硅压力诱导相变的原子尺度路径解析
材料科学
2026-03-06 v1 计算物理
摘要
硅存在几种亚稳态 allotropes，这些构型近期因寻找兼容Si技术且具有优异（如光学）性能的材料而受到关注。本文我们阐明了硅在受压条件下发生相变的原子尺度机制。为此，我们协同利用多种最先进的方法。特别是，我们在NPT分子动力学模拟和固态 nudged elastic band（SS-NEB）计算中运用先进的GAP 互作用势，并通过ab initio DFT计算进行验证。我们将实验 nanoindentation 文献中所报告的证据与模拟结果进行关联。特别关注原子尺度转换路径，使其在纯退火条件下允许从BC8/R8相到hd相的转化。我们展示了在BC8/R8基质中hd相局部核化的直接模拟，并通过SS-NEB的运用提取其对应的原子尺度机制。我们扩展了研究，考察了压力对核化势垒的影响，为解释文献中观察到的hd相的异质核化提供了论据。
引用
@article{arxiv.2408.12358,
title = {Unraveling the Atomic-Scale Pathways Driving Pressure-Induced Phase Transitions in Silicon},
author = {Fabrizio Rovaris and Anna Marzegalli and Francesco Montalenti and Emilio Scalise},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.12358},
year = {2026}
}