无机固体中量子力学特征与结构相变的关联
材料科学
2025-03-06 v1
摘要
我们提出了一种新的描述符，即局域晶格畸变，用于预测含有镧系元素和过渡金属的无机化合物的结构相变。该描述符利用从实验已知晶体相的结构优化中获得的局域晶格和角度畸变，采用最先进的密度泛函理论方法。该描述符的预测能力在以多种相变著称的稀土基 RE₂In（RE=稀土）化合物上进行了验证。我们表明，通过局域电荷、成键、对称性和电子结构纳入量子力学效应，可以增强描述符在预测结构相变方面的鲁棒性。为了获得进一步见解，我们分析了 Y₂In 的声子和电子行为，并表明只有在包含原子应变时才能预测实验观测到的相变。该描述符被用于预测若干新化合物的结构相变，即 (Yb₁₋ₓErₓ)₂In 和 Gd₂(In₁₋ₓAlₓ)，并通过 X 射线粉末衍射测量进行了验证。最后，我们通过预测不同类别化合物的相变行为展示了所提出描述符的普适性，表明我们的方法在映射新型功能材料所需相变方面具有用处。
引用
@article{arxiv.2503.03120,
title = {Linking quantum mechanical features to structural phase-transformation in inorganic solids},
author = {Prashant Singh and Anis Biswas and Alexander Thayer and Yaroslav Mudryk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.03120},
year = {2025}
}
备注
25 page, 8 figures, 78 references