单晶ZrW₂O₈中的低能声子
材料科学
2025-07-16 v2
摘要
ZrW₂O₈是表现出负热膨胀(NTE)材料的典型范例。目前普遍认为，在ZrW₂O₈以及许多其他表现出NTE的框架材料中，一组低能声子模式（而非仅仅一两个）负责这种异常的热特性。然而，支撑这一提议的密度泛函理论(DFT)计算的定量验证和分析仍然缺乏。特别是，使用非弹性中子散射在整个倒易空间中探测低能声子（不同于仅探测布里渊区中心的其他技术）在技术上具有挑战性，因此很少进行。这里我们报告了在400 K温度范围内跨越大量布里渊区的非弹性中子散射测量结果。我们在低温下发现了DFT计算与实验数据之间的一致性。然而，DFT预测的由于晶格参数减小（升温）引起的声子模式偏移并未被观察到。这很可能是由于抵消性的非谐效应，我们使用有限温度分子动力学(MD)计算进行了验证。尽管如此，DFT和MD结果都一致表明ZrW₂O₈中的NTE源于张力效应，并且中子散射结果进一步支持了这一解释。
引用
@article{arxiv.2408.10797,
title = {Low energy phonons in single crystal ZrW$_{2}$O$_{8}$},
author = {R. A. Ewings and A. I. Duff and K. Refson and T. G. Perring and J. Ollivier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.10797},
year = {2025}
}
备注
17 pages, 17 figures