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.05909},
year = {2016}
}
备注
4 figures