理解 BaZrO3 中的关联：纳米尺度的结构与动力学
材料科学
2024-03-22 v1
摘要
锆酸钡 BaZrO3 是少数几种被声称在常压下平均立方结构保持至 0K 的钙钛矿之一，同时其在能量上非常接近通过 R 点软声子模凝聚而得到的四方相。然而，先前的研究表明，BaZrO3 的局域结构可能在低温下发生变化，形成纳米畴或类玻璃相。在此，我们通过使用具有近密度泛函理论（DFT）精度的机器学习势的分子动力学模拟，研究了 BaZrO3 的全局与局域结构随温度与压力的变化。我们表明，R 点八面体倾斜模的软化在低温与常压下产生弱的扩散超晶格反射，这也已被实验观测到。然而，我们未观察到任何静态纳米畴，而是观察到 ZrO6 八面体的软动态涨落，其关联长度为 2 至 3nm，时间尺度约为 1ps。这种软动态行为是相变的前兆，并解释了测量中弱超晶格峰的出现。另一方面，在 300K 下增加压力时，我们发现在约 16GPa 处发生从立方相到四方相的相变，这也与实验研究一致。
引用
@article{arxiv.2310.05565,
title = {Understanding correlations in BaZrO3:Structure and dynamics on the nano-scale},
author = {Erik Fransson and Petter Rosander and Paul Erhart and Göran Wahnström},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.05565},
year = {2024}
}